CN101493190A

CN101493190A - Led照明装置

Info

Publication number: CN101493190A
Application number: CNA2008101366857A
Authority: CN
Inventors: 陈桂芳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2008-12-31
Publication date: 2009-07-29

Abstract

本发明涉及一种LED照明装置，包括基座、LED单元、电源电路板，基座内部至少具有一个空腔，基座的材质为铝，并且该铝质基座的内、外表层具有致密的氧化铝层，氧化铝层厚度大于等于20微米；LED单元包括至少一个LED光源，基座的外表面上具有一个用于安装LED光源的区域，基座在位于该区域处设置有用于接线的铜导电层，LED光源上的正、负电极分别电连接至相应的铜导电层上，LED光源底部的导热部分与氧化铝层相直接紧密接触；电源电路板用于将外界电源与LED光源相电连接，电源电路板被封闭在基座内部的空腔中。由于该基座是铝材质，LED光源发出的热量能很快传递到外界，将电源电路板直接封装在该空腔内达到防水的效果。

Description

LED照明装置

技术领域

本发明涉及一种照明装置，特别是指一种利用LED光源发光的LED照明装置。

背景技术

LED照明装置由于具有节能、使用寿命长等特性，被广泛用于很多领域的照明设备上。发光二极管虽然是一种冷光源，但是当整个LED照明装置的功率很大时，LED照明装置本身也会发出大量的热量。目前，有很多关于如何解决LED照明装置散热问题的技术，下面列举两篇专利文献中的技术进行评述：

公开号为CN101270868A的中国专利“大功率LED灯”中介绍了一种散热优良的LED灯，该灯如图8所示，包括灯壳1、电源控制电路2以及与其电连接的大功率LED灯体3，大功率LED灯体由基板31和设在基板上的LED发光二极管32组成，灯壳1的开口上设有透光灯盖6，灯壳1和透光灯盖6之间设有散热铝板4，基板31与散热铝板4接触，灯壳1上设有吹向散热铝板4的风扇5，透光灯盖6前面上设有反光罩7，反光罩7的底部设有孔，LED发光二极管沿孔伸入反光罩7内，反光罩的孔边作用在基板上使其压接在散热铝板上。该结构的LED灯中，LED发光二极管32发出的热量首先经由基板31传导至散热铝板4，位于散热铝板4上的热量再经由风扇5吹走，这种结构的LED灯虽然能解决散热问题，但是由于用于散热的部件太多，从而使得LED灯的体积很大，而且在本例中，为了使得电源控制电路2不会受到外界气、水的影响，还要将电源控制电路2用灯壳1封闭起来，通常这种灯壳1都是由塑料材质构成，所以抗压效果不佳，遇到一些外界的碰撞，很可能使得电源控制电路2暴露在外界环境中。

公开号为CN101000131A的中国专利“LED照明灯”，该照明灯也是针对公知的照明灯的散热技术问题而设计的。如图9所示，它主要由头罩1、LED板2、发光管10、散热铝罩4、风扇5、电路板6、尾盖7、针座8、插针9所构成，设计要点是头罩1与LED板2、发光管10对应设置；头罩1的延伸块与散热铝罩4由螺钉连接固定，在散热铝罩4内设置风扇5。风扇5连接尾盖7内的电路板6，尾盖7与散热铝罩4由螺钉连接固定，尾盖7连接针座8、插针9，电路板6的电源线通过尾盖、针座、连接插针，再插入灯座，接通电源LED发光管就亮了。此LED照明灯的散热也很好，但是这种LED照明灯具与上述的“大功率LED灯”一样，都是依靠散热铝罩4与风扇5来进行散热，并且电路板6也是依靠一个另设的尾盖7封闭起来的。因此，该LED照明灯的结构比较复杂，整体体积较大，美观效果不好，而且由于采用了散热铝罩、风扇这些结构，使得灯的制造成本也比较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单的LED照明装置，并且该装置具有很好的散热效果。

本发明可以通过以下技术方案得以实施：

技术方案一：

一种LED照明装置，包括基座，该基座内部至少具有一个空腔，所述基座的材质为铝，并且该铝质基座的内、外表层具有致密的氧化铝层，所述的氧化铝层的厚度大于等于20微米；LED单元，该LED单元包括至少一个LED光源，所述基座的外表面上具有一个用于安装所述的LED光源的区域，所述的基座在位于该区域处设置有用于接线的铜导电层，所述的LED光源上的正、负电极分别电连接至相应的铜导电层上，所述的LED光源底部的导热部分与所述的氧化铝层相直接紧密接触；电源电路板，该电源电路板用于将外界电源与所述的LED光源相电连接，所述的电源电路板被封闭在所述的基座内部的空腔中。

在上述的技术方案中，优选的LED照明装置上还设有灯罩，所述的灯罩与所述的基座的外表面相密封连接，并将所述的LED光源封闭在所述的灯罩内。

在上述的技术方案中，所述的基座优选呈截顶圆锥状。

在上述的技术方案中，所述的基座优选呈长方体状。

优选的，所述的基座的外表面上设置有多组散热翅片。

在上述的技术方案的优选方案中，所述基座的外表面上在位于与所述的LED光源底部的导热部分相导热连接的区域还设有铜导热层，所述的LED光源底部的导热部分通过锡焊方式与所述的铜导热层相导热连接，所述的LED光源底部的导热部分在与所述的铜导热层焊接时形成锡焊层，该锡焊层的两个表面分别与所述的LED光源底部的导热部分和所述的铜导热层相直接贴紧。所述的LED光源底部的面积小于所述的锡焊层的面积，所述的锡焊层的面积小于与之相导热连接的所述的铜导热层的面积。

所述的铜导电层和铜导热层优选采用PVD方式或印刷方式形成在所述的基座的外表面上的。所述的LED光源上的正、负电极优选通过锡焊方式电连接至相应的铜导电层上。

技术方案二：

一种LED照明装置，包括

基座，该基座内部至少具有一个空腔，所述基座的材质为铝，并且该铝质基座的内、外表面层分别涂覆有致密的绝缘层，该绝缘层的厚度小于等于0.5mm；

LED单元，该LED单元包括至少一个LED光源，所述基座的外表面上具有一个用于安装所述的LED光源的区域，所述的基座在位于该区域处设置有用于接线的铜导电层，所述的LED光源上的正、负电极分别电连接至相应的铜导电层上，所述的LED光源底部的导热部分与所述的绝缘层相导热连接；

电源电路板，该电源电路板用于将外界电源与所述的LED光源相电连接，所述的电源电路板被封闭在所述的基座内部的空腔中。

在上述的技术方案中，优选的所述的LED照明装置上还设有灯罩，所述的灯罩与所述的基座的外表面相密封连接，并将所述的LED光源封闭在所述的灯罩内。

优选的，所述的基座呈截顶圆锥状。

优选的，所述的基座呈长方体状。

优选的，所述的基座的外表面上设置有多组散热翅片。

优选的，所述的基座的外表面上在位于与所述的LED光源底部的导热部分相导热连接的区域设有铜导热层，所述的LED光源底部的导热部分通过锡焊方式与所述的铜导热层相导热连接，所述的LED光源底部的导热部分在与所述的铜导热层焊接时形成锡焊层，该锡焊层的两个表面分别与所述的LED光源底部的导热部分和所述的铜导热层相直接贴紧。

优选的，所述的LED光源底部的面积小于所述的锡焊层的面积，所述的锡焊层的面积小于与之相导热连接的所述的铜导热层的面积。

优选的，所述的铜导电层和铜导热层均是利用PVD方式或印刷方式形成在所述的基座的外表面上的。

优选的，所述的LED光源上的正、负电极通过锡焊方式电连接至相应的铜导电层上。

优选的，所述的绝缘层的材质为环氧树脂。

优选的，所述的绝缘层的厚度优选小于等于0.2mm。

与现有技术相比本发明获得了如下有益效果：通过设置一个内、外表面层均为绝缘层的铝质基座，再在该铝质基座上涂覆用于接线的铜导电层，使得该铝质基座不仅能充当安装基座的作用，而且由于该基座是铝材质，本身就是很好的散热部件；另外，绝缘层的导热系数也达到5W/m·K以上(氧化铝的导热系数达到10W/m·K)，所以让LED光源底部的导热部分与具有此导热系数的绝缘层直接接触能达到很好的导热效果，LED光源发出的热量能很快的通过次绝缘层传递至中间的铝层，进而通过基座的外表面快速传递到外界。另外，由于基座内部设置有空腔，这就可以实现将电源电路板直接封装在该空腔内，达到防水的效果，而且由于基座本身的材质，其抗外力的强度也比以前塑料密封外壳的强度大。

综上所述，本发明的LED照明装置，不仅精简了散热和封装电源电路板的部件，而且散热效果也很好，解决了散热和制造成本之间的矛盾。

附图说明

附图1为本发明较佳实施例中的拆解图；

附图2为该较佳实施例中的主视剖视图；

附图3为该较佳实施例中的LED光源与基座外表面的连接示意图；

附图4为该较佳实施例的基座的立体图；

附图5为该较佳实施例的基座沿A-A方向的剖视图；

附图6为另一较佳实施例中的基座的立体图；

附图7为又一较佳实施例中的基座的立体图；

附图8为背景技术中的大功率LED灯的拆解图；

附图9为背景技术中的LED照明灯的拆解图；

其中：1、透镜；

2、基座；21、圆形上顶；22、侧壁；23、连接边；24、空腔；25、接线区域；26、线孔；2a、外表面层；2b、中间层；2c、内表面层；

3、LED单元；31、LED光源；

4、铜导电层；41、正极导电层；42、负极导电层；

5、电源电路板；6、导线；7、底盖；8、螺栓；9、插头；

10、铜导热层；11、锡焊层。

具体实施方式

参见图1、图2，本发明LED照明装置的较佳实施例包含一基座2，LED单元3及一透镜1。

基座1的具体结构如图4所示，由一个圆形上顶21和沿着圆形上顶21的外圆周边沿向下发散延伸的截顶圆锥状侧壁22构成，该侧壁22的底部形成一个圆环形连接边23。在照明装置工作时，基座2的侧壁22上直接裸露在外界的，并与外界进行热交换。如图5所示，基座2内部形成一个空腔24，基座2为一种由三层结构构成的复合层，即中间层为铝层2b，内、外表面层均为致密的氧化铝层2a、2c，致密的氧化铝层能构成绝缘层，并且该氧化铝层的导热效果也比较好，导热系数为10W/m·K。通常，基座2是由表面均长成致密氧化铝的铝板压制而成，氧化铝层的厚度要在20微米以上，这样才能保证在正常的工作电压下不会将氧化铝层击穿。

如图1中所示，LED单元3该LED单元包括复数个LED光源31，基座2的外表面上具有一个用于安装LED光源31的接线区域25，基座2在位于区域25处设置有用于接线的铜导电层4和铜导热层10，铜导热层10与铜导电层4之间无导电接触。铜导电层4铜导热层10均是使用一种特殊的生长工艺形成在氧化铝层上的，特殊的生长工艺如PVD(英文Physical Vapor Deposition，即物理气相沉积)方式、印刷方式等。如图2所示，铜导电层4由正极导电层41和负极导电层42构成，LED光源31上的正、负电极分别电连接至相应的铜导电层41和42上，通常正、负电极是通过锡焊方式焊接在相应的铜导电层上的。LED光源31底部的导热部分利用锡焊方式与铜导热层10焊接在一起，如图3所示，在锡焊过程中在LED光源31底部的导热部分与铜导热层10之间形成锡焊层11，该锡焊层11的上、下表面分别与位于上方的LED光源31底部的导热部分和位于下方的铜导热层10相贴紧，这样连接后LED光源31底部的导热部分就实现了与基座2的外表面层2a-氧化铝层相导热连接。如图所示，锡焊层11的面接大于LED光源31底部的导热部分面积，铜导热层10的面积又大于锡焊层11的面积，基座2的外表面层2a的面积又大于铜导热层10的面积，这样实现了将LED光源31底部的导热部分上的集中热源如金字塔结构一层层扩散下来，使得最终通过与外界直接接触的基座2的外表面层2a进行散热。

电源电路板5用于将外界电源与LED光源31相电连接，如图中所示，电源电路板5被封闭在基座2内部的空腔24中，再通过一个底盖7将基座2的下部密封起来，这样安装在空腔24中的电源电路板5就能防水，如图中所示，基板2的连接边23上还设有多个连接孔，底盖7上也开设有多个连接孔，通过螺栓8就可将二者固定起来，另外，连接时还需要注意，装配完后两者一定要达到紧密配合的效果。

为了使得铜导电层1能与电源电路板5相电连接，在基座2的圆形上顶21上开设有两个线孔26，导线6从线孔26中穿过，导线6的一端与电源电路板5相电连接，另一端与相应的铜导电层4相连接，为了实现正负极都连接，需要两根导线6，一根用于连通正极，一根用于连通负极。此外，底盖7的外部还安装有一个能与家庭电源现电连接的一个插头9，该插头9也通过导线6与电源电路板5相电连接。

如图所示，LED单元3上还罩设有一个灯罩1，灯罩1呈半球形，灯罩1与基座2的外表面相密封连接，并将LED光源31封闭在灯罩1内。通常灯罩与基座的连接方式可以通过在基座的外表面上开设凹槽，然后将灯罩的下底部圆周边缘埋设在凹槽内，再通过密封胶将其密封，灯罩1都有透光材料制成。

其实，基座2的结构还可以如图6、7所示，图6中的基座整体呈长方体盒装，且表面形成有很多组散热翅片，当然，该机构的基座散热效果肯定更好。图7中的基座是由一个圆柱形和一截顶圆锥形部件构成，该基座也具有很大的散热面接，散热效果优良。

下面评述一下该具有该种结构的LED照明装置的工作过程：基座2除了有一区域25由于支撑LED光源31以及连线之外，余下的侧壁面积的基座都是兼具散热的功能，藉此，当LED单元3发光时，LED光源31所产生的热能会直接透过该基座2的圆形上顶21传导至整个基座2，此时，外界冷空气是在基座2的侧壁流通的，从而使得基座2与外界冷空气进行热交换时将热量带走，达到提升散热效果，该LED照明装置不需要另设其他散热部件，依靠基座自身的散热能力就可迅速将LED单元3上发出的热量传导至外界，从而使得LED照明装置中的LED光源不至于因为内部聚集热量太大而烧毁，即使得LED照明装置能一直正常工作。

实施例二：

该实施例的结构图与上述的实施例一相同，所不同的是在铝质基座2的内、外表面不是生成致密的氧化铝层，而是通过涂覆等方式在铝质基座2的内、外表面涂覆绝缘层。绝缘层的材质常选用环氧树脂，环氧树脂由于其本身的特性，与铝和铜的亲和性都很很好，这样即容易在铝层内、外侧涂覆牢固的环氧树脂绝缘层，而且也容易在此绝缘层上生长铜导热层和铜导电层。该绝缘层的厚度要尽量的薄，达到0.5mm以下，最好是达到0.1mm以下，这样绝缘层基本能达到微米级的标准，由于厚度比较薄，热很快就能穿透，而传递到内部的铝层。

该实施例二中的LED单元、电源电路板、基座本身的结构以及它们之间的连接关系都与上述的实施例一中完全相同，此处就不再赘述。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1、一种LED照明装置，其特征在于：包括

基座，该基座内部至少具有一个空腔，所述基座的材质为铝，并且该铝质基座的内、外表面层具有致密的氧化铝层，所述的氧化铝层的厚度大于等于20微米；

LED单元，该LED单元包括至少一个LED光源，所述基座的外表面上具有一个用于安装所述的LED光源的区域，所述的基座在位于该区域处设置有用于接线的铜导电层，所述的LED光源上的正、负电极分别电连接至相应的铜导电层上，所述的LED光源底部的导热部分与所述的氧化铝层相导热连接；

2、根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于：所述的LED照明装置上还设有灯罩，所述的灯罩与所述的基座的外表面相密封连接，并将所述的LED光源封闭在所述的灯罩内。

3、根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于：所述的基座呈截顶圆锥状。

4、根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于：所述的基座呈长方体状。

5、根据权利要求1或2或3或4所述的LED照明装置，其特征在于：所述的基座的外表面上设置有多组散热翅片。

6、根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于：所述的基座的外表面上在位于与所述的LED光源底部的导热部分相导热连接的区域还设有铜导热层，所述的LED光源底部的导热部分通过锡焊方式与所述的铜导热层相导热连接，所述的LED光源底部的导热部分在与所述的铜导热层焊接时形成锡焊层，该锡焊层的两个表面分别与所述的LED光源底部的导热部分和所述的铜导热层相直接贴紧。

7、根据权利要求6所述的LED照明装置，其特征在于：所述的LED光源底部的面积小于所述的锡焊层的面积，所述的锡焊层的面积小于与之相导热连接的所述的铜导热层的面积。

8、根据权利要求6所述的LED照明装置，其特征在于：所述的铜导电层和铜导热层均是利用PVD方式或印刷方式形成在所述的基座的外表面上的。

9、根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于：所述的LED光源上的正、负电极通过锡焊方式电连接至相应的铜导电层上。

10、一种LED照明装置，其特征在于：包括

11、根据权利要求10所述的LED照明装置，其特征在于：所述的LED照明装置上还设有灯罩，所述的灯罩与所述的基座的外表面相密封连接，并将所述的LED光源封闭在所述的灯罩内。

12、根据权利要求10所述的LED照明装置，其特征在于：所述的基座呈截顶圆锥状。

13、根据权利要求10所述的LED照明装置，其特征在于：所述的基座呈长方体状。

14、根据权利要求10或11或12或13所述的LED照明装置，其特征在于：所述的基座的外表面上设置有多组散热翅片。

15、根据权利要求10所述的LED照明装置，其特征在于：所述的基座的外表面上在位于与所述的LED光源底部的导热部分相导热连接的区域设有铜导热层，所述的LED光源底部的导热部分通过锡焊方式与所述的铜导热层相导热连接，所述的LED光源底部的导热部分在与所述的铜导热层焊接时形成锡焊层，该锡焊层的两个表面分别与所述的LED光源底部的导热部分和所述的铜导热层相直接贴紧。

16、根据权利要求15所述的LED照明装置，其特征在于：所述的LED光源底部的面积小于所述的锡焊层的面积，所述的锡焊层的面积小于与之相导热连接的所述的铜导热层的面积。

17、根据权利要求15所述的LED照明装置，其特征在于：所述的铜导电层和铜导热层均是利用PVD方式或印刷方式形成在所述的基座的外表面上的。

18、根据权利要求10所述的LED照明装置，其特征在于：所述的LED光源上的正、负电极通过锡焊方式电连接至相应的铜导电层上。

19、根据权利要求10所述的LED照明装置，其特征在于：所述的绝缘层的材质为环氧树脂。

20、根据权利要求10或19所述的LED照明装置，其特征在于：所述的绝缘层的厚度小于0.2mm。