CN103322465B - 一种led路灯 - Google Patents

Abstract

一种LED路灯包括：至少一个内充低粘度高导热率气体的反射型LED灯泡；该灯泡由内装LED光源的真空密封泡壳和灯头及灯头与泡壳间的连接件组成；LED光源为由至少一串小电流LED芯片组成的高电压LED光源；灯座固定板上安装灯座；驱动器经电连接线与各LED灯泡和外电源相连；灯泡固定板与路灯后罩间构成防潮密封腔体，灯座固定板、灯头、灯座、驱动器及连接线均密封在该腔体内；后罩、灯泡固定板与路灯连接装置相连，路灯连接装置与路灯支柱相连接；该路灯无需高成本低效率的低压大电流电源，无需金属散热器；维修方便，可现场更换灯泡，且发光效率高，重量轻，成本低、寿命长，可替代高压钠灯、金卤灯用于道路、隧道和广场等照明。

Description

一种LED路灯

技术领域

本发明涉及的是一种LED路灯，特别是一种无需笨重的金属散热器、无需高成本低效率的开关电源，而且发光效率高、成本低、重量轻和维修可在现场更换灯泡完成的新型LED路灯；可替代高压钠灯、金卤灯等用于道路、隧道和广场等照明。

背景技术

现有技术的LED路灯一般是用多个低电压大电流功率型LED或多大功率LED芯片集成封装的功率型LED作光源，LED芯片经LED热沉用导热胶安装在金属基电路板(MPCB)上，再用导热胶把MPCB安装在一个带有散热片的金属散热器上；其LED的驱动器为把高压交流市电转变为低压大电流的开关电源和恒流电路。

现有技术的LED路灯主要特征是：低压大电流LED加MPCB加金属散热器。

LED路灯作为道路等照明需要有很高的输出光通量，其输入电功率为几十至几百瓦，如此大的电功率集中在一个和几个小面积的热沉上，再经MPCB、导热胶和散热器散热，如何降低芯片到热沉、到散热器的热阻和改进散热器的散热效果，使LED工作时的P-N结的温度不会上升得太高、以保证其使用寿命和可靠性，这个问题、从这类路灯诞生之日起就一直是这类路灯的难题之一。LED是半导体器件，若散热不好、结温太高，则会严重降低其发光效率、使用寿命和可靠性，同时还会导致LED的发光材料、透明介质和黏接材料变质，导致LED路灯光衰严重、可靠性低等严重问题。

为了解决LED的散热问题，现有技术的LED路灯一般采用一个带有散热片的金属散热器或流水型曲面铝散热板，例如中国专利200610070282.8，200880023284.9，200920171258.2，美国专利7637637，7637633；又如EP2360422为大功率LED加PCB加金属散热罩；这些都属于同一类大功率LED加PCB加金属散热器的路灯。为了有良好的散热效果，所述散热器需要有足够大的散热面积和体积，所述散热器一般由高导热率铝合金制成，体积大、重量重、成本高、需要消耗大量铝金属资源。但即使是这样、其LED的光衰还是十分严重，仍然是目前LED路灯推广的困难之一。

这类带散热片的散热器必须暴露在空气中，而路灯常年工作在室外，散热器的散热片容易沉积尘土、鸟粪等，致使散热器散热效果下降、甚至失效，从而加剧LED的光衰和缩短路灯的寿命。

为了改进散热器的散热效果和节省铝消耗量，近来发展了一种“上下通透”和“三维(3D)散热”的散热器，例如中国专利200810204172.5和201010118280.8；但仍难于彻底解决上述困难。

其次，这类LED路灯的维修麻烦，需要把整个LED路灯灯头卸下来、运回工厂修理，这与现有高压钠灯等高强度气体放电灯(HID)只需在现场更换灯泡相比、维护成本实在太高，这是目前LED路灯推广的另一难题。

此外，现有技术的LED路灯的功率型LED为低压大电流器件，需要一个把交流市电的高电压转变成低压大电流的驱动器，它由一个开关电源和恒流电路组成，由于其输入和输出的电压差大，所述驱动器的转换效率低，一般仅85％左右，同时它有三极管、变压器和电解电容等元件，成本高，可靠性差、寿命短。成本高是现有LED路灯推广的又一难题。

再者，现有技术的路灯多用高压钠灯，其发光效率高达120lm/W，更有达到140llm/W的。而现有LED路灯的整灯效率一般都小于90lm/W。

综上所述，现有LED路灯存在着成本高、发光效率低、重量重、可靠性差、光衰大、维修麻烦等不足，目前还难于广泛推广，急需一种可彻底克服上述不足的新型LED路灯。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述之不足，而提供一种发光效率高、无需金属散热器、无需MPCB、无需低压大电流开关电源、成本低、重量轻、可靠性高、维修方便的新型LED路灯。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的LED路灯，其包含：

至少一个其内充有低粘度高导热率气体的反射型LED灯泡；所述反射型LED灯泡由其内安装有LED光源的真空密封泡壳和灯头以及灯头与泡壳之间的连接件组成；所述LED光源为由至少一串小电流LED芯片组成的高电压LED光源，所述反射型LED灯泡的驱动电压等于或接近外电源电压；

一个路灯后罩；

一个安装于所述路灯后罩内侧面一侧的灯座固定板，所述灯座固定板上安装有至少一个灯座；

一个路灯驱动器，其输出经电连接线与各LED灯泡连接，其输入经连接线与外电源连接；

一个灯泡固定板，所述灯泡固定板与所述路灯后罩相互防潮密封构成一个防潮密封腔体，所述灯座固定板、灯头、灯座、路灯驱动器以及它们的连接线被密封在所述防潮密封腔体之内，LED灯泡的泡壳完全暴露在自由流通的空气中；所述灯泡的LED光源工作时产生的热经泡壳内的低粘度高导热率气体的对流、经泡壳至泡壳外自由流通的空气散发掉，不需要金属散热器；

所述反射型LED灯泡的灯头安装于灯座之内，所述反射型LED灯泡被用防潮密封的固定装置固定在灯泡固定板上；

所述路灯后罩和灯泡固定板与路灯连接装置相连接，所述路灯连接装置与路灯支柱相连接。

所述反射型LED灯泡的真空密封泡壳为具有部分透光和部分有反射面的反射型泡壳；所述连接灯头与真空密封泡壳的连接件具有一段长度为3-40mm的圆柱体，用于将反射型LED灯泡和灯泡固定板相互固定并密封。

所述的真空密封泡壳为R型泡壳、BR型泡壳、PAR型泡壳或其它形状泡壳。

所述的灯泡固定装置由一软密封圈和一密封圈卡环及其卡柄组成。所述反射型LED灯泡的出光面设置具有一系列通孔的路灯保护罩。所述外接电源为市用交流电源或太阳能直流电源。所述的路灯后罩、灯泡固定板或路灯保护罩由金属或塑料制成。所述反射型LED灯泡的光轴的安装方向按路灯的光输出分布要求设置。所述的路灯驱动器包含有保护电路和功率因素校正电路。所述的路灯驱动器还包含光控电路或定时电路。

本发明的LED路灯用高电压反射型LED灯泡作光源，该发光源为至少一串小电流LED芯片串联或串并联而成的高电压LED光源，所述LED光源的驱动电压等于或接近外AC或DC工作电源的电压，无需把高压电转变成低压大电流的高成本低效率的开关光源，也无需MPCB，成本低、效率高。

本发明的LED路灯使用寿命长，不受外环境尘土沉积等影响；所述LED路灯的电器部分，包括LED灯泡的灯头、灯座、驱动器、电连接线全部被密封在由路灯后罩和灯泡固定板相互防潮密封的腔体内，没有会受尘土鸟粪等沉积影响的散热器，使用寿命长；

本发明的反射型LED灯泡，所述灯泡由一软的密封圈和一可压紧和松开的卡环组成的固定装置固定在灯泡固定板上，压紧卡环、即可固定灯泡并密封，松开卡环、即可装卸灯泡。维修和高压钠灯等一样方便，维修时可在现场更换；

本发明的LED路灯的各反射型LED灯泡可直接用交流市电工作；在路灯的电压输入端有一个驱动器，它包含有功率因数校正电路和保护电路，还可有光控电路、时间控制电路。

本发明也可以使用外直流电源(例如太阳能电池直流电源)。

本发明的反射型LED灯泡的泡壳为部分透光、部分有反射面的反射型泡壳，例如为R型、BR型、PAR型或其它形状的部分有反射层的泡壳；所述LED灯泡被固定装置固定在灯泡固定板上；所述灯泡的泡壳与灯泡的灯头之间的连接件有一段有足够长度的圆柱体，其长度例如3-40mm，用于把灯泡和灯泡固定板相互固定并密封。

本发明与现有技术相比，其优点是：

本发明的LED路灯的发光效率高，发光效率可高达130lm/W以上，无需笨重的金属散热器、无需低效率可靠性差的开关电源，成本低、重量轻、使用寿命长、维修方便。可替代高压钠灯、金卤灯、高压汞灯等用于道路、隧道和广场等照明。

附图说明

图1为本发明的一种新型LED路灯的一个实施例的结构示意图。

图2为图1中LED灯泡与灯泡固定板的固定装置的一个实施例的结构示意图。

图3为图2中LED灯泡的固定装置的卡环和卡柄的一个实施例的结构示意图。

图4为本发明的一种新型LED路灯的又一个实施例的结构示意图。

其中：

反射型LED灯泡1路灯后罩2灯座3

灯座固定板4灯泡固定板5路灯驱动器6

支柱连接装置7电连接线8

电引出线9灯头10泡壳11

空气流12灯泡固定装置13LED灯泡中心轴14

连接件15连接件柱体部分15a

软密封圈16密封圈卡环17卡柄18

上下半卡环之间的连接19卡环固定螺丝或铆钉20

连接板21连接铆钉22卡柄扳动方向23

路灯保护罩24LED路灯固定装置25

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细介绍。

图1为本发明的新型LED路灯的一个实施例的结构示意图。由图1可知，本发明提供的LED路灯，其包含：

至少一个其内充有低粘度高导热率气体的反射型LED灯泡1；所述反射型LED灯泡1由其内安装有LED光源的真空密封泡壳11和灯头10以及灯头10与泡壳11之间的连接件15组成；所述LED光源为由至少一串小电流LED芯片组成的高电压LED光源，所述反射型LED灯泡1的驱动电压等于或接近外电源电压；

一个路灯后罩2；

一个安装于所述路灯后罩2内侧面一侧的灯座固定板4，所述灯座固定板4上安装有至少一个灯座3；

一个路灯驱动器6，其输出经电连接线8与各LED灯泡1连接，其输入经连接线9与外电源连接；

一个灯泡固定板5，所述灯泡固定板5与所述路灯后罩2相互防潮密封构成一个防潮密封腔体，所述灯座固定板4、灯头10、灯座3、路灯驱动器6以及它们的连接线8被密封在所述防潮密封腔体之内；LED灯泡的泡壳完全暴露在自由流通的空气中；所述灯泡的LED光源工作时产生的热经泡壳内的低粘度高导热率气体的对流、经泡壳至泡壳外自由流通的空气散发掉，不需要金属散热器；

所述反射型LED灯泡1的灯头10安装于灯座3之内，所述反射型LED灯泡1被用防潮密封的固定装置13固定在灯泡固定板5上；

所述路灯后罩2和灯泡固定板5与路灯连接装置7相连接，所述路灯连接装置7与路灯支柱相连接。

本发明的反射型LED灯泡1为LED光源是高电压小电流LED光源，也不存在散热器的散热片沉积尘土、鸟粪等使散热器散热效果下降而影响使用寿命的问题；使用寿命长、重量轻、成本低。

所述反射型LED灯泡1被用固定装置13固定在灯泡固定板5上，固定装置13为防潮密封的，以保证路灯后罩2和灯泡固定板4构成的密封腔体防潮密封。

所述反射型LED灯泡1的光源为高压小电流LED，可直接用交流市电或外直流电工作，所述路灯的驱动器6包括有保护电路、功率因数校正电路等，需要时还可有光控电路、定时电路；不需要把交流市电的高电压转变成低压大电流的开关电源，驱动电路效率高、成本低。

所述至少一个反射型LED灯泡的轴14的安装方向按路灯所需的输出光分布设置。

图2为反射型LED灯泡1及其固定装置13的一个实施例的结构示意图。反射型LED灯泡1由其内安装有LED光源的真空密封泡壳11和灯头10以及灯头10与泡壳11之间的连接件15组成；所述LED光源为由至少一串小电流LED芯片组成的高电压LED光源，所述反射型LED灯泡1的驱动电压等于或接近外电源电压；

连接件15设有一有足够长度的圆柱体部分15a，其长度为3-40mm，用于固定LED灯泡的固定和密封；固定装置13由一软材料制成的密封圈16、卡环17及其卡柄18组成；密封圈16裹住灯泡的连接件15，17为一可扣紧和松开的卡环，18为其卡柄，扳动卡柄18可扣紧或松开卡环17；安装好灯泡后、扣紧卡环17，以保证密封和灯泡固定；当需要更换灯泡时、松开卡环17即可更换灯泡；灯泡装卸方便，维修可在现场完成。克服了现有技术的LED路灯维修麻烦、维护成本高的困难。图2中其它数字所代表的意义与图1中的相同。

图3为图2中LED灯泡的固定装置的卡环和卡柄的一个实施例的结构示意图。图中卡环17由上下二半圆环组成，二者之间由铆钉19相互作可活动的连接，上半圆环的另一端由铆钉或螺丝20固定在灯泡固定板5上，18为卡环的卡柄，它由一连接板21用二个可活动的铆钉22与卡环的下半环连接。当卡柄位于如图3所示状态、卡环上下半环松开，若把卡柄向上拨、卡环上下二半被拉相互合拢、把灯泡上软密封圈16扣紧，反之则可松开卡环，如23所示。从而可扣紧或松开密封圈16，以装卸灯泡。

图4为本发明的新型LED路灯的又一个实施例的结构示意图。其特征在于，所述反射型LED灯泡1为PAR型灯泡，在所述LED路灯的出光面一面还有一个保护罩24，所述保护罩24固定在灯泡固定板4或路灯后罩2上，用于保护灯泡，为了使反射型LED灯泡1的泡壳3周围的空气自由流通，保护罩24由有一系列通孔的金属网或板制成，使空气流12可以自由流，以保证LED灯泡的散热；本发明的LED路灯也可用于隧道灯或墙灯，25为路灯、隧道灯或墙灯的固定装置。图3中其它数字所代表的意义与图1中的相同。

本发明要求保护的范围不限于本文中介绍的各实施例，凡基于本发明申请专利范围和说明书内容所作的各种形式的变换和代换、皆属本发明专利涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种LED路灯，其包含：

至少一个其内充有低粘度高导热率气体的反射型LED灯泡；所述反射型LED灯泡由其内安装有LED光源的真空密封泡壳和灯头、以及灯头与泡壳之间的连接件组成；所述LED光源为由至少一串小电流LED芯片组成的高电压LED光源，所述反射型LED灯泡的驱动电压等于或接近外电源电压；

一个路灯后罩；

一个安装于所述路灯后罩内侧面一侧的灯座固定板，所述灯座固定板上安装有至少一个灯座；

一个路灯驱动器，其输出经电连接线与各LED灯泡连接，其输入经连接线与外电源连接；

一个灯泡固定板，所述灯泡固定板与所述路灯后罩相互防潮密封构成一个防潮密封腔体，所述灯座固定板、灯头、灯座、路灯驱动器以及它们的连接线被密封在所述防潮密封腔体之内；

所述反射型LED灯泡的灯头安装于灯座之内，所述反射型LED灯泡被用防潮密封的固定装置固定在灯泡固定板上，所述反射型LED灯泡的真空密封泡壳暴露在自由流通的空气中；

所述路灯后罩和灯泡固定板与路灯连接装置相连接，所述路灯连接装置与路灯支柱相连接；

所述反射型LED灯泡的光轴的安装方向按路灯的光输出分布要求设置。

2.根据权利要求1所述的LED路灯，其特征在于，所述反射型LED灯泡的真空密封泡壳为具有部分透光和部分有反射面的反射型泡壳；所述连接灯头与真空密封泡壳的连接件具有一段长度为3-40mm的圆柱体，用于将反射型LED灯泡和灯泡固定板相互固定并密封。

3.根据权利要求1或2所述的LED路灯，其特征在于，所述的真空密封泡壳为R型泡壳、BR型泡壳、PAR型泡壳或其它形状泡壳。

4.根据权利要求1所述的LED路灯，其特征在于，所述的灯泡固定装置由一软密封圈和一密封圈卡环及其卡柄组成。

5.根据权利要求1或2所述的LED路灯，其特征在于，所述反射型LED灯泡的出光面设置具有一系列通孔的路灯保护罩。

6.根据权利要求1所述的LED路灯，其特征在于，所述外接电源为市用交流电源或太阳能直流电源。

7.根据权利要求1或5所述的LED路灯，其特征在于,所述的路灯后罩、灯泡固定板或路灯保护罩由金属或塑料制成。

8.根据权利要求1所述的LED路灯，其特征在于,所述的路灯驱动器包含有保护电路和功率因素校正电路。

9.根据权利要求1或8所述的LED路灯，其特征在于,所述的路灯驱动器还包含光控电路或定时电路。