CN104595747B - 一种led灯管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LED灯管，包括灯罩、灯座、LED基板、LED灯、电源连接端盖、灯罩，电源连接端盖与LED基板电气连接，灯座分为用于安装LED基板的第一卡槽和灯管腔，灯管腔内安装有绝缘套，绝缘套内安装有用于控制LED灯照明的电路板，灯座上还安装有用于单独控制灯管通断电的控制开关，控制开关与电路板电连接，电源连接端盖对称安装于灯管两端，且每一端均设有电源线引脚，LED基板具有一层铜板和一层铝合金板，铜板和铝合金板通过高压成型而贴合为一体。本发明的LED灯管可以实现多管串联，且单管独立管理通断电，LED基板通过采用铜板与铝合金板通过高压成型而贴合为一体，改善了散热性能，从而保证了LED灯的使用寿命。

Description

一种LED灯管
技术领域：
本发明涉及一种照明灯具，具体涉及一种LED灯管。
背景技术：
LED灯管也俗称光管、日光灯管，其光源采用LED作为发光体。LED灯管采用发光二极管作为光源，节电高达70％以上，寿命为普通灯管的10倍以上，光效更高、更为节能、使用寿命更长，而且更为环保，成为目前阶段代替荧光灯管的最理想产品。
现有的LED灯管通常是让220V交流市电直接加到LED灯管两端即可，通过外接的开关控制灯的照明，对于这种LED灯管只能单独使用，在需要较强照明的时候，也无法实现照明强度的改变，即使照明的功率能增大，灯管的散热效果也不好，使得灯管内因遇热而积聚水汽，导致灯管内的元器件因长期处于潮湿环境而受损，降低了使用寿命。
发明内容：
本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种散热性能良好、能通过串接灯管增大照明强度，又能单独控制每根灯管的通断电的LED灯管，其具体技术方案如下：
一种LED灯管，包括灯罩、灯座、LED基板、LED灯和电源连接端盖，所述灯座上安装有铺设有LED灯的LED基板以及用于保护LED灯的灯罩，所述电源连接端盖与LED基板电气连接，其特征在于：所述灯座分为用于安装LED基板的第一卡槽和灯管腔，所述灯管腔内安装有绝缘套，所述绝缘套内安装有用于控制LED灯照明的电路板，所述灯座上还安装有用于单独控制灯管通断电的控制开关，所述控制开关与电路板电连接，所述电源连接端盖对称安装于灯管两端，且每一端均设有电源线引脚，一根LED灯管的一端电源连接端盖能与另一根LED灯管的一端串联，所述灯罩、灯座、LED基板和电源连接端盖之间都是通过插接固定。所述LED基板具有一层铜板和一层铝合金板，所述铜板和铝合金板通过高压成型而贴合为一体，所述铝合金板的重量百分组成为：Si：0.30-1.00％，Fe：0.20-0.30％，且Si+Fe：0.60-1.00％，Mg：0.5-1.7％，Cu：0.10-0.20％，Zn：0.05-0.15％，Mn：0.05-0.15％，Ag：0.30-0.60％，La：0.01-0.02％，Nd：0.01-0.02％，Tb：0.01-0.015％，余量为Al。
铝合金中的合金元素是影响其导热性能的主要因素，合金元素对铝合金导热性能的影响取决于元素的加入量和其存在的形式。本发明条形灯LED基板所用的铝合金中的主要合金元素是为了改善合金强度而加入的Mg和Si，当镁硅质量比1.7左右时恰好生产强化相Mg2Si，且铁为0.20-0.30％时，可显著提高合金的导热能力，进而提高LED基板的散热性。尽管镁是铝合金中最常见的强化元素，通常每含量较低时，合金的热导率较高而强度稍低。当镁硅比值较大时，过剩的镁不仅削弱了Mg2Si的强化机制，还增加了自身在铝基体中的固溶度，导致合金的导热性能下降。当镁硅比值约1.7时，过剩的微量Si刚好和Fe弥散分布于铝基体中，二者形成β(Al9Fe2Si2)粗大相的几率很小，所以合金的导热性能较好。若当硅过剩量较多时，过剩的硅不仅固溶于铝基体中，并且与铁比值适当时，极易向化合态的β相转化，会导致合金导热性能下降。同时LED基板的铝合金中还含有适量的Cu、Zn、Mn、Ag，其中少量的Cu可以提高合金的机械性能，少量的Zn与Ag形成强化Ag2Zn提高合金的强度，适量Mn能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，显著细化再结晶晶粒，且可以溶解杂质铁，减小铁的有害作用，但是过量的Mn易生产Al-Si-Fe-P四元化合物，容易形成硬点并降低导热性，进而影响散热性，因此，通过各元素之间产生的协同作用，不仅提高LED基板合金的导热性，同时保证LED基板的机械性能，进而延长基板的使用寿命。
本发明的LED灯管两端都具有电源连接线，且灯座上安装有控制开关，在需要提供大功率照明时，可以通过多根灯管首位串联的方式，每增加一节灯管，其总的功率就增加一倍，当多根灯管串联后，发现功率过大，也可以通过控制开关断开其中一节灯管，这样在多节灯管的情况下，便于更换灯管和调节光照强度。
进一步的，所述灯座的两侧向外对称设有第二卡槽，所述灯罩为半圆形，且灯罩的两侧设有对称向内的卡棱，所述卡棱和所述第二卡槽能卡合。
进一步的，所述灯管在第一卡槽和灯管腔之间对称设有用于便于安装灯罩和LED基板的勾耳。
所述勾耳使得第一卡槽和第二卡槽的槽壁具有一定的延展性和收缩性，当LED基板***第一卡槽时，会给勾耳向外侧的压力，勾耳会向外延展，当灯罩***第二卡槽时，会给勾耳向内侧的压力，勾耳会向内收缩。
所述LED基板具有一层铜板和一层铝合金板，所述铜板和铝合金板通过高压成型而贴合为一体，所述铝合金板的重量百分组成为：Si：0.30-1.00％，Fe：0.20-0.30％，且Si+Fe：0.60-1.00％，Mg：0.5-1.7％，Cu：0.10-0.20％，Zn：0.05-0.15％，Mn：0.05-0.15％，Ag：0.30-0.60％，La：0.01-0.02％，Nd：0.01-0.02％，Tb：0.01-0.015％，余量为Al。
铝合金中的合金元素是影响其导热性能的主要因素，合金元素对铝合金导热性能的影响取决于元素的加入量和其存在的形式。本发明条形灯LED基板所用的铝合金中的主要合金元素是为了改善合金强度而加入的Mg和Si，当镁硅质量比1.7左右时恰好生产强化相Mg2Si，且铁为0.20-0.30％时，可显著提高合金的导热能力，进而提高LED基板的散热性。尽管镁是铝合金中最常见的强化元素，通常每含量较低时，合金的热导率较高而强度稍低。当镁硅比值较大时，过剩的镁不仅削弱了Mg2Si的强化机制，还增加了自身在铝基体中的固溶度，导致合金的导热性能下降。当镁硅比值约1.7时，过剩的微量Si刚好和Fe弥散分布于铝基体中，二者形成β(Al9Fe2Si2)粗大相的几率很小，所以合金的导热性能较好。若当硅过剩量较多时，过剩的硅不仅固溶于铝基体中，并且与铁比值适当时，极易向化合态的β相转化，会导致合金导热性能下降。同时LED基板的铝合金中还含有适量的Cu、Zn、Mn、Ag，其中少量的Cu可以提高合金的机械性能，少量的Zn与Ag形成强化Ag2Zn提高合金的强度，适量Mn能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，显著细化再结晶晶粒，且可以溶解杂质铁，减小铁的有害作用，但是过量的Mn易生产Al-Si-Fe-P四元化合物，容易形成硬点并降低导热性，进而影响散热性，因此，通过各元素之间产生的协同作用，不仅提高LED基板合金的导热性，同时保证LED基板的机械性能，进而延长基板的使用寿命。
本发明LED基板的铝合金中还加入了稀土添加剂La、Nd、Tb，经不断试验发现，在LED基板的铝合金中加入稀土添加剂可明显改善组织性能，使晶粒均匀，晶界偏析与夹杂数量少，组织致密。且稀土添加剂还具有以下几方面作用：一、可作为铝合金的精炼剂，对熔体具有除气作用，大大减少组织中的针孔率；二、降低铝合金的杂质含量，加强合金化的强度，组织较致密；三、对铸态组织具有变质作用，有效控制过剩元素的固溶度，提高合金的导热性能，进而提高其散热性，因为稀土添加剂La、Nd、Tb能与Fe、Si等合金元素生产过渡性化合物。
作为优选，所述LED基板中铜板的厚度为0.2-0.8mm，铝合金板的厚度为1.0-1.4mm。
作为优选，所述LED基板中铝合金板的重量百分组成为：Si：0.40-0.80％，Fe：0.20-0.25％，且Si+Fe：0.60-1.00％，Mg：0.5-1.5％，Cu：0.12-0.18％，Zn：0.05-0.12％，Mn：0.08-0.15％，Ag：0.30-0.50％，La：0.01-0.015％，Nd：0.015-0.02％，Tb：0.01-0.015％，余量为Al。
本发明与现有技术相比的有益效果：本发明的LED灯管可以实现多管串联，且单管独立管理通断电，既能在光照强度不足的调节又能满足光照强度过大的调节，本发明的LED基板通过采用铜板与铝合金板通过高压成型而贴合为一体，且铝合金板采用特定组分及含量的协同作用，使铝合金本身具有良好的散热性能，代替了额外铺设散热片的工序，节省了制造材料，降低了生产成本，且在发光单元内设置电阻，限制了流过LED灯的电流，使得LED灯端的电压不会过大，进一步改善了散热性能，从而保证了LED灯的使用寿命。
附图说明：
图1是本发明条形灯的***图。
图中：灯罩1、灯座2、LED基板3、LED灯4、电源连接端盖5、绝缘套6、电路板7、控制开关8、电源线引脚9、第一卡槽21、灯管腔22。
具体实施方式：
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本发明涉及一种LED灯管，包括灯罩1、灯座2、LED基板3、LED灯4和电源连接端盖5，所述灯座2上安装有铺设有LED灯的LED基板3以及用于保护LED灯的灯罩1，所述电源连接端盖5与LED基板3电气连接，所述灯座2分为用于安装LED基板3的第一卡槽21和灯管腔22，所述灯管腔22内安装有绝缘套6，所述绝缘套6内安装有用于控制LED灯照明的电路板7，所述灯座2上还安装有用于单独控制灯管通断电的控制开关8，所述控制开关8与电路板7电连接，所述电源连接端盖5对称安装于灯管两端，且每一端均设有电源线引脚9，一根LED灯管的一端电源连接端盖5能与另一根LED灯管的一端串联，所述灯罩1、灯座2、LED基板3和电源连接端盖5之间都是通过插接固定。
本发明的LED灯管两端都具有电源连接线，且灯座上安装有控制开关，在需要提供大功率照明时，可以通过多根灯管首位串联的方式，每增加一节灯管，其总的功率就增加一倍，当多根灯管串联后，发现功率过大，也可以通过控制开关断开其中一节灯管，这样在多节灯管的情况下，便于更换灯管和调节光照强度。
灯座的两侧向外对称设有第二卡槽，所述灯罩为半圆形，且灯罩的两侧设有对称向内的卡棱，所述卡棱和所述第二卡槽能卡合，灯管在第一卡槽和灯管腔之间对称设有用于便于安装灯罩和LED基板的勾耳。
勾耳使得第一卡槽和第二卡槽的槽壁具有一定的延展性和收缩性，当LED基板***第一卡槽时，会给勾耳向外侧的压力，勾耳会向外延展，当灯罩***第二卡槽时，会给勾耳向内侧的压力，勾耳会向内收缩。
其中，所述LED基板具有一层铜板和一层铝合金板，所述铜板和铝合金板通过高压成型而贴合为一体，所述铝合金板的重量百分组成为：Si：0.30-1.00％，Fe：0.20-0.30％，且Si+Fe：0.60-1.00％，Mg：0.5-1.7％，Cu：0.10-0.20％，Zn：0.05-0.15％，Mn：0.05-0.15％，Ag：0.30-0.60％，La：0.01-0.02％，Nd：0.01-0.02％，Tb：0.01-0.015％，余量为Al。
作为优选，所述LED基板中铜板的厚度为0.2-0.8mm，铝合金板的厚度为1.0-1.4mm。
实施例1：所述LED基板具有一层厚度为0.6mm的铜板和一层厚度为1.2mm的铝合金板，所述铜板和铝合金板通过高压成型而贴合为一体，所述铝合金板的重量百分组成为：Si：0.7％，Fe：0.25％，Mg：1.2％，Cu：0.15％，Zn：0.08％，Mn：0.10％，Ag：0.50％，La：0.015％，Nd：0.015％，Tb：0.012％，余量为Al。
实施例2：所述LED基板具有一层厚度为0.2mm的铜板和一层厚度为1.0mm的铝合金板，所述铜板和铝合金板通过高压成型而贴合为一体，所述铝合金板的重量百分组成为：Si：0.30％，Fe：0.30％，Mg：0.52％，Cu：0.20％，Zn：0.05％，Mn：0.15％，Ag：0.30％，La：0.02％，Nd：0.01％，Tb：0.015％，余量为Al。
实施例3：所述LED基板具有一层厚度为0.8mm的铜板和一层厚度为1.4mm的铝合金板，所述铜板和铝合金板通过高压成型而贴合为一体，所述铝合金板的重量百分组成为：Si：1.00％，Fe：0.20％，Mg：1.7％，Cu：0.10％，Zn：0.15％，Mn：0.05％，Ag：0.60％，La：0.01％，Nd：0.02％，Tb：0.01％，余量为Al。
实施例4：所述LED基板具有一层厚度为0.5mm的铜板和一层厚度为1.1mm的铝合金板，所述铜板和铝合金板通过高压成型而贴合为一体，所述铝合金板的重量百分组成为：Si：0.70％，Fe：0.22％，Mg：1.2％，Cu：0.18％，Zn：0.08％，Mn：0.12％，Ag：0.40％，La：0.012％，Nd：0.017％，Tb：0.013％，余量为Al。
将实施例1-4中的LED基板分别通过称取原料、熔融、除气除渣、压制成铝合金板材，再经热处理，接着与铜板高压成型而贴合为一体，并对实施例1-4中的LED基板进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1：实施例1-4中的LED基板的性能测试
综上所述，本发明条形灯中LED基板不仅具有较好的机械性能，还具有较高的导热系数，即LED基板具有良好的散热性能，因此无需提供额外的散热装置，降低了生产成本。

Claims (4)

1.一种LED灯管，包括灯罩、灯座、LED基板、LED灯和电源连接端盖，所述灯座上安装有铺设有LED灯的LED基板以及用于保护LED灯的灯罩，所述电源连接端盖与LED基板电气连接，其特征在于：所述灯座分为用于安装LED基板的第一卡槽和灯管腔，所述灯管腔内安装有绝缘套，所述绝缘套内安装有用于控制LED灯照明的电路板，所述灯座上还安装有用于单独控制灯管通断电的控制开关，所述控制开关与电路板电连接，所述电源连接端盖对称安装于灯管两端，且每一端均设有电源线引脚，一根LED灯管的一端电源连接端盖能与另一根LED灯管的一端串联，所述灯罩、灯座、LED基板和电源连接端盖之间都是通过插接固定，所述LED基板具有一层铜板和一层铝合金板，所述铜板和铝合金板通过高压成型而贴合为一体，所述铝合金板的重量百分组成为：Si：0.30-1.00％，Fe：0.20-0.30％，且Si+Fe：0.60-1.20％，Mg：0.5-1.7％，Cu：0.10-0.20％，Zn：0.05-0.15％，Mn：0.05-0.15％，Ag：0.30-0.60％，La：0.01-0.02％，Nd：0.01-0.02％，Tb：0.01-0.015％，余量为Al。
2.根据权利要求1所述的一种LED灯管，其特征在于：所述LED基板中铜板的厚度为0.2-0.8mm，铝合金板的厚度为1.0-1.4mm。
3.根据权利要求1所述的一种LED灯管，其特征在于：所述LED基板中铝合金板的重量百分组成为：Si：0.40-0.80％，Fe：0.20-0.25％，且Si+Fe：0.60-1.00％，Mg：0.5-1.5％，Cu：0.12-0.18％，Zn：0.05-0.12％，Mn：0.08-0.15％，Ag：0.30-0.50％，La：0.01-0.015％，Nd：0.015-0.02％，Tb：0.01-0.015％，余量为Al。
4.根据权利要求1所述的一种LED灯管，其特征在于：所述灯座的两侧向外对称设有第二卡槽，所述灯罩为半圆形，且灯罩的两侧设有对称向内的卡棱，所述卡棱和所述第二卡槽能卡合。
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