CN102767767B

CN102767767B - 一种大功率led路灯

Info

Publication number: CN102767767B
Application number: CN201210277730.7A
Authority: CN
Inventors: 李居强
Original assignee: ZHEJIANG JIAXI PHOTOELECTRIC EQUIPMENT MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Jiaxi Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2032-08-07
Also published as: CN102767767A

Abstract

本发明涉及一种大功率LED路灯。它由电气部分、传热部分、光学部分和支撑防护部分组成：电气部分包括电源，LED芯片和热电隔离器件；传热部分包括内部设有散热槽道的散热基板，内部同样设有散热槽道的铝散热体，细管和热电隔离器件；其中，散热基板内的散热槽道和铝散热体内的散热槽道经细管连通后构成散热回路，在散热回路中灌装有传热工质；光学部分依光路由LED芯片上的LED晶粒，芯片硅胶，荧光粉和透镜构成；支撑防护部分由塑料罩，网罩和紧固件构成。铝散热体安装在塑料罩内。网罩安装在塑料罩的开口处。夹具将透镜固定在散热基板上。在铝散热体和网罩之间较大的安装空间内分别设置有散热基板，电源和LED芯片。LED芯片紧贴散热基板并位于靠近网罩一侧。电源位于靠近铝散热体的一侧。本发明以高效传热为核心技术，并由此带动光源和供电电路作出相应的匹配设计。

Description

一种大功率LED路灯

技术领域

本发明涉及以LED为光源的照明设备，特别是一种大功率LED路灯。

背景技术

目前能见到的所有使用中的LED路灯芯片的散热都是立足于传统的传热机制和相应的传热技术。在其全部传热路径上各种改良传热技术的努力（包括使用热管、翅片、采用导热性能优良的芯片基底材料等）仍很难突破芯片散热的瓶颈。尤其对于大功率LED，问题更为突出，从而导致LED路灯的光衰较高，影响了LED路灯的推广使用。

LED路灯存在的三大严重缺陷可归结为：综合散热效果欠佳；重量大；可靠性差。

以上问题具体阐释如下：

芯片基底面积很小，使芯片向外导出热十分困难。它成为大功率LED芯片传热的瓶颈。不良散热效果导致LED路灯的光衰较大。为增强LED路灯散热效果，普遍利用铝翅片或铸铝构件，或在灯体内附加热管和均温板等强化传热器件。因而整个灯体结构复杂，传热界面多，热阻较大，向外散热不畅，并使灯体外形设计受限，灯体重量增大。

LED路灯所用稳压电源及低压电子线路中含有多个易损电子元件，如电解电容等。稳压电源通过的电流大，发热量大，故障率高，难以防止灭灯的突发可能。电源和芯片紧贴金属壳体，易遭雷击和高压漏电损坏，因而成为影响LED路灯工作可靠性和稳定性的危险因素。路灯的工作寿命短。

LED路灯所用的稳压电源更加加大了灯体重量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大功率LED路灯，主要解决上述现有技术所存在的技术问题。本发明以高效传热为核心技术，并由此带动光源和供电电路作出相应的匹配设计。与一般LED路灯相比，本发明大幅度降低了灯体重量，大幅度提高了照明装置的可靠性和稳定性，拓展了外形设计的自由度。特殊的光、热、电一体化整体设计也大大降低灯具的光衰和能耗。

为实现上述目的，本发明是这样实现的：

一种大功率LED路灯，它由电气部分、传热部分、光学部分和支撑防护部分组成：所述的电气部分包括电源，LED芯片和热电隔离器件；所述的传热部分包括内部含有散热槽道的散热基板，内部同样含有散热槽道的铝散热体，细管和热电隔离器件；其中：散热基板内的散热槽道和铝散热体内的散热槽道通过细管连通后构成散热回路；该散热回路中灌装有传热工质；所述的光学部分依光路由LED芯片上的LED晶粒，芯片硅胶，荧光粉和透镜构成；所述的支撑防护部分由塑料罩，网罩和紧固件构成；铝散热体安装在塑料罩内；网罩安装在塑料罩的开口处；夹具将透镜固定在散热基板上；在铝散热体和网罩之间较大的安装空间内分别设置有散热基板，电源和LED芯片；LED芯片紧贴散热基板并位于靠近网罩的一侧；电源位于靠近铝散热体的一侧。

所述的大功率LED路灯，其特征在于：所述的散热基板内部的散热槽道和铝散热体内部的散热槽道都是利用吹胀工艺在铝材上制作形成的，该铝散热体上还开了若干通风的孔或百叶窗式的翼孔。

所述的大功率LED路灯，其特征在于：所述的塑料罩上开有数排小孔和缝口。

所述的大功率LED路灯，其特征在于：所述的LED芯片是一种由多串LED晶粒组成的单颗、大功率、高电压LED芯片；每串晶粒连接一个断串保护器件。

所述的大功率LED路灯，其特征在于：所述的LED芯片上设有温度与亮度传感器件，它们与电源的控制端口衔接后，实现光源的温度和亮度控制，进而可调节光源发光功率。

所述的大功率LED路灯，其特征在于：所述的断串保护器件为压敏电阻。

所述的大功率LED路灯，其特征在于：所述的由多串LED晶粒组成的单颗、大功率、高电压LED芯片是由N颗LED晶粒串联形成多组，每组有相同数量LED晶粒，组间用一压敏电阻并连。

附图说明

图1是本发明大功率LED路灯的结构示意图。

图中：1-塑料罩，2-铝散热体，3-散热基板，4-电源，5-细管，6-热电隔离器件，7-光源（LED芯片），8-夹具，9-透镜，10-网罩，11-紧固件。

图2是本发明中散热基板的背面结构示意图。

图中：3-散热基板，31-散热槽道。

图3是本发明中铝散热体的结构示意图。

图中：2-铝散热体，21-散热槽道。

图4是本发明中光学部分的结构示意图。

图中：3-散热基板，7-LED芯片，9-透镜，72-硅胶，73-荧光粉，71-晶粒。

图5是本发明电源电路结构原理图。

具体实施方式

请参阅图1-5，它们是本发明（一种大功率LED路灯）某较佳实施例的结构示意图。如图所示：该产品主要由电气部分，传热部分，光学部分和支撑防护部分组成。以下对各部分做进一步详细介绍。

所述的电气部分由电源4，光源（LED芯片）7，热电隔离器件6构成。电气部分的工作流程为：220V的市电接入电源4后变成245V的直流电输出，并接入光源（LED芯片）7，点亮路灯。在电源电路中，设计了温度反馈和亮度反馈到电源装置，可实现自动温度控制和亮度控制。

本发明的光源（LED芯片）7是一种由多串LED晶粒组成的单颗、大功率、高电压LED芯片。每串晶粒连接一个断串保护器件。本发明的光源装置内还设计了温度与亮度传感器件，它们与电源的控制端口衔接后，实现光源的温度和亮度控制，进而可调节光源的发光功率。所述的断串保护器件为压敏电阻。所述的由多串LED晶粒组成的单颗、大功率、高电压LED芯片是由N颗LED晶粒串联形成多组，每组具有相同数量LED晶粒，组间用一压敏电阻并连。

图5所示为本发明中电源4的电路结构，即，为光源提供电能的供电电路。这种电路具有自动亮度控制、温度控制以及功率控制功能，可确保LED路灯在任何情况下都能在按要求预先设定的温度范围内工作，并确保路面达到规定的照度。

本发明中的热电隔离器件6的作用在于，光源发出的热经由此结构可高效传导到散热体，但又能确保此结构与光源组件内电路是绝缘的——能达到万伏以上高压的绝缘效果，从而对LED光源构成有效的抗雷击或高压漏电保护。这种结构可以是一种导管，也可以是与散热板做成一体的内通道。本发明的热电隔离功能也可以通过散热体与注塑外罩的绝缘装置实现。

所述的传热部分包括：内部设有散热槽道31的散热基板3（图2），内部同样设有散热槽道21的铝散热体2（图3），细管5和热电隔离器件6。其中：散热基板3的散热槽道31和铝散热体2的散热槽道21通过细管5连通构成散热回路。该散热回路中灌装有传热工质。所述的热电隔离器件6为可选器件，光源发出的热经由此结构可高效传导到散热体。但此结构与光源组件内电路是绝缘的——能达到万伏以上高压的绝缘效果，从而对LED光源构成有效的抗雷击或高压漏电保护。这种结构可以是一种导管，也可以是与散热板做成一体的内通道。传热部分的工作流程为：由光源（LED芯片）7发出的热先进入散热基板3，再随散热回路中工质先后进入传热管道（热电隔离器件6）和铝散热体2。最后，热通过对流方式散入大气中。

本发明中，散热基板3内的散热槽道31和铝散热体2内的散热槽道21是利用吹胀工艺在铝材上制作形成的。

所述的光学部分依光路由光源（LED芯片）7上的LED晶粒71，芯片硅胶72，荧光粉73和透镜9构成。光学部分的工作流程为：由LED晶粒71发出的蓝光，经过硅胶72和荧光粉73变成接近白光的日光，再经过透镜9投射到规定范围的路面。二次光学处理透镜可有效改善照度控制，简化光学处理结构。

所述的支撑防护部分由塑料罩1，网罩10和紧固件11构成。

本发明产品的总体安装结构和部件位置关系（参阅图1）分别叙述如下：铝散热体2安装在塑料罩1内。网罩10安装在塑料罩1的开口处。夹具8将透镜9固定在散热基板3上。在铝散热体2和网罩10之间较大的安装空间内分别设置有散热基板3，电源4和光源（芯片）7。光源（芯片）7紧贴散热基板3并位于靠近网罩10一侧。电源4位于靠近铝散热体2的一侧。散热基板3内的散热槽道31和铝散热体2内的散热槽道21通过细管5连通构成散热回路。在细管两端安装热电隔离器件6。

由上述说明可见，本发明是一种全封闭灯头封装结构。它可做到完全防水、防尘、防虫。整个灯体在其上部和下部分别用轻型、通透形状的高强度塑料外罩和铝质或塑料网罩覆盖。塑料外罩上开有数排小孔和缝口。在保证充分散热的条件下，这个结构既增添了路灯外形的美观，又可防止因鸟粪、灰尘等进入灯体影响散热体的散热效果。

本发明的有益效果是：

1.独特的散热系统设计确保有效导出芯片发热并向环境散热，从而使LED芯片可在其要求的合适环境温度范围内长期工作，大大降低LED路灯的光衰，延长其工作寿命。

2.独特的供电电路设计确保LED路灯在各种不利甚至恶劣条件下仍可持续有效工作，从而大大提升了LED路灯照明的可靠性和稳定性。

3.由于去掉了铝块或翅片作为散热主体，又去掉了笨重的稳压电源，LED路灯的重量大幅度减轻。

以上所述仅为本发明的实施实例，并非用来限定本发明的实施范围，即：凡依本发明申请专利范围的内容所作的任何等效变化与修饰，都应视为本发明的专利技术范畴之内。

Claims

1.一种大功率LED路灯，它由电气部分、传热部分、光学部分和支撑防护部分组成：所述的电气部分包括电源（4），LED芯片（7）；所述的传热部分包括内部含有散热槽道（31）的散热基板（3），内部同样含有散热槽道（21）的铝散热体（2），细管（5）和热电隔离器件（6）；细管（5）两端安装热电隔离器件（6），该热电隔离器件（6）可将光源发出的热高效传导，又能实现电路绝缘；其中：散热基板（3）内的散热槽道（31）和铝散热体（2）内的散热槽道（21）通过细管（5）连通后构成散热回路；该散热回路中灌装有传热工质；所述的光学部分依光路由LED芯片（7）上的LED晶粒（71），芯片硅胶（72），荧光粉（73）和透镜（9）构成；所述的支撑防护部分由塑料罩（1），网罩（10）和紧固件（11）构成；铝散热体（2）安装在塑料罩（1）内；网罩（10）安装在塑料罩（1）的开口处；夹具（8）将透镜（9）固定在散热基板（3）上；在铝散热体（2）和网罩（10）之间较大的安装空间内分别设置有散热基板（3），电源（4）和LED芯片（7）；LED芯片（7）紧贴散热基板（3）并位于靠近网罩 (10) 的一侧；电源（4）位于散热基板（3）的靠近铝散热体（2）的一侧。

2.根据权利要求1所述的大功率LED路灯，其特征在于：所述的散热基板（3）内部的散热槽道（31）和铝散热体（2）内部的散热槽道（21）都是利用吹胀工艺在铝材上制作形成的，该铝散热体（2）上还开了若干通风的孔或百叶窗式的翼孔。

3.根据权利要求1所述的大功率LED路灯，其特征在于：所述的塑料罩（1）上开有数排小孔和缝口。

4.根据权利要求1所述的大功率LED路灯，其特征在于：所述的LED芯片（7）是一种由多串LED晶粒组成的单颗、大功率、高电压LED芯片；每串晶粒连接一个断串保护器件。

5.根据权利要求4所述的大功率LED路灯，其特征在于：所述的LED芯片（7）上设有温度与亮度传感器件，它们与电源的控制端口衔接后，实现光源的温度和亮度控制，进而可调节光源发光功率。

6.根据权利要求4或5所述的大功率LED路灯，其特征在于：所述的断串保护器件为压敏电阻。

7.根据权利要求4或5所述的大功率LED路灯，其特征在于：所述的由多串LED晶粒组成的单颗、大功率、高电压LED芯片是由N颗LED晶粒串联形成多组，每组有相同数量LED晶粒，组间用一压敏电阻并连。