CN101806405A - 模块化透空散热型led组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化透空散热型LED组件，采用两端延伸出导热基板的散热翅片结构，安装使用时空气可以在相邻散热翅片延伸出导热基板部分之间的缝隙中由下向上自由流动，形成通畅的散热条件，从而使LED组件具有极好的散热性能；LED灯珠的热沉与散热板导热连接，设置合理的连接、LED封装和密封结构，具有结构紧凑、轻量化和模块化的特点；简化LED灯珠的安装手段，还取消了现有的光窗、透镜及光碗结构，进一步使该组件实现LED灯结构紧凑和轻量化，尽量较少光损和能量的无意义散失，利于延长灯具使用寿命；本发明在使用时以可拆卸的方式设置在框架上形成轻量化灯具，安装拆卸简单容易，节约制造、使用和维护安装成本。

Description

模块化透空散热型LED组件

技术领域

本发明涉及一种LED灯具用组件，特别涉及一种模块化透空散热型LED组件。

背景技术

LED光源具有使用低压电源、耗能少、适用性强、使用寿命长、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点，虽然价格较现有照明器材昂贵，但由于具有以上优点，将不可避免地替代现有照明器件。LED灯与其它灯具一样，发光过程中要产生热量，大功率LED灯具特别是LED路灯和隧道灯，在发光的同时更是产生大量的热，热量的积聚会使LED芯片发光产生衰竭从而失效。为解决以上问题，大功率LED灯具普遍采用整块金属顶罩作为散热器，顶罩设置散热翅片，LED灯珠通过导热基板连接在金属顶罩内，导热距离较长，并且由于散热翅片布置不规则，自然风或强制风气流在顶罩的翅片间流动性能较差，导致散热效果差。

除了具有散热方面的缺点，现有技术的LED灯具整块的散热金属顶罩体积较大，重量大，需要较为稳固的安装基础，安装工作复杂，安全性较低，同时浪费大量材料，使灯具成本大大提高。加之辅助的灯罩和密封构件，使现有的LED灯具有体积大、散热差、使用寿命短和安装要求较高的缺点，增加使用、制造和安装维护成本。

较为重要的是，为了适应不同的光照需要和绝缘防尘需要，现有的LED灯较为普遍的使用各种配光手段和密封手段，比如采用透镜结构配光、光碗配光，采用玻璃灯罩防尘并密封保护；这些手段无论是从理论分析还是从实际应用都不可避免的造成光损和能量损失，不但浪费能源，还降低光效。

因此，需要对现有的LED灯进行改造，使其具有较好的散热效果，简化LED灯珠的安装手段，实现LED灯结构紧凑和轻量化，尽量减少光损和能量的无意义散失，利于延长灯具使用寿命，并且灯具安装简单容易，具有较高的安全性，节约制造、使用和维护安装成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的提供一种模块化透空散热型LED组件，使其具有较好的散热效果，简化LED灯珠的安装手段，该组件实现LED灯结构紧凑和轻量化，尽量减少光损和能量的无意义散失，利于延长灯具使用寿命，并且灯具安装简单容易，具有较高的安全性，节约制造、使用和维护安装成本。

本发明的模块化透空散热型LED组件，包括导热基板和LED灯珠，所述导热基板背面、两侧或背面和两侧导热连接设置散热翅片，所述背面散热翅片两端延伸出导热基板边缘，相邻散热翅片之间设置空隙；

LED灯珠的热沉与导热基板正面导热固定连接，在导热基板设置电路槽，LED灯珠电路绝缘设置于电路槽内，LED灯珠电路与LED灯珠的电极电连接；

LED灯珠为通过环氧树脂以达到配光要求进行配光封装的一体化结构；

所述导热基板正面与LED灯珠一体浇注耐热绝缘密封胶层。

进一步，所述LED灯珠电路为设置在电路槽内的印刷电路膜；

进一步，LED灯珠的热沉与导热基板正面通过焊接或铆接导热固定连接；

进一步，所述导热基板为矩形结构，散热翅片垂直于导热基板表面并垂直于矩形结构长边设置；

进一步，所述LED灯珠沿矩形长边方向排列形成LED灯珠列，所述LED灯珠列沿宽边方向至少一列，每列LED灯珠列两旁均布置电路槽；

进一步，每列LED灯珠两侧分别设置一个电路槽，LED灯珠的电极沿横向布置并与对应电路槽内的印刷电路膜导电连接形成回路；

进一步，所述导热基板正面浇注的耐热绝缘密封胶层厚度不超过LED灯珠的根部；

进一步，所述导热基板一端设置通孔，所述LED灯珠电路导线由通孔引出至导热基板上表面形成接线端子；

进一步，所述电路槽设置于导热基板正面，所述耐热绝缘密封胶层浇注时填满电路槽；

进一步，耐热绝缘密封胶层为环氧树脂层。

本发明的有益效果：本发明的模块化透空散热型LED组件，采用两端延伸出导热基板的散热翅片结构，可使LED组件散热良好、结构紧凑、体积重量减轻；在安装使用时空气可以在相邻散热翅片延伸出导热基板部分之间的缝隙中由下向上自由流动，气流方向与翅片的热传导方向垂直相交，形成通畅的散热条件，从而使LED组件具有极好的散热性能；利用气流自动冲刷清洁换热翅片表面，保证表面洁净，从而保证散热效果，随着使用周期的增长，能够保持较稳定的散热量，将能在不用其它动力的条件下，有效地降低大功率LED的温升，减少LED的光衰，从而保证LED灯的使用状态和延长使用寿命，降低LED灯散热部件的成本；

LED灯珠的热沉与散热板导热连接，而LED灯珠电路与灯珠电极的电连接方式合理；设置合理的连接和密封结构，具有结构紧凑、轻量化和模块化的特点，模块化设计可使通用性强，可大规模生产，成本降低、质量保证；LED灯珠采用本发明的方式安装在导热基板上，不但简化LED灯珠的安装手段，还取消了现有的光窗、透镜及光碗结构，进一步使该组件实现LED灯结构紧凑和轻量化，尽量减少光损和能量的无意义散失，利于延长灯具使用寿命。

本发明的LED组件为片状结构，改变现有技术中金属散热罩的结构，在使用时以可拆卸的方式设置在框架上形成轻量化灯具，使LED灯具结构简单紧凑，安装拆卸简单容易，具有较高的安全性，节约制造、使用和维护安装成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明结构示意图；

图2为图1沿A向视图；

图3为图2沿B向视图。

具体实施方式

图1为本发明结构示意图，图2为图1沿A向视图，图3为图2沿B向视图，如图所示：本实施例的模块化透空散热型LED组件，包括导热基板1和LED灯珠5，所述导热基板1背面、两侧或背面和两侧导热连接设置散热翅片2，所述背面散热翅片2两端延伸出导热基板边缘，相邻散热翅片2之间设置空隙；本实施例中，仅在导热基板的背面设置散热翅片，也能达到散热要求；实践中，根据需要可以单独设置在两侧，或者两侧和背面均设置散热翅片，都能达到较好的散热效果；本发明在结构上将散热翅片分为延伸出导热基板的主散热部分及与导热基板连接的辅助散热部分，翅片延伸出的部分由于气流直接穿过，形成散热的主要表面，承担约90％以上的自然对流换热，污染物由于气流的冲刷无法停留于散热翅片，因而当尘埃、尾气、油烟等混合污染物质随气流流经主散热部分时，对主散热部分不产生影响，而主要附着在辅助散热部分表面上，因而本发明能够适用于尘埃、尾气、油烟等混合污染的场合用作LED路灯和LED隧道灯的散热；

LED灯珠5的热沉与导热基板1正面导热固定连接，在导热基板1设置电路槽6，LED灯珠电路3绝缘设置于电路槽内，如图所示，LED灯珠电路3设置在电路槽形成的空间内，LED灯珠电路3与LED灯珠5的电极电连接；实际应用中，LED灯珠电路设置与LED灯珠5的电极导电贴合的接点，使LED灯珠的电极直接伸出即可达到电连接的目的，结构简单紧凑，降低灯珠制造时的复杂程度，并且简化安装和拆卸；如图所示：在所述导热基板的正面设置平行的纵向电路槽，将LED灯珠电路(包括连接与保护电路板/导线)放入电路槽内，构成LED灯珠的导电通路；

LED灯珠5为通过环氧树脂以达到配光要求进行配光封装的一体化结构，利用环氧树脂进行配光的同时进行封装，形成一体化结构，简化加工工序，减少光损可达到20％；

所述导热基板1正面与LED灯珠5一体浇注耐热绝缘密封胶层4；对灯珠具有加固和对电路具有密封作用，起到保护灯珠及电路的目的，具有较高的安装强度，并且制作安装较为方便，降低使用和安装成本；LED的连接与保护电路板/导线内外采用专用密封绝缘层，并与LED的环氧封装材料一起，共同构成LED及其连接与保护电路板/导线的密封绝缘层；可通过改变LED自身的封装结构方式以及LED灯珠的数量，达到与模组的发光强度及配光要求。

本实施例中，所述LED灯珠电路为设置在电路槽6内的印刷电路膜；

本实施例中，LED灯珠5的热沉与导热基板1正面通过焊接或铆接导热固定连接，铆接采用过盈配合嵌入的方式；本实施例采用LED灯珠的热沉与导热基板1正面通过锡焊导热固定连接；焊接过程简单，改变现有技术中采用导热硅脂的方法，减少到热环节，提高了传热效率；

本实施例中，所述导热基板1为矩形结构，散热翅片2垂直于导热基板表面并垂直于矩形结构长边设置；每片散热翅片的表面与导热基板上表面垂直利用延伸出导热基板边缘的相邻散热翅片之间的空隙构成垂向上升的气流通道。

本实施例中，所述LED灯珠5沿矩形长边方向排列形成LED灯珠列，所述LED灯珠列沿宽边方向至少一列，本实施例采用四列，每列两旁均设置电路槽3；采用每列LED灯珠两侧分别设置一个电路槽的结构，LED灯珠的电极沿横向布置并与对应电路槽内的印刷电路膜导电连接形成回路；LED灯珠5的电极沿横向布置并与对应电路槽内的印刷电路膜导电连接形成回路；形成较为标准的模块化结构，模块化设计可使通用性强，可大规模生产，使用方便，成本降低、质量保证。

本实施例中，所述导热基板1正面浇注的耐热绝缘密封胶层4厚度不超过LED灯珠5的根部；保证密封效果和安装强度的同时，不干涉灯珠的发光，进一步减少光损。

本实施例中，所述导热基板1一端设置通孔7，所述LED灯珠电路导线由通孔7引出至导热基板1上表面形成接线端子；结构简单，安装操作简便，提高更换、维修和安装的功能工作效率。

本实施例中，所述电路槽6设置于导热基板1正面，所述耐热绝缘密封胶层浇注时填满电路槽6的空间3。

本实施例中，耐热绝缘密封胶层4为环氧树脂层。

本发明的LED组件在使用时可安装在框架上组成各种形状的灯具，可实现不同的目的；由于采用模块化结构，使灯具结构紧凑，重量轻，安装拆卸方便，便于维修和维护，使用、安装和维护成本低；本发明将LED灯珠的环氧封装层既作为灯具的光学系统、又作为灯具的防护罩，即不给LED灯珠增加附加的二次光学系统和灯罩，而是按照一定的照明配光要求对LED灯珠自身的封装结构直接进行配光设计与封装，使每个LED灯珠都能直接发出接近照明配光要求的光线，并通过模块的组合、达到最终的配光要求。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种模块化透空散热型LED组件，包括导热基板和LED灯珠，其特征在于：所述导热基板背面、两侧或背面和两侧导热连接设置散热翅片，所述背面散热翅片两端延伸出导热基板边缘，相邻散热翅片之间设置空隙；

LED灯珠的热沉与导热基板正面导热固定连接，在导热基板设置电路槽，LED灯珠电路绝缘设置于电路槽内，LED灯珠电路与LED灯珠的电极电连接；

LED灯珠为通过环氧树脂以达到配光要求进行配光封装的一体化结构；

所述导热基板正面与LED灯珠一体浇注耐热绝缘密封胶层。

2.根据权利要求1所述的模块化透空散热型LED组件，其特征在于：所述LED灯珠电路为设置在电路槽内的印刷电路膜。

3.根据权利要求2所述的模块化透空散热型LED组件，其特征在于：LED灯珠的热沉与导热基板正面通过焊接或铆接导热固定连接。

4.根据权利要求3所述的模块化透空散热型LED组件，其特征在于：所述导热基板为矩形结构，散热翅片垂直于导热基板表面并垂直于矩形结构长边设置。

5.根据权利要求4所述的模块化透空散热型LED组件，其特征在于：所述LED灯珠沿矩形长边方向排列形成LED灯珠列，所述LED灯珠列沿宽边方向至少一列，每列LED灯珠列两旁均布置电路槽。

6.根据权利要求5所述的模块化透空散热型LED组件，其特征在于：每列LED灯珠两侧分别设置一个电路槽，LED灯珠的电极沿横向布置并与对应电路槽内的印刷电路膜导电连接形成回路。

7.根据权利要求6所述的模块化透空散热型LED组件，其特征在于：所述导热基板正面浇注的耐热绝缘密封胶层厚度不超过LED灯珠的根部。

8.根据权利要求7所述的模块化透空散热型LED组件，其特征在于：所述导热基板一端设置通孔，所述LED灯珠电路导线由通孔引出至导热基板上表面形成接线端子。

9.根据权利要求1至8任一权利要求所述的模块化透空散热型LED组件，其特征在于：所述电路槽设置于导热基板正面，所述耐热绝缘密封胶层浇注时填满电路槽。

10.根据权利要求9所述的模块化透空散热型LED组件，其特征在于：耐热绝缘密封胶层为环氧树脂层。

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