CN103453497B - 一种led灯用散热器及其led光源模块 - Google Patents

一种led灯用散热器及其led光源模块 Download PDF

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一种散热表面积大、重量轻的LED灯用散热器及由该散热器组成的LED光源模块,该散热器包括安装基板面以及在安装基板面的背面设置的密集散热锥,安装基板面的正面中央为LED灯的光源及透镜的安装位置;LED光源模块包括有所述散热器、光源、配光透镜、密封圈、压圈、螺钉和密封引线的防水接头。

Description

一种LED灯用散热器及其LED光源模块
技术领域
[0001] 本发明涉及一种LED光源领域,特别涉及一种LED灯用散热器及带有该散热器的的LED光源模块,其可构成组装非主干道路灯、庭院灯、投光灯、地埋灯等LED灯具的核心部件。
背景技术
[0002] 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,焚光灯管的二分之一;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)。
[0003] 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恶化,元件温度每上升2°C,灯具可靠性就将下降10%。例如,有实验表明,当工作温度由63°C升到74°C时,LED平均寿命将会减少3 /
4。即光源芯片过高的温升将引起发光效率降低,造成严重光衰、寿命缩短。因此“散热”成为大功率LED灯具的重要关键技术。所以优良的散热系统设计,好的散热材料的应用至关重要。换言之,散热模块的设计已成为保障LED质量的关键要素。
[0004]目前LED灯具多采用整体式的、系统性的散热设计理念,如铝压铸模、铝挤型齿状散热片、整体式齿状散热片、铝挤型材横列齿形散热器、热导管长鳍形、外部齿状结构片、自然对流通体散热等,还有采用超合金导热管与高密度散热铝鳍片结合。将芯片产生的热量迅速的由点源转为线源,使热量均匀分布至散热片。
[0005] 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,除上述散热设计关键技术外,其需要解决的其他技术还有以下几方面:(I)灯具的性能和参数设计、工业造型设计、光学设计、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,高性能的反光器一光杯灯罩设计等。(3)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。(4)低压恒流源驱动设计、高透光率混光材料的使用等。
[0006] LED灯具壳体散热模块设计的不足之处主要表现在:(I)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。
[0007] 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。
[0008] 设计高效散热器的原则是在满足基本强度要求的提前下,以最小的质量获得最大的散热表面,以期得到和周围空气最大的换热面积及换热效果。
发明内容
[0009] 本发明的目的在于提供一种散热表面积大、重量轻的LED灯用散热器,及由该散热器组成的LED模块,该模块可成为组装非主干道路灯、庭院灯、投光灯、地埋灯等LED灯具的核心部件,设计者可根据外形美化设计需要完成附配件组合,形成不同样式的灯形,达到LED灯具的模块化、系列化开发要求。
[0010] 为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现。
[0011] —种LED灯用散热器,其特征在于:包括安装基板面;所述安装基板面的背面设置有密集散热锥,所述安装基板面的正面的中央为LED灯的光源及透镜的安装位置,其中:所述密集散热锥由多个密集分布的散热锥组成。
[0012] 上述技术方案的特点和进一步改进在于:
[0013] 所述密集散热锥中的多个散热锥成同心圆状分布,每个散热锥的高度为40mm,锥底直径为7_,锥顶直径为4_。该分布形状保障在制造工艺可行的状态下,表面积最大,并便于安装其他固定支架、驱动电源或控制器。
[0014] 进一步地,散热器本体质量彡0.8Kg,所述光源最大功率60W /只。
[0015] 进一步地,所述密集散热锥含有4个锥顶直径为8mm的散热锥,其上加工有螺纹孔用以安装固定电源箱,以便进一步安装驱动电源或控制器。
[0016] 进一步地,所述散热锥的锥间间隙为7-8_,椎体表面布有纵向小凹槽,以增强综合散热效果。
[0017] 优选的,所述散热器为铝合金砂型铸造而成;可以大幅降低散热器的生产成本。
[0018] 进一步的,本发明还公开了:一种包括所述的散热器的LED光源模块,其特征在于,所述LED光源模块还包括:光源、配光透镜、密封圈、压圈、螺钉和密封引线的防水接头。
[0019] 所述的LED模块本身对光源作了密封设计(密封圈+防水接头),所以该模块在组装灯具时,不用再对光源进行任何密封处理。模块光源根据配光要求可选择多种配光透镜(矩形光斑配光、蝙蝠形光斑配光、圆形光斑等)以适应模块化灯具应用于不同场合的使用要求。
附图说明
[0020]图1为本发明的一种背面设置有密集散热锥的散热器示意图;
[0021]图2为由图1所示的散热器构成的LED模块的剖视示意图;
[0022] 图中:1、散热器;2、LED光源芯片;3、配光透镜;4、密封圈;5、压
[0023] 圈;6、螺钉;7、防水接头。
具体实施方式
[0024] 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。
[0025] 如图1、2所示,其中所示的散热器构成的LED模块,包括背面设置有密集散热锥的散热器,散热器正面安装基板面中央安装的LED灯的光源及透镜。
[0026] 基板面背面有成同心圆状分布的高度40_,底直径7_,顶直径4mm的散热锥。对于密集散热锥中的每个散热锥,假设散热锥呈竖直摆放,则垂直于其轴线上每一点处的切面为圆形。
[0027] 优选的,基板背面散热锥含有4个锥顶直径8mm的散热锥,其上加工有螺纹孔,其上安装固定电源箱,电源箱中安装驱动电源或控制器。
[0028] LED光源模块由带有散热锥的散热器(也可称散热器本体)、光源、配光透镜、密封圈、压圈、螺钉和密封引线的防水接头组成。LED光源模块本身对光源作了密封设计(密封圈+防水接头),所以该模块在组装灯具时,不用再对光源进行任何密封处理。模块光源根据配光要求可选择多种配光透镜(矩形光斑配光、蝙蝠形光斑配光、圆形光斑等)以适应模块化灯具应用于不同场合的使用要求。
[0029] 使用本发明的模块组装的LED灯具,这种模块组装的LED灯,使散热器通用性强,适用不同功率要求,降低生产成本,保证散热效果。

Claims (6)

1.一种LED灯用散热器,其特征在于:包括安装基板面;所述安装基板面的背面设置有密集散热锥,所述安装基板面的正面的中央为LED灯的光源及透镜的安装位置,其中:所述密集散热锥由多个密集分布的散热锥组成; 所述密集散热锥中的多个散热锥成同心圆状分布,每个散热锥的高度为40_,锥底直径为7_,所述成同心圆状分布的散热锥的锥顶直径为4_ ; 所述密集散热锥额外含有4个锥顶直径为8mm的散热锥,其上加工有螺纹孔用以安装固定电源箱,以便进一步安装驱动电源或控制器。
2.如权利要求1所述的散热器,其特征在于,散热器本体质量< 0.8Kg,所述光源最大功率60W/只。
3.如权利要求1所述的散热器,其特征在于,所述散热锥的锥间间隙为7-8_,锥体表面布有纵向小凹槽,以增强综合散热效果。
4.如权利要求1所述的散热器,其特征在于,所述散热器由铝合金砂型铸造而成。
5.一种包括权利要求1中所述的散热器的LED光源模块,其特征在于,所述LED光源模块还包括:光源、配光透镜、密封圈、压圈、螺钉和密封引线的防水接头。
6.如权利要求5所述的LED光源模块,其特征在于,所述配光透镜是矩形光斑配光透镜、蝙蝠形光斑配光透镜或圆形光斑透镜。
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