CN106090663A - 一种带有热辐射材料的电源内置led灯丝灯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有热辐射材料的电源内置LED灯丝灯，涉及照明技术领域。该带有热辐射材料的电源内置LED灯丝灯，包括泡壳体、带有支架的芯柱、至少一条LED灯丝、驱动器和灯头，泡壳体与芯柱真空密封形成真空密封腔体；真空密封腔体内设有高导热率气体，芯柱、LED灯丝和驱动器均位于真空密封腔体内部；LED灯丝和驱动器的外表面设有热辐射材料层。本发明具有生产效率高、散热效果好、寿命长、成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及照明技术领域，具体涉及一种带有热辐射材料的电源内置LED灯丝灯。
背景技术
基于节能环保的考虑，白炽灯正在逐渐被人们放弃。而LED灯泡具有寿命长、光效高、无辐射及抗冲击等特点，正在逐步取代白炽灯。
但是，由于LED光源自身发光具有指向性，所发出的光线即使经过扩散罩的扩散后，比起可以全方向配光的传统白炽灯光源，现有的LED球泡灯的配光角仍显得非常狭窄，配光角一般都在120°以下，光线不能达到灯的背部，会形成暗影。因此近年来出现了灯丝型的LED封装器件，以及用LED灯丝制作的球泡灯。
目前常见的LED灯丝球泡灯，一般采用4π发光的LED灯条密封在充有气体的泡壳中，并将驱动器装在灯头中。这种将驱动器装在灯头中的装配方式存在以下缺陷：（1）由于灯头为导电金属，所以驱动器要套上绝缘套后方可放入灯头，需要手工操作，工序烦琐，效率低，此外，由于灯头内的空间狭小，放入驱动器后使得灯头与灯泡壳的粘结空间不够，粘结牢度下降，容易脱落，且粘结需要经过 300 度的高温，这对驱动器中的电子器件的寿命影响大，综合故障率高。（2）由于LED灯丝球泡灯一般不含有散热器，LED灯丝在工作时温度较高，散热困难，光源寿命受到影响。另外电源在灯头内部，空间有限，产生的热量不易散发至外部，电源寿命也受到较大影响。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供一种生产效率高、散热效果好、寿命长的、成本低的一种带有热辐射材料的电源内置LED灯丝灯。
为了实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种带有热辐射材料的电源内置LED灯丝灯，包括泡壳体、带有支架的芯柱、至少一条LED灯丝、驱动器和灯头，泡壳体与芯柱真空密封形成真空密封腔体；真空密封腔体内设有高导热率气体；芯柱、LED灯丝和驱动器均位于真空密封腔体内部；支架位于芯柱的端部，驱动器固定在支架的上部；支架的下端部设有金属丝；支架上端部设有电极引出线；LED灯丝一端与金属丝串联连接，另一端与驱动器通过电极引出线串联连接；驱动器与灯头通过外电极引出线串联；LED灯丝的外表面设有热辐射材料层 ；驱动器的外表面设有热辐射材料层 。驱动器的功能为将外交流市电或外DC电源转化为可供LED灯丝工作的直流电源。
进一步地，驱动器包括驱动器壳体和驱动电路；驱动电路位于驱动器壳体的内部，驱动器壳体外表面设有热辐射材料层 ；热辐射材料层 由热辐射率大于0.5的热辐射材料组成；热辐射材料为石墨、炭黑、石墨烯、碳纳米管、氧化镍、氧化铁、油漆、二氧化钛、硫酸钡中的任一种；驱动电路41为阻容降压电源、线性恒流电源或开关恒流电源中的任一种。本实施例中将驱动器和LED灯丝均放置在密封的泡壳体内，因此高工作电压被隔离在泡壳体内，其安全、可靠，解决了现有LED灯泡散热器容易带高压电，不安全的问题。同时本发明将LED驱动器壳体的表面涂覆有热辐射材料层 ，增加了一种辐射散热的途径将热量散发出去。
进一步地，上述芯柱的上端头还设有喇叭管；排气管位于芯柱的内部；排气管的上端口设有熔封头。
进一步地，泡壳体内充有低粘度系数高导热率气体，上述高导热率气体为氦气、氢气、氮气、氩气中的一种或其任意组合。在安装固定好LED灯丝和驱动器后，芯柱与泡壳体通过高温熔封，封接成一体；再经过排气和充入的高导热率气体后将排气管封死。充入的高导热率气体的压力为在室温下100-1500Torr。通过充入低粘度系数高导热率的气体，使得密封泡壳内容易形成有效散热的对流，LED灯丝和驱动器工作时产生的热量能及时有效对流及热传导致泡壳体散发出去。另外，LED灯丝和驱动器被氦气等惰性气体或其它低粘度系数高导热率气体保护并密封，完全不受周围环境中的水汽等的影响，使LED灯丝及驱动器的寿命更长。
进一步地，上述泡壳体为透明泡壳，或乳白泡壳，或磨沙泡壳，或有色泡壳，或部分表面带有反射层的泡壳，或部分表面带有棱镜的泡壳，或部分表面带有透镜的泡壳。
进一步地，上述泡壳体采用A型泡壳、或G型泡壳、或PAR型泡壳、T型泡壳、烛型泡壳、P型泡壳、PS型泡壳、BR型泡壳、ER型泡壳或BRL型泡壳；灯头采用E14型、或E27型、或E26型、或E40型、或GU型、或BX型、或BA型、或EP型、或EX型、或GY型、或GX型、或GR型、或GZ型、或G型。
进一步地，上述LED灯丝包括线型基板单体、位于线型基板单体正面的多个LED发光单元、位于LED发光单元表面荧光粉层；LED发光单元与位于线型基板单体端部的电极引脚串联连接；相邻LED发光单元之间通过金属导线串联连接；LED发光单元沿线型基板单体的长轴方向呈直线状排布；线型基板单体上没有LED发光单元的表面设有辐射材料层 ；热辐射材料层 由热辐射率大于0.5的热辐射材料组成；热辐射材料为石墨、炭黑、石墨烯、碳纳米管、氧化镍、氧化铁、油漆、二氧化钛、硫酸钡中的任一种。线型基板单体的材质为高导热系数的材料，如金属材料，硅材料或陶瓷材料。述线型基板单体的长度为5mm~200mm，宽度为0.3mm~5 mm，厚度为0.1mm~3mm；更优选的其长度为10mm~100mm，宽度为0.5mm~2mm，厚度为0.2mm~1.0mm。
进一步地，上述LED发光单元为蓝光LED芯片、红光LED芯片、绿光LED芯片、黄光LED芯片、紫光LED芯片中的一种或其任意组合；荧光粉层完全覆盖线型基板单体设有LED发光单元的表面；荧光粉层的横截面为半圆形、半椭圆形或长方形；荧光粉层材质为YAG系列黄粉、黄绿粉，或硅酸盐系列黄粉、黄绿粉、橙粉，或氮化物、氮氧化物系列红粉或YAG系列荧光粉、硅酸盐系列荧光粉、氮化物、氮氧化物系列荧光粉的任意组合。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明将驱动器和LED灯丝均放置在密封的泡壳体内，因此高工作电压被隔离在泡壳内，其安全、可靠，克服了现有LED灯泡散热器容易带高压电，不安全的问题；（2）生产效率高。本发明将驱动器放置在空间较大的泡壳体内，不影响灯头与泡壳体的粘结，从而使灯头与泡壳体的粘结与传统白炽灯的粘结相同，可以使用机器进行组装，大大提高了生产效率；（3）寿命长。驱动器和LED灯丝均密封在充有惰性气体的泡壳中，完全不受周围环境的水汽等的影响。另外，本发明在灯丝背面或驱动器表面涂覆有热辐射材料，可将灯丝和驱动产生的热量直接通过辐射散发出去，一部分热量可以通过热幅射的方式散发出去，另一部分通过高导热气体对流的方式传导到泡壳散发出去。引入热幅射材料后，相当于引入一个新散热途径，大提高了LED灯丝的散热效果，使得电子元件工作温度低，寿命长。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中LED灯丝的结构示意图；
图3为本发明中LED灯丝的剖面结构示意图；
图4为本发明中驱动器的结构示意图；
图中：1-泡壳体；2-芯柱；3-LED灯丝；4-驱动器；5-灯头；6-高导热率气体；7-外电极引出线；11-喇叭管；21-排气管；22-支架；23-多层连接器；24-熔封头；25-电极引出线；26-金属丝；31-线型基板单体；32- LED发光单元；33-电极引脚；34-金属导线；35-荧光粉层；37-热辐射材料层；41-驱动电路；42-驱动器壳体；43-热辐射材料层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域内的技术人员了解本发明。
如图1所示，
一种带有热辐射材料的电源内置LED灯丝灯，包括泡壳体1、带有支架22的芯柱2、至少一条LED灯丝3、驱动器4和灯头5，泡壳体1与芯柱2真空密封形成真空密封腔体；真空密封腔体内设有高导热率气体6；芯柱2、LED灯丝3和驱动器4均位于真空密封腔体内部；支架22位于芯柱2的端部，驱动器4固定在支架22的上部；支架22的下端部设有金属丝26；支架22上端部设有电极引出线25；LED灯丝3一端与金属丝26串联连接，另一端与驱动器4通过电极引出线25串联连接；驱动器4与灯头5通过外电极引出线7串联；LED灯丝的外表面设有热辐射材料层 37；驱动器4的外表面设有热辐射材料层 43。驱动器4的功能为将外交流市电或外DC电源转化为可供LED灯丝3工作的直流电源。
如图3所示，本实施例中，驱动器4包括驱动器壳体42和驱动电路41；驱动电路41位于驱动器壳体42的内部，驱动器壳体42外表面设有热辐射材料层 43；热辐射材料层 43由热辐射率大于0.5的热辐射材料组成；热辐射材料为石墨烯；驱动电路41为阻容降压电源。
本实施例中，芯柱2的上端头还设有喇叭管11；排气管21位于芯柱2的内部；排气管21的上端口设有熔封头24。
本实施例中，泡壳体1内充有低粘度系数高导热率气体，上述高导热率气体6为氦气、氢气、氮气、氩气中的一种或其任意组合。高导热率气体6的压力为在室温下100-1500Torr。通过充入低粘度系数高导热率的气体6，使得密封泡壳内容易形成有效散热的对流，LED灯丝3和驱动器4工作时产生的热量能及时有效对流及热传导致泡壳体1散发出去。另外，LED灯丝3和驱动器4被氦气等惰性气体或其它低粘度系数高导热率气体6保护并密封，完全不受周围环境中的水汽等的影响，使LED灯丝3及驱动器4的寿命更长。
本实施例中，泡壳体1为透明泡壳。
本实施例中，泡壳体1采用A型泡壳，灯头5采用E27型。
如图2所示，本实施例中 LED灯丝3包括线型基板单体31、位于线型基板单体31正面的多个LED发光单元32、位于LED发光单元32表面荧光粉层35；LED发光单元32与位于线型基板单体31端部的电极引脚33串联连接；相邻LED发光单元32之间通过金属导线34串联连接；LED发光单元32沿线型基板单体的长轴方向呈直线状排布；线型基板单体31上没有LED发光单元的表面设有辐射材料层 37；热辐射材料层 37由热辐射率大于0.5的热辐射材料组成；热辐射材料为石墨烯，也可以为碳纳米管，或氧化镍。线型基板单体31的材质为金属材料，也可以为硅材料或陶瓷材料。述线型基板单体的长度为50mm，宽度为2mm，厚度为1mm。
本实施例中，LED发光单元32为蓝光LED芯片；荧光粉层35完全覆盖线型基板单体31设有LED发光单元32的表面；荧光粉层35的横截面为半圆形；荧光粉层5材质为YAG系列黄粉。
本实施例中将驱动器4和LED灯丝3均放置在密封的泡壳体1内，因此高工作电压被隔离在泡壳内，其安全、可靠，克服了现有LED灯泡散热器容易带高压电，不安全的问题；本实施例中将驱动器4放置在空间较大的泡壳体1内，不影响灯头5与泡壳体1的粘结，从而使灯头5与泡壳体1的粘结与传统白炽灯的粘结相同，可以使用机器进行组装，大大提高了生产效率；实施例中驱动器4和LED灯丝3均密封在充有惰性气体的泡壳中，完全不受周围环境的水汽等的影响。另外，本实施例中在灯丝背面或驱动器表面涂覆有热辐射材料，可将灯丝和驱动产生的热量直接通过辐射散发出去，一部分热量可以通过热幅射的方式散发出去，另一部分通过高导热气体对流的方式传导到泡壳散发出去。引入热幅射材料后，相当于引入一个新散热途径，大提高了LED灯丝的散热效果，使得电子元件工作温度低，寿命长。
以上实施方式仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此尽管本说明书参照上述的各个实施方式对本发明已进行了详细的说明，但是本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种带有热辐射材料的电源内置LED灯丝灯，包括泡壳体（1）、带有支架（22）的芯柱（2）、至少一条LED灯丝（3）、驱动器（4）和灯头（5），其特征在于，所述泡壳体（1）与芯柱（2）真空密封形成真空密封腔体；所述真空密封腔体内设有高导热率气体（6）；所述芯柱（2）、LED灯丝（3）和驱动器（4）均位于真空密封腔体内部；所述支架（22）位于芯柱（2）的端部，所述驱动器（4）固定在支架（22）的上部；所述支架（22）的下端部设有金属丝（26）；所述支架（22）上端部设有电极引出线（25）；所述LED灯丝（3）一端与金属丝（26）串联连接，另一端与驱动器（4）通过电极引出线（25）串联连接；所述驱动器（4）与灯头（5）通过外电极引出线（7）串联；所述LED灯丝的外表面设有热辐射材料层（37）；所述驱动器（4）的外表面设有热辐射材料层（43）。
2.如权利要求1所述的一种带有热辐射材料的电源内置LED灯丝灯，其特征在于，所述驱动器（4）包括驱动器壳体（42）和驱动电路（41）；所述驱动电路（41）位于驱动器壳体（42）的内部，所述驱动器壳体（42）外表面设有热辐射材料层（43）；所述热辐射材料层（43）由热辐射率大于0.5的热辐射材料组成；所述热辐射材料为石墨、炭黑、石墨烯、碳纳米管、氧化镍、氧化铁、油漆、二氧化钛、硫酸钡中的任一种；所述驱动电路（41）为阻容降压电源、线性恒流电源或开关恒流电源中的任一种。
3.如权利要求2所述的一种带有热辐射材料的电源内置LED灯丝灯，其特征在于，所述芯柱2的上端头还设有喇叭管（11）；所述排气管（21）位于芯柱（2）的内部；所述排气管（21）的上端口设有熔封头（24）。
4.如权利要求3所述的一种带有热辐射材料的电源内置LED灯丝灯，其特征在于，所述高导热率气体（6）为氦气、氢气、氮气、氩气中的一种或其任意组合。
5.如权利要求4所述的一种带有热辐射材料的电源内置LED灯丝灯，其特征在于，所述泡壳体（1）为透明泡壳，或乳白泡壳，或磨沙泡壳，或有色泡壳，或部分表面带有反射层的泡壳，或部分表面带有棱镜的泡壳，或部分表面带有透镜的泡壳。
6.如权利要求5所述的一种带有热辐射材料的电源内置LED灯丝灯，其特征在于，所述泡壳体（1）采用A型泡壳、或G型泡壳、或PAR型泡壳、T型泡壳、烛型泡壳、P型泡壳、PS型泡壳、BR型泡壳、ER型泡壳或BRL型泡壳；所述灯头（5）采用E14型、或E27型、或E26型、或E40型、或GU型、或BX型、或BA型、或EP型、或EX型、或GY型、或GX型、或GR型、或GZ型、或G型。
7.如权利要求6所述的一种带有热辐射材料的电源内置LED灯丝灯，其特征在于，所述LED灯丝（3）包括线型基板单体（31）、位于线型基板单体（31）正面的多个LED发光单元（32）、位于LED发光单元（32）表面荧光粉层（35）；所述LED发光单元（32）与位于线型基板单体（31）端部的电极引脚（33）串联连接；相邻LED发光单元（32）之间通过金属导线（34）串联连接；LED发光单元（32）沿线型基板单体的长轴方向呈直线状排布；所述线型基板单体（31）上没有LED发光单元的表面设有辐射材料层（37）；所述热辐射材料层（37）由热辐射率大于0.5的热辐射材料组成；所述热辐射材料为石墨、炭黑、石墨烯、碳纳米管、氧化镍、氧化铁、油漆、二氧化钛、硫酸钡中的任一种。
8.如权利要求7所述的一种带有热辐射材料的电源内置LED灯丝灯，其特征在于，所述LED发光单元（32）为蓝光LED芯片、红光LED芯片、绿光LED芯片、黄光LED芯片、紫光LED芯片中的一种或其任意组合；所述荧光粉层（35）完全覆盖线型基板单体（31）设有LED发光单元（32）的表面；所述荧光粉层（35）的横截面为半圆形、半椭圆形或长方形；所述荧光粉层（5）材质为YAG系列黄粉、黄绿粉，或硅酸盐系列黄粉、黄绿粉、橙粉，或氮化物、氮氧化物系列红粉或YAG系列荧光粉、硅酸盐系列荧光粉、氮化物、氮氧化物系列荧光粉的任意组合。
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