CN201526837U - 具有多层散热结构的led灯泡 - Google Patents

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Abstract

具有多层散热结构的LED灯泡,涉及LED应用技术。包括LED线路载体、灯杯总体、控制器、LED芯片及灯罩。LED线路载体,可以是平面状的,具有一个A基载面且其边缘之整圈折制成宽状边;也可造型成具有整圈帽沿般的帽形,其中心部位拱起以形成第一基载面,第一基载面的边缘之整圈折制成宽状边再向四周折制伸出形成帽沿般的第二基载面,并以此类推至第N基载面;灯杯总体为多层结构,具有第一层灯杯,第二层灯杯,并以此类推至第N层灯杯;基载面上设置电路板;LED线路载体,用具有导热性能的材料制作;制作所述灯杯总体采用散热材质;第二层灯杯至第N层灯杯的杯壁上均密布散热通气孔。散热面积大,散热效果好,有效延长LED发光体的使用寿命。

Description

具有多层散热结构的LED灯泡
技术领域
本实用新型涉及LED芯片应用技术领域,尤其涉及一种具有多层散热结构的LED灯泡。
背景技术
LED(Light Emitting Diode)即发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光,标准电灯正在经历一场革命。出于保护能源和应对全球气候变暖的考虑,美国一些州和其它一些国家开始禁止使用低能效的白炽灯泡。各种新技术正纷纷被用于替换白炽灯泡,其中紧凑型真空荧光灯(CFL)是主要替代方案。尽管这种CFL灯的功耗仅为白炽灯的20%,但却含有有毒物质汞。相比之下,LED灯可以提供更高效和更环保的解决方案。
LED光源具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等的优点,虽然说随着白光LED发光效率的逐步提高,将白光LED应用在照明领域的可能性也越来越大,但要达到照明所需要的流明数,无论是使用何种方法,都会因为必须在极小的LED封装中处理极高的热量,若组件无法散去这些热量,除了各种封装材料会由于彼此间膨胀系数的不同而有产品可靠性的问题,芯片的发光效率更会随着温度的上升而有明显地下降,并造成使用寿命明显地缩短及提高流明造价。因此,如何散去组件中的热量,成为目前LED应用的重要课题。
现有的应用于LED上的散热方法一般都是在LED上加散热体,以增大散热面积的方式散热。而当功率越大时散热片的面积就越大,有时甚至满足不了散热需求,所以大多数LED的发热问题单一依靠散热片难以解决,并且还存在着大重量大体积,成本较高等一系列问题,兹举例说明如下:
案例一:如专利号为200410047327.0之中国实用新型专利公开的技术方案,先将LED设置在金属体上,再将LED和金属体设置于散热座体上,散热座体上有多个散热鳍脚。这类被动散热的方案在LED发热比较小的情况下还可以满足散热要求,但是当多个LED密集排列或/和LED功率比较大的时候,这种散热方式就不能有效地对LED进行散热了。
案例二:如专利CN1807971A(申请号200610038143.7)又公开了大功率高亮度照明灯,其原理是利用风扇强制对流达到有效将其背面散热器上的热量快速散热,而达到散热的目的,然而风扇的寿命有限,且防震性能和工作稳定性能都与LED存在巨大的差距,因此,使用风扇强制对流的LED照明器必然在风扇上存在瓶颈,LED本身的寿命长,工作稳定等优势难以发挥,还会造成LED灯在装配上变得复杂,总重量增加。
案例三:如专利申请号为200820117326.2的一种LED照明灯泡结构,为在灯头内部设置有一灯泡控制器,该灯泡控制器底面以一上接合盖固定,在上接合盖底面固定有一内部套设至少一支热导管的散热鳍片组及一下接合盖,在该下接合盖外周螺接一内置有托盘的灯泡壳体,并在托盘底面外伸有对应多个热导管的多个LED灯组;藉此,使多个LED灯组产生热能,经由多个热导管与散热鳍片组的热冷交换,让冷热分离,此种结构虽然可以提高一定的散热效果,但其结构复杂,不易装配而且整体重量较大,不易广泛应用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足,提供一种散热性能好、能耗低、光衰小、工艺简单的具有多层散热结构的LED灯泡。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:
构造一种具有多层散热结构的LED灯泡,包括一LED线路载体、灯杯总体、一控制器、LED芯片及灯罩。
所述LED线路载体,其可以是平面状的,即平面状LED线路载体,它具有一个A基载面且其边缘之整圈折制成宽状边(所谓宽状边指A基载面边缘折出一定宽度以作为A基载面的边,因平面状LED线路载体很薄,折出一定宽度后,产生的实际效果使A基载面的边增厚,以增大与灯杯总体的相应近杯口处杯壁的接触面。以下同义);所述LED线路载体也可以造型成具有整圈帽沿般的帽形,即帽形LED线路载体,其中心部位拱起以形成第一基载面,第一基载面的边缘之整圈折制成宽状边再向四周折制伸出形成帽沿般的第二基载面,并以此类推至第N基载面,其中N为大于或等于2的正整数,最外圈的基载面的边缘之整圈折制成宽状边。
所述灯杯总体为多层结构,具有第一层灯杯,第二层灯杯,并以此类推至第N层灯杯,其中N为大于或等于2的正整数;第一层灯杯位于所述灯杯总体的中心部位,其内形成第一空间,第二层灯杯杯口直径大于第一层灯杯杯口直径并套设于第一层灯杯外周,第二层灯杯与第一层灯杯间形成第二空间,灯杯层数及空间层数以此类推;除最外层灯杯杯口处的灯壁为刃状外,其它各层灯杯杯口处的灯壁折制成宽状边。
对于平面状LED线路载体,其所述A基载面嵌合于所述灯杯总体靠近杯口处而定位,且所述A基载面的边缘之整圈折制成的宽状边与所述灯杯总体最外层灯杯的内部靠近杯口处的杯壁贴合。
对于帽形LED线路载体,第一基载面至第N基载面的数量及位置与所述灯杯总体的第一层灯杯至第N层灯杯相对应,第一基载面至第N基载面均嵌合于所述灯杯总体的各对应层灯杯的靠近各自杯口处而定位,且除了最外层基载面的宽状边嵌合于最外层灯杯内部的近杯口处定位,其它各层的基载面的宽状边均嵌合于与其对应的各层灯杯的外部近杯口处定位。
所述A基载面上及第一基载面至第N基载面上设置电路板。
所述LED线路载体,其材质为具有导热性能的材料。
制作所述灯杯总体采用散热材质。
所述灯杯总体的第二层灯杯至第N层灯杯的杯壁上均密布散热通气孔。
相对于现有技术,本实用新型具有如下优点和有益效果:
1、LED线路载体可造形为帽形LED线路载体,且具有多个基载面,每个基载面上均可设置有电子线路,达以增加载体的表面积,使载体的散热面积增大;
2、LED线路载体造形为帽形LED线路载体时,其基载面可与多层结构灯杯相对应,各个基载面上的LED芯片工作时产生的热能,经由相对应的各层灯杯杯壁散发到空气中,进一步分散了热能,提高了LED灯的热耐冲击能力,解决了LED灯的散热问题,有效延长LED发光体的使用寿命。
3、其多层结构灯杯,灯杯层数越多,总表面积更大,散热效果更好。
4、其第二层灯杯与以此类推至第N层灯杯的杯壁上均密布有经过钻孔、冲孔、锻造、蚀刻、打穿等方式形成的散热通气孔,散热通气孔在LED工作发热时容易将各个空间内的热能快速地散发出去,有效提高散热效率。
5、其第一层灯杯内的第一空间为一密闭空间,可具有很好的防水功能。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是具有二层散热结构及平面LED线路载体的本实用新型分解示意图。
图2是具有二层散热结构及帽形LED线路载体的本实用新型分解示意图。
图3是具有二层散热结构及帽形LED线路载体的本实用新型整体示意图。
图4是具有二层散热结构及平面LED线路载体的整体示意图。
图5是具有三层散热结构及帽形LED线路载体的本实用新型整体示意图。
图6是具有三层散热结构及平面LED线路载体的整体示意图。
图7是本实用新型为平面LED线路载体的散热机理图。
图8是图7之局部放大图。
图9是本实用新型为帽形LED线路载体的散热机理图。
图10是图九之局部放大图。
其中:10、平面LED线路载体;101、A基载面;01、帽形LED线路载体;011、第一基载面;012、第二基载面;013、第三基载面;014、宽状边;02、灯杯总体;021、第一层灯杯;022、第二层灯杯;023、第三层灯杯;0211、第一空间;0221、第二空间;0231、第三空间;03、散热通气孔;0212、平整面杯壁;0213、凹凸状杯壁;04、控制器;05、LED芯片;06、灯罩;07、灯头;08、热能逸散路径。
具体实施方式
如图1至图6所示,本实用新型一种具有多层散热结构LED灯泡,包括一LED线路载体、一灯杯总体02、一控制器04、LED芯片05、灯罩06及灯头07;所述LED线路载体可以是平面LED线路载体10,其具有一个A基载面101且其边缘之整圈折制成宽状边014,其具有一个基载面011,且其缘边014环设于基载面周围向下折制作成,能嵌合于所述灯杯总体02的相应的近杯口处而定位,并紧密与杯壁贴合,所谓宽状边指A基载面边缘折出一定宽度以作为A基载面的边,因平面状LED线路载体很薄,折出一定宽度后,产生的实际效果使A基载面的边增厚,以增大与灯杯总体的相应近杯口处杯壁的接触面;所述LED线路载体也可以造形成帽形LED线路载体01,其中心部位拱起以形成第一基载面011,第一基载面011的边缘之整圈折制成宽状边014再向四周折制伸出形成帽沿般的第二基载面012,并以此类推至第N基载面,最外圈的基载面的边缘之整圈折制成宽状边014,能嵌合于所述灯杯总体02的相应灯杯近杯口处定位,并紧密与杯壁贴合;所述灯杯总体02是以散热材质的杯状体,具有第一层灯杯021,第二层灯杯022,并以此类推至第N层灯杯,其第一层灯杯021位于所述灯杯总体02的中心部位,第一层灯杯021内形成第一空间0211,第二层灯杯022杯口直径大于第一层灯杯021杯口直径并套设于第一层灯杯021之外,并形成第二空间0221,灯杯层数及空间层数以此类推,且除了最外层灯杯杯口为刃状外,其它各层灯杯杯口处的灯壁折制成宽状边014,并能与平面LED线路载体10或帽形LED线路载体01的内壁紧密贴合。
平面LED线路载体10及帽形LED线路载体01,其材质是具有导热性能的铜、铝、铁、不锈钢、陶瓷或是其它可拉伸性、可弯曲性金属,可以通过拉伸或冲压等方式形成平面的或是各种曲面造形的(即帽形),如阶梯式形状、凹凸形状等,而且帽形LED线路载体01之多个基载面上直接设置有多个与基载面相对应的电子线路相串联接,每个基载面上均固设有一个或一个以上的LED芯片05。
所述灯杯总体02,其材质可以是铜、铝、陶瓷或是其它散热材料,其中第一层灯杯021内形成的第一空间0211为一密闭空间;而且所述灯杯总体02,其第一空间0211内可容置控制器04并形成一密闭空间,其杯壁0212可以是平整面杯壁0212的,也可以是经过电解或蚀刻等方式形成的凹凸形、螺旋形等形状的凹凸状杯壁0213,第二层灯杯022与以此类推至第N层灯杯的杯壁上均密布有经过钻孔、冲孔、锻造、蚀刻、打穿等方式形成的散热通气孔03。
所述帽形LED线路载体01的基载面可与灯杯总体02的多层灯壁相对应,且除了最外层的基载面的宽状边014嵌合于最外层的灯杯内部近杯口处定位,其它各层的基载面的宽状边014均嵌合于与其相对应各层灯杯的外部近杯口处定位。
本实用新型所述LED线路载体、控制器04、LED芯片05及灯罩06装配于灯杯总体02。
如图7、图8所示,当本实用新型的平面LED线路载体10的LED灯泡运作时,LED芯片05会产生大量的热能08,其A基载面101最里层的LED芯片05所产生的热能08由第一层灯杯021折制作成之宽状边014,导入第一层灯杯021杯壁向第二空间0221逸散,另一部份热能08将由第二层灯杯022折制作成之宽状边014,导入第二层灯杯022杯壁向空气中逸散,与此同时,第一空间0211内的热能08可以通过灯杯底部逸散到空气中,第二空间0221内的热能08可以通过第二层灯杯022杯壁上的散热通气孔03逸散到空气中,大量的热能08通过此种方式逸散,从而提高LED灯的散热效率。
如图9、图10所示,当本实用新型具有帽形LED线路载体01的LED灯泡运作时,LED芯片05会产生大量的热能08,基载面011上的LED芯片05所产生的热能08由折制作成之宽状边014,导入第一层灯杯021杯壁向第二空间0221逸散,第二基载面012上的LED芯片所产生的热能08由折制作成之宽状边014,导入第二层灯杯022杯壁向空气中逸散,与此同时,第一空间0211内的热能08可以通过灯杯底部逸散到空气中,第二空间0221内的热能08可以通过第二层灯杯022杯壁上的散热通气孔03逸散到空气中,大量的热能08通过此种方式逸散,从而达到提高LED灯的散热效率的效果。
本实用新型结构简单,散热效果显著,成本低,环保节能。
上面详细描述了本实用新型的具体实施例。但应当理解,本实用新型的实施方式并不仅限于这些实施例,这些实施例的描述仅用于帮助理解本实用新型的精神。在本实用新型所揭示的精神下,对本实用新型所作的各种变化例,都应包含在本实用新型的范围内。

Claims (6)

1.具有多层散热结构的LED灯泡,包括一LED线路载体、灯杯总体、一控制器、LED芯片及灯罩;其特征在于:
所述LED线路载体,其可以是平面状的,即平面状LED线路载体,它具有一个A基载面且其边缘之整圈折制成宽状边;所述LED线路载体也可以造型成具有整圈帽沿般的帽形,即帽形LED线路载体,其中心部位拱起以形成第一基载面,第一基载面的边缘之整圈折制成宽状边再向四周折制伸出形成帽沿般的第二基载面,并以此类推至第N基载面,其中N为大于或等于2的正整数,最外圈的基载面的边缘之整圈折制成宽状边;
所述灯杯总体为多层结构,具有第一层灯杯,第二层灯杯,并以此类推至第N层灯杯,其中N为大于或等于2的正整数;第一层灯杯位于所述灯杯总体的中心部位,其内形成第一空间,第二层灯杯杯口直径大于第一层灯杯杯口直径并套设于第一层灯杯外周,第二层灯杯与第一层灯杯间形成第二空间,灯杯层数及空间层数以此类推;除最外层灯杯杯口处的灯壁为刃状外,其它各层灯杯杯口处的灯壁折制成宽状边;
对于平面状LED线路载体,其所述A基载面嵌合于所述灯杯总体靠近杯口处而定位,且所述A基载面的边缘之整圈折制成的宽状边与所述灯杯总体最外层灯杯的内部靠近杯口处的杯壁贴合;
对于帽形LED线路载体,第一基载面至第N基载面的数量及位置与所述灯杯总体的第一层灯杯至第N层灯杯相对应,第一基载面至第N基载面均嵌合于所述灯杯总体的各对应层灯杯的靠近各自杯口处而定位,且除了最外层基载面的宽状边嵌合于最外层灯杯内部的近杯口处定位,其它各层的基载面的宽状边均嵌合于与其对应的各层灯杯的外部近杯口处定位;
所述A基载面上及第一基载面至第N基载面上设置电路板;
所述LED线路载体,其材质为具有导热性能的材料;
制作所述灯杯总体采用散热材质;
所述灯杯总体的第二层灯杯至第N层灯杯的杯壁上均密布散热通气孔。
2.根据权利要求1所述之具有多层散热结构的LED灯泡,其特征在于:所述LED线路载体,通过拉伸或冲压形成为平面LED线路载体或帽形LED线路载体。
3.根据权利要求1所述之具有多层散热结构的LED灯泡,其特征在于:所述LED线路载体的A基载面上,第一基载面至第N基载面上分别设置一个以上的LED芯片,并连接相应的电路板。
4.根据权利要求1所述之具有多层散热结构的LED灯泡,其特征在于:制作所述LED线路载体的导热性能材料,为铜、或铝、或铁、或不锈钢、或导热陶瓷。
5.根据权利要求1所述之具有多层散热结构的LED灯泡,其特征在于:制作所述灯杯总体的散热材质为铜、或铝、或铁、或不锈钢、或导热陶瓷。
6.根据权利要求1所述之具有多层散热结构的LED灯泡,其特征在于:所述灯杯总体的第一层灯杯的第一空间内容置与电路板连接的控制器并形成一密闭空间,其杯壁可以是平面的,也可以是经过电解或蚀刻方式形成的凹凸形、螺旋形的不平整面。
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