CN102052581A

CN102052581A - 高效率led灯

Info

Publication number: CN102052581A
Application number: CN2009102110522A
Authority: CN
Inventors: 秦文隆
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2011-05-11

Abstract

本发明公开了一种高效率LED灯，主要包括有交流电LED模块及散热灯座，该交流电LED模块具有导热部及电连接部，散热灯座为由散热性良好的具多孔隙结构非金属构成，并直接成型成灯座外形，散热灯座具有内凹部来容设前述交流电LED模块，该交流电LED模块的导热部与散热灯座内凹部结合，电连接部则连接外部电源，本发明的高效率LED灯另包括有导热片，该导热片设于交流电LED模块的导热部与散热灯座之间，当LED点亮时，其产生的热可迅速的被导热片所传导，使导热片上的热迅速的传导至散热灯座而散热，本发明中的散热灯座直接形成一般灯座外形，并兼具散热、电绝缘效能，可直接取代公知灯泡使用，且具有不需更换灯具而可直接替换灯泡使用的功效。

Description

高效率LED灯

技术领域

本发明属于一种LED灯，尤指一种除具有极佳的散热、电绝缘效果外，更具有不需更换灯具而可直接替换灯泡使用的功效的高效率LED灯。

背景技术

目前，LED是发光二极管(Light Emitting Diode)的缩写，是半导体材料制成的固态发光元件，材料使用III-V族化学元素(如：磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)等)，发光原理是将电能转换为光，也就是对化合物半导体施加电流，通过电子与空穴的结合，过剩的能量会以光的形式释出，达到发光的效果，属于冷性发光，寿命长达十万小时以上。LED最大的特点在于：无需暖灯时间(Idling Time)、反应速度快、体积小、用电省、耐震、污染低、适合量产，具高可靠度，容易配合应用上的需要制成极小或阵列式的元件。但因为LED是固态照明，即是利用芯片通电，量子激态回复发出能量(光)，但在发光的过程，芯片内的光能量并不能完全传至外界，不能出光的能量，在芯片内部及封装体内便会被吸收，形成热。LED一般的转换效率约只有10％～30％，所以1W的电，只有不到0.2W变成可以看见的光，其它都是热，若不散热，这些热量累积会对芯片效率及寿命造成损伤。因此要以高效率LED运用于照明设备首先要解决散热的问题。以LED散热专利为例，中国台湾公告号为M314505的新型专利“高功率LED灯泡散热结构”(参照2007年06月21日专利公告资料)，主要是在灯头上固定有底基板，该底基板的顶面支撑固定有至少一支热导管，热导管套设固定有两个或两个以上散热片及一个顶基板，顶基板的顶面设有数量与热导管一致的高功率LED，该高功率LED的底面粘结支撑于热导管的顶端。中国台湾公告号为M314433的新型专利“发光二极管封装之散热模组”(参照2007年06月21日专利公告数据)，该散热模组包含：LED电路板；散热块，其包括两个或两个以上散热片；以及散热胶材，借以直接固定该LED电路板于该散热块上；其中在该LED电路板与该散热块之间，不具有金属基板。中国台湾公告号为I260798的发明专利“高散热发光二极管”(参照2006年08月21日专利公告数据)，至少包括：多孔隙材料层；热传导层，其设于该多孔隙材料层表面；以及芯片，其设于该热传导层，由该热传导层将该芯片所发出的热量传导至该多孔隙材料层，并由该多孔隙材料层将该热量对流至外部。

由以上在先申请可知公知LED散热大都采用金属散热片，或结合热导管、致冷芯片、均热板、散热风扇等方式进行散热，普遍具有散热效果不佳、散热速度不够迅速、散热模块结构复杂、成本高、不具电绝缘性安全规范等缺点，且由于所需搭配的散热结构为非规格化设计，因此必须设计专用的灯具方能使用。此即为现行公知技术存有最大的缺点，该缺点成为业界亟待克服的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种散热效果佳、散热速度快、且不需更换灯具便可直接替换灯泡的高效率LED灯。

为达到上述目的，本发明提供一种高效率LED灯，其主要包括有交流电LED模块及散热灯座，该交流电LED模块具有导热部及电连接部，散热灯座为散热性良好的具多孔隙结构非金属构成，并直接成型成灯座外形，散热灯座具有内凹部，以容设前述交流电LED模块，交流电LED模块的导热部与散热灯座结合，电连接部则连接外部电源。

本发明的高效率LED灯另包括有导热片，该导热片设于交流电LED模块的导热部与散热灯座之间，当点亮LED灯时，其产生的热可迅速的被导热片所传导，并借导热片与散热灯座之间的热传导及热对流作用，使导热片上的热迅速的传导至散热灯座而散热。

前述散热灯座外缘设有灯泡专用的金属套、绝缘套及电源接触片，该金属套及电源接触片均与交流电LED模块的电连接部电性连接，以在公知灯泡灯具上使用。

前述交流电LED模块的电连接部设有投射灯座专用的连接端子，该连接端子并凸设出散热灯座底部外缘，以在公知投射灯具上使用。

前述散热灯座设有能增加散热表面积的纹路。

本发明还提供一种高效率LED灯，其主要包括有至少一个交流电LED模块、一个导热件及一个散热灯座，该交流电LED模块具有导热部及电连接部，各交流电LED模块设于导热件上，导热部与导热件接合，电连接部则连接外部电源，散热灯座为散热性良好的具多孔隙结构非金属构成，并直接成型成灯座外形。

本发明前述散热灯座具有内承部，导热件容设于内承部。

前述散热灯座设有能增加散热表面积的纹路。

本发明构装基板是利用金属具有高结构密度以及高比容热的特性，所以具有较高的导热能力(如：铜金属的热传导率为382W/m℃)。而该散热灯座是利用不同粒径的高热导率非金属粉粒(如：碳化硅SiC热传导率为270W/m℃)，非金属具有较低的比容热，是一种相当好的散热材料。固体材料导热的机制有两种，一种是通过自由电子进行热的传递，这是金属材料导热的主要机制。另一种是通过点阵或晶格振动，即通过晶格波或热波来进行热的传递，这即是本发明中散热灯座的机制。

借由本发明的高效率LED灯，当点亮LED灯时，其产生的热可迅速的被散热灯座所传导而散热，或者其产生的热可迅速的被导热件所传导，并借导热件与散热灯座之间的热传导及热对流作用，使导热件上的热迅速的传导至散热灯座而散热，本发明散热灯座直接形成一般灯泡的灯座外形，并兼具散热及电绝缘效能，可直接取代公知灯泡使用，除具有较佳的散热效果外，更具有不需更换灯具可直接替换灯泡的功效。

附图说明

图1为本发明高效率LED灯的灯泡式实施例立体图；

图2为本发明灯泡式第一实施例立体分解图；

图3为本发明灯泡式第一实施例组装后的截面图；

图4为本发明灯泡式第二实施例立体分解图；

图5为本发明灯泡式第二实施例组装后的截面图；

图6为本发明灯泡式第三实施例立体分解图；

图7为本发明灯泡式第三实施例组装后的截面图；

图8为本发明高效率LED灯的投射灯式实施例立体图；

图9为本发明投射灯式第一实施例立体分解图；

图10为本发明投射灯式第一实施例组装后的截面图；

图11为本发明投射灯式第二实施例立体分解图；

图12为本发明投射灯式第二实施例组装后的截面图；

图13为本发明灯泡式第四实施例立体分解图；

图14为本发明灯泡式第五实施例立体分解图；

图15为本发明灯泡式第四实施例组装后的截面图；

图16为本发明灯泡式第六实施例组装后的截面图；

图17为本发明灯泡式第七实施例立体分解图；

图18为本发明灯泡式第七实施例组装后的截面图；

图19为本发明投射灯式第三实施例立体图；

图20为本发明投射灯式第三实施例立体分解图；

图21为本发明投射灯式第三实施例组装后的截面图。

附图标记说明

1 交流电LED模块 1’ 交流电LED模块

10 导热部 11 电连接部

2 散热灯座

20 内凹部 21 金属套

22 绝缘套 23 电源接触片

24 灯罩 25 连接端子

26 反射罩 27 纹路

28 固定板 29 穿孔

3 导热片

30 传导板

4 导热件

40 导热层

5 散热灯座

50 内承部 51 金属套

52 绝缘套 53 电源接触片

54 灯罩 55 连接端子

56 反射罩 57 纹路

58 固定板 59 穿孔

具体实施方式

为达到本发明前述的目的及更加了解本发明的结构、特征与所达到的功效，现列举实施例，并配合附图说明如后。

首先，请参阅图1、图2及图3所示，由图可知本发明高效率LED灯主要包括有：

交流电LED模块1，为规格化商品，其具有导热部10及电连接部11，交流电LED模块1的导热部10与散热灯座2结合，电连接部11则连接外部电源；

散热灯座2，其为散热性良好的具多孔隙结构(多孔隙结构即具有高比表面积结构)非金属构成(散热灯座2如可由热导率高的非金属粉体制成(如射出成型等)，热导率高的非金属粉体诸如：氧化铝Al₂O₃、氧化锆Zr₂O、氮化铝AlN、氮化硅SiN、氮化硼BN、碳化钨WC、碳化硅SiC、石墨C、结晶碳化硅、再结晶碳化硅RSiC等，而以氮化铝及碳化硅为佳)，并直接成型成灯座外形，其具有内凹部20，内凹部20容设前述交流电LED模块1；

当点亮LED灯时，其产生的热可迅速的被散热灯座2所传导而散热，本发明散热灯座2直接形成一般灯泡的灯座外形，并兼具散热及电绝缘效能，可直接取代公知灯泡使用，除具有较佳的散热效果外，更具有不需更换灯具可直接替换灯泡的功效。

请参阅图4与图5所示，本发明的高效率LED灯另包括有导热片3，该导热片3为导热性良好的金属构成(导热良好的金属如金、银、铜、铁、铝、钴、镍、锌、钛、锰等)，其设于交流电LED模块1的导热部10与散热灯座2之间，当点亮LED灯时，其产生的热可迅速的被导热片3所传导，并借导热片3与散热灯座2之间的热传导及热对流作用，使导热片3上的热迅速的传导至散热灯座2而散热。

请再参阅图6与图7所示，为提高散热效率，前述导热片3与散热灯座2之间另设有传导板30，该传导板30为导热性良好的金属构成(导热良好的金属如金、银、铜、铁、铝、钴、镍、锌、钛、锰等)，使导热片3的热更迅速传导至散热灯座2而散热。

本发明的散热灯座2直接形成一般灯座外形，并兼具散热、电绝缘效能，可直接取代公知灯泡使用，除具有极佳的散热效果外，更具有不需更换灯具可直接替换灯泡的功效(即本发明可直接于旧的灯具上使用)。请参阅图1至图7所示，该散热灯座2外缘设有灯泡专用的金属套21、绝缘套22及电源接触片23(该灯泡专用的金属套21、绝缘套22及电源接触片23为国际通用规格，如E-27、E-14等)，该金属套21及电源接触片23并与交流电LED模块1的电连接部11电性连接。又，散热灯座2上可设有灯罩24，而构成LED灯泡，如此即可以本发明直接螺合于公知灯泡的灯具上使用，而不必替换原有的旧灯具。

再请参阅图8、图9、图10、图11及图12所示，本发明交流电LED模块1的电连接部11连接有投射灯座专用的连接端子25(该投射灯座专用的连接端子25为国际通用规格，如MR16等)，该连接端子25并凸设出散热灯座2底部外缘，散热灯座2上设有反射罩26，而构成LED投射灯，如此即可以本发明直接插合于公知投射灯具上使用，而不必替换原有的旧投射灯具。

又，本发明散热灯座2设有能增加散热表面积的纹路27。

请参阅图13与图15所示的本发明的另一实施例，由图可知本实施例中的高效率LED灯主要包括有：

至少一个交流电LED模块1(在本实施例中为一个)，其为规格化商品，其具有导热部10及电连接部11，交流电LED模块1的导热部10与导热件4结合，电连接部11则连接外部电源；

导热件4，可为导热性良好的金属构成(导热良好的金属如金、银、铜、铁、铝、钴、镍、锌、钛、锰等)，或可为热导率高的非金属构成(热导率高的非金属诸如：氧化铝Al₂O₃、氧化锆Zr₂O、氮化铝AlN、氮化硅SiN、氮化硼BN、碳化钨WC、碳化硅SiC、石墨C、结晶碳化硅、再结晶碳化硅RSiC等，而以氮化铝及碳化硅为佳)；

散热灯座5，其为散热性良好的具多孔隙结构(多孔隙结构即具有高比表面积结构)非金属构成(散热灯座5如由热导率高的非金属粉体制成(如射出成型等)，热导率高的非金属粉体诸如：氧化铝Al₂O₃、氧化锆Zr₂O、氮化铝AlN、氮化硅SiN、氮化硼BN、碳化钨WC、碳化硅SiC、石墨C、结晶碳化硅、再结晶碳化硅RSiC等，而以氮化铝及碳化硅为佳)，并直接成型成灯座外形；

当点亮LED灯时，其产生的热可迅速的被导热件4所传导，并借导热件4与散热灯座5之间的热传导及热对流作用，使导热件4上的热迅速的传导至散热灯座5而散热。

本发明前述导热件4与交流电LED模块1的结合，可为交流电LED模块1构装完成后再与导热件4结合(请参阅图13)，也可于导热件4上直接构装交流电LED模块1’(请参阅图14)。

本发明中的导热件4可直接成形于散热灯座5上(例如，请参阅图16所示，以印刷或涂布等方式直接在散热灯座5结合部上形成金属导热层40)，即导热件4为直接在散热灯座5上形成的金属导热层40，借此以减少部件、降低成本。

请参阅图17、图18所示，本发明的前述散热灯座5具有内承部50，导热件4容设于内承部50。

本发明中的散热灯座5直接形成一般灯座外形，并兼具散热效能，可直接取代公知灯泡使用，除具有极佳的散热、电绝缘效果外，更具有不需更换灯具可直接替换灯泡的功效(即本发明可直接在旧的灯具上使用)。请参阅相关附图所示，该散热灯座5外缘设有灯泡专用的金属套51、绝缘套52及电源接触片53(该灯泡专用的金属套51、绝缘套52及电源接触片53为国际通用规格，如E-27、E-14等)，该金属套51及电源接触片53并与交流电LED模块1的电连接部11电性连接。又，散热灯座5上可设有灯罩54，而构成LED灯泡，如此即可以本发明的高效率LED灯直接螺合于公知灯泡的灯具上使用，而不必替换原有的旧灯具。

再请参阅图19、图20及图21所示，本发明中的交流电LED模块1的电连接部11连接有投射灯座专用的连接端子55(该投射灯座专用的连接端子55为国际通用规格，如MR16等)，该连接端子55并凸设出散热灯座5底部外缘，散热灯座5上设有固定板58，固定板58固定有反射罩56，而构成LED投射灯，如此即可以本发明高效率LED灯直接插合于公知投射灯具上使用，而不必替换原有的旧投射灯具。

本发明前述固定板58设有至少一个穿孔59，以形成对流作用，提高散热效能。散热灯座2设有能增加散热表面积的纹路57。

如此而达到本发明设计目的。

以上所述，仅为本发明的较佳可行实施例而已，并非用以局限本发明的范围，凡是熟悉此项技艺的人士，运用本发明说明书及权利要求所作的等效结构变化，理应包括于本发明的保护范围内。

Claims

1.一种高效率LED灯，其特征在于，其主要包括有：

交流电LED模块，其具有导热部及电连接部，所述导热部与散热灯座结合，所述电连接部则连接外部电源；

散热灯座，其为具多孔隙结构非金属构成，并直接成型成灯座外形，所述散热灯座具有内凹部，该内凹部容设所述交流电LED模块。

2.如权利要求1所述的高效率LED灯，其特征在于，所述高效率LED灯另包括有由金属构成的导热片，该导热片设于所述交流电LED模块的导热部与所述散热灯座之间。

3.如权利要求2所述的高效率LED灯，其特征在于，所述导热片与所述散热灯座之间设有传导板，该传导板由金属构成。

4.如权利要求1所述的高效率LED灯，其特征在于，所述散热灯座外缘设有灯泡专用的金属套、绝缘套及电源接触片，所述金属套及所述电源接触片均与所述交流电LED模块的电连接部电性连接。

5.如权利要求4所述的高效率LED灯，其特征在于，所述散热灯座上设有灯罩。

6.如权利要求1所述的高效率LED灯，其特征在于，所述交流电LED模块的电连接部设有投射灯座专用的连接端子，该连接端子并凸设出所述散热灯座底部外缘。

7.如权利要求6所述的高效率LED灯，其特征在于，所述散热灯座上设有反射罩。

8.如权利要求1所述的高效率LED灯，其特征在于，所述散热灯座设有能增加散热表面积的纹路。

9.一种高效率LED灯，其特征在于，主要包括有：

至少一个交流电LED模块，其具有导热部及电连接部，所述导热部与导热件结合，所述电连接部则连接外部电源；

导热件；

散热灯座，其为由具多孔隙结构非金属构成，并直接成型成灯座外形。

10.如权利要求9所述的高效率LED灯，其特征在于，所述导热件由金属构成。

11.如权利要求9所述的高效率LED灯，其特征在于，所述导热件由非金属构成。

12.如权利要求9所述的高效率LED灯，其特征在于，所述交流电LED模块构装完成后再与所述导热件结合。

13.如权利要求9所述的高效率LED灯，其特征在于，所述导热件上直接构装所述交流电LED模块。

14.如权利要求9所述的高效率LED灯，其特征在于，所述导热件为直接在所述散热灯座上形成的金属导热层。

15.如权利要求9所述的高效率LED灯，其特征在于，所述散热灯座具有内承部，所述导热件容设于所述内承部。

16.如权利要求9所述的高效率LED灯，其特征在于，所述散热灯座外缘设有灯泡专用的金属套、绝缘套及电源接触片，所述金属套及所述电源接触片均与所述交流电LED模块的电连接部电性连接。

17.如权利要求16所述的高效率LED灯，其特征在于，所述散热灯座上设有灯罩。

18.如权利要求9所述的高效率LED灯，其特征在于，所述交流电LED模块的电连接部设有投射灯座专用的连接端子，该连接端子并凸设出所述散热灯座底部外缘。

19.如权利要求18所述的高效率LED灯，其特征在于，所述散热灯座上设有固定板，该固定板固定有反射罩。

20.如权利要求19所述的高效率LED灯，其特征在于，所述固定板设有至少一个穿孔。

21.如权利要求9所述的高效率LED灯，其特征在于，所述散热灯座设有能增加散热表面积的纹路。