CN103453496B - 一种led灯用型材散热器 - Google Patents

Abstract

一种LED灯用型材散热器，在基板正面两侧和基板背面设置有纵向延伸的散热齿，基板的正面中央为LED灯的光源安装位置。可根据散热需要方便确定型材散热器长度，真正满足LED灯具壳体散热的模块设计，大大加快了LED灯具系列化设计，降低灯具的生产成本，使灯具具有更强的适应性、竞争性。

Description

一种LED灯用型材散热器

技术领域

本发明涉及型材散热器，特别涉及一种LED灯用型材散热器，其主要用于路灯、庭院灯等LED灯具。

背景技术

LED是一种具有二极管特性的可以将电能转化为光能的电子器件。LED灯具在照明领域中拥有最被看好的发展前景，其突出优点在于:发光效率高，光的单色性好、光谱窄，无需过滤可直接发出有色可见光;其耗电量少，在同样照明效果情况下，耗电量是白炽灯泡的八分之一，荧光灯管的二分之一;使用寿命长，平均寿命达10万小时;安全可靠性强、有利于环保(冷光源发热量低，无热辐射，可以安全触摸，便于安装和维护;不含汞、钠等危害健康的元素，废弃物可回收)。

LED进入照明领域引发了一场新的照明技术领域的革命。随着LED技术的不断提升和人们对照明感官视觉追求的进一步提高，人们对LED灯具的设计和性能要求上更加具体，这就对照明产品设计提出了更高的要求。

LED照明灯具属于该产业链应用领域的末端产品，相对技术门坎虽然较低，但其需要解决的关键技术仍然有以下方面:(1)灯具的性能和参数设计、工业造型设计、光学设计、散热设计、电路设计、结构设计、加工工艺、生产工艺等。必须考虑相关因素，任一环节出现偏差都会影响产品的性能和效果。(2)灯具二次出光效率的设计。其包括芯片位置设计，高性能的反光器-光杯灯罩设计等。(3)LED光源一般为嵌入照明灯具中使用，驱动光源的电能 中只有约15%转化为光能，其余85%转化为热能，如果这部分热能未能及时导出并散发，则会导致光源芯片温度大幅升高，高温度导致芯片本身及封装树脂性能的恶化，引起发光效率降低严重光衰和寿命缩短。因此“散热”成为大功率LED路灯的重要关键技术。所以优良的散热系统设计，好的散热材料的应用至关重要。(4)造型设计。灯具外形应和使用环境相匹配，美观小型化，舒适耐用。(5)其他如低压恒流源驱动设计、高透光率混光材料的使用等。

目前，LED照明技术取得飞速发展，模块化、系列化已逐步成为LED产业的发展趋势。模块化可解决灯具“光、电、热”系统的最有利配置，在保证有效散热的条件下，灯具功率大小可以按需要调节，如:以50W作为一个单元，需要200W时就用4个单元拼装实现。

LED灯具模块化组装将大大降低灯具的生产成本，使灯具具有更强的适应性、竞争性。模块化后会使灯具的外观造型设计和功能设计会更趋多样化、典型化，更贴近市场的需要，大大加快LED灯具系列化。LED灯具模块化可以按壳体散热模块、光源配光模块、恒流源驱动模块三部分独立模块进行设计。

目前，LED灯具壳体散热模块设计的不足之处主要表现在:(1)灯具散热外壳通用性差。压铸成型的散热器，一种设计只能用作一种灯具规格，改型难、开模贵，对于新产品的开发极为不利。(2)灯具产品难以实现系列化。传统的LED灯具系列化比较难，如:100W的灯具只能用100W的灯具外壳散热器，专一性强，系列化的成本非常高。(3)散热表面有限。为了保证灯具的散热效果，其散热壳体一般都制作的比较重。

研究表明，解决LED散热问题的关键是改变LED的散热结构或者散热方式，有人用正交试验设计法对散热器散热翅片个数、翅片高度、翅片厚度、 基板厚度、基板长度及宽度按五个水平取值进行了试验。结果表明:翅片数目对芯片结温的影响最大，翅片高度次之，以后依次为基板长度、基板厚度、翅片厚度及基板宽度。翅片厚度对散热器质量影响最大，翅片高度次之，以后依次为翅片的数目、基板长度、基板宽度、基板厚度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种散热表面积大、重量轻的LED灯用型材散热器，可用于路灯、庭院灯等LED照明灯具，设计者可根据散热需要及灯具功率大小方便确定型材散热器长度，真正满足LED灯具壳体散热的模块化、系列化设计。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种LED灯用型材散热器，其特征在于，包括基板，在基板正面两侧和基板背面设置有纵向延伸的散热齿，基板的正面的中央为LED灯的光源安装位置。

上述技术方案的特点和进一步改进在于:

所述基板背面纵向对称轴设置有纵向延伸的圆形孔槽K，K孔的形状便于安装各类路灯杆固定支架、驱动电源或控制器。

所述基板背面两侧的散热齿高度轮廓为凸弧线，所述凸弧线为局部椭圆曲线;其作用是使基板背面两侧的散热齿适当远离灯具的安装平面，以增强综合散热效果，也为散热器外形增加美感。

所述基板正面两侧的散热齿高度轮廓为凸弧线，所述凸弧线为局部椭圆曲线;其作用是充分利用基板的正面面积，增大散热表面积，并控制散热齿的高度轮廓，合理避让光源的出射角度，也为散热器外形增加美感。

所述基板正背两面两侧的散热齿高度取为20-55mm，散热齿高度分布变化 构成上述的凸弧线，这种形式安排保证了在散热器质量较小的情况下，取得最好的散热效果。

所述基板正背两面两侧的散热齿厚度取为2-3mm，其同样保证在散热器质量较小的情况下，取得好的散热效果。

所述基板正背两面两侧的散热齿表面加工有凹槽，以增大散热表面积。

所述基板正面两侧最外侧的散热齿顶侧加工有凹槽，用以安装光扩散板(散光板)，降低灯具的眩光。

所述型材散热器为铝合金型材;可以大幅降低散热器的生产成本。

本发明的LED灯用型材散热器，在基板正面两侧和基板背面设置有纵向延伸的散热齿，基板的正面中央为LED灯的光源安装位置。设计者可根据散热需要方便确定型材散热器长度，真正满足LED灯具壳体散热的模块设计;大大加快了LED灯具系列化设计，降低灯具的生产成本，使灯具具有更强的适应性、竞争性。

附图说明

图1为本发明的一种LED灯用型材散热器的横截面(三维)示意图;

图中:1、基板;2、散热齿;3、安装孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

参见图1，为本发明的一种LED灯用型材散热器，为铝合金型材。本实施例采用铝合金型材，可以大幅降低散热器的生产成本，但本发明的技术方案并不限于此，也可采用铝、铜或铝镁合金型材。

本实施例中，在其基板正面两侧和基板背面设置有纵向延伸的散热齿。其中，基板1背面纵向对称轴设置有纵向延伸的圆形安装孔3，孔槽槽型K， 用于安装各类固定件或支架;基板1背面两侧的散热齿2高度轮廓为双凸弧线A，双凸弧线A为两条椭圆弧线合成线A，其作用是使基板1背面两侧的散热齿2适当远离灯具的安装平面，以增强综合散热效果;基板1正面两侧的散热齿2高度轮廓为另一凸弧线B，凸弧线B另一局部椭圆曲线B，其作用是充分利用基板1的正面面积，增大散热表面积，并控制散热齿2的高度轮廓，合理避让光源的出射角度。基板1的正面中央为LED灯的光源安装位置，其平面宽度为160mm。为进一步增大散热面积，所有散热齿侧面加工有多道散热槽Q。为便于安装防眩光扩散板，基板1正面两侧最外侧的散热齿内顶侧加工有安装凹槽C，用以安装光扩散板，降低灯具的眩光。

本实施例LED灯用型材散热器，通用于各类路灯、庭院灯等LED大功率照明灯具，可明显提高灯具的散热效果，与透镜光源模块配合使用，具有良好的控光角度且出光均匀。该型材散热器散热表面积大、重量轻，其单位长度散热表面积≥11413.24mm²/mm，单位长度质量≤17.8Kg/m。

本实施例LED灯用型材散热器由挤压(拉拔)成型工艺制造，适于规模化生产，成本低廉。设计者可根据灯具功率所需散热面积确定散热器长度，以构成各类灯具的散热模块。

本实施例LED灯用型材散热器外形美观大方，可直接安装光源模块，以及设计安装与光源模块匹配的反光罩型式，构成优美的灯具造型。此外，散热齿3的外侧面也可安装其他异型散热条或造型条，以改变灯具外形造型，以适应环境条件的要求或美观设计的要求。

本实施例LED灯用型材散热器，可以组装外形为矩形的系列化路灯、庭院灯，得以实现灯具的系列化生产。使用本型材散热器，散热模块长度可根据如下原则确定:对于40W以上的大功率光源芯片，保证光源温升不超过85℃， 散热面积需≥0.008m²/W。按本型材散热器单位长度散热表面积≥11413.24mm²/mm计算，并考虑适当的散热冗余，可得到大功率光源所需的散热器长度如下表所示:

功率W	50	100	120	140	160	200	240	300
									长度mm	40	80	100	120	140	200	220	300

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (4)

1.一种LED灯用型材散热器，其特征在于，包括基板，在基板正面两侧和基板背面设置有纵向延伸的散热齿，所述基板的正面的中央为LED灯的光源安装位置，所述基板正面两侧最外侧的散热齿顶侧加工有凹槽，用以安装光扩散板，降低灯具的眩光；所述基板背面纵向对称轴设置有纵向延伸的圆形孔槽，所述圆形孔槽的形状便于安装驱动电源或控制器；所述基板背面设置的散热齿以所述圆形孔槽为中心对称分布，所述基板背面圆形孔槽两侧的散热齿高度轮廓皆为凸弧线，所述凸弧线为局部椭圆曲线，且越靠近圆形孔槽处，所述散热齿的高度越高，以增强散热效果；所述基板正面两侧的散热齿高度轮廓为凸弧线，所述凸弧线为局部椭圆曲线，以充分利用基板的正面面积，增大散热表面积，并控制散热齿的高度轮廓，合理避让光源的出射角度；所述基板正背两面两侧的散热齿表面加工有凹槽，以增大散热表面积。

2.如权利要求1所述的型材散热器，其特征在于，所述基板正背两面两侧的散热齿高度为20-55mm，散热齿高度分布变化构成凸弧线。

3.如权利要求1所述的型材散热器，其特征在于，所述基板正背两面两侧的散热齿厚度为2-3mm。

4.如权利要求1所述的型材散热器，其特征在于，所述型材散热器为铝合金型材。