CN102927456B - Led发光组件和具有该led发光组件的led改型灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED发光组件，具有：带有LED芯片(1)的印刷电路板(2)；散热器(3)，其在一侧与所述印刷电路板(2)导热连接并在另一侧形成至少容纳有非隔离式LED驱动器(4)的腔体(5)，其中，散热器(3)和印刷电路板(2)之间设置有导热绝缘层，导热绝缘层由第一部分和第二部分构成，其中第一部分用于提供爬电距离，这两部分均与所述散热器(3)和印刷电路板(2)导热接触并且第二部分具有比第一部分高的热传导率。此外，本发明还涉及一种具有上述类型的LED发光组件的LED改型灯。

Description

LED发光组件和具有该LED发光组件的LED改型灯

技术领域

本发明涉及一种LED发光组件。此外，本发明还涉及一种具有该LED发光组件的LED改型灯。

背景技术

众所周知，LED照明具有不可替代的优点，其节省能源，超低功耗，电光功率转换接近100％，相同的照明效率比传统光源节能80％以上，并且其寿命较长。鉴于以上优点，人们越来越多地将LED作为光源来使用，例如市场上大量出现的LED改型灯。然而，LED发光效率会随着使用时间即次数而降低，而过高的结点温度则会加速LED发光效率衰减，并减小LED芯片的效率。随着芯片技术的日益成熟，单一的LED芯片输入功率越来越高，所以防止LED工作温度过高也越来越显得重要，若不能有效地将芯片热量散出，接踵而来的热效应也会变的越来越明显，使得芯片结点温度升高，进而降低光效率。温度的升高也会使相对色温发生较大的偏移。

为此，在现有技术中提出，在利用非隔离式驱动器驱动的LED改型灯中，为了确保安全，在印刷电路板和散热器之间设置有由导热界面材料(TIM)制成的电绝缘导热片。然而，由导热界面材料本身的特性所限制，其不能提供良好的散热性能，并进而造成较差的光输出性能和较大的相对色温偏移。同时，在利用隔离式驱动器驱动的LED改型灯中，可以使用导热硅脂或者由导热界面材料(TIM)制成的电绝缘导热片。导热硅脂本身能够具有极佳的热传导性能，但是其不能确保在散热器和电子元器件之间的足够的爬电距离，因此其只能用于隔离式驱动器类型的LED改型灯中。但是隔离式驱动器本身的成本过高。此外，在上述两个类型的散热模式中，当整灯的总功率被确定下来之后，就不能通过增大电流来提高光输出。这是因为，增大的电流将必然导致总功率增加。为此，现在迫切需要一种具有极佳的散热性能并通过非隔离式驱动器驱动的LED发光组件，和具有上述类型的LED发光组件的LED改型灯。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种LED发光组件，该LED发光组件具有良好的光输出性能以及较小的相对色温偏移，同时其成本低廉。本发明的另一目的在于提出一种具有上述类型的LED发光组件的LED改型灯。

本发明的第一个目的通过一种LED发光组件由此实现，即该LED发光组件具有：带有LED芯片的印刷电路板；散热器，其在一侧与印刷电路板导热连接并在另一侧形成至少容纳有非隔离式LED驱动器的腔体，其中，散热器和印刷电路板之间设置有导热绝缘层，该导热绝缘层由第一部分和第二部分构成，其中第一部分用于提供爬电距离，第一部分和第二部分均与散热器和印刷电路板导热接触并且第二部分具有比第一部分高的热传导率。通过第一部分提供的爬电距离，有效地防止了印刷电路板与非隔离式LED驱动器之间可能出现的爬电现象，造成人体触摸灯体触电。然而，通常用于制造提供爬电距离的第一部分的材料的导热性能较差，因此提供了能够良好导热的第二部分，来自LED芯片的热量主要通过第二部分传递给散热器。由此实现了一种具有极佳的散热性能、较小的相对色温偏移并通过非隔离式驱动器驱动的LED发光组件。

根据本发明提出，第一部分由导热界面材料制成的电绝缘导热片构成。这种由导热界面材料制成的电绝缘导热片能够在印刷电路板与非隔离式LED驱动器之间提供爬电距离。

根据本发明进一步提出，第二部分由导热性能良好的导热硅脂构成。当然，第二部分也可以是其他具有良好的导热性能的导热胶。

优选的是，在电绝缘导热片上设置有开孔，导热硅脂涂覆在开孔中。进一步优选的是，开孔设置在电绝缘导热片的中央。在实际装配完成的情况下，设置在电绝缘导热片中心的开孔可以对准布置在印刷电路板上的LED芯片，从而有限地将LED芯片的热量传递给散热器，进而降低LED芯片的结点温度，提高LED芯片的光输出性能。

有利的是，电绝缘导热片的两侧都具有粘性，由此，电绝缘导热片可以简单地粘附在散热器的相应位置上，同时，印刷电路板也可以粘附在电绝缘导热片的另一侧上，从而无需使用其他附加的紧固部件。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，LED发光组件还包括将印刷电路板固定在电绝缘导热片上的第一保持架。虽然已经可以通过粘贴将印刷电路板粘附在电绝缘导热片上，但是为了确保印刷电路板能够可靠地贴附在电绝缘导热片上，使用第一保持架也是必要的。

进一步优选的是，在散热器的一侧上开设有与电绝缘导热片的轮廓一致的容纳槽，在将电绝缘导热片放置到该容纳槽中之后，电绝缘导热片不会相对于容纳槽出现滑动，从而确保了电绝缘导热片精确地布置在散热器中。

根据本发明提出，LED发光组件还具有第二保持架，第二保持架利用一侧将固定有印刷电路板的电绝缘导热片固定在容纳槽中。虽然已经可以通过双面胶将电绝缘导热片粘附在散热器上，但是使用第二保持架可以进一步确保电绝缘导热片不会相对于散热器移动。同时，由于LED发光组件还具有LED透镜，LED透镜可以固定在第二保持架的另一侧上。从而第二保持架还可以作为透镜保持架使用。

优选的是，为了防止外界污染物，例如水或者灰尘进入到LED发光组件的内部，在LED透镜和散热器之间设置有密封件。在本发明的设计方案中，该密封件设计成O型密封环。

本发明的另一目的通过一种LED改型灯实现，该LED改型灯具有灯头以及上述类型的LED发光组件，其中，灯头固定在LED发光组件的散热器上，用于将LED发光组件连接至电源。该LED改型灯使用非隔离式LED驱动器进行驱动，成本低廉，同时又具有极佳的散热性能，进而具有非常好的光输出性能，其相对色温偏移也相对较小。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：

图1示出了根据本发明的LED改型灯的分解透视图；

图2示出了根据本发明的LED发光组件的电绝缘导热片的示意图；

图3示出了根据本发明的LED发光组件的散热器的俯视图；

图4示出了装配有导热绝缘层的散热器的俯视图；

图5示出了根据本发明的LED改型灯的剖面图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的LED改型灯的分解透视图。从图中可见，该LED改型灯具有灯头14和LED发光组件，在装配状态下，灯头14固定在LED发光组件上(参见图5)。LED发光组件具有散热器3，该散热器3在一侧与印刷电路板2导热连接并在另一侧形成至少容纳有非隔离式LED驱动器4的腔体5。此外，从图中可见，该LED发光组件还具有带有LED芯片1的印刷电路板2，在散热器3和印刷电路板2之间设置有导热绝缘层，该导热绝缘层由电绝缘导热片6形成的第一部分和由导热硅脂7形成的第二部分构成。在图2中将详细描述电绝缘导热片6的构成。在散热器3的一侧中形成有与电绝缘导热片6的轮廓一致的容纳槽10，电绝缘导热片6容纳在该容纳槽10中，从而确保电绝缘导热片6精确地布置在该散热器3中

此外，该LED发光组件还具有第一保持架9，用于将LED芯片1固定在电绝缘导热片6上。同时，该LED发光组件还具有第二保持架11，该第二保持架11利用一侧将固定有印刷电路板2的电绝缘导热片6固定在容纳槽10中，在本实施例中，通过两个紧固螺栓15将电绝缘导热片6固定在容纳槽10中。同时，LED发光组件还具有LED透镜12，该LED透镜12固定在第二保持架11的另一侧上。此外，在LED透镜12和散热器3之间设置有密封件13，该密封件13在本实施例中设计成O型密封环。

图2示出了根据本发明的LED发光组件的电绝缘导热片的示意图，在本实施例中，该电绝缘导热片6由导热界面材料制成，其能够在非隔离式LED驱动器4和印刷电路板2之间提供足够的爬电距离。从图中可见，在电绝缘导热片6的中央开设有开孔8。在装配状态下，该开孔8中涂覆有导热硅脂7。由此，布置在印刷电路板2上的LED芯片1就能够精确地对准该开孔8的区域，从而利用导热硅脂7将LED芯片1的热量良好地传递给散热器3，进而降低LED芯片1的结点温度。在图4中清晰地示出了设置有电绝缘导热片6和导热硅脂7的散热器3的状态。

图3示出了根据本发明的LED发光组件的散热器的俯视图，从图中可见，该散热器3在一侧具有用于容纳电绝缘导热片6的容纳槽10。在装配状态下，电绝缘导热片6形状配合地放置在容纳槽10中。

图4示出了装配有导热绝缘层的散热器的俯视图。从图中可见，电绝缘导热片6已经形状配合地放置在容纳槽10中，并且在其中央的开孔8中已经涂覆了导热硅脂7，从而导热硅脂7和电绝缘导热片6均能与印刷电路板2和散热器3接触。

图5示出了根据本发明的LED改型灯的剖面图。在组装根据本发明的LED改型灯时，首先在散热器3的容纳槽10中放置由导热界面材料制成的电绝缘导热片6，然后在电绝缘导热片6的中心开孔8中涂覆导热硅脂7。接着通过第一保持架9将印刷电路板2固定在电绝缘导热片6上，然后利用第二保持架11将固定有印刷电路板2的电绝缘导热片6固定在散热器3上。随后，在第二保持架11上布置LED透镜12，并在LED透镜12和散热器3之间布置一个设计成O型密封环的密封件13。最后，将灯头14和非隔离式LED驱动器4安装到散热器3上，形成LED改型灯。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

参考标号

1LED芯片

2印刷电路板

3散热器

4非隔离式LED驱动器

5腔体

6电绝缘导热片

7导热硅脂

8开孔

9第一保持架

10容纳槽

11第二保持架

12LED透镜

13密封件

14灯头

15紧固螺栓

Claims (11)

1.一种LED发光组件，具有：带有LED芯片（1）的印刷电路板（2）；散热器（3），所述散热器（3）在一侧与所述印刷电路板（2）导热连接并在另一侧形成至少容纳有非隔离式LED驱动器（4）的腔体（5），其特征在于，所述散热器（3）和所述印刷电路板（2）之间设置有导热绝缘层，所述导热绝缘层由第一部分和第二部分构成，其中所述第一部分用于提供爬电距离，所述第一部分和第二部分均与所述散热器（3）和所述印刷电路板（2）导热接触并且所述第二部分具有比所述第一部分高的热传导率，其中，在所述第一部分上设置有开孔（8），所述第二部分设置在所述开孔（8）中。

2.根据权利要求1所述的LED发光组件，其特征在于，所述第一部分由导热界面材料制成的电绝缘导热片（6）构成。

3.根据权利要求2所述的LED发光组件，其特征在于，所述第二部分由导热硅脂（7）构成。

4.根据权利要求3所述的LED发光组件，其特征在于，所述开孔（8）设置在所述电绝缘导热片（6）的中央。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的LED发光组件，其特征在于，所述电绝缘导热片（6）的两侧都具有粘性。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的LED发光组件，其特征在于，所述LED发光组件还包括将所述印刷电路板（2）固定在所述电绝缘导热片（6）上的第一保持架（9）。

7.根据权利要求2至4中任一项所述的LED发光组件，其特征在于，在所述散热器（3）的所述一侧上开设有与所述电绝缘导热片（6）的轮廓一致的容纳槽（10）。

8.根据权利要求7所述的LED发光组件，其特征在于，所述LED发光组件还具有第二保持架（11），所述第二保持架（11）利用一侧将固定有所述印刷电路板（2）的所述电绝缘导热片（6）固定在所述容纳槽（10）中。

9.根据权利要求8所述的LED发光组件，其特征在于，所述LED发光组件还具有LED透镜（12），所述LED透镜（12）固定在所述第二保持架（11）的另一侧上。

10.根据权利要求9所述的LED发光组件，其特征在于，在所述LED透镜（12）和所述散热器（3）之间设置有密封件（13）。

11.一种LED改型灯，其特征在于，所述LED改型灯具有灯头（14）以及根据权利要求1至10中任一项所述的LED发光组件，所述灯头（14）固定在所述LED发光组件的散热器（3）上，用于将所述LED发光组件连接至电源。