CN101025256A - 发光二极管模块及其灯具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光二极管模块及其灯具，所述发光二极管模块包括一个以上的发光二极管和基板，所述发光二极管以串联、并联等方式连接，形成发光光源，所述基板包括导热层、导电层和绝缘层，所述导热层用于散发所述发光二极管产生的热量，所述绝缘层位于所述导热层的上方，所述导电层位于所述绝缘层的上方，所述导电层用于提供所述发光二极管的电气连接通路。所述灯具包括发光二极管模块、散热器、光学元件和灯罩。本发明解决了发光二极管作为光源的散热问题，提高了灯具使用的可靠性和稳定性，并运用光学元件，控制发光的角度和方向，以此提高了发光效率，从而从整体上延长了发光二极管模块及灯具的使用寿命，降低了维修成本和次数。

Description

发光二极管模块及其灯具

技术领域

本发明涉及一种用于照明的灯具，具体地说，涉及一种采用发光二极管作为光源的发光二极管模块及其灯具。

背景技术

在现有技术中，传统用于照明的灯源有很多种，根据其用途不同，一般可分为白炽灯、卤钨灯、荧光管、卤素灯及气体放电灯等等。但是，上述各种灯源在具有其一些特有优点的同时，也同时具有这样或那样的缺点，例如，白炽灯发光效率低；卤钨灯因工作原理关系，灯泡内壁温度要保持250℃以上，令灯具烫手，容易令人灼伤；荧光管含汞及紫外光，对环境有一定程度的破坏，并需要高电压驱动，容易引发安全性问题；卤素灯和气体放电灯都含紫外光，对人体有害，亦需高电压驱动，起动时需预热，电源中断后需要冷却后方可再启动，等等。另外，上述各种灯源的一个共同缺点是，寿命相对较短，全部采用玻璃外壳，易受震动影响，易碎，容易发生危险。

另外，在对灯具光源的开发和利用中，将发光二极管作为光源来使用，这种技术已成为一种新技术。发光二极管具有无汞、无紫外光、体积小、不易受震动影响、不易破碎、低功耗、即开即亮、无需预热、低压驱动、寿命长、减少固体废料排放等优点。

在现有技术中，在将发光二极管作为光源使用时，同类型发光二极管灯源/模块/灯具因要顾及与现有灯具兼容的问题(如MR-16卤钨灯)，其尺寸及体积受到灯具尺寸限制，因而未能处理好散热问题，引致散热效果不良。另一方面，驱动电路未能配合发光二极管发光原理要求，容易产生稳定性问题，引致工作点不稳定，从而损害发光二极管或驱动电路，令产品寿命短。或/同时未能配合适当的光学组件，未能有效使用所发光。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种发光二极管模块，使其亮度高、稳定性高、可靠性高，且使用寿命长。

本发明要解决的另一技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种发光二极管模块灯具，延长发光二极管模块灯具的使用寿命，提高发光效率，提高可靠性及稳定性，降低维修成本和维修次数。

为解决上述的技术问题，本发明提供了一种发光二极管模块，包括：

一个以上的发光二极管，以串联、并联或以上两种方式混合连接，形成发光光源；

基板，包括导热层、导电层和绝缘层，所述导热层用于散发所述发光二极管产生的热量，所述绝缘层位于所述导热层的上方，所述导电层位于所述绝缘层的上方，所述导电层用于提供所述发光二极管的电气连接通路。

在上述的发光二极管模块中，发光二极管的电功率不少于0.5W，光通量不少于10lm。

进一步地，所述基板的厚度不超过3mm。所述基板的导热层的导热率不少于10W/m·K。另外，考虑到基板的散热，所述基板与空气接触面积大于5cm²，所述基板的材料采用金属或陶瓷或石墨。

进一步地，所述的发光二极管模块中的所述基板还包括阻锡层，所述阻锡层位于所述导电层上方，用于分隔不同发光二极管与所述导电层的电气连接点。

并且，所述基板还包括导热介质，所述导热介质位于所述发光二极管与所述导电层的接触面，用于传导所述发光二极管产生的热量。

上述发光二极管模块还可以包括发光二极管驱动电路，所述发光二极管驱动电路通过导电层与所述发光二极管达成电气连接。所述驱动电路以开关式电路实现，或以线性电路实现，或以电阻式电路实现。所述驱动电路包括过温保护单元、过压保护单元、过流保护单元、短路保护单元、开路保护单元或反接保护单元。

为解决上述的技术问题，本发明还提供了一种包括上述发光二极管模块的灯具，所述灯具包括：

发光二极管模块，用于产生照明光；

散热器，其与所述发光二极管模块的基板连接，用于散发所述发光二极管模块产生的热量；

光学元件，其与所述发光二极管模块上的发光二极管对应连接，用于控制所述发光二极管发出光线的方向或角度；

灯罩，用于将所述发光二极管模块、散热器和光学元件固定在一起。

上述灯具还可以包括电源供应装置，所述电源供应装置与所述发光二极管模块连接，用于提供发光二极管所需电源。也就是说，所述的灯具可以包括电源供应装置，也可以不包括，当不包括电源供应装置时，另需单独的电源装置为其供电。

在上述的灯具中，进一步地，所述散热器与所述发光二极管模块基板的连接处还包括导热介质，用于更好地散热，所述导热介质的导热率不少于0.3W/m·K。所述导热介质可以为塑料、导热胶水或导热油。

上述的灯具中的所述散热器与所述发光二极管模块基板的连接方式可以采用多种方式，如采用螺丝、弹簧、弹簧片或铆钉固定，或采用碰焊、互锁或挤压的连接方式。

另外，所述灯具中的散热器的材料采用铝、铜或以上两种材料的合金，且所述散热器材料的导热率不少于10W/m·K，以保证很好的散热效果。

具体地，所述散热器包括上下开放的圆筒形结构，该圆筒形结构的中间为一空心柱，在圆筒形结构和空心柱之间连接有多个连接片，每两个相邻的连接片形成气流通道。进一步地，所述散热器还包括一锥形座，用于连接所述圆筒形结构和发光二极管模块。所述锥形座的母线为直线、圆形曲线或摆线。

上述灯具中的所述散热器与发光二极管模块连接处的空隙不大于1mm，所述散热器与空气接触的表面积大于5cm²，以保证良好的散热效果。

前述灯具中所述的光学元件为反射镜或透镜。当为反射镜时，所述的反射镜呈现喇叭状，所述喇叭口的直径与喇叭的深度比不超过4。所述的反射镜的反射率大于50％。另外，所述的反射镜也可以为全反射透镜，所述全反射透镜所采用材料的透光率大于50％，所述全反射透镜的焦点与发光二极管发光面相距不大于20mm。当为透镜时，所述透镜的直径与发光二极管表面距离的比不小于0.5。所述透镜采用材料的透光率大于50％。

前述灯具的所述灯罩与所述散热器的连接方式可以为多种，如采用螺丝、弹簧、弹簧片或铆钉固定，或采用碰焊、互锁或挤压的连接方式。

另外，当所述灯具还包括电源供应装置时，所述电源供应装置由开关式电路，或电感式电路，或电容式电路，或电阻式电路，或变压器电路，或二次电池实现。从另一角度来说，所述电源供应装置以隔离式电路实现，或以非隔离式电路实现。

另外，所述电源供应装置应满足如下的要求：功率因子PF＞0.3；电源谐波THD＜30％；浪涌电流少于60A；效率高于50％。

本发明采用新一代固态发光源“发光二极管”作为灯具的光源，具有无汞、无紫外光、体积小、不受震动影响、不易破碎、低功耗、即开即亮、无需预热、低压驱动、长寿、减少固体废料排放等优点。而且，本发明有效解决了现有技术中在将发光二极管作为光源使用时的散热问题，提高了灯具使用的可靠性和稳定性，并运用光学元件，控制发光的角度和方向，以此提高了发光效率，从而从整体上延长了发光二极管模块及灯具的使用寿命，降低了维修成本和次数。

以下通过附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。

附图说明

图1为本发明所述发光二极管模块一具体实施例的结构示意图；

图2为本发明所述发光二极管模块的局部剖面图；

图3为本发明所述发光二极管模块另一具体实施例的结构示意图；

图4A-图4E为本发明所述发光二极管模块的驱动电路的电路原理图；

图5A-图5B为本发明所述发光二极管模块的驱动电路的保护电路原理图；

图6为本发明所述灯具的一具体实施例的结构示意图；

图7A-图7C为本发明所述灯具中散热器的结构示意图；

图8A-图8B为本发明所述灯具中散热器中锥形座的结构示意图；

图9为本发明所述灯具中发光二极管模块与灯罩的结构示意图；

图10为本发明所述灯具中发光二极管模块与灯罩的另一结构示意图；

图11为本发明中灯罩为反光杯时的结构示意图；

图12A-图12B为本发明中灯罩为反光杯时不同集光能力的示意图；

图13为本发明中灯罩为透镜时的结构示意图；

图14A-图14B为本发明中灯罩为透镜时不同集光能力的示意图；

图15为本发明中灯罩为全反射透镜时的结构示意图；

图16为本发明中通过弹簧将散热器与灯罩固定在一起的结构示意图；

图17为本发明中通过固定片将散热器与灯罩固定在一起的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，为本发明所述发光二极管模块一具体实施例的结构示意图，所述发光二极管模块包括一个以上的发光二极管11和基板12。参见图2所示，图2为本发明所述发光二极管模块的局部剖面图，所述基板12包括导热层121、绝缘层122和导电层123，所述导热层121用于散发所述发光二极管11产生的热量，所述绝缘层122位于所述导热层121的上方，所述导电层123位于所述绝缘层122的上方，发光二极管11的接脚111通过焊锡112焊接在导电层123，多个发光二极管11通过串联、并联或以上两种方式的混合连接形成发光光源，其连接的电气通路由导电层123来提供。

在本实施例中，为了分隔不同发光二极管与所述导电层的电气连接点，在导电层123上还包括一层阻锡层124，将发光二极管11部分设置在阻锡层124上，在发光二极管11与导电层123之间的空隙充满导热介质125，该导热介质125可以将发光二极管11产生的热量由发光二极管11直接传导出去，在本发明中，所述每个发光二极管的电功率不少于0.5W，光通量不少于10lm。例如，以灯具而言，若其光通量是10lm的话，不考虑灯具及光学元件的损耗，那么垂直投射在1m²的面积上的照度是10lx。在应用上考虑，这10lx的照度可用在应急灯。以目前发光二极管的发光效率作考虑，一般白光发光二极管的发光效率在20lm/W至100lm/W之间，在未来三年内可能会达至200lm/W。所以发光二极管的电功率下限为0.5W，光通量不少于10lm，既可以满足当前技术的要求，又可以达到实用的要求。

另外，基板12的厚度不超过3mm，导热层121的导热率不少于10W/m·K。在本实施例中，基板12的厚度为1.6mm，导热层121的导热率为200W/m·K。

所述基板12与空气接触面积大于5cm²。所述的接触面积基本上就是整体面积，包括了电子元件及基板，本发明中的散热主要是经由两条路径，一是从基板经过散热器进行散热，二是基板或电子元件直接与空气接触进行散热。所以从基板至散热器的路径上，基板只会与散热器接触，不存在与空气接触的问题，而通过这一路径的热量是通过散热器散发出去。至于没有接到散热器的一面，则是电子元件与基板直接与空气接触，而对散热有一定帮助，但这一路径所散发的热量通常远少放通过散热器散发的热量。

在自然空气对流散热方式中，若对象或散热器与空气接触的面积愈大，散热效果便愈好。但若基板面积太大的话，便难以实现一合理尺寸的模块或灯具。所以上限应受到合理灯具尺寸的限制。如以MR16卤钨灯为例，基板的合理直径应是50mm左右，即基板其中一面(不与散热器接触的一面)与空气接触的面积便是19.625cm²又如PAR30白炽灯，基板的合理直径是95mm，即基板其中一面(不与散热器接触的一面)与空气接触的面积便是70.8cm²。

基板12的材料可以采用金属、陶瓷或石墨，在本实施例中，为铝基板。

对于图1中的发光二极管模块，其不包括发光二极管驱动电路，是因为该发光二极管驱动电路可以不与发光二极管集成在基板上，而是单独的一个电路。当然，如果需要的话，也可以将发光二极管驱动电路集成在基板上，如图3所示，发光二极管驱动电路13位于基板12上。

在本发明中，所述发光二极管驱动电路提供恒定电流至发光二极管，其与发光二极管的连接方式可以是串联，可以是并联，也可以是上述两种方式的混合。本发明中的发明二极管驱动电路可以以开关式电路实现，或以线性电路实现，也可以以电阻式电路实现。上述发光二极管驱动电路可通过对现行标准电路进行改进来实现，如线性电路可利用三脚稳压IC(如7805)，将其电路改成恒流源，便可成为发光二极管驱动电路。或者采用三极管的恒流源电路也可以。至于开关式的发光二极管驱动电路，则利用现有的标准开关稳压IC，将其修改为恒流源便可。所述发明二极管驱动电路的原理图如图4A-4E。如图4A，为驱动电路的基本电路原理图，通过一恒流源来驱动发明二极管工作；图4B为电阻式驱动电路，图4C为线性驱动电路，采用三脚稳压芯片来实现的，图4D、4E为开关式驱动电路，其中，图4D为升压型，图4E为降压型。

本发明中的驱动电路具有过温保护电路单元、过压保护电路单元、过流保护电路单元、短路保护电路单元、开路保电路护单元、反接保护电路单元，或以上各电路单元的任意组合，通过这些保护单元保证驱动电路的正常工作。驱动电路中的上述各种保护单元或者以单独电子元件来实现，或者以功能模块的方式来实现。当采用功能模块的方式来实现时，可以利用现有的电子元件及IC来实现，但需要挑选电子元件及IC来配合不同的发光二极管。如图5A和图5B所示，为一些简单的保护电路。电源反接保护、输入过流保护和短路保护适用于所有驱动电路，如图5A中的二极管5A1，图5B中的齐纳二极管5B2用于电源的反接保护，这是对驱动电路作出保护。图5A中的保险丝5A2和图5B中的5B1用于输入过流保护和短路保护，这是最简单的保护方式，也可以采用PTC正温度系数电阻，或电子电路保护。这是保护电源供应。

输入过压保护电路适用于所有驱动电路，可用齐纳二极管(ZenerDiode)接在驱动电路输入端，如图5A中5A3，图5B中的5B2，其可与输入过流和短路电路一起配合使用。

输出过压及开路保护仅适用于开关式驱动电路，当输出开路或断线时，开关式升压型驱动电路的输出电压可以是无限大，为了保护电路中的输出电容及开关三极管及二极管，所以需要加进输出过压及开路保护电路来保护这些元件。

输出过流及短路保护电路，基本上根据驱动电路的原理，已经把输出电流限制在某一设定值，所以自身已有保护作用。但如输出短路，会引起驱动电路内元件发热而损毁，这可通过过温保护电路来保护。过温保护电路适用于所有驱动电路，可通过选择具有过温保护的IC或者通过热敏电阻把温度这一变量加入到反馈电路中。

对于上述的驱动电路的供电，可以是直流电，可以是交流电，也可以是二次电池，还可以是以电容电来供电。

在本发明中，提供了一种具有上述发光二极管模块的灯具，一具体实施例的结构图如图6所示，包括：发光二极管模块51、散热器52、光学元件53、灯罩54和电源供应装置55。其中，所述的发光二极管模块51用于产生照明光；散热器52与所述发光二极管模块51的基板连接，用于散发所述发光二极管模块51产生的热量；光学元件53与所述发光二极管模块51上的发光二极管对应连接，用于控制所述发光二极管发出光线的方向或角度；灯罩54用于将所述发光二极管模块51、散热器52和光学元件53固定在一起，形成一个完整的灯具，另外，本实施例还包括电源供应装置55，其将电源转换成适合发光二极管模块51的电源，为所述的灯具供电。

其中，散热器52与所述发光二极管模块51基板的连接处还包括导热介质以便更好地散热。其中，所述导热介质的导热率不少于0.3W/m·K，在本发明中，导热介质可以为各种材料，如导热率在0.3W/m·K左右的塑料，导热率在0.72-2W/m·K的导热胶水和CPU用的导热油，导热介质的导热率愈高，便更容易把基板上的热量引导至散热器。

散热器52与所述发光二极管模块基板51的连接方式可以是采用螺丝、弹簧、弹簧片或铆钉固定，也可是采用碰焊、互锁或挤压的连接方式。

散热器52可以采用铝、铜或以上两种材料的合金，且所述散热器材料的导热率不少于10W/m·K。在本实施例中散热器52的材料为铝，其导热率为200W/m·K。

散热器52的结构可以是目前已存在的用于小型元器件散热的散热器结构，也可以如本发明图7A-图7C所示的结构。本发明在设计时散热器时需考虑到以下各点：

a.散热器所用材料的导热率；

b.散热器的结构及形状；

c.散热器与空气的接触面积；

d.散热器与基板的接触及安装方法；

e.散热器的生产工艺；

f.散热器的表面处理；

g.散热器的可扩展性(即使用同一模具，但可按不同的功率而改变散热器的高度来配合，以达到预期的散热效果。这与散热器的结构，安装方法及生产工艺有关)。

图7A为散热器的立体图；图7B为散热器的纵向剖面图；图7C为图7A的俯向视图。从图中可见，散热器包括一上下开放的圆筒形结构521，该圆筒形结构521的中间为一空心柱522，在圆筒形结构521和空心柱522之间连接有多个连接片523，每两个相邻的连接片形成气流通道。散热器通过锥形座与发光二极管模块连接，形成一导热通道，将发光二极管模块的热量传导至散热器，再利用空气的自然对流将热量散发至外界。散热器与锥形座之间靠螺丝来连接。

空气主要通过两条通道把热量带走：一是从散热器的外表；二是从散热气的内部通道。

散热器的高度可视发光二极管模块的功耗来决定，如发光二极管模块功耗加大时，可采用较高的散热器，高度愈高，散热效果愈好。这便是本发明的可扩展性(Scalability)。

锥形座的母线(即纵部面的斜边)是为了能让气流能通过散热器内部，可以是直线如图8A所示，也可以是圆锥曲线如圆形曲线或摆线，如图8B所示，具体地，所述散热器直径视灯具尺寸而定，如当散热器直径为50mm时，尺寸与现有的MR-16卤钨灯大约相同。

散热器、锥形座和连接螺丝都是用铝来作材料，导热率是200W/m·K。

另外，散热器52与发光二极管模块51连接处的空隙不大于1mm。由于发光二极管模块与锥形座之间的接触是利用螺丝来固定的，所以两者之间必定有空隙存在，如果有空隙存在的话，当中便会有空气存在，而空气的导热率是相当的低，固此影响了发光二极管模块与散热器之间的热传导，解决方法是：一是把这空隙尽量减少；二是在这空隙中填充导热介质(如导热胶水或导热油)。如空隙太大的话，发光二极管模块上的热量便不能有效地传导至散热器。

散热器与空气接触的总面积大于5cm²。在本实施例中，散热器与空气的接触面积包括了锥形座的斜面表面积、圆形散热器的外表与空气的接触面积和散热器内部结构与空气的接触面积。也就是指所有能与空气接触的表面积。

在自然空气对流散热方式中，若对象或散热器与空气接触的面积愈大，散热效果便愈好，但若散热器面积太大的话，便难于实现一合理尺寸的模块或灯具。如散热器与空气的接触面积太少，便会减低散热效果。散热器的合理尺寸要与结构及散热效果有关，如发光二极管的功率是1W，而散热器面积只有5cm²，则在室温25℃时，散热器表面温度可达125℃。

在本发明中，所述灯具中的光学元件可以为反射镜，也可以为透镜。如果为反射镜，反射率大于50％。如果为透镜，其采用材料的透光率大于50％。对于光学元件为反射镜的情况，所述的反射镜包括全反射透镜，所述全反射透镜所采用材料的透光率大于50％。例如图9，为光学元件为反射镜时的结构示意图，所述的反射镜53 1呈喇叭状，所述喇叭口的直径与喇叭的深度比不超过4。如果为全反射透镜，则所述全反射透镜的焦点与发光二极管发光面相距不大于20mm。图10所示为光学元件为透镜时的结构示意图。

具体而言，本发明中的发光二极管所用的光学元件可以是反光杯(Reflector)、透镜(Lens)、全反射透镜(Collimator)，其中，反光杯(Reflector)就是一般手电筒用的反光杯，如图11，其光学原理为反射(Reflection)，实质为一反射镜，光线从灯泡(光源)投射到反光杯，通过反射现象，把光线聚焦，一般手电筒用的反光杯是抛物曲线，把光线聚焦成为平行光束。反光杯杯口的直径与深度的比值不同，集光能力不同，如图12A、图12B所示。在图12A、图12B中，光源发出的光，在A区域不落在反光杯中，在B区域落在反光杯中，当杯口的直径D与深度h的比值较小时，如图12A，则集光能力较差，反之，当杯口的直径D与深度h的比值较大时，如图12B，则集光能力较强。

透镜(Lens)一般是凸透镜，如图13和图10，其光学原理为折射(Refraction)，光线从光源投射到透镜的一面，然后聚焦成为平行光束。对于透镜而言，透镜的直径与其到发光二极管的距离的比值不同，集光能力不同，如图14A、图14B所示。本发明中所述透镜的直径与发光二极管表面距离的比不小于0.5。

全反射透镜(Collimator)，或称之为折光透镜，其光学原理为折射(Refraction)及全反射(Total Internal Reflection)，当光线从一密度较高的媒介传导至一密度较低的媒介时(如光线从玻璃至空气)，如果入射角度大于临界角，则光线不能进入密度较低之媒介，而在密度较高的媒介内作出全反射。如图15，发光二极管发出的光先经过C面折射，折射光再经过D面反射出去。

在本发明中，所述灯罩54与所述发光二极管模块51的连接方式为采用螺丝、弹簧、弹簧片或铆钉固定，或采用碰焊、互锁或挤压的连接方式。由于发光二极管模块和光学元件的结构都比较脆弱，所以通过散热器再加其它配件安装在灯具上面。如图16、图17所示，图16采用弹簧将散热器与灯罩固定在一起，图17采用固定片，通过螺丝将散热器与灯罩固定在一起。

在本发明中，电源供应装置由开关式电路或电感式电路或电容式电路或电阻式电路现或变压器电路或二次电池实现。

所述电源供应装置以隔离式电路实现或以非隔离式电路实现。隔离式电路是指输入的电源供应一端与输出接发光二极管的一端在电气上是隔离(绝缘)的，所以安全性较非隔离式电路高，尤其是在输入为市电220V交流的情况下，这类隔离式电路一般是开关式的或采用了变压器。

非隔离式电路比较简单，一般是线性电路，或更简单的是电阻电路，这类非隔离式电路在安全性方面较差。

在本发明中，为所述电源供应装置供电的电源一般要求输入电压在85V-265Vac，输入交流电压频率为50/60Hz。对于所述电源供应装置的工作环境的要求是工作温度在0℃-75℃之间；所述电源供应装置本身的输出电压为12VDC，输出电流为4A max，输出满功率为50Wmax，满载时的效率为80％，功率因子(PF)＞0.3，总谐波失真(THD)＜30％，浪涌电流(Surge Current)＜60A。

上述要求为针对所述电源供应装置一实施例的工作条件，并不排除其他为符合灯具工作要求的其他条件。

本发明采用了恒流驱动，配合发光二极管发光原理，保持发光亮度及其稳定性，并提供多种保护方式，如过温、过压、过流、短路、开路、反接等保护。

本发明为有效使用光输出，通过合理排列方式，充分利用空间，采用全反射透镜或/及反射镜或/及透镜，将光束集中至目的物，达致低眩光，有效利用光输出。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种发光二极管模块，其特征在于，包括：

一个以上的发光二极管，以串联、并联或以上两种方式混合连接，形成发光光源；

基板，包括导热层、导电层和绝缘层，所述导热层用于散发所述发光二极管产生的热量，所述绝缘层位于所述导热层的上方，所述导电层位于所述绝缘层的上方，所述导电层用于提供所述发光二极管的电气连接通路。

2.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，所述发光二极管的电功率不少于0.5W，光通量不少于10lm；所述基板的厚度不超过3mm；所述基板的导热层的导热率不少于10W/m·K；所述基板与空气接触面积大于5cm²；所述基板的材料采用金属或陶瓷或石墨。

3.根据权利要求1或2所述的发光二极管模块，其特征在于，所述基板还包括阻锡层，所述阻锡层位于所述导电层上方，用于分隔不同发光二极管与所述导电层的电气连接点；所述基板还包括导热介质，所述导热介质位于所述发光二极管与所述导电层的接触面，用于传导所述发光二极管产生的热量。

4.根据权利要求1或2所述的发光二极管模块，其特征在于，还包括发光二极管驱动电路，所述发光二极管驱动电路通过导电层与所述发光二极管达成电气连接；所述驱动电路以开关式电路实现，或以线性电路实现，或以电阻式电路实现；所述驱动电路包括过温保护单元、过压保护单元、过流保护单元、短路保护单元、开路保护单元或反接保护单元。

5.一种包含权利要求1-4任一所述发光二极管模块的灯具，其特征在于，包括：

发光二极管模块，用于产生照明光；

散热器，其与所述发光二极管模块的基板连接，用于散发所述发光二极管模块产生的热量；

光学元件，其与所述发光二极管模块上的发光二极管对应连接，用于控制所述发光二极管发出光线的方向或角度；

灯罩，用于将所述发光二极管模块、散热器和光学元件固定在一起。

6.根据权利要求5所述的灯具，其特征在于，还包括电源供应装置，所述电源供应装置与所述发光二极管模块连接，用于提供发光二极管所需电源。

7.根据权利要求5所述的灯具，其特征在于，所述散热器与所述发光二极管模块基板的连接处还包括导热介质；所述导热介质的导热率不少于0.3W/m·K；所述导热介质为塑料、导热胶水或导热油。

8.根据权利要求5所述的灯具，其特征在于，所述散热器与所述发光二极管模块基板的连接方式为采用螺丝、弹簧、弹簧片或铆钉固定，或采用碰焊、互锁或挤压的连接方式；所述散热器的材料采用铝、铜或以上两种材料的合金，且所述散热器材料的导热率不少于10W/m·K。

9.根据权利要求5所述的灯具，其特征在于，所述散热器包括上下开放的圆筒形结构，该圆筒形结构的中间为一空心柱，在圆筒形结构和空心柱之间连接有多个连接片，每两个相邻的连接片形成气流通道；所述散热器还包括一锥形座，用于连接所述圆筒形结构和发光二极管模块；所述锥形座的母线为直线、圆形曲线或摆线。

10.根据权利要求5所述的灯具，其特征在于，所述的光学元件为反射镜或透镜；当为反射镜时，所述的反射镜呈现喇叭状，所述喇叭口的直径与喇叭的深度比不超过4，所述的反射镜的反射率大于50％；当为透镜时，所述透镜的直径与发光二极管表面距离的比不小于0.5，所述透镜采用材料的透光率大于50％。

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