CN208595437U - 一种主动散热led灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种主动散热LED灯，所述主动散热LED灯包括LED芯片、灯头和保护罩；LED灯芯，所述LED灯芯包括至少一条LED发光条，所述LED发光条包括基板，所述LED芯片设置在所述基板上；气体出口，所述气体出口设置在所述保护罩的远离所述灯头的一端；气体进口，所述气体进口设置在所述保护罩临着所述灯头的一端，或者设置在所述保护罩和灯头之间；风扇，所述风扇设置在所述气体进口和气体出口之间形成的气体通道上；挡体，所述挡体透过所述LED发光条发出的光，所述挡体固定在所述保护罩上；所述保护罩和挡体之间具有缝隙，所述气体出口在所述挡体上的投影至少部分地落在所述挡体上本实用新型具有散热好、输出光通量大、发光效率高、成本低、重量轻等优点。

Description

一种主动散热LED灯

技术领域

本实用新型涉及LED灯，特别涉及一种高光通量的主动散热LED灯。

背景技术

现有技术的气体对流被动散热LED灯主要用于制造几十到2000Lm的中小功率灯，还难于制成几千至几万Lm的大功率高光通量灯。

现有技术的高光通量大功率LED灯、例如10KLm级灯，都是用大功率LED芯片直接或经过一个MPCB(金属基电路板)粘贴在一个带有散热鳍片的金属散热器上，LED工作时产生的热经散热鳍片发散到空气中；由于灯功率大、产生的热量大，所需要的金属散热器很大很重，以致这类LED灯需要系保险带、以防灯脱落砸伤行人，整灯和安装都增加成本；致使整灯重量大、体积大、成本高、欠安全。

现有技术的另一类高光通量LED灯是金属散热器加电风扇，风扇加速金属散热器的散热鳍片之间的空气流动、以加速散热，可缩小整灯的体积和重量；此风扇强制空气流散热的效果远优于单纯带鳍片的金属散热器；现有技术的某些散热器的鳍片密度很高、鳍片面积很大，看起来散热面积很大，散热效果应该很好，但实际上，如果鳍片之间的气体不流动，由于静止气体是良绝热体，因此对散热有实际贡献的仅仅只有散热器***的一圈，其内部的散热鳍片形同虚设；若加一风扇，使鳍片之间的空气流动，其散热效果将明显提高；目前已经有这类产品在销售；但对风扇、用户一般会担心它的噪音和寿命问题，实际上，扁平小散热风扇随着平板电脑等移动设备的CPU的散热需要的发展，噪音和寿命等问题都已经有很好的改进。

这二类现有技术的高光通量LED灯都需要带有鳍片的金属散热器，散热器鳍片暴露在空气中，长期使用、鳍片表面会聚积尘埃油气等污染层，降低鳍片的散热效果，影响LED灯的使用寿命，特别是在道路照明等室外场合。

这二类现有技术的高光通量LED灯可替换现有的金卤灯、钠灯等，其优点是具有更长的使用寿命、更宽范围可选择的光色温，更高的显色指数和更高的发光效率，开灯和关灯后可即刻启动、无需等待约10分钟后启动，可用于厂房、大卖场、大厅、广场、道路等照明。

这二类现有技术的高光通量LED灯已经被用于道路照明，制成路灯、庭院灯等；但用于都需要笨重的金属散热器，难于规范化、一厂一个样，维修更换不能像钠灯那样、灯泡坏了可在现场更换灯泡即可；同时，目前这类LED灯的成本太高、重量太大、实际使用寿命不够理想，推广缓慢。

此外，现有这二类高光通量LED灯都是用大功率LED芯片粘贴在金属散热器上制成，LED芯片的出光立体角都小于2π，LED灯也不能全方位4π出光，灯的发光效率一般都小于100Lm/W。

实用新型内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种散热效果好、成本低、重量轻、体积小、发光效率高的主动散热高光通量LED灯。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种主动散热LED灯，所述主动散热LED灯包括LED芯片、灯头和保护罩；所述主动散热LED灯进一步包括：

LED灯芯，所述LED灯芯包括至少一条LED发光条，所述LED发光条包括基板，所述LED芯片设置在所述基板上；

气体出口，所述气体出口设置在所述保护罩的远离所述灯头的一端；

气体进口，所述气体进口设置在所述保护罩临着所述灯头的一端，或者设置在所述保护罩和灯头之间；

风扇，所述风扇设置在所述气体进口和气体出口之间形成的气体通道上；

挡体，所述挡体透过所述LED发光条发出的光，所述挡体固定在所述保护罩的气体出口的上方；所述保护罩和挡体之间具有缝隙，以保证出气口流出的气体顺利流出；所述气体出口在所述挡体上的投影至少部分地落在所述挡体上；

所述挡体和保护罩出气口之间可永久性固定、例如用铆钉或胶，或可装卸的、例如用螺丝；

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：

1.散热效果好。

无需在保护罩内设置用于承载LED芯片的管道，在风扇驱动下，外界空气从气体进口进入保护罩内，从而将由LED芯片传导至基板(整个基板的表面均是LED芯片的散热面)的热量带走，并从气体出口排出；还有，气体对流和传导的无源散热，散热效果更好，可制成几千至几万Lm的高光通量主动散热LED灯，替换金卤灯、钠灯、高压汞灯、大功率荧光节能灯等，用于厂房、大卖场、大厅、广场、道路等照明；

2.发光效率高。

LED芯片以及主动散热LED灯均为4π出光，LED芯片发出的光几乎都可无阻挡地出射，LED的外量子效率高，灯丝灯的发光效率高，其效率比现有技术2π出光的LED灯高30％以上；

3.结构简单、成本低。

无需笨重的金属散热器，灯具的重量轻、成本低；主动散热的风扇与LED芯片形成的灯丝串联，并和稳压管并联，无需用变压器单独供电，所述稳压管的电压可小于风扇额定电压，噪音小、使用寿命长、效率高；

4.保护效果好。

挡体有效地防止了外界触碰LED芯片及带电部分，有效地保证安全。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：

图1为本实用新型实施例的主动散热LED灯的结构示意图；

图2为图1主动散热LED灯的LED发光条的截面结构示意图；

图3为图1主动散热LED灯的A-A截面结构示意图；

图4为本实用新型的实施例的主动散热LED灯的电路示意图。

具体实施方式

图1-4和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图1示意性地给出了本实用新型实施例的主动散热LED灯的结构简图，如图1所示，所述主动散热LED灯包括：

保护罩21，LED灯芯设置在所述保护罩内，保护所述LED灯芯以抵挡外界冲击；所述保护罩由玻璃、塑料或陶瓷等能透过LED发光条出射光(出射光来自芯片和发光粉)的材料制成，可为透明、乳白、磨砂、有色或有花纹的，其形状可为金卤灯、钠灯、白炽灯等形状或按需要设计形状；所述保护罩的一端与灯头固定连接；

气体出口22，所述气体出口22设置在所述保护罩21的顶部，如通孔；

气体进口23，所述气体进口23远离气体出口22设置，如设置在保护罩21的临着灯头的一端，至少一个通孔以作为气体进口，其形状如扁长矩形、椭圆形，防止飞蛾等昆虫进入；如，设置在连接件81上，所述保护罩21通过所述连接件81与灯头91固定连接；也可设置在保护罩的一端；本实施例采用了连接件气体进口设置在连接件81上；

风扇51，所述风扇51设置在所述保护罩21一端或设置在连接件81内，其处于气体进口23和气体出口22间形成的气体通道上；

挡体31，所述挡体31透过所述LED发光条发出的光，所述挡体31固定在所述保护罩21上；所述保护罩21和挡体31之间具有缝隙以便从气体出口流出的气体顺利流出灯外，所述气体出口22在所述挡体31上的投影至少部分地落在所述挡体31上，如投影全部落在挡体上；

LED灯芯包括：

至少一条LED发光条41，如图2所示，所述LED发光条41包括基板42、LED芯片43和发光粉层44，所示芯片和发光粉层被设置在基板中央或靠近一边，对于宽基板、设置在一边有利于出光和散热，所述LED芯片是2π或4π出光，具体结构和工作方式是本领域的现有技术，在此不再赘述；所述LED芯片经连接线相互串联、并联或串并联；所述基板42采用高导热率材料，并优选对LED芯片出射光透光的材料(当然，也可以不透光)，如玻璃、塑料、陶瓷；多个LED芯片43固定在所述基板42上，发光粉层44覆盖所述LED芯片；当基板透光时，所述基板的背对LED芯片安装面的侧面也具有发光粉层，发光粉层并非全覆盖该侧面，而是使得LED芯片在该侧面上的投影完全落在该侧面的发光粉层在该侧面上的投影内即可；

第一导电环71，LED发光条的一端固定在所述第一导电环上并电连接，第一电引出线73固定在所述第一导电环上；所述支架61支撑所述第一导电环71；

第二导电环72，LED发光条的另一端固定在所述第二导电环72上并电连接，第二电引出线74固定在所述第二导电环上；所述第一电引出线和第二电引出线与驱动器10电连接；固定在第一导电环71和第二导电环72上的LED发光条41可为相互并联、串联或串并联；图1所示为并联的例子；

连接件81，所述保护罩通过连接件固定在所述灯头上；

支架61，所述支架61设置在连接件内，一端固定所述风扇51，另一端支撑所述由复数个LED发光条41构成的LED灯芯；

驱动器10，如图1和4所示，所述驱动器经连接线16通过电连接器11连接外电源17，并驱动所述风扇和LED发光条；第二导电环72通过第二电引出线74直接连接驱动器10的输出，第一导电环71经过第一电引出线73连接风扇；风扇51经连接线75连接驱动器10的输出；所述风扇51与LED芯片串联、同时并联稳压管18，也可再并联电容19，以保证其工作稳定，所述稳压管18的电压可低于风扇51的额定电压，例如低30％以内，以保证风扇51低噪音和有可与LED寿命匹配的长寿命；

电连接器即灯头11，所述驱动器10设置在所述灯头11内。

本实用新型实施例的上述主动散热LED灯的工作方式为：

固定在基板上的LED芯片和发光粉发光，出射光透过所述保护罩和挡体；

所述LED芯片产生的热量传导至所述基板，整个基板的表面作为LED芯片的散热面；

在风扇作用下，外界空气从气体进口进入保护罩内，吹扫基板，从而带走热量，最后从保护罩的气体出口排出，气流如图1中76所示。

根据实施例1达到的益处在于：LED芯片产生的热量传导至大面积的基板上，热量的小部分通过保护罩内的空气传导到保护罩，并散发到外界；热量的大部分被气体通道内流动的空气带走，最后排出保护罩；通过各种传导、对流等方式将LED芯片产生的热量及时地带出保护罩内，从而无需金属散热器，提高了整灯的光通量。

所述风扇与LED芯片串联，风扇的工作电压仅5--12V，其工作电压可由与风扇并联的稳压管调节并设定，以保证风扇的低噪音和长寿命；风扇的工作电压仅为灯丝电压的百分之几，消耗的功率很小，并无需用变压器单独给风扇供电，整灯效率高。

实施例2：

根据本实用新型实施例1的主动散热LED灯的应用例。

在该应用例中，如图3所示，采用透光材料的基板的宽度为大于3mm，LED发光条沿着所述保护罩的径向设置，并平行于所述保护罩的中心轴线；LED发光条为内外二圈，内层发光条和外层发光条交替设置；所述LED芯片设置在所述外层发光条的临着所述保护罩的一端的侧面上，以及设置在所述内层发光条的远离所述保护罩的一端的侧面上，也即，相邻的内层发光条和外层发光条的LED芯片间的距离较大，如图3所示；当然内层发光条的芯片也可在靠近导电环一侧。

根据实施例2达到的益处在于：在实施例1的益处基础之上，LED发光条沿着保护罩的径向设置，且平行于保护罩的中心轴线，同于气体流动方向，有助于提高气体对基板的吹扫，从而提高散热效果；同时，相邻内层发光条和外层发光条的LED芯片距离较远，进一步提高了散热效果。

上述实施例仅是示例性地给出了外界空气通过气体进口进入保护罩内，并从气体出口排出。所谓的“气体进口”仅是一个便于气体进出的通道而已，并不意味着仅能作为“进口”使用，当然也可以作为“出口”使用；“气体出口”也是同样道理。

Claims (10)

1.一种主动散热LED灯，所述主动散热LED灯包括LED芯片、灯头和保护罩；其特征在于：所述主动散热LED灯进一步包括：

LED灯芯，所述LED灯芯包括至少一条LED发光条，所述LED发光条包括基板，所述LED芯片设置在所述基板上；

气体出口，所述气体出口设置在所述保护罩的远离所述灯头的一端；

气体进口，所述气体进口设置在所述保护罩临着所述灯头的一端，或者设置在所述保护罩和灯头之间；

风扇，所述风扇设置在所述气体进口和气体出口之间形成的气体通道上；

挡体，所述挡体透过所述LED发光条发出的光，所述挡体固定在所述保护罩的气体出口的上方；所述保护罩和挡体之间具有缝隙，所述气体出口在所述挡体上的投影至少部分地落在所述挡体上。

2.根据权利要求1所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述投影全部地落在所述挡体上；所述基板宽度大于3mm。

3.根据权利要求1所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述主动散热LED灯进一步包括：

连接件，所述保护罩通过连接件固定在所述灯头上；所述风扇设置在保护罩内的一端或所述连接件内，所述气体进口设置在所述连接件或保护罩上。

4.根据权利要求1所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述主动散热LED灯进一步包括：

支架，所述支架的一端固定所述风扇，另一端支撑所述LED灯芯。

5.根据权利要求4所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述LED灯芯进一步包括：

第一导电环，所述LED发光条的一端固定在第一导电环上并电连接，第一电引出线固定在所述第一导电环上；所述支架支撑所述第一导电环；

第二导电环，所述LED发光条的另一端固定在第二导电环上并电连接，第二电引出线固定在所述第二导电环上；所述第一电引出线和第二电引出线经过驱动器与所述灯头电连接。

6.根据权利要求5所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述LED发光条沿着所述保护罩的径向设置。

7.根据权利要求5所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述LED灯芯包括：

外层发光条，所述外层发光条设置在第一导电环、第二导电环和保护罩之间；

内层发光条，所述内层发光条设置在第一导电环、第二导电环围成的区域内。

8.根据权利要求7所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述外层发光条和内层发光条交替设置。

9.根据权利要求8所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述LED芯片设置在所述外层发光条的基板的临着所述保护罩的一端的侧面上，以及设置在所述内层发光条的基板的远离所述保护罩的一端的侧面上。

10.根据权利要求1所述的主动散热LED灯，其特征在于：在风扇作用下，外界空气通过所述气体进口进入保护罩内，从所述气体出口排出；或者，外界空气通过所述气体出口进入保护罩内，从所述气体进口排出。