CN102052581A - 高效率led灯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效率LED灯,主要包括有交流电LED模块及散热灯座,该交流电LED模块具有导热部及电连接部,散热灯座为由散热性良好的具多孔隙结构非金属构成,并直接成型成灯座外形,散热灯座具有内凹部来容设前述交流电LED模块,该交流电LED模块的导热部与散热灯座内凹部结合,电连接部则连接外部电源,本发明的高效率LED灯另包括有导热片,该导热片设于交流电LED模块的导热部与散热灯座之间,当LED点亮时,其产生的热可迅速的被导热片所传导,使导热片上的热迅速的传导至散热灯座而散热,本发明中的散热灯座直接形成一般灯座外形,并兼具散热、电绝缘效能,可直接取代公知灯泡使用,且具有不需更换灯具而可直接替换灯泡使用的功效。
Description
技术领域
本发明属于一种LED灯,尤指一种除具有极佳的散热、电绝缘效果外,更具有不需更换灯具而可直接替换灯泡使用的功效的高效率LED灯。
背景技术
目前,LED是发光二极管(Light Emitting Diode)的缩写,是半导体材料制成的固态发光元件,材料使用III-V族化学元素(如:磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)等),发光原理是将电能转换为光,也就是对化合物半导体施加电流,通过电子与空穴的结合,过剩的能量会以光的形式释出,达到发光的效果,属于冷性发光,寿命长达十万小时以上。LED最大的特点在于:无需暖灯时间(Idling Time)、反应速度快、体积小、用电省、耐震、污染低、适合量产,具高可靠度,容易配合应用上的需要制成极小或阵列式的元件。但因为LED是固态照明,即是利用芯片通电,量子激态回复发出能量(光),但在发光的过程,芯片内的光能量并不能完全传至外界,不能出光的能量,在芯片内部及封装体内便会被吸收,形成热。LED一般的转换效率约只有10%~30%,所以1W的电,只有不到0.2W变成可以看见的光,其它都是热,若不散热,这些热量累积会对芯片效率及寿命造成损伤。因此要以高效率LED运用于照明设备首先要解决散热的问题。以LED散热专利为例,中国台湾公告号为M314505的新型专利“高功率LED灯泡散热结构”(参照2007年06月21日专利公告资料),主要是在灯头上固定有底基板,该底基板的顶面支撑固定有至少一支热导管,热导管套设固定有两个或两个以上散热片及一个顶基板,顶基板的顶面设有数量与热导管一致的高功率LED,该高功率LED的底面粘结支撑于热导管的顶端。中国台湾公告号为M314433的新型专利“发光二极管封装之散热模组”(参照2007年06月21日专利公告数据),该散热模组包含:LED电路板;散热块,其包括两个或两个以上散热片;以及散热胶材,借以直接固定该LED电路板于该散热块上;其中在该LED电路板与该散热块之间,不具有金属基板。中国台湾公告号为I260798的发明专利“高散热发光二极管”(参照2006年08月21日专利公告数据),至少包括:多孔隙材料层;热传导层,其设于该多孔隙材料层表面;以及芯片,其设于该热传导层,由该热传导层将该芯片所发出的热量传导至该多孔隙材料层,并由该多孔隙材料层将该热量对流至外部。
由以上在先申请可知公知LED散热大都采用金属散热片,或结合热导管、致冷芯片、均热板、散热风扇等方式进行散热,普遍具有散热效果不佳、散热速度不够迅速、散热模块结构复杂、成本高、不具电绝缘性安全规范等缺点,且由于所需搭配的散热结构为非规格化设计,因此必须设计专用的灯具方能使用。此即为现行公知技术存有最大的缺点,该缺点成为业界亟待克服的难题。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种散热效果佳、散热速度快、且不需更换灯具便可直接替换灯泡的高效率LED灯。
为达到上述目的,本发明提供一种高效率LED灯,其主要包括有交流电LED模块及散热灯座,该交流电LED模块具有导热部及电连接部,散热灯座为散热性良好的具多孔隙结构非金属构成,并直接成型成灯座外形,散热灯座具有内凹部,以容设前述交流电LED模块,交流电LED模块的导热部与散热灯座结合,电连接部则连接外部电源。
本发明的高效率LED灯另包括有导热片,该导热片设于交流电LED模块的导热部与散热灯座之间,当点亮LED灯时,其产生的热可迅速的被导热片所传导,并借导热片与散热灯座之间的热传导及热对流作用,使导热片上的热迅速的传导至散热灯座而散热。
前述散热灯座外缘设有灯泡专用的金属套、绝缘套及电源接触片,该金属套及电源接触片均与交流电LED模块的电连接部电性连接,以在公知灯泡灯具上使用。
前述交流电LED模块的电连接部设有投射灯座专用的连接端子,该连接端子并凸设出散热灯座底部外缘,以在公知投射灯具上使用。
前述散热灯座设有能增加散热表面积的纹路。
本发明还提供一种高效率LED灯,其主要包括有至少一个交流电LED模块、一个导热件及一个散热灯座,该交流电LED模块具有导热部及电连接部,各交流电LED模块设于导热件上,导热部与导热件接合,电连接部则连接外部电源,散热灯座为散热性良好的具多孔隙结构非金属构成,并直接成型成灯座外形。
本发明前述散热灯座具有内承部,导热件容设于内承部。
前述散热灯座外缘设有灯泡专用的金属套、绝缘套及电源接触片,该金属套及电源接触片均与交流电LED模块的电连接部电性连接,以在公知灯泡灯具上使用。
前述交流电LED模块的电连接部设有投射灯座专用的连接端子,该连接端子并凸设出散热灯座底部外缘,以在公知投射灯具上使用。
前述散热灯座设有能增加散热表面积的纹路。
本发明构装基板是利用金属具有高结构密度以及高比容热的特性,所以具有较高的导热能力(如:铜金属的热传导率为382W/m℃)。而该散热灯座是利用不同粒径的高热导率非金属粉粒(如:碳化硅SiC热传导率为270W/m℃),非金属具有较低的比容热,是一种相当好的散热材料。固体材料导热的机制有两种,一种是通过自由电子进行热的传递,这是金属材料导热的主要机制。另一种是通过点阵或晶格振动,即通过晶格波或热波来进行热的传递,这即是本发明中散热灯座的机制。
借由本发明的高效率LED灯,当点亮LED灯时,其产生的热可迅速的被散热灯座所传导而散热,或者其产生的热可迅速的被导热件所传导,并借导热件与散热灯座之间的热传导及热对流作用,使导热件上的热迅速的传导至散热灯座而散热,本发明散热灯座直接形成一般灯泡的灯座外形,并兼具散热及电绝缘效能,可直接取代公知灯泡使用,除具有较佳的散热效果外,更具有不需更换灯具可直接替换灯泡的功效。
附图说明
图1为本发明高效率LED灯的灯泡式实施例立体图;
图2为本发明灯泡式第一实施例立体分解图;
图3为本发明灯泡式第一实施例组装后的截面图;
图4为本发明灯泡式第二实施例立体分解图;
图5为本发明灯泡式第二实施例组装后的截面图;
图6为本发明灯泡式第三实施例立体分解图;
图7为本发明灯泡式第三实施例组装后的截面图;
图8为本发明高效率LED灯的投射灯式实施例立体图;
图9为本发明投射灯式第一实施例立体分解图;
图10为本发明投射灯式第一实施例组装后的截面图;
图11为本发明投射灯式第二实施例立体分解图;
图12为本发明投射灯式第二实施例组装后的截面图;
图13为本发明灯泡式第四实施例立体分解图;
图14为本发明灯泡式第五实施例立体分解图;
图15为本发明灯泡式第四实施例组装后的截面图;
图16为本发明灯泡式第六实施例组装后的截面图;
图17为本发明灯泡式第七实施例立体分解图;
图18为本发明灯泡式第七实施例组装后的截面图;
图19为本发明投射灯式第三实施例立体图;
图20为本发明投射灯式第三实施例立体分解图;
图21为本发明投射灯式第三实施例组装后的截面图。
附图标记说明
1 交流电LED模块 1’ 交流电LED模块
10 导热部 11 电连接部
2 散热灯座
20 内凹部 21 金属套
22 绝缘套 23 电源接触片
24 灯罩 25 连接端子
26 反射罩 27 纹路
28 固定板 29 穿孔
3 导热片
30 传导板
4 导热件
40 导热层
5 散热灯座
50 内承部 51 金属套
52 绝缘套 53 电源接触片
54 灯罩 55 连接端子
56 反射罩 57 纹路
58 固定板 59 穿孔
具体实施方式
为达到本发明前述的目的及更加了解本发明的结构、特征与所达到的功效,现列举实施例,并配合附图说明如后。
首先,请参阅图1、图2及图3所示,由图可知本发明高效率LED灯主要包括有:
交流电LED模块1,为规格化商品,其具有导热部10及电连接部11,交流电LED模块1的导热部10与散热灯座2结合,电连接部11则连接外部电源;
散热灯座2,其为散热性良好的具多孔隙结构(多孔隙结构即具有高比表面积结构)非金属构成(散热灯座2如可由热导率高的非金属粉体制成(如射出成型等),热导率高的非金属粉体诸如:氧化铝Al2O3、氧化锆Zr2O、氮化铝AlN、氮化硅SiN、氮化硼BN、碳化钨WC、碳化硅SiC、石墨C、结晶碳化硅、再结晶碳化硅RSiC等,而以氮化铝及碳化硅为佳),并直接成型成灯座外形,其具有内凹部20,内凹部20容设前述交流电LED模块1;
当点亮LED灯时,其产生的热可迅速的被散热灯座2所传导而散热,本发明散热灯座2直接形成一般灯泡的灯座外形,并兼具散热及电绝缘效能,可直接取代公知灯泡使用,除具有较佳的散热效果外,更具有不需更换灯具可直接替换灯泡的功效。
请参阅图4与图5所示,本发明的高效率LED灯另包括有导热片3,该导热片3为导热性良好的金属构成(导热良好的金属如金、银、铜、铁、铝、钴、镍、锌、钛、锰等),其设于交流电LED模块1的导热部10与散热灯座2之间,当点亮LED灯时,其产生的热可迅速的被导热片3所传导,并借导热片3与散热灯座2之间的热传导及热对流作用,使导热片3上的热迅速的传导至散热灯座2而散热。
请再参阅图6与图7所示,为提高散热效率,前述导热片3与散热灯座2之间另设有传导板30,该传导板30为导热性良好的金属构成(导热良好的金属如金、银、铜、铁、铝、钴、镍、锌、钛、锰等),使导热片3的热更迅速传导至散热灯座2而散热。
本发明的散热灯座2直接形成一般灯座外形,并兼具散热、电绝缘效能,可直接取代公知灯泡使用,除具有极佳的散热效果外,更具有不需更换灯具可直接替换灯泡的功效(即本发明可直接于旧的灯具上使用)。请参阅图1至图7所示,该散热灯座2外缘设有灯泡专用的金属套21、绝缘套22及电源接触片23(该灯泡专用的金属套21、绝缘套22及电源接触片23为国际通用规格,如E-27、E-14等),该金属套21及电源接触片23并与交流电LED模块1的电连接部11电性连接。又,散热灯座2上可设有灯罩24,而构成LED灯泡,如此即可以本发明直接螺合于公知灯泡的灯具上使用,而不必替换原有的旧灯具。
再请参阅图8、图9、图10、图11及图12所示,本发明交流电LED模块1的电连接部11连接有投射灯座专用的连接端子25(该投射灯座专用的连接端子25为国际通用规格,如MR16等),该连接端子25并凸设出散热灯座2底部外缘,散热灯座2上设有反射罩26,而构成LED投射灯,如此即可以本发明直接插合于公知投射灯具上使用,而不必替换原有的旧投射灯具。
又,本发明散热灯座2设有能增加散热表面积的纹路27。
请参阅图13与图15所示的本发明的另一实施例,由图可知本实施例中的高效率LED灯主要包括有:
至少一个交流电LED模块1(在本实施例中为一个),其为规格化商品,其具有导热部10及电连接部11,交流电LED模块1的导热部10与导热件4结合,电连接部11则连接外部电源;
导热件4,可为导热性良好的金属构成(导热良好的金属如金、银、铜、铁、铝、钴、镍、锌、钛、锰等),或可为热导率高的非金属构成(热导率高的非金属诸如:氧化铝Al2O3、氧化锆Zr2O、氮化铝AlN、氮化硅SiN、氮化硼BN、碳化钨WC、碳化硅SiC、石墨C、结晶碳化硅、再结晶碳化硅RSiC等,而以氮化铝及碳化硅为佳);
散热灯座5,其为散热性良好的具多孔隙结构(多孔隙结构即具有高比表面积结构)非金属构成(散热灯座5如由热导率高的非金属粉体制成(如射出成型等),热导率高的非金属粉体诸如:氧化铝Al2O3、氧化锆Zr2O、氮化铝AlN、氮化硅SiN、氮化硼BN、碳化钨WC、碳化硅SiC、石墨C、结晶碳化硅、再结晶碳化硅RSiC等,而以氮化铝及碳化硅为佳),并直接成型成灯座外形;
当点亮LED灯时,其产生的热可迅速的被导热件4所传导,并借导热件4与散热灯座5之间的热传导及热对流作用,使导热件4上的热迅速的传导至散热灯座5而散热。
本发明前述导热件4与交流电LED模块1的结合,可为交流电LED模块1构装完成后再与导热件4结合(请参阅图13),也可于导热件4上直接构装交流电LED模块1’(请参阅图14)。
本发明中的导热件4可直接成形于散热灯座5上(例如,请参阅图16所示,以印刷或涂布等方式直接在散热灯座5结合部上形成金属导热层40),即导热件4为直接在散热灯座5上形成的金属导热层40,借此以减少部件、降低成本。
请参阅图17、图18所示,本发明的前述散热灯座5具有内承部50,导热件4容设于内承部50。
本发明中的散热灯座5直接形成一般灯座外形,并兼具散热效能,可直接取代公知灯泡使用,除具有极佳的散热、电绝缘效果外,更具有不需更换灯具可直接替换灯泡的功效(即本发明可直接在旧的灯具上使用)。请参阅相关附图所示,该散热灯座5外缘设有灯泡专用的金属套51、绝缘套52及电源接触片53(该灯泡专用的金属套51、绝缘套52及电源接触片53为国际通用规格,如E-27、E-14等),该金属套51及电源接触片53并与交流电LED模块1的电连接部11电性连接。又,散热灯座5上可设有灯罩54,而构成LED灯泡,如此即可以本发明的高效率LED灯直接螺合于公知灯泡的灯具上使用,而不必替换原有的旧灯具。
再请参阅图19、图20及图21所示,本发明中的交流电LED模块1的电连接部11连接有投射灯座专用的连接端子55(该投射灯座专用的连接端子55为国际通用规格,如MR16等),该连接端子55并凸设出散热灯座5底部外缘,散热灯座5上设有固定板58,固定板58固定有反射罩56,而构成LED投射灯,如此即可以本发明高效率LED灯直接插合于公知投射灯具上使用,而不必替换原有的旧投射灯具。
本发明前述固定板58设有至少一个穿孔59,以形成对流作用,提高散热效能。散热灯座2设有能增加散热表面积的纹路57。
如此而达到本发明设计目的。
以上所述,仅为本发明的较佳可行实施例而已,并非用以局限本发明的范围,凡是熟悉此项技艺的人士,运用本发明说明书及权利要求所作的等效结构变化,理应包括于本发明的保护范围内。
Claims (21)
1.一种高效率LED灯,其特征在于,其主要包括有:
交流电LED模块,其具有导热部及电连接部,所述导热部与散热灯座结合,所述电连接部则连接外部电源;
散热灯座,其为具多孔隙结构非金属构成,并直接成型成灯座外形,所述散热灯座具有内凹部,该内凹部容设所述交流电LED模块。
2.如权利要求1所述的高效率LED灯,其特征在于,所述高效率LED灯另包括有由金属构成的导热片,该导热片设于所述交流电LED模块的导热部与所述散热灯座之间。
3.如权利要求2所述的高效率LED灯,其特征在于,所述导热片与所述散热灯座之间设有传导板,该传导板由金属构成。
4.如权利要求1所述的高效率LED灯,其特征在于,所述散热灯座外缘设有灯泡专用的金属套、绝缘套及电源接触片,所述金属套及所述电源接触片均与所述交流电LED模块的电连接部电性连接。
5.如权利要求4所述的高效率LED灯,其特征在于,所述散热灯座上设有灯罩。
6.如权利要求1所述的高效率LED灯,其特征在于,所述交流电LED模块的电连接部设有投射灯座专用的连接端子,该连接端子并凸设出所述散热灯座底部外缘。
7.如权利要求6所述的高效率LED灯,其特征在于,所述散热灯座上设有反射罩。
8.如权利要求1所述的高效率LED灯,其特征在于,所述散热灯座设有能增加散热表面积的纹路。
9.一种高效率LED灯,其特征在于,主要包括有:
至少一个交流电LED模块,其具有导热部及电连接部,所述导热部与导热件结合,所述电连接部则连接外部电源;
导热件;
散热灯座,其为由具多孔隙结构非金属构成,并直接成型成灯座外形。
10.如权利要求9所述的高效率LED灯,其特征在于,所述导热件由金属构成。
11.如权利要求9所述的高效率LED灯,其特征在于,所述导热件由非金属构成。
12.如权利要求9所述的高效率LED灯,其特征在于,所述交流电LED模块构装完成后再与所述导热件结合。
13.如权利要求9所述的高效率LED灯,其特征在于,所述导热件上直接构装所述交流电LED模块。
14.如权利要求9所述的高效率LED灯,其特征在于,所述导热件为直接在所述散热灯座上形成的金属导热层。
15.如权利要求9所述的高效率LED灯,其特征在于,所述散热灯座具有内承部,所述导热件容设于所述内承部。
16.如权利要求9所述的高效率LED灯,其特征在于,所述散热灯座外缘设有灯泡专用的金属套、绝缘套及电源接触片,所述金属套及所述电源接触片均与所述交流电LED模块的电连接部电性连接。
17.如权利要求16所述的高效率LED灯,其特征在于,所述散热灯座上设有灯罩。
18.如权利要求9所述的高效率LED灯,其特征在于,所述交流电LED模块的电连接部设有投射灯座专用的连接端子,该连接端子并凸设出所述散热灯座底部外缘。
19.如权利要求18所述的高效率LED灯,其特征在于,所述散热灯座上设有固定板,该固定板固定有反射罩。
20.如权利要求19所述的高效率LED灯,其特征在于,所述固定板设有至少一个穿孔。
21.如权利要求9所述的高效率LED灯,其特征在于,所述散热灯座设有能增加散热表面积的纹路。
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Cited By (2)
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CN102397054A (zh) * | 2011-11-22 | 2012-04-04 | 温州市龙德医疗科技有限公司 | Led照明双目间接检眼镜 |
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2009
- 2009-11-10 CN CN2009102110522A patent/CN102052581A/zh active Pending
Cited By (3)
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