CN102777797A - 互换性和通用性强的led灯泡构成方法及法兰式支架led灯泡 - Google Patents

Abstract

本发明公开了互换性和通用性强的 LED 灯泡构成方法及法兰式支架 LED 灯泡，它是通过在一个金属的导热支架上粘结光机模组，用环形非金属的支架衬围绕光机模组的边缘，并将支架衬固定在导热支架上，以导热支架和支架衬为灯泡结构中心进行灯泡部件的安装以构成 LED 灯泡，从而使光机模组与导热支架间的结构简单平整，利于 LED 的散热。本发明 LED 灯泡接口规格便于互换和通用，它自身可以自带散热器独立工作，也可以安装在灯具附带的散热器上，使用上可灵活多变，使其与灯具和照明控制产品实现在生产上和使用上各自独立，使 LED 照明产品大幅度地减少生产环节、提高生产批量化、有利于 LED 节能照明产品的产业化。

Description

互换性和通用性强的LED灯泡构成方法及法兰式支架LED灯泡

技术领域

本发明涉及互换性和通用性强的LED灯泡构成方法及法兰式支架LED灯泡，属于LED照明技术领域。

背景技术

半导体照明作为新一代照明技术，具有光电转换率高、光源方向易控、照明时段和方式易控、光源显色性高、合理设计下具有较高的功率因数等其他现有照明技术无法比拟的五大节能优势，受到全球投资者的青睐和各国政府的大力扶持。当前LED照明灯的发光效率大多可超过70LM/W，比传统的节能灯更具节能优势。理论上绿光LED发光效率可高达683LM/W；白光LED的理论效率也可达182.45LM/W，因此LED照明效率提升的空间巨大。

在现行的大功率LED照明产品设计中，特别是大功率LED灯，由于散热的原因，组件一个大功率LED灯时，采用LED光模组、驱动电源及灯具三者一体化设计，即LED光模组、驱动电源及灯具等部件必须配套生产，形成了所谓“LED有灯无灯泡”的局面。这为LED照明产品带来了制造成本高、使用不便、维修困难等一系列的致命问题。首先制造上无法实现全国乃至全球的统一标准化生产，导致产品规格多、批次少，价格高昂；其次是各家的产品各式各样，互不通用，更不能互换；第三是产品故障时需要将LED光模组、驱动电源、灯具等整体总成取下维修，维修极为不便，非常容易形成故障扩大化和维修拖延、维修费用高昂等缺陷。这些缺陷极大地制约了LED照明的推广使用，是LED照明产品推广中的硬伤。

发明内容

本发明的目的在于，提供互换性和通用性强的LED灯泡构成方法及法兰式支架LED灯泡。它自身可以自带散热器独立工作，也可以安装在灯具附带的散热器上，使用上可灵活多变，使其与灯具和照明控制产品实现在生产上和使用上各自独立，使LED照明产品大幅度地减少生产环节、提高生产批量化、有利于LED节能照明产品的产业化。

本发明的技术方案：互换性和通用性强的LED灯泡构成方法，其特点是：通过在一个金属的带法兰的导热支架上粘结光机模组，用环形非金属的支架衬围绕在光机模组的边缘，并将支架衬固定在导热支架上，以导热支架和支架衬为灯泡结构中心进行灯泡部件的安装以构成LED灯泡，从而使光机模组与导热支架间的结构简单平整，利于LED的散热。LED芯片照明时，将热量直接扩散至导热支架上进行传热。这个结构使LED芯片到散热器间的结构更加简单，芯片发热会迅速通过光机模组扩散至导热支架上传至散热器散热，有利于降低LED芯片结温，提高LED光源的使用寿命；所述的光机模组由光机模板（导热基板）、LED芯片组或集成供电驱动芯片和相关的线路并通过固晶和封装组成。

上述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法中，所述导热支架直径成为灯泡外径D，灯泡外径D与构成的LED灯泡功率W上限成W=1.1812e ^0.0361D 的关系，在W=1.1812e ^0.0361D 的关系曲线上D取离散的数值进行构建多个固定灯泡外径D尺寸的LED灯泡，以提高LED灯泡的互换性和通用性。取该曲线上的离散数值，可使在实现较高的互换性和通用性时，减少选取的尺寸个数。

前述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法中，灯泡外径D，在W=1.1812e ^0.0361D 的关系曲线上，D以20mm为下限，以130mm为上限，每10毫米为1段，分成12段构成有限量的灯泡外径规格，用少量的灯泡外径规格来进一步提高LED灯泡的互换性和通用性；所述带法兰的导热支架上有6个法兰固定孔均布在直径D1上，直径D1为灯泡外径D减固定螺钉螺帽直径再减去0.8~4mm的留边值；所述的LED灯泡在灯具上安装界面开孔直径D2为灯泡外径D减双倍固定螺钉螺帽直径再减去相应D1的双倍留边值；所述的LED灯泡的安装界面包括灯具上与LED灯泡的接触面和连接孔。

前述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法中，所述支架衬通过导热支架上的铆接孔和支架衬上的突起热压铆接在导热支架上；所述的光机模板为金属材料导热基板，通过PCB印刷电路板技术获得电路；或为非金属材料导热基板，其上采用银浆印刷电路技术嵌合电路；光机模组外圈被环形非金属的支架衬包围，此结构充分利用了氮化铝的良好导热和绝缘性能。

前述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法中，所述光机模组上的LED芯片上喷涂荧光粉再覆盖透明硅胶；或者将光机模组上 LED芯片数量按植物需要的蓝红光比例配置，焊接好的LED芯片仅覆盖透明硅胶封装；光机模组上的LED芯片还可采用传统的封装方案封装，即LED芯片上喷涂荧光粉再覆盖透明硅胶，不使用凸型内罩；用于农业生产照明时，光机模组上的LED芯片数量按植物需要的蓝红光比例配置，焊接好的LED芯片仅覆盖透明硅胶封装。

前述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法中，所述光机模组上的LED芯片由透明硅胶封装，然后在封装后的光机模组外设置内侧涂覆荧光粉的凸型内罩，这个结构使荧光粉比直接喷涂在芯片上更加均匀，让荧光粉远离LED发热芯片，LED芯片能在承受相对高一点的温度下运行，改善了LED的运行条件，对降低LED灯泡光衰很有效，LED出光效果更好，且荧光粉用量也不会大幅增加；或者所述光机模组上的LED芯片不封胶，光机模组外设置装有透明绝缘导热液的凹形内罩，透明绝缘导热液内设有荧光粉，所述凹形内罩为薄型内凹结构的弹性内罩，这个结构中当LED通电发热时，透明绝缘导热液因受热而流动带走了芯片的发热，使热量在较大的面积上与散热器交换，避免了传统方案LED芯片及周围荧光粉的局部高热，有效地减少了LED光衰的发生，且当透明绝缘导热液受热膨胀时，内凹的凹形内罩向外突出，增大容积接受液体膨胀的体积，避免液体膨胀使内罩密封失效。

前述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法中，在通用型LED灯泡的导热支架和支架衬上开设穿孔，再将带插针的电气接插件公头插入穿孔，并以插入内部的部分为固定端进行固定，插针的尾端与通用型LED灯泡内的光机模组焊接，使得通用型LED灯泡外表面上形成一个简洁的电气接口，安装时只需将电气接插件公头与带电缆的电气接插件母头对接后，再固定通用型LED灯泡即实现通用型LED灯泡的电气连接。

前述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法中，通过对所述电气接插件公头在导热支架上孔的的偏心位置（也即穿孔中心距离导热支架中心的距离）和电气接插件公头固定端尺寸的限定，使通用型LED灯泡内的光机模板能满足布置LED芯片和驱动电源芯片的需要和对位需要；所述的带插针的电气接插件为四针结构，其中：二针为电源接入；二针为控制接入。

前述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法中，所述固定端为螺母固定方式或熔接环固定方式；固定端为螺母固定方式时，在电气接插件公头与导热支架之间增加防水胶圈进行防水；为防止旋转,电气接插件公头上设置防滑槽，所述的导热支架穿孔处设置相应凸起。

前述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法中，所述电气接插件母头上设置3孔法兰，通过固定螺钉固定于灯具散热器（或导热转换板）上，在电气接插件母头和散热器之间设置调节胶垫来调节厚度，保证防水面严实；或在电气接插件公头上设置外螺纹与设有防水胶圈的电气接插件母头上固定螺母的内螺纹配合固定进行防水。

前述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法中，在电气接插件母头上设置嵌槽，嵌槽内设置防水胶圈进行防水。

前述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法中，所述导热支架上设有散热器，散热器和导热支架之间设置导热垫；带电缆的防水接头的电缆固定头和散热器固定螺钉将散热器、导热垫、导热支架和支架衬拉紧固定，且和散热器固定穿孔内设有压边；所述配光光学透镜直接粘接在支架衬上，支架衬外径上还设有透镜卡环卡住配光光学透镜，或直接粘接有灯泡外罩（可以采用凸外罩或平外罩），从而将光机模组包围在支架衬、导热支架和灯泡外罩或配光光学透镜的防水封闭区域内；为防止配光光学透镜意外脱落，设有透镜卡环固定螺钉将透镜卡环固定在支架衬上。

前述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法中，所述散热器采用中空结构，中空部分填充有泡沫金属，并在中空结构内注入超导液，中空结构通过上下堵头，采用过盈配合压入或螺纹封胶旋入形成密闭空间，并将密闭空间抽成真空。通过真空抽吸管抽真空后夹紧焊接密封；上下堵头采用螺纹方式时装入时，上下堵头上部设置内六角螺孔以便安装。

前述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法中，所述散热器顶部设有吊装支架或顶装固定法兰。或者在散热器与吊装支架或顶装固定法兰之间设有外置电源盒。

当LED驱动电源采用开关电源和滤波电源等传统驱动电源供电时，由于体积较大，LED驱动电源部分可移至外置电源盒内置。这样可以保证灯泡总成对外的电源需求为市电，提高了灯泡整体的通用和互换性；或者直接将驱动电源置于灯泡之外。

实现前方法的法兰式支架LED灯泡，其特点是：包括带法兰的导热支架，导热支架上设有支架衬，导热支架和支架衬之间设有光机模组，支架衬围绕在光机模组周围；导热支架、支架衬和光机模组组成带导热支架的LED光机模组；所述的光机模组由光机模板、LED芯片组和相关的线路并通过固晶和封装组成，或其中还集成有供电驱动芯片。

前述的法兰式支架LED灯泡中，所述导热支架上设有支架衬铆接孔，支架衬铆接孔与支架衬上的支架衬突起相配合热压铆接固定。所述的光机模板为金属材料导热基板，通过PCB印刷电路板技术获得电路；或为非金属材料导热基板，其上采用银浆印刷电路技术嵌合电路。

前述的法兰式支架LED灯泡中，所述LED芯片外仅设有封装用的透明硅胶，且所有带透明硅胶的LED芯片外设凸型内罩，凸型内罩内层设有荧光粉涂层；或者所述LED芯片不封装硅胶，所述LED芯片外设置装有透明绝缘导热液的凹形内罩，LED芯片浸泡在透明绝缘导热液中，透明绝缘导热液内设有荧光粉，所述凹形内罩为薄型内凹结构的弹性内罩。

前述的法兰式支架LED灯泡中，所述导热支架上设有电气接插件，电气接插件包括电气接插件公头，所述电气接插件公头上设有插针，插针尾段的插针焊点与光机模组焊接；所述电气接插件公头穿过通用型LED灯泡上的接插件公头固定孔后设有固定端进行固定；电气接插件公头与带插孔的电气接插件母头配合连接，电气接插件母头与电缆相连；所述的电气接插件插针为四针结构，其中：二针为电源接入；二针为控制接入。

前述的法兰式支架LED灯泡中，所述固定端为熔接环；或者所述固定端为固定螺母，电气接插件公头上还设置防水胶圈嵌槽，防水胶圈嵌槽内设置防水胶圈；为防止旋转,电气接插件公头上设置防滑槽，所述的导热支架穿孔处设置相应凸起。

前述的法兰式支架LED灯泡中，所述电气接插件母头上设有三孔法兰，并通过三孔法兰和接插件母头固定螺钉与散热器固定，且法兰和散热器之间还设有固定调节胶垫，保证防水面严实。

前述的法兰式支架LED灯泡中，所述电气接插件公头设有外螺纹，通过与设有防水胶圈的电气接插件母头上固定螺母的内螺纹配合固定在电气接插件公头上。

前述的法兰式支架LED灯泡中，所述电气接插件母头上设有嵌槽，嵌槽内设有防水胶圈。

前述的法兰式支架LED灯泡中，所述导热支架上设有散热器，形成带散热器LED灯泡。散热器和导热支架之间设置导热垫；带电缆的防水接头的电缆固定头和散热器固定螺钉将散热器、导热垫、导热支架和支架衬拉紧固定，且和散热器固定穿孔内设有压边；配光光学透镜直接粘接在支架衬上，支架衬外径上还设有透镜卡环卡住配光光学透镜，或直接粘接有灯泡外罩。各部分拉紧固定后可形成3层防水，可做到到有效防水，从而将光机模组包围在支架衬、导热支架和灯泡外罩或配光光学透镜的防水封闭区域内；为防止配光光学透镜意外脱落，设有透镜卡环固定螺钉将透镜卡环固定在支架衬上。

前述的法兰式支架LED灯泡中，所述散热器包括散热片，散热片中间设有超导液腔，超导液腔内填充有泡沫金属，并设有超导液，超导液腔两端设有上堵头和下堵头，上堵头或下堵头上设有真空抽吸管；所述散热器上还设有用于穿设电缆的电缆孔（电缆可垂直或侧向拉出）和散热器固定螺孔。

前述的法兰式支架LED灯泡中，所述散热器顶部设有吊装支架或顶装固定法兰。吊装支架或顶装固定法兰的安装可通过散热器固定穿孔进行固定。

与现有技术相比，本发明通过将灯泡部件的安装结构移至法兰式导热支架和支架衬上，使LED芯片到散热部件间的结构更加简单，芯片发热会迅速扩散至导热支架上分散，有利于降低LED芯片结温，提高LED光源的使用寿命。支架衬为非金属材料，利用热压与金属质的导热支架相铆接，不仅结构稳定，而且可实现导热支架与支架衬的无缝结合。且导热支架的结构使其在组建灯泡时的扩展安装更加方便，如扩展散热器和配光光学透镜等，最后组建的LED灯泡结构简单，便于标准化大规模生产。利用本发明的法兰式支架LED灯泡组建灯具简单易行、灵活多变，这样让LED灯的灯泡、灯具和照明控制产品实现在生产上和使用上各自独立，使LED照明产品大幅度地减少生产环节、提高生产批量化、有利于LED节能照明产品的产业化。且本发明通过在通用型LED灯泡上以开孔方式将一个带插针的电气接插件公头固定在孔内，且从灯泡内部进行线路焊接和机械固定，整个通用型LED灯泡的外围结构简洁平整，避免了LED灯泡外带电缆线，安装灯泡时，只需在电气接插件公头对准电缆线上的电气接插件母头，再对通用型LED灯泡进行机械固定后，同时也实现了通用型LED灯可靠的电气连接。而且本发明的电气接插件公头和母头之间的连接在几乎无需增加额外费用的情况下即可直接实现可靠防水功能，因此安装了本发明的电气接插件的通用型LED灯泡即可用于室内也可用于室外，也可用于需要防爆的环境，极大地拓开了LED灯泡的使用范围。

附图说明

图1：本发明灯泡配光光学透镜方案的外观示意图；

图2：本发明灯泡凸外罩方案外观示意图；

图3：本发明灯泡配光光学透镜方案且带散热器的外观示意图；

图4：本发明灯泡凸外罩方案带散热器的外观示意图；

图5：本发明实施例的结构示意图；

图6：本发明实施例带导热支架的LED光机模组结构示意图；

图7：本发明实施例导热支架结构示意图；

图8：本发明实施例支架衬结构示意图；

图9：本发明实施例带凸内罩的LED光机模组结构示意图；

图10：本发明实施例带凹内罩的LED光机模组结构示意图；

图11：本发明实施例凹形内罩剖面图；

图12：本发明实施例散热器内部结构示意图；

图13：本发明实施例加吊装支架的散热器外观示意图；

图14：本发明实施例散热器的截面图；

图15：本发明实施例加装灯泡顶装固定法兰的灯泡外观示意图；

图16：本发明实施例加装外置电源盒及吊装支架的灯泡外观示意图；

图17：本发明实施例加装灯泡顶装固定法兰及外置电源盒的灯泡外观示意图；

图18：本发明实施例加装灯泡顶装固定法兰及缩小导热支架的灯泡外观示意图；

图19A：本发明实施例透镜卡环固定结构示意图一；

图19B：本发明实施例透镜卡环固定结构示意图二；

图20：LED灯泡法兰导热支架安装界面开孔示意图；

图21：本发明实施例的法兰固定方式的电气接插件装配示意图；

图22：本发明熔结环固定端电气接插件公头结构示意图；

图23：本发明螺母固定端电气接插件公头结构示意图一；

图24：本发明螺母固定端电气接插件公头结构示意图二；

图25：本发明带外螺纹的电气接插件公头结构示意图；

图26：本发明实施例的固定螺母连接方式的电气接插件装配示意图；

图27：本发明弯型固定连接的电气接插件母头结构示意图；

图28：本发明直型固定连接的电气接插件母头结构示意图；

图29：本发明直型非固定连接的电气接插件母头结构示意图；

图30：本发明的带电气接插件的灯泡外形图；

图31：本发明在路灯上的应用示例。

图32：应用本发明安装了电气接插件的LED灯泡的一种隧道灯灯。

附图中的标记为：2-导热垫，3-导热支架，4-光机模组，5-支架衬，6-凸型内罩，7-配光光学透镜，8-透镜卡环，9-灯泡外罩，10-电气接插件母头，10A-带电缆的防水接头，11-电气接插件公头，11A-电缆固定头，12-散热器固定螺钉，14-透镜卡环固定螺钉，15-固定端，16-防水胶圈，17-插针，18-防水胶圈嵌槽，19-插针焊点，21-光机模组的焊点，22-接插件公头固定孔，23-散热器固定穿孔，24-固定调节胶垫，25-接插件母头固定螺钉，26-防滑槽，27-导热转换板，28-固定螺母，31-吊装支架，32-真空抽吸管，33-上堵头，34-散热片，35-下堵头，36-电缆孔，37-泡沫金属，38-散热器固定螺孔，39-顶装固定法兰，40-外置电源盒，61-凹形内罩，62-环罩，101-灯具，102-本发明LED灯泡，103-散热器，105-灯泡固定螺钉,301-灯泡安装法兰固定孔，302-支架衬铆接孔，501-支架衬铆接突起，502-电源或控制端焊点孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。互换性和通用性强的LED灯泡构成方法：通过在一个金属的带法兰的导热支架上粘结光机模组，用环形非金属的支架衬围绕光机模组的边缘，并将支架衬固定在导热支架上，以导热支架和支架衬为灯泡结构中心进行灯泡部件的安装以构成LED灯泡，从而使光机模组与导热支架间的结构简单平整，利于LED的散热。所述的光机模板为金属材料导热基板，通过PCB印刷电路板技术获得电路；或为非金属材料导热基板，其上采用银浆印刷电路技术嵌合电路；光机模组外圈被环形非金属的支架衬包围。所述光机模组上的LED芯片仅由透明硅胶封装，然后在封装后的光机模组外设置内侧涂覆荧光粉的凸型内罩；或者所述光机模组上的LED芯片不封胶，光机模组外设置装有透明绝缘导热液的凹形内罩，透明绝缘导热液内设有荧光粉，所述凹形内罩为薄型内凹结构的弹性内罩。光机模组上的LED芯片还可采用传统的封装方案封装，即LED芯片上喷涂荧光粉再覆盖透明硅胶，不使用凸型内罩。用于农业生产照明时，光机模组上的LED芯片数量按植物需要的蓝红光比例配置，焊接好的LED芯片仅覆盖透明硅胶封装。在导热支架上开设穿孔，在将带插针的电气接插件公头插入穿孔，并以插入内部的部分为固定端进行固定，插针的尾端通用型LED灯泡内的光机模组焊接，使得通用型LED灯泡外表面上形成一个简单电气接插件，安装时只需将电气接插件公头与带电缆的电气接插件母头对接后，再固定住通用型LED灯泡即实现通用型LED灯泡的电气连接。通过电气接插件公头在导热支架上孔的偏心位置和电气接插件公头固定端尺寸的限定，使通用型LED灯泡内的光机模板能满足布置LED芯片和驱动电源芯片的需要。所述的带插针的电气接插件为四针结构，其中：二针为电源接入；二针为控制接入。所述固定端，为螺母固定方式或熔接环固定方式；固定端为螺母固定方式时，在电气接插件公头与导热支架之间增加防水胶圈进行防水；为防止旋转,电气接插件公头上设置防滑槽，所述的导热支架穿孔处设置相应凸起；所述电气接插件母头上设置3孔法兰，通过固定螺钉固定于灯具散热器（或导热转换板）上，在电气接插件母头和散热器之间设置调节胶垫来调节厚度，保证防水面严实；或在电气接插件公头上设置外螺纹与设有防水胶圈的电气接插件母头上固定螺母的内螺纹配合固定进行防水。在电气接插件母头上设置嵌槽，嵌槽内设置防水胶圈进行防水。所述导热支架上设有散热器，形成带散热器的LED灯泡，散热器和导热支架之间设置导热垫；连接电缆的电缆固定头和散热器固定螺钉将散热器、导热垫、导热支架和支架衬拉紧固定，且散热器固定穿孔内设有压边；所述配光光学透镜直接粘接在支架衬上，支架衬外径上还设有透镜卡环卡住配光光学透镜，或直接粘接有灯泡外罩，从而将光机模组包围在支架衬、导热支架和灯泡外罩或配光光学透镜的防水封闭区域内。为防止配光光学透镜意外脱落，设有透镜卡环固定螺钉将透镜卡环固定在支架衬上。所述散热器采用中空结构，中空部分填充有泡沫金属，并在中空结构内注入超导液，中空结构通过上下堵头，采用过盈配合压入或螺纹封胶旋入形成密闭空间，并将密闭空间抽成真空。所述散热器顶部设有吊装支架或顶装固定法兰，分别用于吊装和顶装。

实现上述方法的法兰式支架LED灯泡，如图5所示，包括带法兰的导热支架3，导热支架3上设有支架衬5，导热支架3和支架衬5之间设有光机模组4，支架衬5围绕在光机模组4周围；导热支架3上设有支架衬铆接孔302，支架衬铆接孔302与支架衬5上的支架衬突起501相配合固定，导热支架3上还设有光机模组的焊点21、接插件公头固定孔22和灯泡安装法兰固定孔301。支架衬5上还设有电源或控制端焊点孔502，热支架3、支架衬5和光机模组4组成LED带导热支架的LED光机模组。如图6、图7和图8所示。所述的光机模组由光机模板、LED芯片组和相关的线路并通过固晶和封装组成，或其中还集成有供电驱动芯片。所述的光机模板4为金属电路基板，通过PCB印刷电路板技术获得电路；或为非金属材料导热基板，其上采用银浆印刷电路技术嵌合电路。所述光机模组4上LED芯片外设有封装用的透明硅胶，且所有带透明硅胶的光机模组4外设凸型内罩6，凸型内罩6内层设有荧光粉涂层，如图9所示；或者所述光机模组4上LED芯片不封装硅胶，所述光机模组4外设置装有透明绝缘导热液的凹形内罩61，LED芯片浸泡在透明绝缘导热液中，透明绝缘导热液内设有荧光粉，所述凹形内罩为截面如图11所示的薄型内凹结构的弹性内罩，该方案的灯泡如图10所示。

所述导热支架3上设有电气接插件，如图21所示，包括电气接插件公头11，所述电气接插件公头11上设有插针17，插针17尾段的插针焊点19与光机模组4焊接，其中：2针焊接在电源端，2针焊接在控制端；所述电气接插件公头11穿过通用型LED灯泡上的接插件公头固定孔22后设有固定端15进行固定；电气接插件公头11与带插孔的电气接插件母头10配合连接，电气接插件母头10与电缆相连。所述固定端15为熔接环，如图22所示；或者所述固定端15为固定螺母，电气接插件公头11上还设置防水胶圈嵌槽18，防水胶圈嵌槽18内设置防水胶圈16，如图23和图24所示；为防止旋转,电气接插件公头11上设置防滑槽26，所述的导热支架3穿孔处设置相应凸起，如图22、图23、图24和图25所示。所述电气接插件母头10（如图27所示的弯形电气接插件母头和图28所示的直形电气接插件母头）上设有三孔法兰，并通过三孔法兰和接插件母头固定螺钉25与散热器103或导热转换板27固定，且法兰和散热器103或导热转换板27（灯具上的）之间还设有固定调节胶垫24，保证防水面严实，如图21所示。所述电气接插件公头11设有外螺纹，通过外螺纹与电气接插件母头10上固定螺母28的内螺纹配合固定在电气接插件公头11上，灯泡内部电气接插件公头11上插针焊点19端外设置环罩62作为装饰遮盖，如图26所示。所述电气接插件母头10上设有嵌槽，嵌槽内设有防水胶圈16。所述电气接插件母头10也可为如图29所示的非固定式直形电气接插件母头，可与电气接插件公头形成非固定连接，只需对接插入即可，适用于不需要防水的室内环境或临时使用。

本发明还可形成带散热器的LED灯泡：所述导热支架3上设有散热器103，散热器103和导热支架3之间设置导热垫2；连接电缆的电缆固定头11A（可使用电气接插件公头和母头的方式）和散热器固定螺钉12将散热器103、导热垫2、导热支架3和支架衬5拉紧固定，且导热支架3上的电缆固定头孔（相当于前述的接插件公头固定孔22）下和散热器固定穿孔23内设有压边（如图6所示）；配光光学透镜7直接粘接在在支架衬5上，支架衬5外径上还设有透镜卡环8卡住配光光学透镜7，或直接粘接有灯泡外罩9。所述散热器103如图12和图14所示，包括散热片34，散热片34中间设有超导液腔，超导液腔内填充有泡沫金属37，并设有超导液，超导液腔两端设有上堵头33和下堵头35，上堵头33或下堵头35上设有真空抽吸管32；所述散热器103上还设有用于穿设电缆的电缆孔36和散热器固定穿孔38。所述散热器103顶部设有吊装支架31，如图13所示；散热器103上还可安装顶装固定法兰39，顶装固定法兰39通过顶部散热器固定螺孔38用螺钉固定，如图15和图17，为了更好的防尘，可省去导热支架3上的灯泡安装法兰固定孔301，其外径减小至等于透镜卡环8外径，如图18。当LED驱动电源采用开关电源和滤波电源等传统驱动电源供电时，由于体积较大，LED驱动电源部分可移至外置电源盒40内放置。这样可以保证灯泡总成对外的电源需求为市电，提高了灯泡整体的通用和互换性，如图16和图17。为保证配光光学透镜可靠不脱落，透镜卡环8通过粘接与支架衬5连接固定后，再通过透镜卡环固定螺钉14将透镜卡环8再次固定在支架衬5上，如图19A和图19B。

灯泡外径D与构成的LED灯泡功率W上限成W=1.1812e^0.0361D 的关系，在W=1.1812e^0.0361D的关系曲线上D取离散的数值进行构建多个固定灯泡外径D尺寸的LED灯泡，以提高LED灯泡的互换性和通用性。在W=1.1812e^0.0361D的关系曲线上，D以20mm为下限，以130mm为上限，每10毫米为1段，分成12段构成有限量的灯泡外径规格，用少量的灯泡外径规格来进一步提高LED灯泡的互换性和通用性。固定灯泡用的螺孔分布圆D1和灯具安装界面开孔直径D2受所使用螺钉大小的影响，直径D1为灯泡外径D减固定螺钉螺帽直径再减去0.8~4mm的留边值；安装界面开孔直径D2为灯泡外径D减双倍固定螺钉螺帽直径再减去相应D1的双倍留边值；灯泡出线孔距离L（即电气接插件公头在导热支架上的偏心位置）按下表取值。图1、图2、图3和图4中灯泡外形尺寸外径D，法兰螺钉孔分布圆直径D1，散热器外径D3按规定的制造，相关尺寸由如图20及下表给出。

应用本发明的法兰式支架带散热器的LED灯泡的路灯，如图31所示，将带散热器的本发明LED灯泡102通过法兰和固定螺钉105固定在灯具101上的安装界面上；应用本发明的法兰式支架LED隧道泡的路灯，将本发明LED灯泡102通过法兰和固定螺钉105固定在灯具101上的安装界面上（安装界面设在散热器103与LED灯泡102接触的面和连接孔上，接插件母头10固定在散热器上），即可实现隧道灯的电气连接和LED灯泡安装，如图32所示。

Claims (16)

1.互换性和通用性强的LED灯泡构成方法，其特征在于：通过在一个金属的带法兰的导热支架上粘结光机模组，用环形非金属的支架衬围绕在光机模组的边缘，并将支架衬固定在导热支架上，以导热支架和支架衬为灯泡结构中心进行灯泡部件的安装以构成LED灯泡，从而使光机模组与导热支架间的结构简单平整，利于LED的散热；所述的光机模组由光机模板、LED芯片组和相关的线路并通过固晶和封装组成，或其中还集成有供电驱动芯片。

2.根据权利要求1所述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法，其特征在于：所述带法兰的导热支架直径为灯泡外径D，灯泡外径D与构成的LED灯泡功率上限W成W=1.1812e^0.0361D 的关系，在W=1.1812e^0.0361D的关系曲线上D取离散的数值进行构建多个固定灯泡外径D尺寸的LED灯泡，以提高LED灯泡的互换性和通用性；在所述灯泡外径D，在W=1.1812e^0.0361D的关系曲线上，D以20mm为下限，以130mm为上限，每10毫米为1段，分成12段构成有限量的灯泡外径规格，用少量的灯泡外径规格来进一步提高LED灯泡的互换性和通用性；所述带法兰的导热支架上有6个法兰固定孔均布在直径D1上，直径D1为灯泡外径D减固定螺钉螺帽直径再减去0.8~4mm的留边值；所述的LED灯泡在灯具上安装界面开孔直径D2为灯泡外径D减双倍固定螺钉螺帽直径再减去相应D1的双倍留边值；所述的LED灯泡的安装界面包括灯具上与LED灯泡的接触面和连接孔。

3.根据权利要求1所述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法，其特征在于：所述支架衬通过支架衬上的突起和导热支架上的铆接孔进行热压铆接在导热支架上；所述的光机模板为金属材料导热基板，通过PCB印刷电路板技术获得电路；或为非金属材料导热基板，其上采用银浆印刷电路技术嵌合电路；光机模组外圈被环形非金属的支架衬包围。

4.根据权利要求1所述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法，其特征在于：所述光机模组上的LED芯片上喷涂荧光粉再覆盖透明硅胶；或者将光机模组上的 LED芯片数量按植物需要的蓝红光比例配置，焊接好的LED芯片仅覆盖透明硅胶封装；或者，所述光机模组上的LED芯片仅由透明硅胶封装，然后在封装后的光机模组上外设置内侧涂覆荧光粉的凸型内罩；或者所述光机模组上的LED芯片不封胶，光机模组上外设置装有透明绝缘导热液的凹形内罩，透明绝缘导热液内设有荧光粉，所述凹形内罩为薄型内凹结构的弹性内罩。

5.根据权利要求1所述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法，其特征在于：所述导热支架和支架衬上开设穿孔，在将带插针的电气接插件公头插入穿孔，并以插入灯泡内部的部分为固定端进行固定，插针的尾端与通用型LED灯泡内的光机模组焊接，使得通用型LED灯泡外表面上形成一个简单电气接口，安装时只需将电气接插件公头与带电缆的电气接插件母头对接后，再固定通用型LED灯泡即实现通用型LED灯泡的电气连接。

6.根据权利要求5所述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法，其特征在于：通过对所述电气接插件公头在导热支架上孔的偏心位置和电气接插件公头固定端尺寸的限定，使LED灯泡内的光机模板能满足布置LED芯片和驱动电源芯片的需要和对位需要；所述的带插针的电气接插件为四针结构，其中,二针为电源接入；二针为控制接入。

7.根据权利要求5所述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法，其特征在于：所述固定端，为螺母固定方式或熔接环固定方式；固定端为螺母固定方式时，在电气接插件公头与导热支架之间增加防水胶圈进行防水；为防止旋转，电气接插件公头上设置防滑槽，所述的导热支架穿孔处设置相应凸起；所述电气接插件母头，上设置3孔法兰，通过固定螺钉固定于灯具散热器上，在电气接插件母头和散热器之间设置调节胶垫来调节厚度，保证防水面严实；或在电气接插件公头上设置外螺纹与设有防水胶圈的电气接插件母头上固定螺母的内螺纹配合固定进行防水；在电气接插件母头上设置嵌槽，嵌槽内设置防水胶圈进行防水。

8.根据权利要求1所述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法，其特征在于：所述导热支架上设有散热器，散热器和导热支架之间设置导热垫；带电缆的防水接头的电缆固定头和散热器固定螺钉将散热器、导热垫、导热支架和支架衬拉紧固定，且散热器固定穿孔内设有压边；配光光学透镜直接粘接在支架衬上，支架衬外还设有透镜卡环卡住配光光学透镜，或直接粘接有灯泡外罩，从而将光机模组包围在支架衬、导热支架和灯泡外罩或配光光学透镜的防水封闭区域内；为防止配光光学透镜意外脱落，设有透镜卡环固定螺钉将透镜卡环固定在支架衬上。

9.根据权利要求7所述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法，其特征在于：所述散热器采用中空结构，中空部分填充有泡沫金属，并在中空结构内注入超导液，中空结构通过上下堵头，采用过盈配合压入或螺纹封胶旋入形成密闭空间，并将密闭空间抽成真空。

10.根据权利要求7所述的互换性和通用性强的LED灯泡构成方法，其特征在于：所述散热器顶部设有吊装支架或顶装固定法兰；当LED驱动采用开关电源和滤波电源等传统驱动电源供电时，由于体积较大，光机模组上的驱动芯片部分可移至外置电源盒内置；或者直接将驱动电源置于灯泡之外。

11.根据权利要求1至10任一权利要求所述方法组建的法兰式支架LED灯泡，其特征在于：包括带法兰的导热支架（3），导热支架（3）上设有支架衬（5），导热支架（3）和支架衬（5）之间设有光机模组（4），支架衬（5）围绕在光机模组（4）周围；所述导热支架（3）上设有支架衬铆接孔（302），支架衬铆接孔（302）与支架衬（5）上的支架衬突起（501）相配合热压铆接固定；所述的光机模组由光机模板、LED芯片组和相关的线路并通过固晶和封装组成，或其中还集成有供电驱动芯片；所述的光机模板为金属材料导热基板，通过PCB印刷电路板技术获得电路；或为非金属材料导热基板，其上采用银浆印刷电路技术嵌合电路。

12.根据权利要求11所述的法兰式支架LED灯泡，其特征在于：所述光机模组（4）上LED芯片外仅设有封装用的透明硅胶，且所有带透明硅胶的光机模组（4）外设凸型内罩（6），凸型内罩（6）内层设有荧光粉涂层；或者所述光机模组（4）上LED芯片不封装硅胶，所述光机模组（4）外设置装有透明绝缘导热液的凹形内罩（61），光机模组（4）上LED芯片浸泡在透明绝缘导热液中，透明绝缘导热液内设有荧光粉，所述凹形内罩为薄型内凹结构的弹性内罩。

13.根据权利要求11所述的法兰式支架LED灯泡，其特征在于：所述导热支架（3）上设有散热器（103），散热器（103）和导热支架（3）之间设置导热垫（2）；带电缆的防水接头（10A）上的电缆固定头（11A）和散热器固定螺钉（12）将散热器（103）、导热垫（2）、导热支架（3）和支架衬（5）拉紧固定，且散热器固定穿孔（23）内设有压边；配光光学透镜（7）直接粘接在支架衬（5）上，支架衬（5）外径上还设有透镜卡环（8）卡住配光光学透镜（7），或直接粘接有灯泡外罩（9）；为防止配光光学透镜（7）意外脱落，设有透镜卡环固定螺钉（14）将透镜卡环（8）固定在支架衬（5）上。

14.根据权利要求13所述的法兰式支架LED灯泡，其特征在于：所述散热器（103）包括散热片（34），散热片（34）中间设有超导液腔，超导液腔内填充有泡沫金属（37），并设有超导液，超导液腔两端设有上堵头（33）和下堵头（35），上堵头（33）或下堵头（35）上设有真空抽吸管（32）；所述散热器（103）上还设有用于穿设电缆的电缆孔（36）和散热器固定螺孔（38）；所述散热器（103）顶部设有吊装支架（31）或顶装固定法兰（39）；或者在散热器（103）与吊装支架（31）或顶装固定法兰（39）之间设有外置电源盒（40）。

15.根据权利要求11所述的法兰式支架LED灯泡，其特征在于：所述导热支架（3）上设有电气接插件，电气接插件包括电气接插件公头（11），所述电气接插件公头（11）上设有插针（17），插针（17）尾段的插针焊点（19）与光机模组（4）焊接；所述电气接插件公头（11）穿过通用型LED灯泡上的接插件公头固定孔（22）后设有固定端（15）进行固定；电气接插件公头（11）与带插孔的电气接插件母头（10）配合连接，电气接插件母头（10）与电缆相连；所述的电气接插件插针为四针结构，其中：二针为电源接入；二针为控制接入。

16.根据权利要求15所述的法兰式支架LED灯泡，其特征在于：所述固定端（15）为熔接环；或者所述固定端（15）为固定螺母，电气接插件公头(11)上还设置防水胶圈嵌槽(18)，防水胶圈嵌槽(18)内设置防水胶圈(16)；为防止旋转,电气接插件公头（11）上设置防滑槽（26），所述的导热支架（3）穿孔处设置相应凸起；所述电气接插件母头（10）上设有三孔法兰，并通过三孔法兰和接插件母头固定螺钉（25）与散热器（103）或导热转换板（27）固定，且法兰和散热器（103）或导热转换板（27）之间还设有固定调节胶垫（24），保证防水面严实；或者所述电气接插件公头（11）设有外螺纹，通过与设有防水胶圈（16）的电气接插件母头（10）上固定螺母（28）的内螺纹配合固定在电气接插件公头（11）上；所述电气接插件母头（10）上设有嵌槽，嵌槽内设有防水胶圈（16）。

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