CN101294660B - 一种led照明灯 - Google Patents

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Abstract

一种LED照明灯,由光源部分、散热部分和电源部分组成。散热部分包括散热器外壳和固定于其中的散热器;光源固定板固定在散热器的平面端,LED芯片镶嵌在光源固定板上,其前端安装有反射器和透光灯罩;恒流源安装在散热器外壳上的恒流源固定台上,散热器外壳上还连接有灯壳和灯座。本发明的LED照明灯散热性能突出,环境温度25℃时,散热器基体温度40~50℃,恒流源最高温度55℃,保证了LED照明灯长时间可靠地工作。

Description

一种LED照明灯
技术领域
[0001] 本发明涉及一种LED照明灯泡,本发明的LED灯泡可以取代普通白炽灯泡用于照 明使用。
背景技术
[0002] 由于半导体照明具有高效、节能、环保、使用寿命长、响应速度快、耐振动、易维护 等显著优点,在国际上被公认为是最有可能进入通用照明领域的新型固态冷光源。如同晶 体管替代电子管一样,半导体灯取代传统的白炽灯和荧光灯也是大势所趋。
[0003] 目前,尽管LED已经广泛应用于指示、IXD背光源、交通指示灯、建筑照明等领域, 但用LED实现大规模的半导体照明还有很多问题有待于解决,其中最主要的是散热问题。
[0004] 随着芯片技术的日益成熟,比较成熟的商品化功率型发光二极管(LED)芯片的输 入功率变得越来越高。对于LED来讲,单纯地增加输入功率,亮度会成比例地上升。但由于 LED的效率远没有达到100%,LED在工作过程中会产生热量,功率和芯片面积增大,热流密 度就相应加大。由于大功率发光二极管工作时,热量集中在尺寸很小的芯片内,使得芯片内 部的温度越来越高。芯片温度升高,会引起热应力的非均勻分布、芯片发光效率和荧光粉激 射效率下降等问题,当温度超过一定值时,器件的失效率呈指数规律增加。统计资料表明, 元件温度每上升2°C,可靠性下降10%。当多个LED密集排列,组成白光照明系统时,热量 的耗散问题更为严重。
[0005] 由于温度升高而产生的各种热效应会严重影响到LED器件的使用寿命和可靠性, 所以解决热量管理问题已成为功率型LED应用的先决条件。目前普遍采用的倒装焊方法, 虽然提高了芯片结构的抗热性,但是成本很高,很难使LED光源应用于普通照明。也有采用 套筒型齿状结构外加散热器和强制对流等方式解决散热问题的,但都没有从根本上解决功 率型LED器件的散热问题,限制了功率型LED光源的低成本和商品化,以及在普通照明上的 广泛应用。
[0006] 其次,目前市场上一般的LED照明灯是把照明灯的恒流源安装在散热器的内部, 光源工作发出的热量与恒流源工作发出的热量聚集在散热体腔内,恒流源长期处于一个高 温的环境中,对恒流源元件直接造成了很大的影响,在外部环境温度40°C时,散热体腔内部 温度可达80°C,使恒流源的寿命大大减少(如虽然电容的标称温度为-40〜105°C,但实际 工作环境一旦超过80°C,电容容量将减少一半,一些质量较差的电容甚至会爆裂。同时在 这样的环境温度下,电阻、晶体管的性能也变的极其不稳定,使照明灯不能稳定工作)。因 此,将恒流源安装在散热体腔内的做法,使整个产品的使用寿命受限于电源部分,而无法最 大限度地发挥LED长寿命的特点。
[0007] 另外,一般的LED照明灯是将LED光源焊接在铝基板上,再将铝基板与散热器连 接,这种连接方式在热传导过程中无形增加了热阻,也使散热器的热传导能力大为降低。发明内容
[0008] 本发明的目的是提供一种LED照明灯,以更有效地提高LED灯光源部分和电源部 分的散热效果。
[0009] 本发明的LED照明灯由光源部分、散热部分和电源部分组成,其中:
[0010] 所述的散热部分包括一个散热器外壳和散热器,在散热器外壳的上端设置有恒流 源固定台,下端设置有散热器卡槽,带有散热齿的散热器固定安装在散热器卡槽上,用于将 LED照明灯产生的热能传导到周围空气中;
[0011] 所述的光源部分包括:
[0012] 一个光源固定板,固定连接在散热器的平面端;
[0013] 镶嵌在光源固定板上的至少一个LED芯片;
[0014] 一个反射器,嵌装在LED芯片上;
[0015] 以及
[0016] 固定安装在散热器外壳上,位于LED芯片前端的透光灯罩;
[0017] 所述的电源部分包括:
[0018] 一个恒流源,固定安装在恒流源固定台上,通过导线分别与灯座和LED芯片电路 连接;
[0019] 一个灯壳,安装在散热器外壳上,用于将恒流源封闭;
[0020] 以及
[0021 ] 一个连接在灯壳上的灯座,用于与外接电源连接。
[0022] 散热器的材质为铝,也可以是铜或其它金属材料。散热器平面上布置有多个垂直 向上的散热齿,增大了散热器的有效散热面积,散热效果更加明显。散热器外壳采用高强度 PC材料制造,具有耐热性好、强度高、成型好的特点,并可加工成多种颜色。
[0023] 本发明将LED照明灯的电源部分与光源部分设置在散热器外壳的两端,并将恒流 源与散热器完全分开,在散热器上设有引线孔,用于穿过将恒流源与LED芯片连接的引线。 上述结构的设计,可以使得电源部分与光源部分产生的热量尽快散发出去,避免了原来由 于光源部分产生的热量影响到电源部分,造成LED照明灯寿命缩短的问题出现。
[0024] 在散热器外壳上的周边设置有一圈散热器气孔,在灯壳与灯座的连接处设置有若 干个通气孔或通气狭缝。散热器气孔与通气孔或通气狭缝之间能够形成一个空气对流通道。
[0025] LED芯片直接安装于散热器表面,其背面的热沉与散热器基体的端面直接接触,减 少了散热环节,提高了热传导能力。
[0026] 本发明由于采用了上述结构,使得LED照明灯的散热性能明显提高。工作中LED芯 片产生的热能可以迅速通过散热器的散热齿和散热器外壳上的散热器气孔散发到空气中, 恒流源工作的热量可以通过灯座上的通气孔或通气狭缝散发到空气中,同时所形成的空气 对流通道还可以进一步降低散热器和恒流源的工作温度。当环境温度为25°C时,散热器温 度基本恒定在40〜50°C,恒流源的最高工作环境温度也仅为55°C,从而保证了 LED照明灯 长时间可靠地工作,为功率型二极管(LED)应用于普通照明铺平了道路。
附图说明
[0027] 图1是本发明LED照明灯的结构示意图;[0028] 图2是图1的俯向视图;
[0029] 图3是图1中散热器5的结构示意图;
[0030] 图4是图3的俯向视图;
[0031] 图5是散热器外壳6的结构示意图。
具体实施方式
[0032] 本发明的LED照明灯如图1所示,主要由光源部分、散热部分和电源部分三部分组 成,其中:
[0033] 散热部分由一个散热器外壳6和一个散热器5组成。散热器5以金属铝材制成, 其结构如图3、图4所示,在散热器平面上布置有多个垂直向上的散热齿53,用于将LED照 明灯产生的热能传导到周围空气中,在散热器平面上散热齿的间隙中还设置有一个用于穿 过引线的引线孔52和两个螺孔51。
[0034] 散热器外壳6的结构如图5,在其周边设置有一圈散热器气孔7,上端设置有恒流 源固定台61,下端设置有散热器卡槽62,散热器5固定安装在散热器卡槽62上。
[0035] 光源部分由光源固定板4、LED芯片2、反射器3和透光灯罩1组成。通过螺孔51 用螺钉将光源固定板4固定在散热器5的平面端,LED芯片2镶嵌在光源固定板4的中央, 且LED芯片2的背面与散热器5的平面端直接接触,LED芯片工作时产生的热能以热传导的 方式直接传递给散热器,通过散热器的散热齿53和散热器外壳上的散热器气孔7,以热传 导和空气对流两种方式传播到空气中。反射器3位于光源固定板4的前端,嵌装在LED芯 片2上。在散热器外壳6的边缘设有一圈卡槽,以将透光灯罩1边缘的卡座嵌入上述卡槽 中的方式,将透光灯罩1固定在散热器外壳的前端,封盖住反射器3和LED芯片2。
[0036] 电源部分由恒流源8、灯壳9和灯座10组成。
[0037] 恒流源8固定安装在散热器外壳6的恒流源固定台61上,一方面通过引线与灯座 10连接,一方面将引线穿过散热器5上的引线孔52,与LED芯片2电路连接。灯壳9通过 散热器外壳6上的卡座固定安装在散热器外壳6上,并连接灯座10,形成一个将恒流源8封 闭的空腔。
[0038] 在灯壳9与灯座10的连接处设置有若干个通气狭缝11 (如图2所示),通气狭缝 11与位于散热器外壳6上的散热器气孔7构成一个空气对流通道,很容易在散热器周围和 空腔内部形成空气对流,一方面将恒流源产生的热能散发出去,一方面可以进一步降低散 热器的温度。
5

Claims (4)

  1. 一种LED照明灯,由光源部分、散热部分和电源部分组成,其中:所述的散热部分包括一个散热器外壳(6)和散热器(5),在散热器外壳(6)的上端设置有恒流源固定台(61),下端设置有散热器卡槽(62),带有散热齿(53)的散热器(5)固定安装在散热器卡槽(62)上,用于将LED照明灯产生的热能传导到周围空气中;所述的光源部分包括:一个光源固定板(4),固定连接在散热器(5)的平面端;镶嵌在光源固定板(4)上的至少一个LED芯片(2),LED芯片(2)的背面与散热器(5)的平面端直接接触;一个反射器(3),嵌装在LED芯片(2)上;以及固定安装在散热器外壳(6)上,位于LED芯片(2)前端的透光灯罩(1);所述的电源部分包括:一个恒流源(8),固定安装在恒流源固定台(61)上,通过导线分别与灯座(10)和LED芯片(2)电路连接;一个灯壳(9),安装在散热器外壳(6)上,用于将恒流源(8)封闭;以及一个连接在灯壳(9)上的灯座(10),用于与外接电源连接。
  2. 2.根据权利要求1所述的LED照明灯,其特征是在散热器外壳(6)上的周边设置有一 圈散热器气孔(7)。
  3. 3.根据权利要求1所述的LED照明灯,其特征是在灯壳(9)与灯座(10)的连接处设置 有若干个通气孔或通气狭缝(11)。
  4. 4.根据权利要求1所述的LED照明灯,其特征是在散热器(5)上设有引线孔(52),用 于穿过连接恒流源(8)与LED芯片(2)的引线。
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