CN101581408B

CN101581408B - 一种led灯泡

Info

Publication number: CN101581408B
Application number: CN2009100876255A
Authority: CN
Inventors: 王国华
Original assignee: GAOKENENG PHOTOELECTRIC TECH Co Ltd BEIJING
Current assignee: GAOKENENG PHOTOELECTRIC TECH Co Ltd BEIJING
Priority date: 2009-07-01
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2029-07-01
Also published as: CN101581408A

Abstract

本发明提供一种LED灯泡，包括灯头、灯座、以及具有LED和电路板的光源模块，还包括以提高光源高度来达到全方位发光角度并能起散热作用的散热柱，灯座为散热器，其一端连接灯头，另一端设置散热柱，散热柱的自由端上固定光源模块；这样，散热柱提升光源位置，将光源移出灯座，提高了光源的照射角度，实现了LED灯泡近似360度的发光效果，改善了传统LED安装在灯座基板后部分接近水平方向的LED光线被灯座遮挡的不足；散热柱还起着散热的作用，使LED在工作期间产生的热量迅速通过散热柱传递到与空气接触的散热铝灯座，增加了散热面积，充分保障了LED散热要求及使用寿命，减轻大功率LED灯泡的灯具重量、不加大灯泡尺寸。

Description

一种LED灯泡

技术领域

本发明涉及LED照明技术领域，特别是涉及一种LED灯泡。

背景技术

目前国家越来越重视照明节能及环保问题，已经在大力推行使用LED灯泡。随着LED技术的不断提高，节能灯及白炽灯将会被LED灯泡所取代。

自LED发光管问世以来，国内外大部分设计的LED灯泡分两种：一种是用小功率直径5毫米LED制作，采用多只LED密集排列在普通PCB板定向发光，通常功率在1---3W，其优势是价格低廉，制作工艺简单，缺点为单向照射，无散热设计，光衰率大，寿命只有1年左右。另一种是采用多只大功率LED集成制作5W以下灯泡，但必须有足够的散热基座与恒流设计，才能保证寿命长，光衰小。而如果利用上述方法制作5W以上的LED灯泡，外置散热部分会加长，虽然解决了LED散热，但灯具重量增加，非垂直安装会发生灯具支架变形；光源一般安装在灯座平面，定向性强，视觉效果不好，照射角度小，光线集中刺眼，只能从上方往下方照射，灯泡还没有达到全方位发光的效果。

发明内容

本发明解决LED灯泡照射角度小、大功率LED灯泡的外置散热部分增加灯具重量的问题，提供一种LED灯泡，实现了LED灯泡近似360度的发光效果，减轻大功率LED灯泡的灯具重量、不加大灯泡尺寸。

本发明的技术方案如下：

一种LED灯泡，包括灯头、灯座、以及具有LED和电路板的光源模块，所述灯座为散热器，其一端连接灯头，其特征在于：还包括以提高光源高度来达到全方位发光角度并能起散热作用的散热柱，所述散热柱设置在灯座的另一端，所述散热柱的自由端上固定光源模块。

还包括防眩光的混光罩，所述混光罩为半球型混光罩，半球型混光罩的凹面面对光源模块。

所述散热柱为圆柱体，所述光源模块为与所述散热柱圆柱体相匹配的圆形，所述混光罩底圈直径大于所述光源模块的直径；所述LED灯泡还包括进行二次反射的反光锥，所述反光锥设置在所述散热柱的周围，其一端与所述混光罩罩底连接成为一体，另一端连接在灯座上。

还包括玻璃外壳，所述玻璃外壳设置在所述混光罩和反光锥的外围并连接在灯座上，所述玻璃外壳为透光均匀且透光率高的圆型或圆柱型玻璃外壳，所述散热柱的高度使所述光源模块处于所述玻璃外壳的光学焦点位置上。

所述散热柱的高度为25毫米---40毫米。

所述光源模块距混光罩顶部距离为5---10毫米，所述混光罩的透光率为85％---90％，所述混光罩的材料为磨沙PC材料或磨沙玻璃材料。

所述混光罩底圈直径比所述光源模块的直径大2---4毫米。

所述光源模块包括圆形铝基PCB电路板和若干个LED，所述LED为小尺寸、高光效、发光角大于120度的LED，所述LED的光效为120LM/W。

所述电路板直径为13毫米，电路板上均匀分布3只LED，3只LED呈等边三角形排列。

所述散热柱柱体表面为起反射作用的表面，采用导热性能优良的散热铝合金精密铸造成型，散热柱柱体表面有增加散热面积的散热翼片；所述反光锥为ABS材料反光锥，反光锥的斜面为平滑表面或半圆槽状；所述灯座内部设置交-直转换器。

本发明的技术效果在于：

本发明的LED灯泡附加散热柱后在散热柱的自由端固定光源模块，这样，散热柱提升光源位置，将光源移出灯座，提高了光源的照射角度，实现了LED灯泡近似360度的发光效果，改善了传统LED安装在灯座基板后部分接近水平方向的LED光线被灯座遮挡的不足；提高光源的散热柱还起着散热的作用，使LED在工作期间产生的热量迅速通过散热柱传递到与空气接触的散热铝灯座，增加了散热面积，充分保障了LED散热要求及使用寿命，使LED灯泡设计紧凑美观，即保证大功率LED灯泡有足够的散热面积也没有加大灯泡尺寸，减轻了大功率LED灯泡的灯具重量。

由于3只LED和电路板非常小，可以近似一个全方位发光的点光源，在一个电路板平面上布置的3只120度发光角的LED，呈等边三角形排列焊接，这样就覆盖了360度的全方位发光角度，由于发光近似点光源并散热柱使点光源在灯具中心发光，使灯具周围及下方全部得以照射。

由于集成后的LED光效高，功率高，光输出密度大，尽管取得满意的照明效果，但点光源产生刺眼的眩光会损害视力，也不符合国家照明器具的要求，但如果为了防眩光，灯具玻璃全部采用磨沙玻璃制作，光输出将降低30％--40％。原因是LED光源在较大的玻璃壳体内多次反射折射，造成照度值下降，并且光源模块太高或太低都会形成光斑。防眩光设计的关键是LED光源位置与混光罩光的透过率非常重要。光源位置较高没有起到混合光线的作用；混光罩过大过厚，影响光线输出。在本发明中为了解决眩光，在点光源外加一个透光率为85％---90％的、直径略大于光源模块2---4毫米、光源模块距混光罩顶部距离为5---10毫米的半球型混光罩，即限制了眩光又防止了光输出的降低，仅降低了10％--15。

由于采用了大角度发光的LED制作点光源并将光源移出灯座低部，LED除定向发光外还有少量散射光在灯泡玻璃壳体内表面进行折射与反射。为了有效利用LED的散射光和遮挡LED电路板的安装孔位、焊接连线，在散热柱外部和混光罩下部设计一个表面真空镀铝反光锥，进行2次光学反射，提高光的有效率。反光锥采用ABS材料制作，反射率大于97％，即可以遮挡LED电路板焊线与固定螺钉，有能起到散射光的反射作用。

附图说明

图1为本发明的LED灯泡的结构示意图。

附图标记列示如下：

1-灯头，2-灯座，3-安装塑料套，4-玻璃外壳，5-散热柱，6-电路板，7-LED，8-混光罩，9-反光锥。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例之一做进一步说明。图1为本发明的LED灯泡的结构示意图。

如图1所示，本发明的LED灯泡包括LED7、电路板6、灯座2、灯头1、内置的散热柱5、混光罩8、玻璃外壳4，LED7和电路板6形成光源模块，灯头1是通用标准灯头，可直接替换现有卤素灯、白炽灯、荧光灯，灯座2是外置的散热器，其一端连接灯头1，另一端附加设置内置的散热柱5。散热柱5优选为具有一定高度的圆柱体，也可以是其他形状，散热柱5的高度随不同灯泡外壳的外径、光源在灯泡内的位置而定，一般设计高度为灯泡透光玻璃外壳4的光学焦点位置，可以设计散热柱5高度为25---40毫米。散热柱5还可以包括一底座，即由一底座和其上的圆柱体组成，底座的直径大于散热柱5圆柱体的直径，可以将散热柱底座镶嵌在灯座2的铝外壳内，散热柱5底座与灯座2的铝外壳之间连接处涂覆导热硅脂并采用螺钉连接。内置的散热柱5圆柱体表面为起反射作用的表面，采用导热性能优良的散热铝合金精密铸造成型，散热柱5圆柱体表面可以设置散热翼片增加散热面积。

散热柱5圆柱体的直径为13毫米左右。散热柱5的自由端上固定直径为13毫米的圆形铝基PCB电路板6，电路板6上焊接3只或3只大功率LED7，LED7采用最新小尺寸高光效(120LM/W)、发光角大于120度的LED7，在电路板6上呈等边三角形排列焊接LED7，由于3只LED7和电路板6相对较小，LED7和电路板6形成的光源模块相对于玻璃外壳可以近似一个全方位发光的点光源，并由散热柱5提高光源高度，使LED7发出的光近似覆盖了360度的全方位发光角度，可在任意方位的灯头内安装，由于发光近似点光源并在灯具中心发光，使灯具周围及下方全部得以照射。由于灯座与散热柱整体为散热铝合金，灯泡整体表面温度小于55度。

由于集成后的LED7光效高，功率高达7W，光输出密度大，尽管取得满意的照明效果，但点光源产生刺眼的眩光会损害视力，也不符合国家照明器具的要求。实验表明：如果灯具玻璃用磨沙玻璃制作，光输出将降低30％--40％，原因是LED光源在较大的磨沙玻璃壳体内多次反射折射，造成照度值下降，光源模块太高或太低都会形成光斑。防眩光设计的关键是LED光源位置与混光罩光的透过率非常重要，光源位置较高不能起到混合光线的作用，混光罩8过大过厚，影响光线输出。在本发明中为了解决眩光，在点光源外即在玻璃外壳4内加一个透光率为85％---90％的半球型混光罩。即混光罩的形状为具有凹面的罩型的半球型，其凹面面对光源模块，其材料可以是磨砂玻璃材料也可以是磨砂PC材料制作，混光罩底圈直径略大于光源模块2---4毫米，光源模块距混光罩8顶部距离为5---10毫米。因混光罩尺寸较小，90％透过率的混光罩遮挡点光源，消除眩光，光源更柔和，即防眩光又减少了光输出的降低，光输出仅仅降低10％--15％。

由于采用了大角度发光的LED7制作点光源并将光源移出灯座2，LED7除定向发光外还有少量散射光在灯泡玻璃壳体内表面进行折射与反射。为了有效利用LED的散射光和遮挡LED电路板的安装孔位、焊接连线，在散热柱外部和混光罩下部设计一个表面真空镀铝反光锥9，进行2次光学反射，提高光的有效率。反光锥9采用ABS材料制作，反射率大于97％。反光锥9的斜面可以是平滑表面，也可以带有半圆槽状。设计的反光锥9与混光罩8(磨砂玻璃或磨砂PC)连接为一体，直接套装在LED光源与散热柱外部并连接在灯具基座上。反光锥9即可以遮挡LED电路板焊线与固定螺钉，有能起到散射光的反射作用。

除大量光线向前或向四周照射外，还有少量光线通过混光罩和灯泡玻璃内壁的折射与反射照到灯后方，产生的光线更接近传统光源。使LED在工作期间产生的热量迅速传递到与空气接触的散热铝灯壳，使LED光源模块产生的热量迅速导出。

玻璃外壳4采用透光均匀且透光率高的圆型或圆柱型玻璃外壳，散热柱的高度使光源模块处于玻璃外壳的光学焦点位置上，使得发光光源在灯具中部，视觉更接近普通光源。

灯座2内部设置交-直转换器和恒流电路，使本发明LED灯泡适合各种交直流LED灯泡。在同一电路内调整电阻改变电流，灯泡功率在1W---9W可调。

如图1所示，灯座2与灯头1之间设置安装塑料套3，防止灯座2带电。

灯泡的性能更接近常规光源外型尺寸与光学分布。灯泡的接口、基座、玻璃罩等外部尺寸比例更趋合理美观。该产品将广泛应用在室内外的各种照明灯具中。本发明将LED光源、内置散热器、恒流电路、玻璃外壳与灯座一体化设计，充分保障了LED散热要求及使用寿命，其平均寿命达5万小时以上，10年以上。本发明的LED灯泡为节能的灯泡，白光LED的能耗仅为自炽灯的1/10、节能灯的1/4；纯直流工作，无频闪，消除了传统光源频闪引起的视觉疲劳；固态封装，不怕振动，方便运输和安装，可以被装置任何灯具中；环保，没有汞的有害物质；发光效率可高达1001m/w，多种色温可选，显色指数高。

本发明的LED灯泡附加了内置的散热柱、混光罩、反光锥，提升光源位置，将光源移出灯座低部，实现了LED灯泡近似360度的发光效果，减轻大功率LED灯泡的灯具重量、不加大灯泡尺寸；使LED在工作期间产生的热量迅速通过散热柱传递到与空气接触的散热铝灯座，增加了散热面积，充分保障了LED散热要求及使用寿命。以上所述仅为本发明的优选实施方式，对于依据本发明的实质所做出的其它的变型和改进，均将落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种LED灯泡，包括灯头、灯座、防眩光的混光罩、玻璃外壳、以及具有LED和电路板的光源模块，所述灯座为散热器，其一端连接灯头，其特征在于：还包括以提高光源高度来达到全方位发光角度并能起散热作用的散热柱，采用导热性能优良的散热铝合金精密铸造成型，所述散热柱设置在灯座的另一端，所述散热柱的自由端上固定光源模块，所述玻璃外壳为透光均匀且透光率高的圆型或圆柱型玻璃外壳，所述散热柱的高度使所述光源模块处于所述玻璃外壳的光学焦点位置上，所述散热柱为圆柱体，其高度为25毫米---40毫米，所述光源模块为与所述散热柱圆柱体相匹配的圆形，所述混光罩为半球型混光罩，半球型混光罩的凹面面对光源模块，所述光源模块距混光罩顶部距离为5---10毫米，所述混光罩底圈直径比所述光源模块的直径大2---4毫米，所述混光罩的透光率为85％---90％，所述混光罩的材料为磨沙PC材料或磨沙玻璃材料，所述LED灯泡还包括进行二次反射的反光锥，所述反光锥设置在所述散热柱的周围，其一端与所述混光罩罩底连接成为一体，另一端连接在灯座上，所述玻璃外壳设置在所述混光罩和反光锥的外围并连接在灯座上。

2.根据权利要求1所述的一种LED灯泡，其特征在于：所述光源模块包括圆形铝基PCB电路板和若干个LED，所述LED为小尺寸、高光效、发光角大于120度的LED，所述LED的光效为120LM/W。

3.根据权利要求2所述的一种LED灯泡，其特征在于：所述电路板直径为13毫米，电路板上均匀分布3只LED，3只LED呈等边三角形排列。

4.根据权利要求1至3之一所述的一种LED灯泡，其特征在于：所述散热柱柱体表面为起反射作用的表面，散热柱柱体表面有增加散热面积的散热翼片；所述反光锥为ABS材料反光锥，反光锥的斜面为平滑表面或半圆槽状；所述灯座内部设置交-直转换器。