CN102313160B - 一种发光二极管灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发光二极管灯具，所述灯具包括：由LED光源和LED基板构成的基板光源、基板座、内配光罩、外配光罩、灯座；所述LED基板光源设置在所述基板座顶端；所述内配光罩设置在所述基板座的外侧，所述基板座的外侧壁紧贴所述内配光罩的内侧壁；所述内配光罩的顶端为一与所述基板光源相配合的透明体；所述外配光罩设置在所述内配光罩的外侧，所述外配光罩的内表面与所述内配光罩的外表面形成一密封空腔；所述密封空腔内充满散热液。采用本发明实施例，能够解决发光二极管基板被腐蚀的问题。
Description
技术领域
本发明涉及发光二极管领域，更具体的说是涉及一种发光二极管灯具。
背景技术
LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种可以直接把电转化为可见光的半导体器件。LED最早应用于指示灯、数字和文字的显示。随着白色LED的问世，加上LED具有工作电压低、耗电少、发光效率高、寿命长的优点，LED在照明领域得到越来越广泛的应用。LED灯节电高达80％以上，寿命为普通灯管的10倍以上。
一般认为LED的工作温度需要控制在80摄氏度以下，才能获得很高的光效和很长的寿命，因此对LED灯具的散热设计要求很高。参照图1，为现有技术的中空式液冷LED条形灯具的结构图。如图1所示，所述LED条形灯包括电连接器(图中未示出)、LED驱动器1a、LED基板2a、LED光源3a、中空内胆4a和配光灯罩5a、灯座(图中未示出)。
所述电连接器设置于LED条形灯具的两端，外部与市电进行连接，内部与LED驱动1a的输入端相连；所述中空内胆4a和配光灯罩5a形成的空腔6a内充满具有高传热能力的传热液体7a，所述LED驱动1a设置于所述中空内胆4a的空腔6a内，所述LED光源3a设置于LED基板2a上；所述LED光源3a设置于所述配光灯罩5a内；所述LED基板2a浸置在所述的传热液体7a中。
现有技术的LED条形灯具中，所述LED基板2a直接浸泡在传热液体7a中。由于传热液体7a一般均具有一定的腐蚀性，使得浸泡在传热液体7a中的LED基板2a很容易受到腐蚀。因此，现有技术中采用的传热液体7a，需要在满足散热性的同时，尽可能具有较低的腐蚀性，使得对传热液体7a的要求较高。同时，由于LED基板2a直接浸泡在传热液体7a中，传热液体7a会渗入到LED基板2a的芯片内部，腐蚀芯片，影响LED灯具的寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种发光二极管灯具，能够解决LED基板被传热液体腐蚀的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种发光二极管灯具，所述灯具包括：由LED光源和LED基板构成的基板光源、基板座、内配光罩、外配光罩、灯座；
所述LED基板光源设置在所述基板座顶端；
所述内配光罩设置在所述基板座的外侧，所述基板座的外侧壁紧贴所述内配光罩的内侧壁；所述内配光罩的顶端为一与所述基板光源相配合的透明体；
所述外配光罩设置在所述内配光罩的外侧，所述外配光罩的内表面与所述内配光罩的外表面形成一密封空腔；所述密封空腔内充满散热液。
优选地，所述基板座采用螺纹方式与所述内配光罩紧密连接。
优选地，所述基板座采用插槽形式与所述内配光罩紧密连接。
优选地，所述透明体为一配光透镜。
优选地，所述内配光罩和所述外配光罩采用相同或相近材料制成。
优选地，所述内配光罩和所述外配光罩的连接处采用超声波焊接。
优选地，所述基板座具有高导热性能。
优选地，在所述LED基板和基板座之间设置导热介质。
优选地，所述导热介质为导热板或导热涂层。
优选地，在所述密封空腔内、所述内配光罩的下方增设挡板；所述挡板与所述内配光罩构成不密封的狭小区域。
与现有技术相比，本发明实施例所述LED灯具，采用内配光罩，将所述外配光罩设置在所述内配光罩的外侧，与所述内配光罩形成一密封空腔，在所述密封空腔内充满散热液。通过基板座，将所述基板光源设置在所述内配光罩的内侧。由此，使得所述基板光源与散热液隔离开来，基板光源不再直接浸泡在散热液中，避免了因LED基板直接浸置在散热液中而产生的电化学反应、及散热液对LED基板的芯片造成的腐蚀。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术的中空式液冷LED条形灯具的结构图；
图2为本发明实施例一的发光二极管球泡形灯具的剖视图；
图3为本发明实施例一的发光二极管球泡形灯具存在气泡时剖视图；
图4为本发明实施例二的发光二极管球泡形灯具的剖视图；
图5为本发明实施例三的发光二极管条形灯具的截面图；
图6为本发明实施例三的发光二极管条形灯具的局部剖视图；
图7为本发明实施例四的发光二极管条形灯具的截面图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种发光二极管的灯具，能够解决LED基板被传热液体腐蚀的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明实施例所述的发光二极管灯具，包括：由LED光源和LED基板构成的基板光源、基板座、内配光罩、外配光罩、灯座。
其中，所述LED基板光源设置在所述基板座顶端；所述内配光罩设置在所述基板座的外侧，所述基板座的外侧壁紧贴所述内配光罩的内侧壁；所述内配光罩的顶端为一与所述基板光源相配合的透明体；所述外配光罩设置在所述内配光罩的外侧，所述外配光罩的内表面与所述内配光罩的外表面形成一密封空腔；所述密封空腔内充满散热液。
本发明实施例所述LED球泡形灯具，采用内配光罩，将所述外配光罩设置在所述内配光罩的外侧，与所述内配光罩形成一密封空腔，在所述密封空腔内充满散热液。通过基板座，将所述基板光源设置在所述内配光罩的内侧。由此，使得所述基板光源与散热液隔离开来，基板光源不再直接浸泡在散热液中，避免了因LED基板直接浸置在散热液中而产生的电化学反应、及散热液对LED基板的芯片造成的腐蚀。
因此，本发明实施例所述的LED灯具，可以随意采用具有高散热性能的液体作为散热液，而不用再考虑该液体的腐蚀性，使得散热液的可选择度较高。
优选地，本发明实施例所述内配光罩顶端的透明体与所述LED光源配合设置。此时，所述LED光源发出的光束能够通过所述内配光罩顶端的透明体透射到散热液中，再通过所述外配光罩射出去。
优选的，所述透明体可以为一配光透镜，所述LED光源发出的光束在进入散热液之前先进行一次配光，使得进入散热液之前的光线更加均匀；然后，所述光线再经过所述散热液的配光，透射到空气中的光线效果将更加理想。
在实际应用中，所述LED灯具具有多种形态，较常用的一般为球泡形灯具和条形灯具。本发明实施例中，分别以球泡形灯具和条形灯具为例进行详细介绍。对于其他形态的LED灯具，其工作原理与之相同，不再赘述。
参照图2所示，为本发明实施例一的发光二极管球泡形灯具的剖视图。
结合图2，所述LED球泡形灯具包括：LED光源11、LED基板12、基板座13、内配光罩14、外配光罩15、灯座16、灯座连接件17、LED驱动器18、电连接(图中未示出)。
所述LED光源11设置在所述LED基板12上构成基板光源，为所述LED灯具的发光源。所述LED基板光源设置在所述基板座13顶端。
所述内配光罩14设置在所述基板座13的外侧，所述基板座13的外侧壁紧贴所述内配光罩14的内侧壁。
所述内配光罩14的顶端为一透明体19，所述透明体19与所述LED光源11相配合，用于将所述LED光源11发出的光束透射出去。
所述外配光罩15设置在所述内配光罩14的外侧，二者之间采用螺纹连接，所述外配光罩15的内表面与所述内配光罩14的外表面形成一密封空腔110，所述密封空腔110内充满具有高散热性的散热液。
所述灯座16通过所述灯座连接件17与所述内配光罩14螺纹连接。所述灯头连接件17与所述内配光罩14形成中空内胆111，所述LED驱动器18设置在所述中空内胆111的空腔内。
本发明实施例一所述LED球泡形灯具，采用内配光罩14，将所述外配光罩15设置在所述内配光罩14的外侧，与所述内配光罩14形成一密封空腔110，在所述密封空腔110内充满散热液。通过基板座13，将所述基板光源设置在所述内配光罩14的内侧。由此，使得所述基板光源与散热液隔离开来，基板光源不再直接浸泡在散热液中，避免了因LED基板12直接浸置在散热液中而产生的电化学反应、及散热液对LED基板12的芯片造成的腐蚀。
因此，本发明实施例一中所述的LED球泡形灯具，可以随意采用具有高散热性能的液体作为散热液，而不用再考虑该液体的腐蚀性，使得散热液的可选择度较高。例如，可以采用散热性能好且非常廉价的水作为散热液，能够在实现散热的同时，有效地节省LED灯具的制造成本。
优选地，本发明实施例一中，所述LED基板光源可以采用铆接方式设置在所述基板座13上，使得所述LED基板12的下表面紧贴所述基板座13的顶端。所述基板座13可以采用螺纹方式与所述内配光罩14紧密连接。
具体的，可以在所述基板座13的外侧壁上开有外螺纹，所述内配光罩14的内侧壁开有与所述外螺纹相配合的内螺纹，由此，可以实现所述基板座13的外侧壁紧贴所述内配光罩14的内侧壁。
优选的，为了实现对LED基板光源的散热，所述基板座13可以采用易导热的金属材质。当LED基板12通电时，LED光源11被点亮，产生热量。LED光源11产生的热量通过基板座13，传递到与所述基板座13紧贴的内配光罩14上，而所述内配光罩14的外侧是浸泡在所述散热液中的。由此，可以将所述热量传递到散热液，实现散热。
同时，由图1可见，所述基板座13与内配光罩14紧贴的有效面积较大，由此能够非常有效地将LED基板光源上产生的热量最大限度的通过所述内配光罩14传送到所述散热液中。
优选地，本发明实施例中，可以在所述LED基板12与所述基板座13之间增设导热介质，进一步增强所述LED基板12与基板座13之间的导热效率。
所述导热介质可以为具有良好导热性能的导热板。具体的，所述导热板的上、下表面分别紧贴所述LED基板12和所述基板座13设置，用于增强二者之间的热传导。
所述导热介质还可以是具有良好导热性能的导热涂层。具体的，在所述LED基板12和基板座13之间涂抹导热涂层，增强二者之间的热传导。
本发明实施例一中，所述内配光罩14顶端为一透明体19，所述透明体19与所述LED光源11配合设置。此时，所述LED光源11发出的光束能够通过所述内配光罩14顶端的透明体19透射到散热液中，再通过所述外配光罩15射出去。其中，所述透明体19和LED光源11相配合，是指所述透明体19的形状和所述LED光源11的形状相配合，使得所述LED光源11发出的光束能够最大限度的通过所述透明体19投射出去。
优选的，所述透明体19可以为一配光透镜，所述LED光源11发出的光束在进入散热液之前先进行一次配光，使得进入散热液之前的光线更加均匀；然后，所述光线再经过所述散热液的配光，透射到空气中的光线效果将更加理想。
本发明实施例一中，所述内配光罩14和外配光罩15采用螺纹连接形式，所述外配光罩15的内表面与所述内配光罩14的外表面形成密封空腔110。
优选的，为了增强所述密闭空腔110的密闭性，防止散热液发生渗漏，可以在所述内配光罩14和外配光罩15的连接处增设密封垫112。
优选的，所述密封垫112可以采用硅胶、橡胶等密封性能较好的材质制成，例如，硅胶密封垫、橡胶密封垫等。
当所述LED灯具工作时，由于LED光源11发光产生热量，使得内配光罩14和外配光罩15受热膨胀。当所述内配光罩14和外配光罩15的膨胀系数差别较大时，二者因受热产生的膨胀形变不同，此时很容易使得所述内配光罩14和外配光罩15的连接处出现缝隙，从而导致散热液出现渗漏。
本发明实施例一中，为解决上述问题，所述内配光罩14和所述外配光罩15采用相近材料制成，使得二者的膨胀系数相近、相容性较好，因受热产生的膨胀形变很接近，能够更好的实现对散热液的密封作用。
优选地，将所述内配光罩14和所述外配光罩15采用相同材料制成，使得二者的膨胀系数完全相同，其受热产生的形变也相同，密封效果更好。
优选的，由于所述内配光罩14和所述外配光罩15使用相近或相同的材料制成，此时可以在内配光罩14和外配光罩15的螺纹连接处采用超声波焊接，将二者螺纹连接处熔融成一体，使得其密封性更好，更有利于防止散热液的渗漏。
参照图3，为本发明实施例一所述的发光二极管球泡形灯具存在气泡时的剖视图。由于液体一定的膨胀系数，所以散热液受热后会发生膨胀。对于所述密封空腔110，其内填充满散热液，当所述散热液受热膨胀后可能会导致外配光罩15的破裂。因此，实际应用中，在向密封空腔110内填充所述散热液的过程中，会在所述密封空腔110内保留一定大小的气泡113。所述气泡113的存在能够使得当所述散热液受热膨胀时，有一定的空间容纳膨胀的液体，有效地防止了外配光罩15的破裂。
但所述气泡113的位置很难固定，如图3所示，气泡113位于密封空腔110的顶部。当LED基板12上的LED光源11发光时，光线经过气泡113后射出外配光罩15，会在照射范围内出现光斑。本发明实施例二提供的发光二极管球泡形灯具有效的解决了这一问题。
参照图4，为本发明实施例二的发光二极管球泡形灯具的剖视图。图4中，在所述密封空腔110内、所述内配光罩14与所述外配光罩15连接处的下方增加挡板114，将所述气泡113的位置固定在密封空腔110的下部。由于所述内配光罩14与所述外配光罩15连接处的下方不是LED灯具的出光部，没有光线从该处发出，使得气泡113的存在不会产生光斑。
本发明实施例中所述挡板114安装在所述内配光罩14的下方，具体为所述外配光罩15与内配光罩14的连接处下方，所述挡板114的边缘与内配光罩14的外表面具有一定距离，该距离使得所述内配光罩14与所述挡板114构成不密封的狭小区域，所述气泡113被约束在所述狭小区域内。由于光线不从外配光罩15与内配光罩14的连接处射出，所以气泡113的存在不会在照射范围内产生光斑。
参照图5和图6所示，为本发明实施例三的发光二极管条形灯具的截面图和局部剖视图。
结合图5和图6，所述LED条形灯具包括：LED光源21、LED基板22、基板座23、内配光罩24、外配光罩25、灯座26、LED驱动器27、内密封盖28、电连接(图中未示出)。
所述LED光源21设置在所述LED基板22上构成基板光源，为所述LED灯具的发光源。所述LED基板光源设置在所述基板座23的顶端。
所述内配光罩24设置在所述基板座23的外侧，所述基板座23的外侧壁紧贴所述内配光罩24的内侧壁。
所述内配光罩24的顶端为一透明体29，所述透明体29与所述LED光源21相配合，用于将所述LED光源21发出的光束透射出去。
所述外配光罩25设置在所述内配光罩24的外侧，通过所述灯座26实现二者之间的连接。具体的，所述外配光罩25与所述灯座26紧密连接。所述内配光罩24通过所述内密封盖28实现与所述灯座26的紧密连接。所述外配光罩15的内表面与所述内配光罩14的外表面、以及灯座26形成一密封空腔210，所述密封空腔210内充满具有高散热性的散热液。
所述LED驱动器27设置在所述基板座23的中空内胆211内。
如图5所示，所述内密封盖28与所述内配光罩24形成中空内腔，所述LED基板光源位于所述中空内腔内。
由图可知，本发明实施三例所述LED条形灯具，采用内配光罩24，将所述外配光罩25设置在所述内配光罩24的外侧，与所述内配光罩24形成一密封空腔210，在所述密封空腔210内充满散热液。而所述LED基板光源则位于所述内配光罩24与内密封盖28构成的中空内胆211中。由此使得所述LED基板光源与散热液隔离开来，基板光源不再直接浸泡在散热液中，避免了因LED基板22直接浸置在散热液中而产生的电化学反应、及散热液对LED基板22的芯片造成的腐蚀。因此，本发明实施例三中所述的LED条形灯具，可以随意采用具有高散热性能的液体作为散热液，而不用再考虑该液体的腐蚀性，使得散热液的可选择度较高。
优选地，本发明实施例三中，所述基板座23的外侧壁紧贴所述内配光罩14的内侧壁。具体的，在LED条形灯具中，所述基板座23可以采用插槽形式与所述的内配光罩24连接。
优选的，为了实现对LED基板光源的散热，所述基板座23可以采用易导热的金属材质。当LED基板22通电时，LED光源21被点亮，产生热量。LED光源21产生的热量通过基板座23，传递到与所述基板座23紧贴的内配光罩24上，而所述内配光罩24的外侧是浸泡在所述散热液中的，由此，可以将所述热量传递到散热液，实现散热。
同时，由图2可见，所述基板座23与内配光罩24紧贴的有效面积较大，由此能够非常有效地将LED基板光源上产生的热量最大限度的通过所述内配光罩24传送到所述散热中。
优选地，本发明实施例中，可以在所述LED基板22与所述基板座23之间增设导热介质，进一步增强所述LED基板22与基板座23之间的导热效率。
所述导热介质可以为具有良好导热性能的导热板。具体的，所述导热板的上、下表面分别紧贴所述LED基板22和所述基板座23设置，用于增强二者之间的热传导。
所述导热介质还可以是具有良好导热性能的导热涂层。具体的，在所述LED基板22和基板座23之间涂抹导热涂层，增强二者之间的热传导。
本发明实施例三中，所述内配光罩24顶端为一透明体29，所述透明体29与所述LED光源21配合设置。此时，所述LED光源21发出的光束能够通过所述内配光罩24顶端的透明体29透射到散热液中，再通过所述外配光罩25射出去。
优选的，所述透明体29可以为一配光透镜，所述LED光源21发出的光束在进入散热液之前先进行一次配光，使得进入散热液之前的光线更加均匀；然后，所述光线再经过所述散热液的配光，透射到空气中的光线效果将更加理想。本发明实施例三中，所述外配光罩25与所述灯座26采用螺纹连接，所述外配光罩25的内表面与所述内配光罩24的外表面、以及灯座26形成密闭空腔210。
优选的，为了增强所述密闭空腔210的密闭性，防止散热液发生渗漏，可以在所述外配光罩25与灯座26的连接处增设密封垫20。
所述LED基板光源位于所述内配光罩24与内密封盖28构成中空内腔中。进一步的，为了防止所述散热液渗漏到所述中空内腔中，腐蚀所述LED基板光源，可以在所述内配光罩24与内密封盖28的连接处也增设密封垫212。
优选的，所述密封垫212可以采用硅胶、橡胶等密封性能较好的材质制成，例如，硅胶密封垫、橡胶密封垫等。
当所述LED灯具工作时，由于LED光源21发光产生热量，使得内配光罩24、外配光罩25、灯座26和内密封盖28均会受热膨胀，很容易导致它们相互之间的螺纹连接处出现缝隙，从而导致散热液出现渗漏。
本发明实施例三中，为解决上述问题，所述内配光罩24、外配光罩25、灯座26、内密封盖28均采用相近材料制成，使得其膨胀系数相近、相容性较好，因受热产生的膨胀形变很接近，能够更好的实现对散热液的密封作用。
优选地，将内配光罩24、外配光罩25、灯座26、内密封盖28均采用相同材料制成，使得二者的膨胀系数完全相同，其受热产生的形变也相同，密封效果更好。
优选的，由于所述内配光罩24、外配光罩25、灯座26、内密封盖28、使用相同或相近材料制成，此时可以在它们相互之间的螺纹连接处采用超声波焊接，将各螺纹连接处熔融成一体，使得其密封性更好，更有利于防止散热液的渗漏。
为了防止所述散热液受热膨胀导致外配光罩破裂，在本发明实施例所述条形LED灯具的密封空腔210内也会保留一定大小的气泡。但是当所述气泡的位置不受限定时，可能会在照射范围内产生光斑。本发明实施例四有效的解决了这一问题。
参照图7，为本发明实施例四的发光二极管条形灯具截面视图。
图7中，在所述密封空腔210内、所述内配光罩24的下方增加挡板214，具体的，所述挡板214设置在所述内配光罩24与所述基板座23连接处的下方，将气泡213的位置固定在密封空腔210的下部。由于所述内配光罩24的下方不是LED灯具的出光部，没有光线从该处发出，使得所述气泡213的存在不会产生光斑。
本发明实施例中所述挡板214安装在内配光罩24的下方，所述挡板214与所述内配光罩24构成不密封的狭小区域，使得所述气泡213被约束在所述狭小区域内。由于光线不从内配光罩24下方射出，所以气泡213的存在不会在照射范围内产生光斑。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种发光二极管灯具，其特征在于，所述灯具包括：由LED光源和LED基板构成的基板光源、基板座、内配光罩、外配光罩、灯座；
所述基板光源设置在所述基板座顶端；
所述内配光罩为几字形，所述基板座为门字形；
所述内配光罩设置在所述基板座的外侧，所述基板座的外侧壁紧贴所述内配光罩的内侧壁；所述内配光罩的顶端为一与所述基板光源相配合的透明体；
所述外配光罩设置在所述内配光罩的外侧，所述外配光罩的内表面与所述内配光罩的外表面形成一密封空腔；所述密封空腔内充满散热液；
所述LED光源发出的光束通过所述内配光罩顶端的透明体透射到散热液中，再通过所述外配光罩射出去。
2.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于，所述基板座采用螺纹方式与所述内配光罩紧密连接。
3.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于，所述基板座采用插槽形式与所述内配光罩紧密连接。
4.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于，所述透明体为一配光透镜。
5.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于，所述内配光罩和所述外配光罩采用相同或相近材料制成。
6.根据权利要求5所述的发光二极管灯具，其特征在于，所述内配光罩和所述外配光罩的连接处采用超声波焊接。
7.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于，所述基板座具有高导热性能。
8.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于，在所述LED基板和基板座之间设置导热介质。
9.根据权利要求8所述的发光二极管灯具，其特征在于，所述导热介质为导热板或导热涂层。
10.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于，在所述密封空腔内、所述内配光罩的下方增设挡板；所述挡板与所述内配光罩构成不密封的狭小区域。
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