CN103470976A

CN103470976A - 一种led灯

Info

Publication number: CN103470976A
Application number: CN2013103927240A
Authority: CN
Inventors: 许如柏; 郭丽芳; 张利刚
Original assignee: Fremont Micro Devices Shenzhen Ltd
Current assignee: Huimang Microelectronics Shenzhen Co ltd
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2033-09-02
Also published as: CN103470976B

Abstract

本发明公开了一种LED灯，包括与外部电源连接的灯头、安装在所述灯头上的LED发光体以及设置在所述LED发光体外围的散热器，所述散热器包括用作结构性支撑的环形本体，以及设置在所述本体内侧表面的第一导热层和设置在所述本体外侧表面的第二导热层，所述散热器沿径向还开设有多个用于增强热对流散热的通孔。相对常见铝或铝合金等金属材料散热器，本发明的LED灯中第一导热层与第二导热层通过通孔连接可形成热对流，利于散热；通过散热器的本体在材料选型上比目前的金属材料散热器更加灵活，重量可以更轻，且更加便宜，从而令LED灯具价格降低，利于LED照明的快速推广与发展。

Description

一种LED灯

技术领域

本发明涉及照明领域，更具体地说，涉及一种LED灯。

背景技术

热量的传导路径主要分为三种形态，分别为热传导传递，热对流传递，热辐射传递。LED芯片所产生的热量从LED芯片的金属散热块出来，先经过焊料到铝基板或者铜基板，再通过导热胶才到散热器。通常的提高散热做法是优化散热器，目前已有的LED散热设计，基本上都采用铝或铝合金材料散热器，散热器常采用鳍片形状，如图1所示。该散热设计中存在的问题有：

（1）铜散热器热传导优但体重，铝体稍轻但热传导相对较差，且金属材料价格与制作成本偏高，体积笨重，若太薄太轻则不能为LED灯具提供良好的结构支撑，散热器成本低不下来，导致LED灯具整体成本偏高，不利于LED灯具的大量普及发展。

（2）不管是铜散热器还是铝散热器，传统散热设计只强调热传导而忽视热对流，而热对流不畅时，热传导再好散热效果也会大打折扣；

（3）密集分布的鳍片看似增大了散热面积，但限制了鳍片间空气的流通，真正的有效散热面积不但没得到增加，反而有减小的可能；

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供达到良好散热效果的同时，大幅降低LED散热器成本的LED灯。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种LED灯，包括与外部电源连接的灯头、安装在所述灯头上的LED发光体以及设置在所述LED发光体外围的散热器，其特征在于，所述散热器包括用作结构性支撑的环形的本体，以及设置在所述本体内侧表面的第一导热层和设置在所述本体外侧表面的第二导热层。

本发明所述的LED灯中，所述散热器沿径向开设有多个用于增强热对流散热的通孔，每个所述通孔均贯通所述第一导热层、所述本体及所述第二导热层。

本发明所述的LED灯中，所述散热器还包括设置在所述通孔内侧壁上的第三导热层，所述第三导热层与所述第一导热层、所述第二导热层相连接并包围在所述本体表面。

本发明所述的LED灯中，所述散热器还包括有设置在所述第二导热层外表面、用于增强热辐射散热的热辐射层。

本发明所述的LED灯中，所述散热器沿轴向开设有多个用于增强热对流散热的通孔，每个所述通孔均贯通所述第一导热层、所述本体、所述第二导热层及所述热辐射层。

本发明所述的LED灯中，所述散热器还包括设置在所述通孔内侧壁上的第三导热层。

本发明所述的LED灯中，所述本体由塑料、玻璃或陶瓷材料制成。

本发明所述的LED灯中，所述本体横截面包括内侧框与外侧框，所述内侧框形状为圆形或多边形，所述外侧框形状为圆形或多边形，所述内侧框与所述外侧框形状相同。

本发明所述的LED灯中，所述本体横截面包括内侧框与外侧框，所述内侧框形状为圆形或多边形，所述外侧框形状为圆形或多边形，所述内侧框与所述外侧框形状不相同。

本发明所述的LED灯中，所述LED发光体与所述散热器之间还设有用于导光及聚光的灯罩。

实施本发明的LED灯，具有以下有益效果：

1.相对常见铝或铝合金等金属材料散热器，本发明通过散热器的本体31在材料选型上比目前的金属材料散热器更加灵活，重量可以更轻，且更加便宜；

2.第一导热层与第二导热层通过通孔连接可形成热对流，利于散热；当第三导热层用导热材料填充时，可使得结构更牢固，及导热填充物易于热传导；

3.本发明散热器的本体与LED灯具其余部分可采用相同材料，制成一体成型灯具结构，制作更加方便。

本发明的LED灯能大幅降低LED灯具散热器材料成本，重量与制作成本，从而令LED灯具价格降低，利于LED照明的快速推广与发展。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有技术中LED灯散热器的结构示意图；

图2是本发明较佳实施方式的LED灯结构示意图；

图3是本发明较佳实施方式的LED灯散热器的剖面结构示意图。

图4是本发明较佳实施方式的LED灯散热器上通孔34的第一种填充方式的示意图；

图5是本发明较佳实施方式的LED灯散热器上通孔34的第二种填充方式的示意图；

图6是本发明较佳实施方式的LED灯散热器上通孔34的第三种填充方式的示意图；

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，为现有技术中LED灯散热器的结构示意图，该散热器沿LED灯径向方向延伸出多个鳍片，该结构看似增大了散热面积，但限制了鳍片间空气的流通，真正的有效散热面积不但没得到增加，反而有减小的可能，且金属材料价格与制作成本偏高，体积笨重，若太薄太轻则不能为LED灯具提供良好的结构支撑，散热器成本低不下来，导致LED灯具整体成本偏高。

如图2所示，为本发明较佳实施方式的LED灯结构示意图，包括与外部电源连接的灯头1、安装在所述灯头1上的LED发光体2（图2中未标示）以及设置在所述LED发光体2外围的散热器3，沿散热器3径向还开设有多个用于增加热对流散热的通孔34，所述LED发光体2与所述散热器3之间还设有用于导光聚光的灯罩4。

如图3所示，为本发明较佳实施方式的LED灯散热器的剖面结构示意图。所述散热器3由多层结构组成，包括用作结构性支撑的环形的本体31、设置在所述本体31内侧表面的第一导热层32和设置在所述本体31外侧表面的第二导热层33，所述散热器3还包括有设置在所述第二导热层33外表面并用于增强热辐射散热的热辐射层36。所述散热器2沿径向开设有多个用于增强热对流散热的通孔34，每个所述通孔34均贯通所述第一导热层32、所述本体31、所述第二导热层33及所述热辐射层36。所述散热器3还包括设置在所述通孔34内侧壁上的第三导热层35。

其中，所述本体31为LED灯具提供结构性支撑，可以替代常见LED灯具的灯杯，方便LED灯具制成各种形状，如方形，圆形，椭圆形，多边形等。不同于常见LED灯具铝或铝合金材料散热器，本发明新型结构散热器在本体31材料的选取上不需要局限于高导热性的金属材料，散热器3的本体31可以不导热，在选择上可以基于如价格，硬度和模具难易度等其它方面来考虑，灵活性更大，材料可以更便宜与轻便，如塑料，玻璃，陶瓷，PCB板等导热性能较差的材料均可用来做本体31。

其中，所述散热器的导热层由设置在所述本体31内表面的第一导热层32、所述本体31外表面的第二导热层33和设置在所述通孔34内侧壁上的第三导热层35组成，所述第三导热层35与所述第一导热层32、所述第二导热层33相连接并包围在所述本体31表面；导热层由导热材料制成，可以是导热涂层，如铝或铜等，可通过电镀等工艺分别涂覆在本体31的内外两面以通孔34的内侧壁。

其中，所述散热器3沿径向开设有多个用于增强热对流散热的通孔34，通孔34贯穿所述散热器3内外两面，通孔34形状可为圆形、三角形、方形或六边形等，其大小与密度可以视LED发光体温度高低而设计。通过通孔34的填充情况，实现不同的散热效果。

（1）如图4所示，为通孔34的第一种填充方式的示意图：

当通孔34用导热材料完全填充，即第三导热层35也被导热材料完全填充时，可紧密地将散热器的第一导热层32与第二导热层33相连接，使导热层结构更加牢固，第一导热层32吸收LED灯的热量从第三导热层35传导至第二导热层33，热量最终散发至空气中。

（2）如图5所示，为通孔34的第二种填充方式的示意图：

当通孔34不填充导热材料，即第三导热层35不存在时，通孔34可起到加强空气对流作用，将LED灯的热量扩散到空气中，同时将外面的温度较低的空气流入LED灯具里，加速对流散热，此填充方法在充分散热的同时，还提供内外层的绝缘，这样的灯具使得使用相对低成本的非隔离LED驱动方案成为可能。

（3）如图6所示，为通孔34的第三种填充方式的示意图：

当通孔34不完全填充导热材料，即第三导热层35填充导热材料时，散热器既可紧密地将第一导热层32与第二导热层33相连接，使导热层结构更加牢固，还可起到加强空气对流作用，将LED灯的热量扩散到空气中，同时将外面的温度较低的空气流入LED灯具里，加速对流散热，该结构的散热效果最佳。

第一导热层32与第二导热层33可以是同一种导热材料，也可以是不同的导热材料。第一导热层32与第二导热层33用来吸收LED热源散发的热量，并将热量通过本体31上的通孔34传导至第一导热层32，从而将LED灯芯的热量传导至LED灯具外表实现散热。

其中，本发明LED灯具中所述散热器的热传导率由第一导热层32与第二导热层33的厚度，通孔34的密度、大小及填充决定。同时为了更好地散热，在所述散热器3的第二导热层33外表面再增加一层用于增强热辐射散热的热辐射层36，可通过在第二导热层33外表面涂敷碳粉来形成，用来加强LED灯具的热辐射能力，实现更好地散热。在实际应用中，可根据LED发光体的散发的热量大小或者成本考虑是否选择增加该热辐射层36。当然，在本发明中，从散热效果来看，LED灯通过导热层的热传导、通孔34的热对流和热辐射层36的热辐射三种散热方式同时进行散热，其散热效果最好。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims

1.一种LED灯，包括与外部电源连接的灯头（1）、安装在所述灯头（1）上的LED发光体（2）以及设置在所述LED发光体（2）外围的散热器（3），其特征在于，所述散热器（3）包括用作结构性支撑的环形的本体（31），以及设置在所述本体（31）内侧表面的第一导热层（32）和设置在所述本体（31）外侧表面的第二导热层（33）。

2.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于，所述散热器（3）沿径向开设有多个用于增强热对流散热的通孔（34），每个所述通孔（34）均贯通所述第一导热层（32）、所述本体（31）及所述第二导热层（33）。

3.根据权利要求2所述的LED灯，其特征在于，所述散热器（3）还包括设置在所述通孔（34）内侧壁上的第三导热层（35），所述第三导热层（35）与所述第一导热层（32）、所述第二导热层（33）相连接并包围在所述本体（31）表面。

4.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于，所述散热器（3）还包括有设置在所述第二导热层（33）外表面、用于增强热辐射散热的热辐射层（36）。

5.根据权利要求4所述的LED灯，其特征在于，所述散热器（3）沿轴向开设有多个用于增强热对流散热的通孔（34），每个所述通孔（34）均贯通所述第一导热层（32）、所述本体（31）、所述第二导热层（33）及所述热辐射层（36）。

6.根据权利要求5所述的LED灯，其特征在于，所述散热器（3）还包括设置在所述通孔（34）内侧壁上的第三导热层（35），所述第三导热层（35）与所述第一导热层（32）、所述第二导热层（33）相连接。

7.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于，所述本体（31）由塑料、玻璃或陶瓷材料制成。

8.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于，所述本体（31）横截面为方框形或圆环形。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的LED灯，其特征在于，所述LED发光体（2）与所述散热器（3）之间还设有用于导光及聚光的灯罩（4）。