CN102980163B - 照明灯用的导热连接器及包括其的照明灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种照明灯用的导热连接器及包括其的照明灯。该导热连接器具有壳体和壳体内部的空腔，空腔内具有导热介质。当具有导热连接器的照明灯工作时，导热介质在导热连接器的空腔中传递热量，增加导热连接器的导热率，从而加快了照明灯内部产生的热量向外散发的速度，解决了照明灯散热难的问题；由于导热介质是填充在导热连接器的空腔中，不影响导热连接器的整体结构，设计方法简单。

Description

照明灯用的导热连接器及包括其的照明灯

技术领域

本发明涉及照明领域，具体而言，涉及一种照明灯用的导热连接器及包括其的照明灯。

背景技术

照明灯在工作时有一部分电能会转化为热能，从而导致整个照明灯发热，热量通过外壳或专门的散热装置进行散热，但是其散热效果仍然存在不足，这样就会对照明灯的各个部件产生影响，从而加速各部件的老化速度，缩短照明灯的寿命。尤其是现有的用于替换传统的白炽灯泡的LED球泡灯，要求其在各项参数上都可以达到白炽灯泡基本相同的水平，在节能环保等方面要求大大高于白炽灯泡的参数。

但是，由于现在LED生产工艺的关系，现在的LED球泡灯显色指数一般都在70左右徘徊，和现在白炽灯泡100的显色指数比还是存在一定的差距；同时，由于目前的LED球泡灯一般都是采用低压LED芯片制作，因此必须配备与低压LED芯片配合使用的变压器和稳流器易适应电压为220V的市电，电压的转换过程中不仅造成能量损耗，而且提高了低压LED球泡灯的制作成本；此外，在利用高压LED芯片制作LED球泡灯时，受到散热壳体以及发光效率等因素的限制，得到的LED球泡灯的功率一般在12W以下，由于无法解决高功率的LED球泡灯的散热难的问题，仍然无法替代60W以上的白炽灯泡。

由此可见，能否解决照明灯的散热问题是照明灯能否取得进一步发展的关键。

发明内容

本发明旨在提供一种照明灯用的导热连接器及包括其的照明灯，以解决现有技术中照明灯散热难的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种照明灯用的导热连接器，上述导热连接器具有壳体和壳体内部的空腔，空腔内具有导热介质。

进一步地，上述导热介质为液态物质。

进一步地，上述导热介质为相变材料。

进一步地，上述导热介质为室温时以固体形式存在的相变材料。

进一步地，上述导热介质为50℃开始液态化的相变材料。

进一步地，上述相变材料包括无机相变材料和有机相变材料，无机相变材料选自碱及碱土金属的卤化物、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、醋酸盐和碳酸盐组成的组中的一种或多种的水合物；有机相变材料选自脂肪烃类、脂肪酸类、有机硅类、醇类和聚烯醇类组成的组中的一种或多种。

进一步地，上述导热介质的体积占空腔的容积的70~95%。

根据本发明的另一方面，还提供了一种照明灯，包括泡壳、灯头、位于泡壳内腔内的LED基板和透镜以及将泡壳的开口端与灯头的开口端密封连接的环形的散热壳体，透镜固定在LED基板上，上述照明灯还包括连接器，该连接器为上述的导热连接器，散热壳体与LED基板通过导热连接器的壳体相连。

进一步地，上述LED基板的顶部设置有至少一个LED芯片，LED芯片设置在透镜内，透镜为具有荧光粉的硅胶透镜。

进一步地，上述硅胶透镜的透光率在0.5~5%之间。

进一步地，上述透镜的内表面或外表面具有量子点材料层。

进一步地，上述泡壳的内腔内充有氢气和氦气以1:10~10:1的摩尔比组成的高导热气体，室温时泡壳的内腔内高导热气体的气压为0.7atm~1.0atm。

进一步地，上述LED芯片包括蓝色LED芯片和/或红色LED芯片组成，透镜为具有黄绿色荧光粉的硅胶透镜。

进一步地，上述照明灯为LED球泡灯。

当具有导热连接器的照明灯工作时，导热介质在导热连接器的空腔中传递热量，增加导热连接器的导热率，从而加快了照明灯内部产生的热量向外散发的速度，解决了照明灯散热难的问题；由于导热介质是填充在导热连接器的空腔中，不影响导热连接器的整体结构，设计方法简单。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的LED球泡灯的侧视图；

图2示出了根据本发明的LED球泡灯的LED基板的结构示意图；

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本发明一种典型的实施例中，提供了一种照明灯用的导热连接器，导热连接器7具有壳体和壳体内部的空腔，空腔内具有导热介质。

当具有导热连接器7的照明灯工作时，导热介质在导热连接器7的空腔中传递热量，增加导热连接器7的导热率，从而加快了照明灯内部产生的热量向外散发的速度，解决了照明灯散热难的问题；由于导热介质是填充在导热连接器7的空腔中，不影响导热连接器7的整体结构，设计方法简单。

在本发明一种优选的实施例中，本发明的导热连接器7的空腔内的导热介质为液态物质。液态物质在空腔内流动，进一步加速了热量的传导，加快了照明灯内部产生的热量向外散发的速度。

在本发明又一种优选的实施例中，本发明的导热连接器7的空腔内的导热介质为相变材料。相变材料在照明灯工作时吸收照明灯发出的一部分热量产生相变，继而相变后，液态物质对热量的传导速度加快。

上述实施例中的导热介质为室温时以固体形式存在的相变材料。照明灯在不工作时一般是在室温状态下存在，从而导热介质在导热连接器7的空腔内固定存在，避免了对导热连接器7的碰撞。

优选上述实施例中的导热介质为50℃开始液态化的相变材料。在50℃相变材料开始液态化，液态的相变材料在导热连接器7的空腔内流动加快热传导速度。

可用于本发明的相变材料包括无机相变材料和有机相变材料，优选无机相变材料选自碱及碱土金属的卤化物、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、醋酸盐和碳酸盐组成的组中的一种或多种的水合物；有机相变材料选自脂肪烃类、脂肪酸类、有机硅类、醇类和聚烯醇类组成的组中的一种或多种。上述相变材料对导热连接器7不产生腐蚀作用，因此不影响导热连接器7的使用寿命，而且来源广泛成本较低。

为了使导热介质在导热连接器7的内部有限的空间内实现理想的导热效果，优选相变材料的体积占空腔的容积的70~95%。

在本发明的另一种典型的实施例中，提供了一种照明灯，包括泡壳5、灯头6、位于泡壳5内腔内的LED基板1和透镜2以及将泡壳5的开口端与灯头6的开口端密封连接的环形的散热壳体3，透镜2固定在LED基板1上，该照明灯还包括连接器，连接器为上述的导热连接器7，散热壳体3与LED基板1通过导热连接器7的壳体相连。

照明灯在工作时，LED基板1会产生热量，为了保证照明灯长期工作，必须使热量尽快散发，当照明灯的连接器采用本发明的导热连接器7时，如图1所示，由于导热连接器7中的导热介质的存在，增大了导热连接器7的导热率，即，加快了LED基板1的热量向散热壳体3处的热传导，使LED基板1产生的热量在散热壳体3处散发，同时少部分由透镜2产生的热量可以通过泡壳5散发，两处的热量通过不同的部位进行散发从而加快了照明灯的散热速度，进而延长了照明灯的使用寿命并增强了其可靠性。

为了进一步改善本发明的照明灯的散热效果，优选LED基板1的顶部设置有至少一个LED芯片11，LED芯片11设置在透镜2内，透镜2为具有荧光粉的硅胶透镜。将荧光粉与LED芯片11分开设置，并选用目前市场上常规的含有荧光粉的硅胶透镜作为本发明的透镜2实现了远程激发荧光粉技术，从而避免了将荧光粉直接涂覆在LED芯片上造成的LED芯片过热的现象。

由LED芯片发出的光需要穿过透镜2后发散，因此为了取得较好的光效，优选硅胶透镜的透光率在0.5~5%之间。

在本发明又一种优选的实施例中，上述照明灯的透镜2的内表面或外表面具有量子点材料层。这是因为量子点材料层使经过其的光的光谱连续性更好，进而具有其的照明灯的发光质量得到改善。

上述LED球泡灯的泡壳5的内腔内充有氢气和氦气以1:10~10:1的摩尔比组成的高导热气体，室温时泡壳5的内腔内高导热气体的气压为0.7atm~1.0atm。在泡壳5的内腔内充入以氢气和氦气组成的高导热气体，加快了热量从透镜2向泡壳5的传导速率，从而加快了透镜2的散热速度；由于氢气的导热率高于氦气的导热率，综合考虑氢气的易燃性和氦气的稳定性，本发明将氢气和氦气的摩尔比控制在1:10~10:1之间，为了进一步保证LED球泡灯的安全性，将泡壳5的内腔中的高导热气体与空气之间的气压差维持在一定范围内。

在本发明另一种优选的实施例中，上述LED芯片11为低压LED芯片或者高压LED芯片。如图2所示，由于本发明很好地解决了LED球泡灯的散热问题，因此，无论本发明的LED芯片采用高压芯片还是低压芯片其寿命均能得到延长，可靠性得到进一步提升。而且，在解决了LED球泡灯的散热问题之后，提高LED球泡灯的功率可以直接采用以下方式：将低压LED芯片或高压LED芯片以串联或并联的方式封装连接形成额定电压接近市电电压的电路。

由于受到散热问题的限制，目前市场上广泛流通的是额定功率低于10W的LED球泡灯，以一个5W的LED球泡灯为例，一般是采用4个额定功率为1W、额定电压在3.0V的低压LED芯片串联形成，其额定电压为12V，由于为LED球泡灯供电的一般为额定电压为220V的市电，LED球泡灯的额定电压与市电电压相差很大，因此目前的LED球泡灯需要配备专用的驱动电源将市电电压降低，而且，在转变过程中有很大的能量损失。由于本发明解决了LED球泡灯散热的问题，因此可以将多个高压LED芯片以串联或并联的方式封装相连或者将更多的低压LED芯片以串联或并联的方式相连，这样不仅增大了LED球泡灯的功率，而且使LED球泡灯的额定电压与市电电压相近或高于市电电压从而省去了变压器减少了能量损失。以10W的LED球泡灯为例，如果利用高压LED芯片或者利用多颗低压LED芯片串联或并联可以将能量的利用效率提高20%。

在本发明又一种优选的实施例中，LED芯片11包括蓝色LED芯片和/或红色LED芯片组成，透镜2为具有黄绿色荧光粉的硅胶透镜。将蓝色LED芯片与红色LED芯片组合使用后激发黄绿色荧光粉能得到暖白光，提高LED球泡灯的显色指数。

当本发明的LED芯片由个数比为1:1的蓝色LED芯片和红色LED芯片组成时，优选其在LED基板1上的排布方式为：蓝色芯片沿形成正六边形的顶点设置，红色芯片设置在正六边形的边长的中心。

在本发明一种优选的实施例中，照明灯为LED球泡灯。当LED球泡灯具有上述的导热连接器7时，可以很好地解决LED球泡灯的散热问题，进而延长LED球泡灯的使用寿命，并且使高功率LED球泡灯的制作变为现实。

以下将结合实施例和对比例，进一步说明采用本发明的有益效果。

实施例1

LED球泡灯的连接器内的相变材料为硫酸铜，其体积占连接器容积的85%，并采用功率为10瓦的COB芯片作为光源，并向泡壳内腔充满氦气的作为高导热气体，泡壳的内腔内高导热气体的气压为1.0atm，荧光粉透镜选择含有量子点的黄色荧光粉透镜，对实施例1的LED球泡灯的温度和光学性能进行测试，实验结果见表1。

实施例2

LED球泡灯的连接器内的液态物质为润滑油，其体积占连接器容积的90%，并采用6个额定功率为1瓦的蓝色低压LED芯片串联，荧光粉透镜选择含有量子点的黄色荧光粉透镜，向泡壳内腔充入体积比为1:10的氢气和氦气的作为高导热气体，泡壳的内腔内高导热气体的气压为0.98atm，对实施例2的LED球泡灯的光学及温度性能进行测试，实验结果见表1。

实施例3

LED球泡灯的连接器内的液态物质为正硅酸乙脂，其体积占连接器容积的95%，并采用6个额定功率为1瓦的蓝色低压LED芯片和6个额定功率为1瓦的红色低压LED芯片进行串联，其中蓝色LED芯片为正六边形的顶点处，红色LED芯片位于正六边形的各边中点处，荧光粉透镜选择含有量子点的黄绿色荧光粉透镜，向泡壳内腔充入体积比为10:1的氢气和氦气的作为高导热气体，泡壳的内腔内高导热气体的气压为0.7atm，对实施例3的LED球泡灯的光学及温度性能进行测试，实验结果见表1。

实施例4

LED球泡灯的连接器内的相变材料为硝酸钠，其体积占连接器容积的70%，并采用6个额定功率为1瓦的蓝色低压LED芯片和6个额定功率为1瓦的红色低压LED芯片进行串联，其中蓝色LED芯片为正六边形的顶点处，红色LED芯片位于正六边形的各边中点处，荧光粉透镜选择含有量子点的黄绿色荧光粉透镜，向泡壳内腔充入体积比为8:3的氢气和氦气的作为高导热气体，泡壳的内腔内高导热气体的气压为0.75atm，对实施例5的LED球泡灯的光学及温度性能进行测试，实验结果见表1。

实施例5

LED球泡灯的连接器内的相变材料为聚乙烯醇，其体积占连接器容积的85%，并采用6个额定功率为1瓦的蓝色低压LED芯片串联，荧光粉透镜选择含有量子点的黄色荧光粉透镜，向泡壳内腔充入体积比为4:5的氢气和氦气的作为高导热气体，泡壳的内腔内高导热气体的气压为0.8atm，对实施例5的LED球泡灯的光学及温度性能进行测试，实验结果见表1。

对比例1

取目前市场上常见的8WMaster-LED为对比例1的LED球泡灯，并对对比例1的球泡灯的光学及温度性能进行测试，测试结果见表1。

表1

从表1中的数据可以看出，无论是高功率的使用COB封装形式光源的LED球泡灯，还是低功率的传统小功率封装形式的LED球泡灯的散热效果在使用了本发明的导热连接器之后焊点温度都由明显的改善，而且充入导热气体后LED球泡灯的散热效果和光通量也有所改善，因此证明应用本发明的导热连接器的照明灯能实现很好的散热效果。

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。

Claims (12)

1.一种照明灯，包括泡壳(5)、灯头(6)、位于所述泡壳(5)内腔内的LED基板(1)和透镜(2)以及将所述泡壳(5)的开口端与所述灯头(6)的开口端密封连接的环形的散热壳体(3)，所述透镜(2)固定在所述LED基板(1)上，其特征在于，所述照明灯还包括连接器，所述连接器为导热连接器(7)，所述散热壳体(3)与所述LED基板(1)通过所述导热连接器(7)的壳体相连，所述导热连接器(7)具有壳体和所述壳体内部的空腔，所述空腔内具有导热介质，所述泡壳(5)的内腔内充有氢气和氦气以1:10～10:1的摩尔比组成的高导热气体，室温时所述泡壳(5)的内腔内高导热气体的气压为0.7atm～1.0atm。

2.根据权利要求1所述的照明灯，其特征在于，所述导热介质为液态物质。

3.根据权利要求1所述的照明灯，其特征在于，所述导热介质为相变材料。

4.根据权利要求3所述的照明灯，其特征在于，所述导热介质为室温时以固体形式存在的相变材料。

5.根据权利要求4所述的照明灯，其特征在于，所述导热介质为50℃开始液态化的相变材料。

6.根据权利要求4所述的照明灯，其特征在于，所述相变材料包括无机相变材料和有机相变材料，

所述无机相变材料选自碱及碱土金属的卤化物、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、醋酸盐和碳酸盐组成的组中的一种或多种的水合物；

所述有机相变材料选自脂肪烃类、脂肪酸类、有机硅类和醇类组成的组中的一种或多种。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的照明灯，其特征在于，所述导热介质的体积占所述空腔的容积的70～95％。

8.根据权利要求7所述的照明灯，其特征在于，所述LED基板(1)的顶部设置有至少一个LED芯片(11)，所述LED芯片(11)设置在所述透镜(2)内，所述透镜(2)为具有荧光粉的硅胶透镜。

9.根据权利要求8所述的照明灯，其特征在于，所述硅胶透镜的透光率在0.5～5％之间。

10.根据权利要求8所述的照明灯，其特征在于，所述透镜(2)的内表面或外表面具有量子点材料层。

11.根据权利要求1所述的照明灯，其特征在于，所述LED芯片(11)包括蓝色LED芯片和/或红色LED芯片组成，所述透镜(2)为具有黄绿色荧光粉的硅胶透镜。

12.根据权利要求1所述的照明灯，其特征在于，所述照明灯为LED球泡灯。