CN101936457B - 具散热功能及配光最佳化的led光源模块 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其包含一散热支架、一铝基板、多个LED组件及两旋转组件，该散热支架包含一上板、一下板及多个排热管，该上、下板相对设有多个贯孔，该些排热管分别对应连接上、下板相对的贯孔；该铝基板设于下板上并具有对应贯孔的穿孔；LED组件分别装设于铝基板两相邻穿孔之间并包含有透镜；该两旋转组件分别设于散热支架两端使散热支架可进行旋转而改变LED组件的出光方向，同时不同度数的透镜使用可改进光照面积的有效范围而使配光最佳化，又前述散热支架在结构上可使空气产生对流而帮助散热效果改善。

Description

具散热功能及配光最佳化的LED光源模块

技术领域

本发明涉及一种发光二极管光源模块，特别是涉及一种具散热功能及配光最佳化的LED发光二极管光源模块。

背景技术

有鉴于能源短缺的威胁与全球温室效应的影响，使得环保意识逐年提升，政府与国际团体纷纷向民众宣导节能减碳的观念，由于发光二极管拥有省电、体积小、效率佳等各项优点，再加上拜科技进步之赐，使得发光二极管亮度提高、成本降低，以发光二极管作为主要照明设备的技术逐渐成熟，使得发光二极管灯具比日光灯管更亮、更省电、更节能，而成为新一代的照明趋势。

然而，发光二极管所发出的光线具有指向性，故习用发光二极管灯具所发出的光线往往不均匀且范围小，例如将发光二极管灯泡安装在天花板上，其照明亮度明显从灯具下方的区域往外侧降低，使得离灯具较远的范围显得昏暗许多，因此对于室内照明而言不甚理想，无法与传统日光灯相比拟。

再者，发光二极管在发光时会产生高热，是故一般发光二极管灯具皆具有金属制的散热鳍片来增加灯具热传导的表面积，以帮助散热。但在散热过程中，发光二极管周围仍是高热的空气，故散热效果在空气缺乏对流的情况下势必大打折扣。

由此可见，上述现有的发光二极管在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的发光二极管存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，能够改进一般现有的发光二极管，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的发光二极管存在的缺陷，而提供一种新型的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，所要解决的技术问题是使其可藉调整出光方向并可搭配透镜而使配光最佳化，且结构上可使空气产生对流而帮助散热，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其包括：一散热支架，包含一上板、一下板及多个排热管，该上板间隔穿设有多个贯孔；该下板对应上板的贯孔位置亦形成有多个贯孔；该些排热管设于上、下板之间，且每一排热管对应连接上、下板相对的贯孔；一铝基板，设于该下板的表面，该铝基板上对应下板的贯孔亦分别设有穿孔；多个LED组件，分别装设于铝基板上两相邻的穿孔之间；以及两旋转组件，分别连接该散热支架的两端，所述的每一旋转组件包含一固定件及一旋转件，该固定件用以装设于一照明装置的连接孔，该旋转件设于该固定件上而可相对该固定件枢转，该旋转件与散热支架一端组接，其中散热支架可借着旋转组件进行旋转而改变LED组件的出光方向。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其中所述的固定件与该旋转件皆呈圆柱状，其中该旋转件与该固定件共轴且径长大于该固定件。

前述的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其中所述的固定件呈环状而套设于该旋转件上。

前述的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其中所述的固定件为一L形板体，其一端部与旋转件枢接，另一端部用以固定于照明装置的一壁面。

前述的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其中所述的旋转件一侧面设有一板体，该板体上形成有一弧状滑槽；该固定件为一L形板体，其一端部表面形成滑设于前述弧状滑槽的凸部。

前述的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其中所述的每一LED组件包含有一LED单元、一套筒及一透镜，其中该LED单元焊接于铝基板上，该套筒套设于LED单元上方，该透镜设于套筒内并装设于LED单元上。

前述的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其中所述的每一LED组件进一步包含一防水垫片及一防水垫圈，该防水垫片夹设于套筒与铝基板之间；该防水垫圈则夹设于透镜与套筒之间。

前述的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其进一步包含一盖板设置于铝基板上，每一LED组件包含一LED单元及一透镜，该LED单元焊接于铝基板上，该透镜对应扣于LED单元的顶端，且底部与铝基板及盖板牢固连接。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供的一种具散热功能及配光最佳化的LED光源模块包含：

一散热支架，包含一上板、一下板及多个排热管，该上板间隔穿设有多个贯孔；该下板对应上板的贯孔位置亦形成有多个贯孔；该些排热管设于上、下板之间，且每一排热管对应连接上、下板相对的贯孔；

一铝基板，设于该下板的表面，该铝基板上对应下板的贯孔亦分别设有穿孔；

多个LED组件，分别装设于铝基板上两相邻的穿孔之间；以及

两旋转组件，分别连接该散热支架的两端，其中散热支架可借着旋转组件进行旋转而改变LED组件的出光方向。

由于下板附近的空气温度会因LED组件发光而升高，相对地排热管位于上板的另端开口附近空气温度较低，由于热空气密度小于冷空气，因此排热管两端开口相对产生一使热空气持续从下板附近流入排热管再流出上板的压力，藉此热对流可使整个光源模块快速达到相对于现有习知LED灯具更低温的热平衡，从而加强光源模块的散热效果。

此外，旋转组件的设置可使得光源模块装设于一照明装置上时，可调整其出光方向，同时再搭配透镜均匀出光，加上光源模块化的设计而可由多个相同的光源模块配合不同出光方向的调整，以符合不同的照明配光需求，使配光最佳化。

借由上述技术方案，本发明具散热功能及配光最佳化的LED光源模块至少具有下列优点及有益效果：本发明的模块化设计在结构上可使空气产生对流而帮助散热效果改善，且更提供配光角度的可调性。因此本发明相较于既有技术拥有显著的功效增进，在符合专利要件前提之下，爰依法提出申请。

综上所述，本发明是有关于一种具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其包含一散热支架、一铝基板、多个LED组件及两旋转组件，该散热支架包含一上板、一下板及多个排热管，该上、下板相对设有多个贯孔，该些排热管分别对应连接上、下板相对的贯孔；该铝基板设于下板上并具有对应贯孔的穿孔；LED组件分别装设于铝基板两相邻穿孔之间并包含有透镜；该两旋转组件分别设于散热支架两端使散热支架可进行旋转而改变LED组件的出光方向，同时不同度数的透镜使用可改进光照面积的有效范围而使配光最佳化，又前述散热支架在结构上可使空气产生对流而帮助散热效果改善。

本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的立体图。

图2是图1无旋转组件时另一角度所视的立体图。

图3是图2的剖视图。

图4是本发明另一较佳实施例无旋转组件的立体图。

图5是图4的剖视图。

图6是本发明的旋转组件第二较佳实施例的立体示意图。

图7是本发明的旋转组件第三较佳实施例的立体示意图。

图8是本发明的旋转组件第四较佳实施例的立体示意图。

图9是多个本发明的光源模块应用于一照明装置的第一较佳实施例的立体示意图。

图10是多个本发明的光源模块应用于一照明装置的第二较佳实施例的立体示意图。

图11是多个本发明的光源模块应用于一照明装置的第三较佳实施例的立体示意图。

图12本发明的驱动控制系统示意图。

10：散热支架     11：上板

110：贯孔        12：下板

120：贯孔        13：排热管

20：铝基板       200：穿孔

30：LED组件      31：LED单元

32：套筒         33：透镜

33a：透镜        34：防水垫片

35：防水垫圈     40：旋转组件

41，41a，41b，41c：固定件

410：凸部

42，42a，42b，42c：旋转件

420：板体

421：弧状滑槽          50：盖板

1：光源模块            2：照明装置

200：中央平面          201：侧面

6：供电装置            7：恒流驱动器

8：MCU管理器

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。为了方便说明，在以下的实施例中，相同的元件以相同的编号表示。

请参考图1所示，本发明具散热功能及配光最佳化的LED光源模块一较佳实施例，其主要包含有一散热支架10、一铝基板20、多个LED组件30及两旋转组件40。

进一步参考图2所示，该散热支架10主要包含一上板11、一下板12及多个排热管13，该上板11间隔穿设有多个贯孔110；该下板12对应上板11的贯孔110位置亦形成有多个贯孔120；该些排热管13设于上、下板11，12之间，且每一排热管13对应连接上、下板11，12相对的贯孔110，120。

该铝基板20设于该下板12的表面并内含金属线路，其与下板12之间可借着涂布导热胶的方式固定，该铝基板20上对应下板12的贯孔120亦分别设有穿孔200。

进一步参考图3所示，每一LED组件30装设于铝基板20上两相邻的穿孔200之间，本实施例中，每一LED组件30主要包含有一LED单元31、一套筒32及一透镜33，其中，该LED单元31以表面黏着技术(SMT)焊接于铝基板20上，该套筒32套设于LED单元31上方，该透镜33设于套筒32内并装设于LED单元31上。可进一步令LED组件30包含一防水垫片34及一防水垫圈35，令该防水垫片34夹设于套筒32与铝基板20之间，并藉由螺丝一同锁固该套筒32、防水垫片34、铝基板20以及下板12；该防水垫圈35则夹设于透镜33与套筒32之间，藉由该防水垫片34及防水垫圈35使得LED组件30可防水。

如图1所示，该两旋转组件40分别连接该散热支架10的两端，并可对应装设于一照明装置的电源接口上，其中散热支架10可借着旋转组件40进行旋转而改变出光方向，每一旋转组件40包含一固定件41及一旋转件42，该固定件41用以装设于一照明装置的连接孔，该旋转件42设于该固定件41上而可相对该固定件41枢转，该旋转件42与散热支架10一端组接，本实施例中，该固定件41与该旋转件42皆呈圆柱状，其中该旋转件42与该固定件41共轴且径长大于该固定件41。

参考图9所示，当应用于一照明装置2时，可将多数的本发明的发光二极管光源模块1并排于该照明装置2的出光面上，其中各发光二极管光源模块1以两端旋转组件40的固定件41与照明装置2组装一起，由于散热支架10可借着旋转组件40相对旋转，而调整其上的LED组件30的出光方向，只要对每个发光二极管光源模块1的出光方向进行调整，即可使该照明装置2相较于现有习知的发光二极管照明装置具备更宽的照明范围与更均匀的照明亮度，再者，除了同方向的并排设置，亦可于照明装置2规划不同区域提供设置安排，例如图10所示，部分光源模块1与其它并排的光源模块1成垂直设置；再如图11所示，该照明装置2上形成一中央平面200及两侧面201，该两侧面201分别从中央平面200两侧斜向延伸，令多个光源模块1分布于该中央平面200及侧面201上，藉此提供更多元的照明设计；再者，由于前述透镜33的出光特性是将点光源特性的LED光源均匀分布，使LED组件30可发出均匀且特定照明范围的光源，因此依据不同出光方向的光源模块1对应搭配不同出光特性的透镜33使用，藉此达到配光最佳化。

再者，如图3所示，当LED单元31点亮时，使得下板12附近的空气温度升高，因热空气密度较小，再者，排热管13位于上板11的另端开口附近空气温度较低而密度较大，因此排热管13两端相对产生一使热空气持续从下板12附近流入排热管13再流出上板11的压力，藉此热对流可使整个光源模块快速达到相对于现有习知LED灯具更低温的热平衡，从而加强光源模块的散热效果。

请参考图4及图5所示，且与前述图1实施例不同处在于进一步包含一盖板50设置于铝基板20上，且LED组件30在本实施例中包含一LED单元31及一透镜33a，该透镜33a对应扣于LED单元的顶端，且底部藉由环氧树脂与铝基板20及盖板50牢固连接。

前述旋转组件40可设计成多种样式，如图6所示，该固定件41a呈环状而套设于该旋转件42a上；如图7所示，该固定件41b为一L形板体，其一端部与旋转件42b枢接，另一端部则可用以固定于照明装置所提供的壁面；再如图8所示，该旋转件42c一侧面设有一板体420，该板体420上形成有一弧状滑槽421，而该固定件41c则为一L形板体，其一端部表面形成滑设于前述弧状滑槽421的凸部410。

请参考第图12所示，本发明的LED组件30的发光控制：

本发明的光源模块可藉由一供电装置6提供电源，其可为一适配器，将市电所提供的交流电源转换为直流电源进行驱动点亮；或者可使用太阳能电池发电系统所输出的直流电源；而驱动部分采用非线性降压形恒流驱动器7，其具有PWM调光功能，首先用电阻分压检测设定最大工作电流值，如最大电流值设定在700mA，PWM调光脚提供5V的高电平时输出电流为700mA，提供正占空比为90％的方波时输出电流为630mA，提供正占空比为80％的方波时输出电流为560mA，提供正占空比为70％的方波时输出电流为490mA，依此类推，不同的占空比可设定不同的工作电流；令每一光源模块1对应连接一恒流驱动器7，最后藉由一MCU管理器8统一设定工作电流，藉由设定方波的占空比，再提供给恒流驱动器的调光接脚以设定每一光源模块的工作电流，可较为精确有效地调节每个模块灯调的工作电流，配出更均匀的照明。

本发明所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。故举凡运用本发明说明书及图示内容所为之等效结构变化，均同理包含在本发明的范围内，合予陈明。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其特征在于其包括：

一散热支架，包含一上板、一下板及多个排热管，该上板间隔穿设有多个贯孔；该下板对应上板的贯孔位置亦形成有多个贯孔；该些排热管设于上、下板之间，且每一排热管对应连接上、下板相对的贯孔；

一铝基板，设于该下板的表面，该铝基板上对应下板的贯孔亦分别设有穿孔；

多个LED组件，分别装设于铝基板上两相邻的穿孔之间；以及

两旋转组件，分别连接该散热支架的两端，每一旋转组件包含一固定件及一旋转件，该固定件用以装设于一照明装置的连接孔，该旋转件设于该固定件上而可相对该固定件枢转，该旋转件与散热支架一端组接，其中散热支架可借着旋转组件进行旋转而改变LED组件的出光方向。

2.根据权利要求1所述的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其特征在于其中所述的固定件与该旋转件皆呈圆柱状，其中该旋转件与该固定件共轴且径长大于该固定件。

3.根据权利要求1所述的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其特征在于其中所述的固定件呈环状而套设于该旋转件上。

4.根据权利要求1所述的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其特征在于其中所述的固定件为一L形板体，其一端部与旋转件枢接，另一端部用以固定于照明装置的一壁面。

5.根据权利要求1所述的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其特征在于其中所述的旋转件一侧面设有一板体，该板体上形成有一弧状滑槽；该固定件为一L形板体，其一端部表面形成滑设于前述弧状滑槽的凸部。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其特征在于其中所述的每一LED组件包含有一LED单元、一套筒及一透镜，其中该LED单元焊接于铝基板上，该套筒套设于LED单元上方，该透镜设于套筒内并装设于LED单元上。

7.根据权利要求6所述的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其特征在于其中所述的每一LED组件进一步包含一防水垫片及一防水垫圈，该防水垫片夹设于套筒与铝基板之间；该防水垫圈则夹设于透镜与套筒之间。

8.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的具散热功能及配光最佳化的LED光源模块，其特征在于其进一步包含一盖板设置于铝基板上，每一LED组件包含一LED单元及一透镜，该LED单元焊接于铝基板上，该透镜对应扣于LED单元的顶端，且底部与铝基板及盖板牢固连接。

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