CN101586749A - Led照明装置及其散热结构 - Google Patents

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章子奇
赵雅杰
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Abstract

本发明提供一种LED照明装置及其散热结构。LED照明装置，包括保护盖板、由LED基板和LED颗粒构成的LED发光模块、以及透光板组合成为灯具，并与电源连接，透光板和保护盖板构成一盒体式结构，中间固定布置LED基板；LED颗粒为每3～10颗串联成一组LED焊固在LED基板上；在透光板出光壁内侧贴散光膜，而透光板的围壁内侧有反射层；LED发光模块发出的光线，经过透光板散光处理后，能均匀柔和地射向需要照明的方向。本发明另提供一种适用于上述的LED照明装置用散热结构，它由基板、LED颗粒、和基板正反两面的覆铜(或者覆铝)构成。本发明具有良好的散热功效，成本低、节能环保、LED寿命长，充分满足不同功率LED的推广应用。

Description

LED照明装置及其散热结构
技术领域
本发明涉及一种LED照明装置及其散热结构，适用于任何需要照明的地方，所述散热结构分别适用于小功率或大功率LED照明。
背景技术
照明装置是基本设施，通常采用的光源是大功率的日光灯、白炽灯、卤素灯等。采用现实光源的缺点是：1、灯管在运输和安装过程中极易破碎，给施工带来许多的不利；2、灯管的高破碎率增加使用的成本；3、现实光源的寿命普遍比较短，需要经常的更换灯管，一般白炽灯连续工作寿命为1200小时左右，日光灯和卤素灯连续工作寿命为3000小时左右；4、目前的照明光源是不适于频繁开关照明灯的工况，特别是日光灯的整流器容易损坏，经常性地更换灯管及维护所需费用高；5、对于日光灯照明而言，还需要高压来启动，且启动到光照需要一定的时间，效率低、功耗大，以及日光灯中含有汞，对环境有一定的污染，也是人们公知的缺点。为此，技术人员一直在寻找一种环保、节能、能适应经常性开关和动荡环境中工作的理想照明装置。
近年来，随着LED光效的不断提高，LED光源开始逐步进人照明领域。半导体照明以其节能、环保、长寿命等特点，被公认为是继白炽灯、荧光灯之后的第三代光源，现如今，从几毫瓦到几瓦的单颗LED已经广泛的应用于不同照明装置中，但是散热问题依然存在，而在多颗LED组成较大功率的照明装置中散热是最大和最严重的问题。
当前在小功率LED的应用中，为节省成本，通常都不采用散热设计。一般小功率LED都是用PCB板作为基板的，PCB板一般以有机树脂等原材料构成，而且直接在PCB板上布线，没有散热处理，这种PCB板导热性不良，对于会发热的LED使用时，热量不易散发出去，造成LED结温升高，直接影响到LED的光效，加速了它的光衰，LED使用寿命降低。近年来，有的已经采用了铝基板作LED基板，它有利于LED的散热，但因铝基板价格较高，不适用于小功率LED，限于成本因素无法在市场上大力推广应用。对于大功率LED，目前普遍采用铝基板上印刷电路，再通过外接散热器散热，由于铝基板上有绝缘层，热阻也较大，这样的做法也不能达到最佳的导热效果。
经检索中国专利，有关LED照明的应用已有一些发明，但他们的连接布置方式与本发明不同，也没有设置有散热结构，实现的工作效率、功能和使用寿命都不能满足LED在市场上的大力推广应用，且不能解决现有照明装置存在的技术问题。
发明内容
本发明的目的旨在解决现有技术存在的问题，提供一种LED照明装置及其散热结构，所述的LED照明装置能适用于任何需要照明的地方，具有节能、光照均匀柔和，设计的散热结构能分别适用在小功率或大功率的LED照明装置上。提供的LED照明装置，具有能耗低、寿命长、启动速度快、机械强度高、环保无污染特点。本发明设计的散热结构，不需要另外增加散热器就能实现非常好的散热功能，使LED照明装置更具有工作效率高、LED散热效果好、成本低、寿命长，充分满足各种不同功率LED的推广应用。
本发明的具体技术方案结合附图标号阐述如下：一种LED照明装置，包括，保护盖板2、由LED基板3或称印刷电路板和LED颗粒4构成的LED发光模块、以及透光板5组合成为灯具6，并与电源连接，照明装置固定在连接板1上，
所述的透光板5和所述的保护盖板2构成一盒体式结构，中间固定布置LED基板3；
所述的LED发光模块作为发光体，单颗LED颗粒4的工作电压是2.8～4V，工作电流是15～100mA；
所述的LED颗粒4为每3～10颗串联成一组LED，至少一组以上相互并联组成一照明光源，并焊固在LED基板3上，
所述的电源为工作电压为24V的恒流电源，提供给各组的LED供电；
所述的LED发光模块，发光效率达到50lm/W以上；
在所述透光板5出光壁内侧贴高透过率的散光膜形成散光层，透过率可以高于90％，而透光板5的围壁内侧有反射层；LED发光模块发出的光线，经过透光板5散光处理后，能均匀柔和地射向需要照明的方向。
所述透光板5采用透明材料一次成型为一体式灯罩形状，或者是多块透明材料粘接成灯罩形状，其截面为凹字形，出光壁相对的方向为凹形的缺口处。所述透光板5的围壁内壁面上有反射层，反射层为镜面涂层，或锡箔纸，或喷反光漆。
所述的保护盖板2上均匀分布有散热通孔21，散热通孔21的形状优选是条形孔、或圆形孔、或其它形状不限。
在所述的保护盖板2的一侧面的中下部设有一通孔或凹槽22，供导线穿过与电源连接。
所述的LED基板3与保护盖板2顶面的距离为5～20mm。
所述的保护盖板2、基板3、透光板5的形状基本一致，为扇形、或矩形，或方形，或其它几何形状。
本发明另提供一种散热结构，适用于上述的LED照明装置，它由基板3、LED颗粒4、和基板3正反两面的覆铜(或者覆铝)6构成，所述的覆铜(或者覆铝)6为大块覆铜(或者覆铝)，它代替原导线与电源连接，LED产生的热量通过覆铜(或者覆铝)6及其上面的散热小通孔7快速散发出，其中：
所述散热用小通孔7直径为0.6～1.5mm，两个相临通孔的中心距为1～3.5mm，LED产生的热量通过散热用小通孔7和基板3以及覆铜(或者覆铝)6快速传导散热出去。
所述的基板3为树脂板(PCB)，或者是铝合金板，所述基板3为树脂板时，适用于小功率LED；所述的基板3为铝合金板时，适用于大功率LED。
所述的覆铜(或者覆铝)6上有0.1～0.6mm的绝缘间隙，用于在电路板中进行绝缘。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：1、本发明解决了长期以来小功率LED照明集成组件的散热问题，节省成本，促进了小功率发光二极管大范围推广应用，节约了能源，且使用寿命长。2、对于大功率LED产生的大热量，现有技术需要外加一散热器，热量传导到底面通过散热器散发到空气中；本发明的散热结构，不需要另行增加散热器就能实现非常好的散热功效，使LED照明装置具有工作效率高、散热效果好、成本低，充分满足各种不同功率LED的推广应用。3、本发明适用于任何需要照明的地方，本照明装置具有能耗低、寿命长、启动速度快、机械强度高、环保无污染特点。
附图说明
图1是本发明的LED照明装置的结构示意图。
图2为图1中件2的三维示意图。
图3是本发明的散热结构示意图。
图中标示：1、连接板，2、保护盖板，3、基板，4、LED颗粒，5、透光板，6、覆铜(或者覆铝)，7、小通孔，21、散热通孔，22、通孔或凹槽。
具体实施方式
附图1表示本发明的LED照明装置的最佳实施例结构示意图。
下面结合附图1进一步详细描述本发明的内容和工作原理。
本发明的LED照明装置，当应用在大功率LED上时，以PCB板作为基板时，由于大功率LED产生的热量较大，在基板3或称印刷电路板的顶面焊接LED的导电用大块覆铜(或者覆铝)6，大块覆铜(或者覆铝)6代替原导线，具有导电和散热双重效果，大块覆铜(或者覆铝)6的面积根据实际布局决定，应该尽可能地做大些，在大块覆铜(或者覆铝)6和基板3上有许多的散热用小通孔7，小通孔7的数量和布置方式不受限制，也可以参照附图3进行布置。LED上发出的热量迅速的传导到大片覆铜(或者覆铝)6上，通过大片覆铜(或者覆铝)6一部分热量直接散发到灯壳内的空气中，小部分的热量通过大片覆铜(或者覆铝)6直接传到基板3背面大块覆铜(或者覆铝)6上，一部分就近通过小通孔7将热量传导到基板背面的大块覆铜(或者覆铝)6上，大块覆铜(或者覆铝)6迅速将热量散发到空气中。
本发明的LED照明装置，当应用于小功率LED上时，以PCB板作为基板时，基板3或称印刷电路板的顶面焊接LED的导电用大块覆铜(或者覆铝)6，同样通过基板3背面的大块覆铜(或者覆铝)6传导散热。
在整块板距离边沿为1～5mm的范围内，不进行覆铜及打通孔处理，在有其他外加绝缘措施的情况下，为使散热效果最大化，也可在此范围内覆铜。在有其他绝缘措施的情况下，为使散热效果最大化，也可在此范围内覆铜及打通孔。
附图2为图1所示的LED照明装置中件2的三维示意图，所述的保护盖板2的各个面上均匀的开有若干条形的散热孔21，从而使盖板内空间形成空气对流，达到良好的散热。在保护盖板的一个侧面的中间开有通孔22，作为光源电路板导线穿出孔。通孔有利于基板上的空气对流，能将热迅速散发出去。
附图3是本发明的散热结构示意图。它仅仅表示一种普通常用的最佳散热结构实施例，但其形状、小通孔的结构，以及布局等均视实际情况改变，本发明不作任何限制。
本发明仅就本发明的最佳实施例进行详细的描述，但不能理解为对本发明实施的其他方式的限制，凡是在本发明基础上进一步的改进和类似或雷同的方案，均视为是本发明请求保护的范围。

Claims (10)

1、一种LED照明装置，其特征是：包括，保护盖板(2)、由LED基板(3)或称印刷电路板和LED颗粒(4)构成的LED发光模块、以及透光板(5)组合成为灯具(6)，并与电源连接，照明装置固定在连接板(1)上，
所述的透光板(5)和所述的保护盖板(2)构成一盒体式结构，中间固定布置LED基板(3)；
所述的LED发光模块作为发光体，单颗LED颗粒(4)的工作电压是2.8～4V，工作电流是15～100mA；
所述的LED颗粒(4)为每3～10颗串联成一组LED，至少一组以上相互并联组成一照明光源，并焊固在LED基板(3)上，
所述的电源为工作电压为24V的恒流电源，提供给各组的LED供电；
所述的LED发光模块，发光效率达到50lm/W以上；
在所述透光板(5)出光壁内侧贴散光膜形成散光层，而透光板(5)的围壁内侧有反射层；LED发光模块发出的光线，经过透光板(5)散光处理后，能均匀柔和地射向需要照明的方向。
2、根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征是：所述透光板(5)采用透明材料一次成型为一体式灯罩形状，或者是多块透明材料粘接成灯罩形状，其截面为凹字形，出光壁相对的方向为凹形的缺口处，出光壁内侧贴高透过率的散光膜，形成散光层，透过效率高于90％。
3、根据权利要求1或2所述的LED照明装置，其特征是：所述透光板(5)的围壁内壁面上有反射层，反射层为镜面涂层，或锡箔纸，或喷反光漆。
4、根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征是：所述的保护盖板(2)上均匀分布有散热通孔(21)，散热通孔(21)的形状优选是条形孔、或圆形孔、或其它形状不限。
5、根据权利要求1或4所述的LED照明装置，其特征是：在所述的保护盖板(2)的一侧面的中下部设有一通孔或凹槽(22)，供导线穿过与电源连接。
6、根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征是：所述的LED基板(3)与保护盖板(2)顶面的距离为5～20mm。
7、根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征是：所述的保护盖板(2)、基板(3)、透光板(5)的形状基本一致，为扇形、或矩形，或方形，或其它几何形状。
8、一种散热结构，适用于权利要求1所述LED照明装置，其特征是：由基板(3)、LED颗粒(4)、和基板(3)正反两面的覆铜(或者覆铝)(6)构成，所述的覆铜(或者覆铝)(6)为大块覆铜(或者覆铝)，它代替原导线与电源连接，LED产生的热量通过覆铜(或者覆铝)(6)及其布置在基板(3)和覆铜(或者覆铝)(6)上的小通孔(7)快速散发出，其中：
所述的小通孔(7)直径为0.6～1.5mm，两个相临通孔的中心距为1～3.5mm，
LED产生的热量通过小通孔(7)和基板(3)以及覆铜(或者覆铝)(6)快速传导散热出去。
9、根据权利要求8所述的一种LED照明装置用散热结构，其特征是：所述的基板(3)为树脂板，或者是铝合金板，所述基板(3)为树脂板时，适用于小功率LED；所述的基板(3)为铝合金板时，适用于大功率LED用。
10、根据权利要求8或9所述的一种LED散热结构，其特征是：所述的覆铜(或者覆铝)(6)上有0.1～0.6mm的绝缘间隙，用于在电路板中进行绝缘。
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