CN102213366A

CN102213366A - 一种大功率led照明装置

Info

Publication number: CN102213366A
Application number: CN2010101419118A
Authority: CN
Inventors: 席玉林; 武思东; 张敬超; 许林达; 杜艳平; 石磊; 吴彦青; 周志文
Original assignee: INNER MONGOLIA YITONG NEW ENERGY CO Ltd
Current assignee: INNER MONGOLIA YITONG NEW ENERGY CO Ltd
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2011-10-12

Abstract

本发明公开了一种LED照明装置，包括：上散热器、铝基板、光源、密封圈和玻璃板，在铝基板下表面设置一下散热器，下散热器包括底板，在底板上设有散热翅片、供光源穿过的光源孔和穿线孔，并在该铝基板下表面的非电路部分设置填充铝基板与下散热器底板之间空隙的绝缘导热材料，在层叠的上散热器、铝基板和下散热器上对应的位置处开设对流孔，在下散热器底板上设有与铝基板的连接孔、穿线孔分别对应的连接孔、穿线孔，在层叠固连的上散热器、铝基板和下散热器上对应的位置处开设对流孔，玻璃板固定在下散热器的散热翅片上，密封圈套设在光源的周围并卡固在下散热器底板和玻璃板之间。本发明结构简单、重量轻、稳定性高且散热效果好。

Description

一种大功率LED照明装置

技术领域

本发明涉及一种大功率LED照明装置。

背景技术

散热是LED路灯需要重点解决的问题。众所周知，LED是个光电器件，在目前技术条件下，其工作过程中只有15％～25％的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，使LED的温度升高。在大功率LED中，散热是个大问题。例如，1个10W白光LED若其光电转换效率为20％，则有8W的电能转换成热能，若不加散热措施，则大功率LED的芯片温度会急速上升，当其结温(TJ)上升超过最大允许温度时(一般是150℃)，大功率LED会因过热而损坏。因此在大功率LED灯具设计中，最主要的设计工作就是散热设计。由于LED路灯亮度要求高，使用环境比较苛刻，如果散热解决不好，会迅速导致LED老化，稳定性降低。一盏采用250W高压钠灯的路灯，由于技术成熟，散热控制的很好，即使工作5000小时，光衰仍然很小。以目前的技术，相同条件下的大功率LED路灯，如果散热解决不好，光衰会很大。

目前LED路灯的散热方式主要有：自然对流散热、加装风扇强制散热、热管、回路热管散热和均温板散热等。加装风扇强制散热方式系统复杂、可靠性低、寿命较短，热管和均温板散热方式成本较高，结构复杂。

LED芯片发光热能属于小范围的集中热能，在高功率路灯的应用时，电力输入功率也大，LED的接口温度相当的高，在路灯长时间持续工作下，散热模块如不能有效散热，就会影响LED使用寿命及发光表现，像目前的LED路灯严重光衰就是这些因素所造成。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、双向散热的大功率LED照明装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种大功率LED照明装置，它包括：上散热器、密封圈和玻璃板，该上散热器固设在铝基板上表面，在该铝基板下表面焊接成排光源，铝基板上设有连接孔和穿线孔，在所述铝基板的下表面固设一下散热器，该下散热器包括底板，在该底板上设有散热翅片、供光源穿过的光源孔、与铝基板连接孔对应的连接孔和与铝基板穿线孔对应的穿线孔，并在该铝基板下表面的非电路部分设置填充该铝基板与该下散热器底板之间空隙的绝缘导热材料，玻璃板固定在下散热器的散热翅片上，密封圈套设在光源的周围并卡固在下散热器底板和玻璃板之间。

在成排光源的两侧均布置与其交错排列的散热翅片。

在成排光源两侧的散热翅片相对的侧壁上分别设有对应的凸起，该凸起与其散热翅片一体成型。

所述玻璃板两侧边缘搭在相对的两凸起上，并在玻璃板与其两侧的散热翅片之间均设置固定条，该固定条位于凸起上，其截面呈L形，采用弹性塑料。

一光源分别对应一个密封圈，该密封圈卡固在由玻璃板、固定条、散热翅片、下散热器底板和光源孔所构成的空腔中。

所述上散热器底板的外缘向下设有下挡边，在下散热器底板相异于下挡边的位置设有上挡边，所述铝基板稳固在下挡边与上挡边所围成的空腔中。

在所述上散热器底板上设有与铝基板和下散热器连接孔对应的凸起，该下散热器、铝基板和上散热器通过自攻螺钉连接。

在各所述光源与铝基板焊接的部位采用把整个光源底部完全密封在该铝基板上的注胶密封。

在层叠固连的所述上散热器、所述铝基板和所述下散热器上对应的位置处开设对流孔。

一种大功率LED照明装置，它包括：上散热器，该上散热器设置在铝基板上表面，在该铝基板下表面焊接成排光源，铝基板上设有连接孔和穿线孔，在所述铝基板的下表面设置一下散热器，该下散热器包括底板，在该底板上设有散热翅片、供光源穿过的光源孔、与铝基板连接孔对应的连接孔和与铝基板穿线孔对应的穿线孔，并在该铝基板下表面的非电路部分设置填充该铝基板与该下散热器底板之间空隙的绝缘导热材料，在下散热器底板上固定有与各排光源一一对应的二次透镜。

本发明的有益效果：本发明所得到的大功率LED照明装置，其采用双面散热，其环境温升能低于18℃，其散热效果好、结构简单，可靠性较高、寿命较长，其平均寿命能达到15年。

附图说明

图1本发明一种实施方式的分解结构示意图；

图2A为本发明的组装结构示意图；

图2B为图2A中A-A向结构示意图；

图3A为发明的上散热器主视结构示意图；

图3B为图3A的仰视视结构示意图；

图4为本发明的焊接光源的铝基板的仰视结构示意图；

图5A为本发明的下散热器的主视结构示意图；

图5B为图5A的左视结构示意图；

图5C为图5A的俯视结构示意图；

图6为本发明的密封圈结构示意图；

图7A为发明另一种实施方式仰视结构示意图；

图7B为图7A的左视结构示意图。

具体实施方式

一种大功率LED照明装置，它包括：上散热器、密封圈和玻璃板，上散热器固设在铝基板的上表面，在铝基板的下表面焊接成排光源，铝基板上设有连接孔和穿线孔，在铝基板的下表面固设一下散热器，下散热器包括底板，在底板上设有与其一体成型的散热翅片、供光源穿过的光源孔、与铝基板连接孔对应的连接孔和与铝基板穿线孔对应的穿线孔，并在铝基板下表面的非电路部分设置填充该铝基板与该下散热器底板之间空隙的绝缘导热材料，玻璃板固定在下散热器的散热翅片上，密封圈套设在光源的周围并卡固在下散热器底板和玻璃板之间。

如图1、图2A和图2B所示，为本发明的一种较佳实施方式，一种大功率LED照明装置，它由两个模块拼接而成，以其中一个模块说明，其包括：上散热器1、铝基板2、光源3、下散热器4、密封圈5、自攻螺钉6和玻璃板7，上散热器1设置在铝基板2的上表面，在铝基板2的下表面焊接成排光源3，光源3与铝基板2焊接的部位采用把整个光源底部完全密封在该铝基板2上的注胶密封。在铝基板2的下表面设置一下散热器4，该下散热器4采用挤压铝，光源3穿过下散热器的光源孔41b，并在铝基板2下表面的非电路部分设置填充铝基板2与下散热器4底板41之间空隙的绝缘导热材料，每个光源3对应一个密封圈5，密封圈5卡固在下散热器4和玻璃板7之间，玻璃板7搭固在散热翅片41的凸起a之间，在玻璃板7的两侧分别设置固定条8，该固定条8为弹性塑料，其截面呈L形，该固定条8位于与其对应的凸起a上。该上散热器1、铝基板2和下散热器4通过自攻螺钉6连接。在层叠固连的上散热器1、铝基板2和下散热器4上对应的位置处分别设有对流孔和穿线孔。

如图3A和图3B所示，为上散热器的结构示意图。上散热器1包括底板11，在底板11上设置对流孔11e和穿线孔11d以及在该底板11的上表面设有与其一体成型的散热翅片11a、固定部12和凸起13，在底板11的两相对边缘设有挡边A。上散热器1的底板11叠置在铝基板2的上表面。

如图4所示，在铝基板2的下表面焊接三排平行间隔排列光源3，每排光源3为四个其均匀间隔布置。铝基板上还设有穿线孔2c、连接孔2d和对流孔2e。对流孔2e为12个，呈四排布置，并与光源3交错排列。在铝基板2的下表面设置一下散热器4。

如图5A、图5B和图5C所示，为下散热器的结构示意图，下散热器4包括底板41，在底板41上设有与其一体成型的散热翅片41a、供光源穿过的光源孔41b、穿线孔41c、对流孔41e和连接孔41d。该穿线孔41c与穿线孔2c上下对正连通；对流孔41e、对流孔2e和对流孔11e上下对正连通。穿线孔41c、穿线孔2c和穿线孔11d上下对正连通。连接孔41d和连接孔2d上下对正连通，同时与凸起13对正。在底板41的相异于挡边A的边缘设有挡边B，铝基板2容置在挡边A和挡边B围成的腔体中。散热翅片41a布置在成排光源的两侧，在成排光源之间设置了三个平行间隔排列的散热翅片，在首排和尾排光源的外侧设置了两个平行间隔排列的散热翅片，在成排光源两侧相邻的散热翅片相对的侧面上分别设有凸起a，凸起a与其散热翅片41a一体成型。

如图6所示，为与光源3对应的密封圈5的结构示意图。密封圈5套设在光源3的周围，并卡固在由玻璃板7、固定条8、散热翅片41a、下散热器底板41和光源孔41b所构成的空腔中。

在铝基板下表面的非电路部分设置填充该铝基板与该下散热器底板之间空隙的绝缘导热材料，为了减少铝基板与下散热器间热阻系数，使传热性更好。

在层叠固连的上散热器、铝基板和下散热器上对应的位置处开设对流孔，使散热时形成对流，使散热效果更快更好。

以前铝基板使用螺钉直接固定到散热器上，因为铝基板比较薄，在连接过程中容易产生平面扭曲，从而不能用散热器完全贴合，极大的影响了热传导效果。而现在采用主散热器和副散热器连接，然后用二者的贴合面去压紧铝基板，这样铝基板面不会变形，从而使铝基板与散热器之间的面连接能够更紧密。产生的缝隙更小，从而降低了铝基板与散热片之间的热阻，增加了传热效率，使光源产生的热量更容易传导出去。

本发明去掉了以前产品中的大空腔，而采用每个光源与玻璃板之间都有一个小空腔，而且一个光源采用一个密封圈对应密封。密封圈用玻璃板压紧，将光源透镜周围的空间紧密密封，这样因为空间变小，可以更有效的减少水气的进入，而且即使单个空腔内有水雾，也不影响其他光源。

上、下散热体的连接采用自攻自钻螺钉，螺钉直接攻入上散热片的凸起内，而不用在上散热片上打通孔或者拉T形槽，增加了密封效果。

光源被焊接到铝基板上后，每个光源的焊脚和底板周围都注胶密封，把整个光源底部完全密封在铝基板上。这样避免了以前光源的焊脚和底板暴露在密封腔中，在密封腔内渗入水气(不可避免)时，焊脚和底板容易被腐蚀的缺点。

如图7A和图7B所示，为本发明的另一种实施方式，其与上述实施方式的不同之处在于：使用二次透镜10代替上述实施方式中的密封圈5、玻璃板7和固定条8。该二次透镜包括一板体，在板体上设有外凸的与各光源对应的光源罩，该板体与该光源罩一体成型。板体上设有与下散热器底板连接孔、铝基板连接孔对应的连接孔10a，上散热器、铝基板、下散热器及二次透镜采用自攻螺钉固连。

本发明是模块化拼接，在功率上有很好的扩展性，能够满足大多数型号的要求，以12颗光源、15W为一模块，其他型号设为15W的倍数，从而使所有型号都可以采用15W的模块拼接而成。这样可以减少零件种类，减少开模数量，增加整灯的可靠性，同时使维护和维修更加方便。

本发明的模块重量较轻，单个模块重量不超过1kg。

本设计最主要的地方是采用”三明治”结构形成主副两个散热器的双面散热形式。目前主要的产品是采用单面散热，即光源焊接到铝基板上，铝基板用螺钉固定到散热片上，光源侧用二次配光的结构和透光零件密封起来，这样光源处产生的热量只能朝散热器侧的一个方向传递，而本设计采用双面散热，即由上、下散热器将铝基板夹在中间，这样就增加了散热面积，有效改善了热传导和对流散热效果。

本发明的安装方式：

a：将光源焊接到铝基板上；

b：在光源焊脚和光源底板周围点胶密封；

c：铝基板铝基面贴着上散热器底板并卡入上散热器两挡边之间；

d：下散热器挡边卡住铝基板另外两边，并使下散热器底板与铝基板焊接面贴合，下散热器上的透光孔分别对正每个光源；

e：用自攻自钻螺钉从下散热器上的连接孔穿入，经过铝基板上的连接孔，直接钻入上散热器的凸起上(上散热器不钻透)；

f：将每个密封圈分别卡入对应的光源孔；

g：将玻璃板压在密封圈上面，并用力压紧；

h：将玻璃板固定条塞入玻璃板和下散热器散热翅片的凸起之间；

i：将需要密封部分涂抹密封胶。

以上为本发明的较佳实施例以及设计图式，上述较佳实施例以及设计图式仅是举例说明，并非用于限制本发明的权利范围，凡以均等的技术手段、或为本申请专利范围所涵盖的权利范围而实施者，均不脱离本发明的保护范围。

Claims

1.一种大功率LED照明装置，它包括：上散热器、密封圈和玻璃板，该上散热器固设在铝基板上表面，在该铝基板下表面焊接成排光源，铝基板上设有连接孔和穿线孔，其特征在于：在所述铝基板的下表面固设一下散热器，该下散热器包括底板，在该底板上设有散热翅片、供光源穿过的光源孔、与铝基板连接孔对应的连接孔和与铝基板穿线孔对应的穿线孔，并在该铝基板下表面的非电路部分设置填充该铝基板与该下散热器底板之间空隙的绝缘导热材料，玻璃板固定在下散热器的散热翅片上，密封圈套设在光源的周围并卡固在下散热器底板和玻璃板之间。

2.根据权利要求1所述的一种大功率LED照明装置，其特征在于：在成排光源的两侧均布置与其交错排列的散热翅片。

3.根据权利要求2所述的一种大功率LED照明装置，其特征在于：在成排光源两侧的散热翅片相对的侧壁上分别设有对应的凸起，该凸起与其散热翅片一体成型。

4.根据权利要求3所述的一种大功率LED照明装置，其特征在于：所述玻璃板两侧边缘搭在相对的两凸起上，并在玻璃板与其两侧的散热翅片之间均设置固定条，该固定条位于凸起上，其截面呈L形，采用弹性塑料。

5.根据权利要求1或4所述的一种大功率LED照明装置，其特征在于：一光源分别对应一个密封圈，该密封圈卡固在由玻璃板、固定条、散热翅片、下散热器底板和光源孔所构成的空腔中。

6.根据权利要求5所述的一种大功率LED照明装置，其特征在于：所述上散热器底板的外缘向下设有下挡边，在下散热器底板相异于下挡边的位置设有上挡边，所述铝基板稳固在下挡边与上挡边所围成的空腔中。

7.根据权利要求6所述的一种大功率LED照明装置，其特征在于：在所述上散热器底板上设有与铝基板和下散热器连接孔对应的凸起，该下散热器、铝基板和上散热器通过自攻螺钉连接。

8.根据权利要求7所述的一种大功率LED照明装置，其特征在于：在各所述光源与铝基板焊接的部位采用把整个光源底部完全密封在该铝基板上的注胶密封。

9.根据权利要求1或8所述的一种大功率LED照明装置，其特征在于：在层叠固连的所述上散热器、所述铝基板和所述下散热器上对应的位置处开设对流孔。

10.一种大功率LED照明装置，它包括：上散热器，该上散热器设置在铝基板上表面，在该铝基板下表面焊接成排光源，铝基板上设有连接孔和穿线孔，其特征在于：在所述铝基板的下表面设置一下散热器，该下散热器包括底板，在该底板上设有散热翅片、供光源穿过的光源孔、与铝基板连接孔对应的连接孔和与铝基板穿线孔对应的穿线孔，并在该铝基板下表面的非电路部分设置填充该铝基板与该下散热器底板之间空隙的绝缘导热材料，在下散热器底板上固定有与各排光源一一对应的二次透镜。