CN101509653B - 带有风扇的大功率led灯结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有风扇的大功率LED灯结构，包括大功率LED发光体、用于固定大功率LED发光体的金属基板和与金属基板联接的散热体，金属基板设于散热体的前端，还设有一风扇，散热体为设有中空管腔的管状体，风扇固定于散热体尾端的中心。散热体外圆环设有若干个散热翅片，LED发光体之外端设有用于LED光处理的光学部件，且于散热体之尾端环设有灯头部件，灯头部件内设有LED驱动电路。本发明通过风扇对散热体、金属基板进行有效的散热，使LED发光体保持较低的工作温度，有利于LED灯发挥正常的功效。另外在LED发光体前端设有光学部件，可对LED光线进行漫射、反光和/或聚光作用，可以满足各种场合的需要。

Description

带有风扇的大功率LED灯结构
技术领域
本发明涉及一种LED灯结构，具体地说是指一种用风扇来散热的大功率LED灯结构。
背景技术
从上世纪九十年代末开始，白光LED得到了迅猛发展，其有望成为第四代照明用光源，与白炽灯、荧光灯等传统照明光源的发光机理不同，LED属于电致发光(EL)器件，其热量不能辐射散热，从而导致器件温度过高。LED发光体有一大部分电能转化为热能，随着LED功率的增大，产热量增多，如果散热问题解决不好，热量集中在尺寸很小的芯片内，使得芯片内部温度越来越高。芯片温度过高会带来许多问题：1.加速器件老化，缩短使用寿命，甚至还会导致芯片烧毁；2.使蓝光LED的波长发生红移，并对白光LED的色度、色温产生重要影响，如果波长偏移过多，偏离了荧光粉的吸收峰，将导致荧光粉量子效率降低，影响出光效率；3.温度对荧光粉的辐射特性也有很大影响，随着温度上升，荧光粉量子效率降低，出光减少，辐射波长也会发生变化，荧光粉辐射特性的改变，也会引起白光LED色温、色变的变化，较高的温度还会加速荧光粉的老化；4.高的工作温度将降低LED照明系统的性能，试验数据表明，在室温下LED照明系统的寿命可达到50000小时，而在工作温度接近90度时LED的寿命将降低到7000小时以下。由此可见，大功率的LED发展的瓶颈之一是LED灯的散热。
基于上述现有技术的缺陷，本发明人经过对LED灯的结构进行分析，并结合现代制造工艺，创新设计出一种带有风扇的大功率LED灯结构。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种带风扇的大功率LED灯结构。
本发明技术内容为：一种带有风扇的大功率LED灯结构，包括大功率LED发光体、用于固定大功率LED发光体的金属基板和与金属基板联接的散热体，金属基板设于散热体的前端，其特征在于还设有一风扇，所述的散热体为设有中空管腔的管状体，风扇固定于散热体尾端的中心。
本发明的进一步技术内容为：所述的散热体外圆环设有若干个散热翅片，LED发光体之外端设有用于LED光处理的光学部件，且于散热体之尾端环设有灯头部件，所述的灯头部件内设有LED驱动电路。
本发明的进一步技术内容为：所述的散热体与金属基板为螺纹或螺钉连接方式；所述的光学部件包括设于金属基板上端面的反光板和与散热体前端外缘联接的球形灯罩，所述的灯头部件包括与电源联接的灯头及与散热体尾端连接的灯头连接环。
本发明的进一步技术内容为：所述的反光板为PC镀镍强化反光板，所述的球形灯罩为防眩目的漫射磨沙面之PC灯罩；散热体前端还联接有一用于联接散热体与球形灯罩的灯罩联接环；所述散热体之中空管腔内壁至少设有一个散热出气孔；所述的灯头连接环至少设有一个散热进气孔；所述的驱动电路于散热体一侧设有导热绝缘硅胶隔离保护层，所述的灯头为螺纹式灯头或针式灯头，所述的LED发光体设有复数个，所述的散热体与金属基板均为铝材，所述的风扇为功率在0.3～1W之间、噪音在26dBA以下、耐热120℃、预期寿命50000小时且可以持续工作的直流低耗风扇。
本发明的进一步技术内容为：所述的金属基板与散热体为采用压力挤入的过盈配合联接方式，所述的光学部件包括设于金属基板上端面的反光板和与散热体前端外缘联接的球形灯罩，所述的灯头部件包括与电源联接的灯头及与散热体尾端连接的灯头连接环。
本发明的进一步技术内容为：所述的反光板为PC镀镍强化反光板，所述的球形灯罩为防眩目的漫射磨沙面之PC灯罩；所述散热体之中空管腔内壁至少设有一个散热出气孔；所述的灯头连接环至少设有一个散热进气孔；所述的灯头为螺纹式灯头或针式灯头，所述的LED发光体设有复数个，所述的风扇为功率在0.3～1W之间、噪音在26dBA以下、耐热120℃、预期寿命50000小时且可以持续工作的直流低耗风扇。
本发明的进一步技术内容为：所述的金属基板与散热体为采用压力挤入的过盈配合联接方式，所述的光学部件包括设于金属基板上端面的光学透镜，所述的灯头部件包括与电源联接的灯头及与散热体尾端连接的灯头连接环。
本发明的进一步技术内容为：所述的LED发光体设有复数个，所述的光学透镜为设有与LED发光体相同数量聚光杯的透镜体，散热体前端设有用于置放光学透镜的容置腔，容置腔与光学透镜外边缘之间还设有一卡簧；所述散热体之中空管腔内壁至少设有一个散热出气孔；所述的灯头连接环至少设有一个散热进气孔；所述的灯头为螺纹式灯头或针式灯头，所述的风扇为功率在0.3～1W之间、噪音在26dBA以下、耐热120℃、预期寿命50000小时且可以持续工作的直流低耗风扇。
本发明的进一步技术内容为：所述的金属基板与散热体为螺钉联接方式，所述的灯头部件包括与电源联接的灯头及套设于散热体外周的灯头连接环，所述的灯头连接环与金属基板固定连接；所述的光学部件包括设于金属基板上端面的反光板和与灯头连接环前端外缘联接的球形灯罩。
本发明的进一步技术内容为：所述的反光板为PC镀镍强化反光板，所述的球形灯罩为防眩目的漫射磨沙面之PC灯罩；所述的灯头连接环至少设有一个散热出气孔和一个散热进气孔；所述的散热体上至少设有一个散热出气孔；所述的驱动电路于散热体一侧设有导热绝缘硅胶隔离保护层，所述的灯头为螺纹式灯头或针式灯头，所述的LED发光体设有复数个，所述的风扇为功率在0.3～1W之间、噪音在26dBA以下、耐热120℃、预期寿命50000小时且可以持续工作的直流低耗风扇。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过风扇对带有散热翅片的散热体、用于固定LED发光体且对LED发光体有良好散热作用的金属基板，进行有效的散热，使LED发光体保持较低的工作温度，有利于LED灯发挥正常的功效。另外在LED发光体前端设有光学部件，可对LED发光体发出来的光线进行漫射、反光和/或聚光作用，以满足不同使用场合的需要。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明大功率LED灯结构具体实施方式一的立体结构图；
图2为本发明大功率LED灯结构具体实施方式一的半剖结构图；
图3为本发明大功率LED灯结构具体实施方式二的立体结构图；
图4为本发明大功率LED灯结构具体实施方式二的半剖结构图；
图5为本发明大功率LED灯结构具体实施方式三的立体结构图；
图6为本发明大功率LED灯结构具体实施方式三的半剖结构图；
图7为本发明大功率LED灯结构具体实施方式四的半剖结构图。
附图标记说明：
1、1A、1B、1C             LED发光体
2、2A、2B、2C             金属基板
3、3A、3B、3C             散热体
30、30A、30B、30C、622    散热出气孔
31、31C                   金属基板固定螺钉
33                        散热翅片
4、4A、4B、4C             风扇
5、5A、5B、5C             LED驱动电路
6、6A、6B、6C             灯头部件
61、61A、61B、61C         灯头
62、62A、62B、62C         灯头连接环
620、620A、620B、620C     散热进气孔
621、32、621B、32C        风扇固定螺钉
7、7A、7B、7C             光学部件
71、71A、71C              球形灯罩
72、72A、72C    反光板
710             灯罩联接环
73              光学透镜、透镜体
74              卡簧
623             灯头连接环固定螺钉
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
如图1、图2所示的实施方式一，本发明带有风扇的大功率LED灯结构包括大功率LED发光体1、用于固定大功率LED发光体1的金属基板2和与金属基板2联接的散热体3，金属基板2设于散热体3的前端，还设有一风扇4(风扇4为功率在0.3～1W之间、噪音在26dBA以下、耐热120℃、预期寿命50000小时且可以持续工作的直流低耗风扇)，散热体3为设有中空管腔的管状体，风扇4固定于散热体3尾端的中心。散热体3外圆环设有若干个散热翅片33，LED发光体1之外端设有用于LED光处理的光学部件7，且于散热体3之尾端环设有灯头部件6，灯头部件6内设有LED驱动电路5。散热体3与金属基板2通过固定螺钉31联接(也可以在金属基板上直接加工出外螺纹进行联接)；光学部件7包括设于金属基板2上端面的反光板72和与散热体3前端外缘联接的球形灯罩71，灯头部件6包括与电源联接的灯头61及与散热体3尾端连接的灯头连接环62。反光板72为PC镀镍强化反光板，球形灯罩71为防眩目的漫射磨沙面之PC灯罩；散热体3前端还联接有一用于联接散热体3与球形灯罩71的灯罩联接环710；散热体3之中空管腔内壁至少设有一个散热出气孔30(可以在管壁上加工出一个槽孔，槽孔与翅片间隙连通成多处散热出气孔)；灯头连接环62至少设有一个散热进气孔620(本实施例中环设有四个)；驱动电路5于散热体3的那一侧设有导热绝缘硅胶隔离保护层(简单结构，图中未示出)，灯头61为螺纹式灯头或针式灯头，LED发光体1设有复数个，散热体3与金属基板2均为散热良导体的铝材。
如图3、图4所示的实施方式二，其不同之处在于：金属基板2A与散热体3A为采用压力挤入的过盈配合联接方式，光学部件7A包括设于金属基板2A上端面的反光板72A和与散热体3A前端外缘联接的球形灯罩71A，灯头部件6A包括与电源联接的灯头61A及与散热体3A尾端连接的灯头连接环62A。反光板72A为PC镀镍强化反光板，球形灯罩71A为防眩目的漫射磨沙面之PC灯罩；散热体3A之中空管腔内壁至少设有一个散热出气孔30A(可以在管壁上加工出一个槽孔，槽孔与翅片间隙连通成多处散热出气孔)；灯头连接环62A至少设有一个散热进气孔620A(本实施例中环设有四个)；灯头61A为螺纹式灯头或针式灯头，LED发光体1A设有复数个。
如图5、图6所示的实施方式三，其不同之处在于：金属基板2B与散热体3B为采用压力挤入的过盈配合联接方式，光学部件7B包括设于金属基板2B上端面的光学透镜73，灯头部件6B包括与电源联接的灯头61B及与散热体3B尾端连接的灯头连接环62B。LED发光体1B设有复数个，光学透镜73为设有与LED发光体相同数量聚光杯的透镜体，散热体3B前端设有用于置放光学透镜73的容置腔，容置腔与光学透镜73外边缘之间还设有一卡簧74；散热体3B之中空管腔内壁至少设有一个散热出气孔30B(可以在管壁上加工出一个槽孔，槽孔与翅片间隙连通成多处散热出气孔)；灯头连接环62B至少设有一个散热进气孔620B(本实施例中环设有四个)；灯头61B为螺纹式灯头或针式灯头。
如图7所示的实施方式四，其不同之处在于：金属基板2C与散热体3C为通过螺钉31C固定联接，灯头部件6C包括与电源联接的灯头61C及套设于散热体3C外周的灯头连接环62C，灯头连接环62C与金属基板2C通过螺钉623固定联接；光学部件7C包括设于金属基板2C上端面的反光板72C和与灯头连接环62C前端外缘联接的球形灯罩71C(以灯罩的塑性变形构成卡扣式联接)。反光板72C为PC镀镍强化反光板，球形灯罩71C为防眩目的漫射磨沙面之PC灯罩；灯头连接环62C设有一个散热出气孔622(本实施例中环设有四个)和一个散热进气孔620C(本实施例中环设有四个)；散热体3C上至少设有一个散热出气孔30C(可以在管壁上加工出一个槽孔，槽孔与翅片间隙连通成多处散热出气孔)；驱动电路5C于散热体3C一侧设有导热绝缘硅胶隔离保护层(简单结构，图中未示出)，灯头61C为螺纹式灯头或针式灯头，LED发光体1C设有复数个。本实施例中，灯头连接环包覆在散热体外围，能达到一定的装饰作用，而散热通道与前三个实施方式不同：冷空气由散热进气孔620C进入，经过风扇的叶片，将冷空气吹入散热体的管腔内，金属基板的底部进行热交换，受热后的空气从散热体3C上的槽孔流出至散热体3C与灯头连接环62C之间的空隙，再经由灯头连接环62C上的散热出气孔622排出。本实施例中利用加长灯头连接环的特点，将散热体包覆在其内，克服了散热体外围的散热翅片不雅观、易藏污纳垢的缺点，同时风扇的散热气流会进入散热翅片之间，加快散热体的散热速度，此为本实施例之具体结构的一大创新之处。为实现更好的散热效果，可将散热出气孔622和30C设于接近金属基板2C的位置，以使散热气流经过金属基板的底部后再排出去。同时了减少进气风阻，可将散热进气孔620C的位置设在灯头61C的壳体上。
于其它实施例中，还可以在灯头的外壳(如LED驱动电路的侧边)上设有散热进气孔。本发明的LED驱动电路设有变压器，使本发明可直接插装或螺纹联接在民用220V电网的用电终端，以替代现有技术中使用的白炽灯和/或荧光灯，以LED灯(LED白光)来替代传统灯具。鉴于散热体的外周设有多个散热翅片，易于积压灰尘，时间久了不容易清洗，作为本发明的进一步创新，可以在散热体的外周增设有塑胶外壳，或挡灰板等结构，如图5所示的实施例就是一种很好的结构；而作为本发明最主要的创新结构——风扇，采用低功耗长寿命的风扇(风扇为功率在0.3～1W之间、噪音在26dBA以下、耐热120℃、预期寿命50000小时且可以持续工作的直流低耗风扇)，能满足LED灯的要求，而另外一个创新结构---散热翅片，设在中空的散热体外周，该散热翅片与散热体本体为整体结构，以金属型材拉伸和/或挤压成形，以此可将散热翅片的厚度做得较小，且数量多，以此可实现更好的散热效果。而散热体之外周的散热翅片，可以依实际设计成各种形状和样式，比如散热翅片与散热体的外周为垂直的法线方向，或者是偏向一侧而变成弧形的形状。于其它实施例中，还可对本发明的散热方式进一步创新，即在金属基板上设有若干个通孔(将通孔设在接近LED发光体的位置)，在采用带球形灯罩的具体实施结构中使散热气流进入金属基板与灯罩围成的空间内，而在灯罩的边缘处设有若干个用于排出散热气流的出气孔，进一步对LED发光体进行散热(此为简单结构，未附图说明)；若是采用如图6所示的设有聚光透镜的结构，也可以将散热出气孔30B的位置设在散热体的最上端缘，同时在金属基板于LED发光体的旁边设有若干个通孔。
综上所述，本发明通过风扇对带有散热翅片的散热体、用于固定LED发光体且对LED发光体有良好散热作用的金属基板，进行有效的散热，使LED发光体保持较低的工作温度，有利于LED灯发挥正常的功效。另外在LED发光体前端设有光学部件，可对LED发光体发出来的光线进行漫射、反光和/或聚光作用，以满足不同使用场合的需要。
以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (4)

1.一种带有风扇的大功率LED灯结构，包括大功率LED发光体、用于固定大功率LED发光体的金属基板和与金属基板联接的散热体，金属基板设于散热体的前端，其特征在于还设有一风扇，所述的散热体为设有中空管腔的管状体，风扇固定于散热体尾端的中心；所述的散热体外圆环设有若干个散热翅片，LED发光体之外端设有用于LED光处理的光学部件，且于散热体之尾端环设有灯头部件，所述的灯头部件内设有LED驱动电路；所述的散热体与金属基板为螺纹或螺钉连接方式；所述的光学部件包括设于金属基板上端面的反光板和与散热体前端外缘联接的球形灯罩，所述的灯头部件包括与电源联接的灯头及与散热体尾端连接的灯头连接环；其中，所述的金属基板上设有若干个通孔，所述的球形灯罩的边缘处设有若干个用于排出散热气流的出气孔；所述散热体之中空管腔内壁至少设有一个散热出气孔；所述的灯头连接环至少设有一个散热进气孔。
2.根据权利要求1所述的大功率LED灯结构，其特征在于所述的反光板为PC镀镍强化反光板，所述的球形灯罩为防眩目的漫射磨沙面之PC灯罩；散热体前端还联接有一用于联接散热体与球形灯罩的灯罩联接环；所述的驱动电路于散热体一侧设有导热绝缘硅胶隔离保护层，所述的灯头为螺纹式灯头或针式灯头，所述的LED发光体设有复数个，所述的散热体与金属基板均为铝材，所述的风扇为功率在0.3～1W之间、噪音在26dBA以下、耐热120℃、预期寿命50000小时且可以持续工作的直流低耗风扇。
3.根据权利要求1所述的大功率LED灯结构，其特征在于所述的光学部件包括设于金属基板上端面的光学透镜。
4.根据权利要求3所述的大功率LED灯结构，其特征在于所述的LED发光体设有复数个，所述的光学透镜为设有与LED发光体相同数量聚光杯的透镜体，散热体前端设有用于置放光学透镜的容置腔，容置腔与光学透镜外边缘之间还设有一卡簧；所述的灯头为螺纹式灯头或针式灯头，所述的风扇为功率在0.3～1W之间、噪音在26dBA以下、耐热120℃、预期寿命50000小时且可以持续工作的直流低耗风扇。
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