CN102927476A - 一种液体传热的led球形灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液体传热的LED球形灯，包括由灯头和灯头连接座组成的灯头组件、中空散热器、驱动电源、由光引擎模组和高透光耐温防护罩组成的发光组件、玻璃罩壳，中空散热器中设置有电源容纳腔，驱动电源外套设有密封罩，密封罩的罩底与中空散热器的内周壁密封连接，高透光耐温防护罩和玻璃罩壳之间的空隙与密封罩和中空散热器之间的空隙相连通构成密封的液体循环散热通道，液体循环散热通道内充装有高导热性液体，这样光引擎模组中的LED灯珠燃点产生的热量对高导热性液体进行加热，高导热性液体受热后在液体循环散热通道产生对流，将热量通过玻璃罩壳和中空散热器散发到空气中，这种方式散热效果极佳，能够有效降低LED灯珠的结温。

Description

一种液体传热的LED球形灯

技术领域

本发明涉及一种大功率LED光源，尤其是涉及一种液体传热的LED球形灯。

背景技术

随着LED（Light Emitting Diode，发光二极管）技术的快速发展与成熟，LED光源作为一种新型节能型光源，因其具有高光效、高显色性、低功耗、长寿命等特点，所以越来越多场合采用LED光源代替传统的光源进行照明。

众所周知，LED光源与传统的光源一样，在工作期间会产生热量，LED光源在外加能量作用下，电子和空穴的辐射复合而发生的电致作用将30～35%的能量转化为光能，而非辐射复合发生的点阵振动将其余的65～70%的能量转化为热能。而LED灯珠是对温度很敏感的发光件，在工作温度较低的情况下，其才能获得高的可靠的光学指标，才能满足通常照明的使用要求，因此通常需要对LED光源进行散热。然而，为了满足通用照明高光通量的需求，人们进行9W及以上的大功率LED灯的研发，既要把LED引脚温度控制在80摄氏度以下，又要获得很高的光效和很长的寿命，这使得大功率LED灯的散热设计要求更高，不得不增加散热体的表面积以消散大量的热量，这样的散热体的质量重、金属用量多、体积大、制造复杂、成本高。

目前，通常采用各种散热技术，如热管、微热管、水冷、风冷等方法对LED灯实施散热，这些散热技术对功率在10W以下的LED灯能够取得较好的散热效果，然而对功率在10W及以上的大功率LED灯却很难达到较好的散热效果，从而将无法很好地满足高光效、长寿命的产品质量要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单紧凑、质量轻、成本低，且散热性能好的液体传热的LED球形灯。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种液体传热的LED球形灯，包括灯头组件、中空散热器、驱动电源、发光组件和玻璃罩壳，所述的灯头组件主要由灯头和与所述的灯头相连接的灯头连接座组成，所述的发光组件位于所述的玻璃罩壳内，其特征在于所述的中空散热器中设置有电源容纳腔，所述的中空散热器的后端边缘与所述的灯头连接座的前端边缘相连接，所述的中空散热器的前端边缘与所述的玻璃罩壳的罩底边缘相连接，所述的驱动电源固定于所述的灯头连接座上并与所述的灯头电连接，所述的驱动电源位于所述的电源容纳腔内，所述的驱动电源外套设有密封罩，所述的密封罩的罩底边缘与所述的中空散热器的内周壁密封连接，所述的发光组件主要由与所述的驱动电源电连接的光引擎模组和密封套设于所述的光引擎模组外的高透光耐温防护罩组成，所述的光引擎模组固定于所述的密封罩的罩顶，所述的高透光耐温防护罩和所述的玻璃罩壳之间的空隙与所述的密封罩和所述的中空散热器之间的空隙相连通构成一个密封的液体循环散热通道，所述的液体循环散热通道内充装有高导热性液体。

所述的光引擎模组主要由多面体散热支架、分别设置于所述的多面体散热支架的各个安装面上的金属基板及分别设置于各块所述的金属基板上的多颗LED灯珠组成，所述的多面体散热支架的底部与所述的密封罩的罩顶相连接，所述的多面体散热支架与所述的高透光耐温防护罩密封连接，所述的LED灯珠位于所述的高透光耐温防护罩内；利用多面体结构的散热支架且在多面体散热支架的各个安装面上安装多颗LED灯珠，这样不仅提高了灯体光通量，而且发光角度广。

所述的多面体散热支架沿轴向设置有中心通孔，所述的中心通孔内设置有易压缩气囊，所述的易压缩气囊的底部与所述的密封罩的罩顶相连接，所述的高透光耐温防护罩的罩顶设置有罩顶通孔，所述的罩顶通孔与所述的中心通孔相连通，所述的罩顶通孔的边缘与所述的多面体散热支架的顶部密封连接。

所述的高透光耐温防护罩的罩顶连接有用于作为灯体正面发光的补偿的发光连接器；发光连接器的设置使得整灯无暗区，更适合室内照明等特点。

所述的多面体散热支架上安装有用于与所述的驱动电源联动控制所述的高导热性液体的温度的温度传感器。

所述的多面体散热支架的各个安装面上安装有反光板或涂敷有反光材料，可增加灯体光通量及发光角度。

所述的中空散热器呈喇叭状，所述的中空散热器的窄端边缘与所述的灯头连接座的前端边缘相连接，所述的中空散热器的宽端边缘与所述的玻璃罩壳的罩底边缘相连接，所述的中空散热器采用的制作材料为金属材料或导热系数为1～30W/MK的导热塑料。

所述的玻璃罩壳的内外表面为磨砂表面或为涂设有硅胶的表面。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1）、本发明通过在玻璃罩壳内设置由光引擎模组和密封套设于光引擎模组外的高透光耐温防护罩组成的发光组件，并将高透光耐温防护罩和玻璃罩壳之间的空隙与中空散热器和套设于驱动电源外的密封罩之间的空隙相连通构成一个密封的液体循环散热通道，且在液体循环散热通道内充装高导热性液体，这样LED球形灯工作时光引擎模组中的多颗LED灯珠燃点产生的热量对高导热性液体进行加热，高导热性液体受热后在液体循环散热通道产生对流，将光引擎模组中的多颗LED灯珠燃点时产生的热量传导至玻璃罩壳和中空散热器，再通过玻璃罩壳和中空散热器散发到空气中，这种方式散热效果极佳，能够有效降低光引擎模组中的LED灯珠的结温，且可实现大功率、高光效的LED球形灯产品，如整灯功率在9～40W的大功率LED球形灯。

2）、本发明通过直接将高导热性液体充装于由高透光耐温防护罩和玻璃罩壳之间的空隙与中空散热器和套设于驱动电源外的密封罩之间的空隙相连通构成的密封的液体循环散热通道内，使得散热结构更为简单紧凑，并有效降低了生产成本。

3）、本发明通过在多面体散热支架中沿轴向设置一个中心通孔，并在中心通孔内设置一个易压缩气囊，这样在高导热性液体受热后体积发生膨胀或气压增加的情况下，易压缩气囊会变形压缩，可有效抵消高导热性液体膨胀的体积和产生的气压；另一方面，由于易压缩气囊设置于位于多面体散热支架内部的中心通孔内，因此不存在产生挡光或光斑的现象。

附图说明

图1为本发明的LED球形灯的整体结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视示意图；

图3为本发明的LED球形灯的分解结构示意图；

图4a为本发明的LED球形灯的发光组件的第一种结构示意图一；

图4b为本发明的LED球形灯的发光组件的第一种结构示意图二；

图5a为本发明的LED球形灯的发光组件的第二种结构示意图一；

图5b为本发明的LED球形灯的发光组件的第二种结构示意图二；

图5c为本发明的LED球形灯的发光组件的第二种结构示意图三。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明提出的一种液体传热的LED球形灯，如图1、图2和图3所示，其包括灯头组件1、中空散热器2、驱动电源3、发光组件4和玻璃罩壳5，灯头组件1主要由灯头11和与灯头11相连接的灯头连接座12组成，发光组件4位于玻璃罩壳5内，中空散热器2中设置有电源容纳腔21，中空散热器2的后端边缘与灯头连接座12的前端边缘相连接，中空散热器2的前端边缘与玻璃罩壳5的罩底边缘相连接，驱动电源3固定于灯头连接座12上并与灯头11电连接，驱动电源3位于电源容纳腔21内，驱动电源3外套设有用于安全隔离驱动电源3的密封罩31，密封罩31的罩底边缘与中空散热器2的内周壁密封连接，发光组件4如图4a和图4b所示，其主要由与驱动电源3电连接的光引擎模组41和密封套设于光引擎模组41外的高透光耐温防护罩42组成，光引擎模组41固定于密封罩31的罩顶，高透光耐温防护罩42和玻璃罩壳5之间的空隙与密封罩31和中空散热器2之间的空隙相连通构成一个密封的液体循环散热通道6，液体循环散热通道6内充装有高导热性液体（图中未示出），高导热性液体通过传导和对流实现热传导，从而达到良好的散热效果。

在此具体实施例中，光引擎模组41如图4a和图4b所示，其主要由多面体散热支架43、分别设置于多面体散热支架43的各个安装面上的金属基板49及分别设置于各块金属基板49上的多颗LED灯珠44组成，多面体散热支架43的底部与密封罩31的罩顶相连接，多面体散热支架43与高透光耐温防护罩42密封连接，LED灯珠44位于高透光耐温防护罩42内，通过利用多面体结构的散热支架43且在多面体散热支架43的各个安装面上安装多颗LED灯珠44，这样不仅提高了灯体光通量，而且发光角度广。在此，金属基板49可采用铝基板，金属基板49的热焊盘与LED灯珠44的热焊盘直接焊接。

在此，发光组件4中的多面体散热支架43也可替换为其他形式构成的呈多面体的散热体，如图5a、图5b和图5c所给出的发光组件4，该发光组件4的光引擎模组41由四片散热板45、分别设置于每片散热板45上的金属基板49及分别设置于各块金属基板49上的多颗LED灯珠44组成，四片散热板45的背面向内正面向外构成一个呈多面体的散热体46，四片散热板45分别与密封罩31的罩顶连接，这种结构的发光组件4，其高透光耐温防护罩替换为四块独立的开放式防护罩47，每块开放式防护罩47对应一片散热板45，与散热板45密封连接；在此，除了采用防护罩来防护LED灯珠44外，也可采用防护液来保护。

在此具体实施例中，多面体散热支架43沿轴向设置有中心通孔431，中心通孔431与液体循环散热通道6相连通，中心通孔431内设置有易压缩气囊7，易压缩气囊7的底部与密封罩31的罩顶相连接，高透光耐温防护罩42的罩顶设置有罩顶通孔421，罩顶通孔421与中心通孔431相连通，罩顶通孔421的边缘与多面体散热支架43的顶部密封连接。在此，在多面体散热支架43的中心通孔431中设置易压缩气囊7的目的是通过利用其在高导热性液体受热后体积发生膨胀或气压增加的情况下会变形压缩的功能，来有效抵消高导热性液体膨胀的体积和产生的气压；另一方面，由于易压缩气囊7设置于位于多面体散热支架43内部的中心通孔431内，因此不存在产生挡光或光斑的现象。在此，易压缩气囊7为易压缩的胶体。

在此具体实施例中，高透光耐温防护罩42的罩顶连接有发光连接器48，用于作为灯体正面发光的补偿，可使得LED球形灯的配光曲线接近白炽灯，从而使得整灯无暗区，更适合室内照明等特点。

在此具体实施例中，多面体散热支架43上安装有用于与驱动电源3联动控制高导热性液体的温度的温度传感器8，如图5c所示。

在此，多面体散热支架43采用塑料或金属材料制成，多面体散热支架43的各个安装面上安装有反光板（图中未示出）或涂敷有反光材料，可增加灯体光通量及发光角度。

在此具体实施例中，中空散热器2呈喇叭状，中空散热器2的窄端边缘与灯头连接座12的前端边缘相连接，中空散热器2的宽端边缘与玻璃罩壳5的罩底边缘相连接，中空散热器2采用金属材料或导热系数为1～30W/MK的导热塑料制成。

在此具体实施例中，玻璃罩壳5的内外表面为磨砂表面或为涂设有硅胶的表面；高透光耐温防护罩42采用透光率较高且耐温的透明塑料制成。

在此具体实施例中，高导热性液体可采用市售的导热性能良好，且透光性高、阻燃绝缘、无腐蚀无毒环保、惰性、循环流动性好、耐长期使用的液体，如：矿物油及其混合液、硅油及其混合液、乙二醇基混合液、1,2-丙二醇基混合液、三元醇（甘油）基混合液、碳氟化合物，或其它流体材料。

按照上述结构生产功率为16W的LED球形灯，其工作时高导热性液体在灯内部完成高效率热的分配、传导、散热。经测试，该16W的LED球形灯散热效果良好，整灯光通量≥1200lm，显色指数≥80，使用平均寿命达25000小时以上。

Claims (8)

1.一种液体传热的LED球形灯，包括灯头组件、中空散热器、驱动电源、发光组件和玻璃罩壳，所述的灯头组件主要由灯头和与所述的灯头相连接的灯头连接座组成，所述的发光组件位于所述的玻璃罩壳内，其特征在于所述的中空散热器中设置有电源容纳腔，所述的中空散热器的后端边缘与所述的灯头连接座的前端边缘相连接，所述的中空散热器的前端边缘与所述的玻璃罩壳的罩底边缘相连接，所述的驱动电源固定于所述的灯头连接座上并与所述的灯头电连接，所述的驱动电源位于所述的电源容纳腔内，所述的驱动电源外套设有密封罩，所述的密封罩的罩底边缘与所述的中空散热器的内周壁密封连接，所述的发光组件主要由与所述的驱动电源电连接的光引擎模组和密封套设于所述的光引擎模组外的高透光耐温防护罩组成，所述的光引擎模组固定于所述的密封罩的罩顶，所述的高透光耐温防护罩和所述的玻璃罩壳之间的空隙与所述的密封罩和所述的中空散热器之间的空隙相连通构成一个密封的液体循环散热通道，所述的液体循环散热通道内充装有高导热性液体。

2.根据权利要求1所述的一种液体传热的LED球形灯，其特征在于所述的光引擎模组主要由多面体散热支架、分别设置于所述的多面体散热支架的各个安装面上的金属基板及分别设置于各块所述的金属基板上的多颗LED灯珠组成，所述的多面体散热支架的底部与所述的密封罩的罩顶相连接，所述的多面体散热支架与所述的高透光耐温防护罩密封连接，所述的LED灯珠位于所述的高透光耐温防护罩内。

3.根据权利要求2所述的一种液体传热的LED球形灯，其特征在于所述的多面体散热支架沿轴向设置有中心通孔，所述的中心通孔内设置有易压缩气囊，所述的易压缩气囊的底部与所述的密封罩的罩顶相连接，所述的高透光耐温防护罩的罩顶设置有罩顶通孔，所述的罩顶通孔与所述的中心通孔相连通，所述的罩顶通孔的边缘与所述的多面体散热支架的顶部密封连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种液体传热的LED球形灯，其特征在于所述的高透光耐温防护罩的罩顶连接有用于作为灯体正面发光的补偿的发光连接器。

5.根据权利要求4所述的一种液体传热的LED球形灯，其特征在于所述的多面体散热支架上安装有用于与所述的驱动电源联动控制所述的高导热性液体的温度的温度传感器。

6.根据权利要求5所述的一种液体传热的LED球形灯，其特征在于所述的多面体散热支架的各个安装面上安装有反光板或涂敷有反光材料。

7.根据权利要求1所述的一种液体传热的LED球形灯，其特征在于所述的中空散热器呈喇叭状，所述的中空散热器的窄端边缘与所述的灯头连接座的前端边缘相连接，所述的中空散热器的宽端边缘与所述的玻璃罩壳的罩底边缘相连接，所述的中空散热器采用的制作材料为金属材料或导热系数为1～30W/MK的导热塑料。

8.根据权利要求1所述的一种液体传热的LED球形灯，其特征在于所述的玻璃罩壳的内外表面为磨砂表面或为涂设有硅胶的表面。

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