CN201072105Y - 大功率led光源模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种大功率LED光源模组,包括壳体和底板,壳体内部安装以直接焊接或贴装在铝基印刷电路板上的大功率LED芯片为发光体的LED二维光源,二维光源的上方装有出光透镜、下方与散热器接触,散热器的下侧固定有驱动电路,并配装电气连接结构和连接导线,散热器和二维光源通过紧固件与壳体固定连为一体。该光源模组采用超薄结构设计,散热效果好,具有亮度高、功耗低、一致性好、角度大、无辐射、环境适应性强、使用寿命长等特点,且光源色彩丰富鲜艳、能见度高、更具视觉吸引力,可广泛应用于室内外楼宇景观亮化工程,适用于各类商业、娱乐场所的室内外广告字体、招牌、显示幕墙和背景幕墙。
Description
技术领域
本实用新型涉及用于照明用光源模组,尤其涉及以大功率、高亮度发光二极管作为照明光源的LED光源模组,属于半导体照明技术领域。
背景技术
近年来,LED光源在照明领域的应用备受瞩目。白炽灯消耗电能大,荧光灯带来的电磁干扰和电磁污染比较严重,而高压气体放电灯的稳定性和安全性都较差,相比之下,LED用作照明光源具有超强节能、环保、低压、易控、不易损坏、无紫外线等绝对优势,它将成为替代白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯等传统光源的新一代光源。
具体到霓虹灯以及各类商业、娱乐场所的室内外广告、招牌、显示幕墙和背景幕墙等所使用的光源模组,它们大多色彩单一,缺少光源色彩变化。相比之下,白光LED具有丰富的光谱,是一种多颜色的混合光,如蓝色光加黄色光可得二波长白光,蓝色光、绿色光与红色光混合可得三波长白光,这一特性决定了LED在光源模组领域有着很好的应用前景,一些功率在1W以下的LED光源模组已经面市,它们在一定程度上展示了低功率LED光源模组的魅力。
然而功率增大以后,LED光源模组的使用特性和寿命在很大程度上受到散热因素的制约,据申请人所知,目前尚未有较好的大功率LED光源模组设计方案,这不能不说是现有技术的一大缺憾。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足,提供一种结构合理、散热效果好、使用寿命长的大功率LED光源模组。
本实用新型的技术解决方案是:大功率LED光源模组,包括壳体和底板,光源组件置于壳体内部,底板衬在光源组件的下方,壳体的出光面装有出光玻璃,其特征在于:所述光源组件是以直接焊接或贴装在铝基印刷电路板上的大功率LED芯片为发光体的LED二维光源,该LED二维光源的上方装有出光透镜、下方与散热器接触,散热器的下侧固定有驱动电路,并配装电气连接结构;所述散热器和LED二维光源,通过紧固件与壳体固定而连为一体。
本实用新型的目的还可以通过以下技术解决方案来进一步实现:
上述的大功率LED光源模组,其中,所述LED二维光源包括大功率LED芯片、铝基印刷电路板、光反射碗和透镜,铝基印刷电路板的厚度为0.5~1mm,其下侧布有印刷电路,上侧在LED芯片焊装区域设有直径0.5~2mm、深度0.5~1mm的凹坑,LED芯片直接焊接或贴装在凹坑内部,凹坑四周设有光反射碗,光反射碗固定在铝基印刷电路板上面,其内表面为抛光镀银面,上方罩有透镜,LED芯片的出光口与光反射碗之间封有透明树脂。
更进一步地,上述的大功率LED光源模组,其中,所述光反射碗是ABS塑料注塑件,其高度为1.5~6mm,锥角为30°~120°。
更进一步地,上述的大功率LED光源模组,其中,所述大功率LED芯片是单色或RGB三基色芯片。
更进一步地,上述的大功率LED光源模组,其中,所述散热器是梅花形散热器。
再进一步地,上述的大功率LED光源模组,其中,所述LED二维光源与散热器之间涂有导热胶。
本实用新型技术方案的特点和技术进步主要体现在:
(1)大功率LED光源模组是将LED芯片直接封装在带有散热器的金属铝基印刷电路板上,封装方式独特,散热好、耐腐蚀、强度高、韧性好、安全防水,产品性能更为可靠,且缩小了体积,显著降低了加工成本;
(2)LED组件由安全范围内的低压直流电源恒流供电,耗电量低,节能效果显著,比同等亮度的白炽灯耗电减少约80%,光源寿命长达50000小时;
(3)LED组件的主体采用超薄散热结构设计,利用高导热胶均匀贴装在铝基印刷电路板上,铝基印刷电路板与散热器之间同样采用高导热胶均匀涂抹,LED产生的热量能够顺利散逸,热阻小、导热快,无热量积累效应;
(4)可以直接使用日常交流市电供电,交流市电经过整流变换形成2.7~3.6V低压直流电,彻底杜绝触电事故的发生,有效消除了荧光灯带来的电磁干扰和电磁污染,且耗电量低,节能效果显著;
(5)LED光源颜色多样,有:白、暖白、红、橙、琥珀、绿、蓝等系列产品,它们在驱动电路的控制下,能够有机组合,形成丰富的色彩变化效果,是传统霓虹灯的最佳替代品,可适用于各类商业、娱乐场所的室内外广告字体、招牌、显示幕墙和背景幕墙,应用范围十分宽广。
附图说明
图1是本实用新型大功率的立体结构示意图;
图2是本实用新型的剖视图;
图3是本实用新型内部LED二维光源的剖视图。
图中各附图标记的含义是:1-LED二维光源,2-出光透镜,3-出光玻璃,4-散热器,5-壳体,6-底板,7-连接导线,8-紧固件,10-LED芯片,11-铝基印刷电路板,12-光反射碗,13-透明树脂,14-透镜,15-金丝,16-电极,17-印刷电路,18-凹坑,19-曲面。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明。
本实用新型提供一种大功率LED光源模组,如图1和图2所示,其外形呈圆筒状,包括壳体5和底板6,LED二维光源1置于壳体5内部,底板6衬在LED二维光源1的下方,壳体5的出光面装有出光玻璃3。所述LED二维光源1是该产品的核心,其上方装有出光透镜2、下方与散热器4接触,散热器4的下侧固定有驱动电路,并配装电气连接结构和相应的连接导线7。上述散热器4和LED二维光源1,通过紧固件8与壳体5固定而连为一体。
LED二维光源1是以直接焊接或贴装在铝基印刷电路板11上的大功率(至少1W以上)LED芯片10为发光体,包括大功率LED芯片10、铝基印刷电路板11、光反射碗12和透镜14。铝基印刷电路板11的厚度为0.5~1mm,其下侧布有印刷电路17,上侧在LED芯片10焊装区域设有直径0.5~2mm、深度0.5~1mm的凹坑18,LED芯片10直接焊接或贴装在凹坑18内部。凹坑18四周设有光反射碗12,光反射碗12固定在铝基印刷电路板11上面,其内表面为抛光镀银面,上方罩有透镜14。透镜14为凸透镜,而出光透镜2是凹透镜,它们相互匹配,组装后贴合在一起,使点光源变成发光均匀的面光源,提高光线的均匀性和柔和性,保证出光效果。LED芯片10的两侧引出两根金丝15,它们与铝基印刷电路板11的导电线路进行焊接,实现电气连接;LED芯片10的出光口与光反射碗12之间封有透明树脂13,透明树脂13多用硅类树脂,其上表面19一般处理成光滑曲面,以利于出光。
具体设计和加工时,可以选用优质品牌的大功率LED芯片,经严格检测,在小热阻结构下实现超高亮度工作,散热器4的结构可以设计成梅花形,而光反射碗12选用ABS塑料注塑件,其高度为1.5~6mm,锥角为30°~120°,内表面为镀银面,具有良好的反射效果和防静电功能,且强度高、稳定性好,作为透镜的底座,起到防护芯片和固定透镜的双重作用。铝基印刷电路板11采用铝或铝合金板材,板材上贴一层绝缘层,在绝缘层上进行铜层贴合,通过相关工艺完成铝基印刷电路板的加工,并在两侧引出两处导电电极16。梅花形散热器4与铝基印刷电路板11下侧接触,LED芯片10与铝基印刷电路板11之间、铝基印刷电路板11与梅花型散热器4之间可用高导热胶均匀涂抹,起到导热、防水的作用。另外,铝基印刷电路板11的四周与外壳5之间也紧密连贴,可使LED芯片10产生的热量能够顺利散逸。
根据大功率LED光源模组的应用场合,焊接或贴装的LED芯片10可以是大功率单色芯片,也可以是RGB三基色芯片。是后者时,可用数字混合控制***进行控制,通过配置RGB三基色的工作电流调整二维光源的亮度和颜色,获得包括白、暖白、红、橙、琥珀、绿、蓝等缤纷色彩,其能见度高,更具有视觉吸引力,可实现跳变、渐变等多种变化。当混色为白光而作为照明时,可通过配置RGB三基色的工作电流数值来调整白光的色温,得到非常满意的舒适度和显色评价指数,并获得较大的光输出能量。
本实用新型大功率LED光源模组可以配套连接导线及固定卡糟,方便快捷、带有自锁的连接头可使产品组装连接更为自由,有效防止PCB焊点与金属壳的接触而产生短路。连接头可以直接与控制线路相连,连接成“共阳”或者“共阴”的出线方式,也可进行二次电气的任意串并联组合,扩展光源模组的数量,具有极大的灵活性。
本实用新型单个模组都带有插头、插座,结构紧密、连接方便,可以单个使用,也可多个组合使用。采用日常交流市电供电,交流市电经过整流变换形成2.7~3.6V低压直流电,每颗LED的电流均为恒定值,从而保证LED稳定工作、一致性好。优化设计的低压电路配以具有防静电、耐腐蚀、高强度、高韧性的底槽以及表面灌胶密封,使产品整体具有优异的防水性能及使用安全性,彻底杜绝触电事故的发生,有效消除荧光灯带来的电磁干扰和电磁污染,且耗电量低,节能效果显著。
总之,本实用新型是发光二极管直接电路板上封装工艺COB(Chip onBoard)的又一应用范例,大功率LED芯片通过金属铝基印刷电路板直接封装,尺寸减小,结构紧凑,集成度高,改善了灯具的散热效果,实现了灯具的超薄结构设计,可平面封装易开发成轻薄短小产品等优点,具有超强节能、环保、低压、易控、全彩、不易损坏、无紫外线等优势,是取代传统霓虹灯和荧光灯的新一代照明解决方案。
本实用新型是符合环保理念的绿色光源,可广泛应用于室内外楼宇景观亮化工程,适用于各类商业、娱乐场所的室内外广告字体、招牌、显示幕墙和背景幕墙。体积小巧、线条优美、色彩丰富、组合与安装极为方便的LED立体字发光灯,使照明灯具与建筑融合一体,为建筑师提供了丰富的想象空间,为美化人居环境拓展出一片新天地。
当然,以上仅是本实用新型的具体应用范例,对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案,均落在本实用新型权利保护范围之内。
Claims (6)
1.大功率LED光源模组,包括壳体[5]和底板[6],光源组件置于壳体[5]内部,底板[6]衬在光源组件的下方,壳体[5]的出光面装有出光玻璃[3],其特征在于:所述光源组件是以直接焊接或贴装在铝基印刷电路板[11]上的大功率LED芯片[10]为发光体的LED二维光源[1],该LED二维光源[1]的上方装有出光透镜[2]、下方与散热器[4]接触,散热器[4]的下侧固定有驱动电路,并配装电气连接结构;所述散热器[4]和LED二维光源[1],通过紧固件[8]与壳体[5]固定而连为一体。
2.根据权利要求1所述的大功率LED光源模组,其特征在于:所述LED二维光源[1]包括大功率LED芯片[10]、铝基印刷电路板[11]、光反射碗[12]和透镜[14],铝基印刷电路板[11]的厚度为0.5~1mm,其下侧布有印刷电路[17],上侧在LED芯片[10]焊装区域设有直径0.5~2mm、深度0.5~1mm的凹坑[18],LED芯片[10]直接焊接或贴装在凹坑[18]内部,凹坑[18]四周设有光反射碗[12],光反射碗[12]固定在铝基印刷电路板[11]上面,其内表面为抛光镀银面,上方罩有透镜[14],LED芯片[10]的出光口与光反射碗[12]之间封有透明树脂[13]。
3.根据权利要求2所述的大功率LED光源模组,其特征在于:所述光反射碗[12]是ABS塑料注塑件,其高度为1.5~6mm,锥角为30°~120°。
4.根据权利要求1或2或3所述的大功率LED光源模组,其特征在于:所述大功率LED芯片[10]是单色或RGB三基色芯片。
5.根据权利要求1或2或3所述的大功率LED光源模组,其特征在于:所述散热器[4]是梅花形散热器。
6.根据权利要求1所述的大功率LED光源模组,其特征在于:所述LED二维光源[1]与散热器[4]之间涂有导热胶。
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