CN103511862A

CN103511862A - 一种高光通量led照明灯泡

Info

Publication number: CN103511862A
Application number: CN201210211538.8A
Authority: CN
Inventors: 葛世潮
Original assignee: ZHEJIANG LEDISON OPTOELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG LEDISON OPTOELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2032-06-21
Also published as: HK1188478A1; CN103511862B

Abstract

一种高光通量LED照明灯，其包括：至少二个各自真空密封并充气的LED灯管；每个LED灯管包括一个透光泡壳，其内的透明管外表面上安装至少一串LED芯片；泡壳开口端、透明管一端、排气管及电极引出线一起熔封构成真空密封的LED灯管；透明管一端开口，另一端有至少一个通孔，各灯管之间有间隙，可有效地将灯管热散发掉；各灯管各自有恒流驱动电路；每个灯管可发500-3000lm的光，一个高光通量LED灯有复数个LED灯管，可制成1000-30000lm的灯；可替代大功率白炽灯、大功率荧光节能灯、高压钠灯、金卤灯等，用于商场、车间、路灯、隧道等需要高光通量的照明；替换时无需更换灯具，且维修也只需更换灯泡。

Description

一种高光通量LED照明灯泡

技术领域

本发明涉及的是一种LED照明灯泡，特别是一种可替代100-500W或更高功率的白炽灯的高光通量LED照明灯。可直接替换大功率白炽灯、大功率荧光节能灯、高压钠灯、金卤灯等用于商场、道路、隧道等照明。

背景技术

现有技术的LED灯泡和球泡灯的输出光通量一般都在800lm以下，可用于替换75W以下的白炽灯和相当光通量的荧光节能灯；100W的白炽灯可发出1200-1400lm的光，灯的大小为A19；500W白炽灯则可发约10000lm的光；现有LED照明灯技术还难于制成灯大小接近A19、输出光通量为1000lm或更高光通量的白炽灯替代灯。

现有技术的高光通量LED照明灯一般都用多个功率型LED元件或集成功率型LED芯片、制成大功率LED，再加上一个笨重的金属散热器散热，或用热管加金属散热器散热、或用风扇加金属散热器散热。目前这类灯的性能已经可与高压钠灯和金卤灯相比，整灯发光效率可达80-90lm/W，显色指数大于70，近几年来各国都在努力推广用于路灯和隧道等照明，特别是它有较好的配光曲线和可智能化控制和无汞等优点。但几年来推广的效果并不理想，主要问题是：价格太高，更换时需要把整个灯头更换，难于很快推广，即使用EMC方式销售也未能奏效；其次，它的维修难于在现场完成，不能像高压钠灯、金卤灯那样可在现场更换灯泡完成，维修成本较高；此外，还有重量太重、可靠性差、光衰大、效率欠高等不足。

现有技术的高光通量照明大多用高压钠灯或金卤灯，其中高压钠灯是用得最广的，它的光效可高达140-150lm/W，整灯效率达90-100lm/W，使用寿命也可达15000小时，成本也较低，但它的显色指数很低、只有20-30；较高显色指数的高压钠灯，发光效率很低；同时，它和金卤灯一样都属于高强度气体放电灯，需要有害的汞；这二种灯在断电后都需要等待5-10分钟、灯管冷却后才能再启动，也难于用智能化控制以更节省用电。

鉴于现有高光通量照明大多用高压钠灯或金卤灯，而这些灯大多为有螺口等形式的灯头的灯，最理想的替代灯最好是有相同形式的灯头和大小尺寸相近的灯，可直接替换、而无需更换整个灯罩灯具，不仅成本低，而且容易推广，维修方便；但可惜，至今还没有这类可直接替换高压钠灯或金卤灯等的高光通量LED灯。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述之不足，而提供一种输出光通量高，发光效率高，成本低，重量轻，可直接替换大功率白炽灯、大功率荧光节能灯、高压钠灯、金卤灯的高光通量LED照明灯泡。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的高光通量LED照明灯，其包括：一个LED光源，一个LED光源安装件，一个LED驱动器及驱动器外壳，一个电连接器；LED光源的电极与驱动器的输出连接，驱动器的输入端与电连接器连接，电连接器用于连接外电源；其特征在于：

所述LED光源为至少二个各自真空密封并充有传热和保护LED的气体的LED灯管；

所述至少二个LED灯管被固定安装于灯管安装件上，各灯管之间有让空气流通、带走灯管工作时产生的热的散热间隙；

所述的每一个LED灯管均包括：一个透光泡壳；一个透明管；一个排气管；透明管外表面上安装至少一串相互串联或串并联的LED芯片，LED芯片的电极由电极引出线引出；所述透光泡壳与透明管的一端、排气管及电引出线一起高温熔封，以构成真空密封的LED灯管；LED灯管经排气管抽真空后充入传热和保护LED的气体，之后将排气管密封；所述透明管在泡壳内的部分一端开口，另一端有至少一个通孔；

所述每一个LED灯管有各自的恒流驱动电路。

所述LED芯片为芯片基板是透明、发蓝光或紫外光的芯片，LED芯片被用胶安装在透明管外表面上；透明管外表面和LED芯片上涂覆有第一发光粉层，LED芯片上的第一发光粉层上再涂覆有第二发光粉层；或者，所述LED 芯片为发蓝光的芯片加发红光或其它色的芯片；或者所述LED 芯片为发红、蓝、绿三基色的芯片或多基色的芯片。

所述第一发光粉层和第二发光粉层均由发光粉和透明介质混合制成，所述透明介质为硅胶类、环氧树脂类、低熔点玻璃或塑料。

所述的LED灯管内的传热和保护LED的气体为氦、氢、氮、氖等稀有气体、干燥空气或它们的混合气；其气压为室温下0.2-3大气压。

所述的透明管外表面上可套装有第二透明管，所述第二透明管外表面上有至少一个用于安装LED芯片的平面，所述至少一串LED芯片被安装在所述平面上；所述第二透明管由玻璃、透明陶瓷管或塑料制成；所述LED芯片被安装在带有第一发光粉层的透明基板的第一发光粉层上，LED芯片上的第一发光粉层上涂覆有第二发光粉层。

所述第一发光粉层也可被直接制作在第二透明管的平面上，LED芯片被安装在第一发光粉层上，LED芯片上方有第二发光粉层。

所述LED 芯片被分散安装或上下二层安装。

所述驱动器外壳和LED灯管安装件均由塑料、陶瓷、金属或带有绝缘涂层的金属制成；所述灯管安装件内设隔热层。

所述相邻的LED灯管之间由固定装置固定。

所述驱动器包括功率因素校正电路、保护电路和各LED灯管各自的恒流驱动电路。所述驱动器还包括有光控电路或时间控制电路。

所述透光泡壳形状为T-型、A-型、G-型、R-型、BR-形、PAR-型、烛型或其它现有灯泡形状中的一种。

本发明的每个LED灯管可发500-3000lm的光，一个高光通量LED灯有复数个LED灯管，可制成1000--30000lm的灯。可直接替换现有的大功率白炽灯、大功率荧光节能灯、高压钠灯、金卤灯等。

本发明与现有技术相比，其优点是：LED灯由复数个LED灯管制成，每个灯管内有一安装有LED的、上下通气的透明管，LED工作时产生的热加热管中气体、使其快速上升，同时吸入下端气体，在管内形成强烈的气体回流，就如一个无源气体回流泵，可有效把LED产生的热带到灯管的管壁散发掉；同时，各LED灯管之间有空隙，可让空气因灯管的热加温而上升，有效地把灯管的热带走散发掉，散热效果好；各灯管有各自的恒流电路，可保证各LED灯管都正常工作；从而可制成高光通量、高发光效率、低成本、尺寸小的高光通量LED照明灯，可直接替换大功率白炽灯、大功率荧光节能灯、高压钠灯和金卤灯，用于商场、道路、隧道等需要高光通量照明的场合，容易推广。

附图说明

图1为本发明的高光通量LED照明灯的一个实施例结构示意图，图中（A）为俯视图，（B）为主视及局部剖面示意图。

图2为本发明的高光通量LED照明灯的LED灯管的一个实施例结构示意图。

图3为图2所示的LED灯管的C-C截面的一个实施例的示意图。

图4为图2所示的LED灯管的C-C截面的又一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细介绍。

图1为本发明的高光通量LED照明灯的一个实施例的结构示意图，图中（A）为俯视图，（B）为主视及局部剖面示意图；如图1所示，本发明的高光通量LED照明灯，其包括：

至少二个各自真空密封并充有传热和保护LED气体的LED灯管2，图1所示LED灯管2为有3个的例子；

一个灯管安装件3；

所述LED灯管2固定安装于灯管安装件3一端面上；

一个固定连接于所述灯管安装件3另一端面上的驱动器外壳5；

所述驱动器外壳5内装有驱动器4；

所述驱动器4的输出与所述LED灯管2的电引出线10电连接；

一个与所述驱动器4电连接的用于连接外电源的电连接器6；

各LED灯管2之间有散热间隙14，可让空气因灯管工作时产生的热加温而上升，有效地把LED灯管2的热带走散发掉，如图1中15所示；图1中，电极引出线10由固定装置16固定。

每一个灯管2均包括：

一个被抽真空后充有气体的透光灯管泡壳7；

位于所述透光灯管泡壳7之内的透明管11；

安装于所述透明管11下端的排气管8；

安装于所述透明管11外表面上的至少一串LED芯片9，其电极由电极引出线10引出并与所述驱动器4电连接；

所述的灯管泡壳7、排气管8、电极引出线10及透明管11一起高温熔封构成真空密封的LED灯管2。

所述透明管11的外表面上安装有至少一串LED芯片或至少一个高压LED芯片（即每个芯片有2个以上PN结的芯片）9及其第一发光粉层19和第二发光粉层20（详细见图3）。

所述LED芯片9为芯片基板是透明的LED芯片，为发蓝光或紫外光的芯片，或为发蓝光的芯片加发红光和其它色的芯片，或为发红、蓝、绿三基色的芯片或多基色的芯片。

透明管11在泡壳7内的部分的一端11a开口、另一端有至少一个通孔12；透明管11中的气体会因LED芯片工作时产生的热加温而上升，同时吸入下端气体而形成强烈的气体回流，让LED散热，如图1中13所示；

所述至少一串LED芯片或至少一个高压LED芯片相互串联或串并联，21为各串LED芯片之间和芯片与其电极引出线10之间的电连接线。

所述真空密封并充气的LED灯管2中所充的气体18可为氦、氢、氮、氖等稀有气体（即惰性气体）、干燥空气或它们的混合气；氦和氦氢混合气为优选气体；所充气体的气压为室温下0.2-3大气压。

所述玻璃管11上还可套装第二透明管24，如图4所示；所述LED芯片9安装在第二透明管24的外表面上；所述第二透明管24套装在玻璃管11开口一端11a上。

所述驱动器4包括有各LED灯管各自的恒流驱动电路，以保证各灯管各自恒流工作；所述驱动器4还包括有功率因素校正电路和保护电路；需要时还可包括有光控/时间控制电路。

所述驱动器外壳5和灯管安装件3由塑料、陶瓷、金属或带有绝缘涂层的金属制成。

所述灯管安装件3的顶面为凸出的锥面，以利空气流通，其内部还有一空气隔热层3a，以减少LED灯管2工作时产生的热传导给驱动器4。

图1中，各LED灯管2之间还由固定装置17固定。

所述透光灯管泡壳7形状为T-型、A-型、G-型、R-型、BR-形、PAR-型、烛型或其它现有灯泡形状中的一种，图1所示为T-型管的例子。

所述电连接器6为现有白炽灯、高压钠灯和金卤灯灯头中的一种。

所述每个真空密封并充气的LED灯管2可发500-3000lm的光，一个高光通量LED照明灯1有复数个LED灯管2，可制成1000--30000lm的灯，可直接替换现有的大功率白炽灯、大功率荧光节能灯、高压钠灯、金卤灯等。

图2为本发明的高光通量LED照明灯的LED灯管2的一个实施例的结构示意图；特征在于，所述至少一串LED芯片9被分散安装，以更好散热，图2所示为上下二层安装的例子。图2中其它数字的意义与图1中的相同。

图3为图2的C-C截面的一个实施例的结构示意图；LED芯片9被用胶22固定在玻璃管11外表面上，玻璃管11外表面和LED 芯片9上有第一发光粉层19，在LED芯片9上的第一发光粉层19上再涂覆有第二发光粉层20以保证发光色均匀；23为LED芯片之间的电连接线；第一发光粉层19和第二发光粉层20均由发光粉和透明介质混合制成，所述透明介质为硅胶类透明介质、环氧树脂类透明介质、低熔点玻璃或塑料等。第一发光粉层19包裹透明管11，可把LED芯片9所发的光散射、以降低炫光。

所述LED芯片9为基板是透明的、发蓝光或紫外光的芯片，为了得到所需的色温和显色指数、还可再加有发红光和其它色光的芯片。

所述LED芯片9也可为发红、蓝、绿三基色的芯片、或多基色的芯片；用不同数量的各色LED芯片可得到不同色参数的输出光，这时可不用第一和第二发光粉层。

图4为图2的C-C截面的又一个实施例的结构示意图；其特征在于，所述透明管11外还套装有第二透明管24，所述第二透明管24为玻璃管、透明陶瓷管或透明塑料管；所述第二透明管24和透明管11之间至少有一处有胶25相互固定；第二透明管24外表面上有至少一个平面26用于安装所述的至少一串LED芯片9。

所述至少一串LED芯片9被用胶27固定在有第一发光粉层28的透明基板29的发光粉层28上，LED芯片9上的第一发光粉层28上有第二发光粉层30；所述透明基板29由玻璃、透明陶瓷或透明塑料制成；所述透明基板29被用胶31固定在第二透明管24的平面26上。

所述LED芯片9可奇偶数交替错开排列，如图4所示，使LED芯片之间有较大距离，以便更好散热。

所述第一发光粉层28也可直接制作在第二透明管24的平面26上，即不用透明基板29。图4中其它数字的意义与图3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，凡基于本发明申请权利要求及说明书内容所作的各种形式的变换和代换、皆属本发明涵盖的范围。

Claims

1.一种高光通量LED照明灯，其包括：一个LED光源，一个LED光源安装件，一个LED驱动器及驱动器外壳，一个电连接器；LED光源的电极与驱动器的输出连接，驱动器的输入端与电连接器连接，电连接器用于连接外电源；其特征在于：

所述的每一个LED灯管均包括：一个透光泡壳；一个透明管；一个排气管；透明管外表面上安装至少一串相互串联或串并联的LED芯片，LED芯片的电极由电极引出线引出；所述透光泡壳与透明管的一端、排气管及电引出线一起高温熔封，以构成真空密封的LED灯管；LED灯管经排气管抽真空后充入传热和保护LED的气体，之后将排气管密封；所述透明管在泡壳内的部分的一端开口，另一端有至少一个通孔；

所述每一个LED灯管有各自的恒流驱动电路。

2.按权利要求1所述的高光通量LED照明灯泡，其特征在于，所述LED芯片为芯片基板是透明、发蓝光或紫外光的芯片，LED芯片被用胶安装在透明管外表面上；透明管外表面和LED芯片上涂覆有第一发光粉层，LED芯片上的第一发光粉层上再涂覆有第二发光粉层；或者，所述LED芯片为发蓝光的芯片加发红光或其它色的芯片；或者所述LED芯片为发红、蓝、绿三基色的芯片或多基色的芯片。

3.按权利要求2所述的高光通量LED照明灯泡，其特征在于，所述第一发光粉层和第二发光粉层均由发光粉和透明介质混合制成，所述透明介质为硅胶类、环氧树脂类、低熔点玻璃或塑料。

4.按权利要求1所述的高光通量LED照明灯泡，其特征在于，所述的LED灯管内的传热和保护LED的气体为氦、氢、氮、干燥空气、氩、氖气体或它们的混合气；其气压为室温下0.2-3大气压。

5.按权利要求1所述的高光通量LED照明灯泡，其特征在于，所述的透明管外表面上套装有第二透明管，所述第二透明管外表面上有至少一个用于安装LED芯片的平面，所述至少一串LED芯片被安装在所述平面上；所述第二透明管由玻璃、透明陶瓷管或塑料制成；所述LED芯片被安装在带有第一发光粉层的透明基板的第一发光粉层上，LED芯片上的第一发光粉层上涂覆有第二发光粉层。

6.按权利要求5所述的高光通量LED照明灯泡，其特征在于，所述第一发光粉层被直接制作在第二透明管的平面上，LED芯片被安装在第一发光粉层上，LED 芯片上方有第二发光粉层。

7.按权利要求1、2、5或6所述的高光通量LED照明灯泡，其特征在于，所述LED芯片被分散安装或上下二层安装。

8.按权利要求1所述的高光通量LED照明灯泡，其特征在于，所述驱动器外壳和LED灯管安装件均由塑料、陶瓷、金属或带有绝缘涂层的金属制成；所述灯管安装件的中央为凸出的锥面，其内设有隔热层。

9.按权利要求1所述的高光通量LED照明灯泡，其特征在于，所述相邻的LED灯管之间由固定装置固定。

10.按权利要求1所述的高光通量LED照明灯泡，其特征在于，所述驱动器包括功率因素校正电路、保护电路和各LED灯管各自的恒流驱动电路。

11.按权利要求10所述的高光通量LED照明灯泡，其特征在于，所述驱动器还包括有光控电路或时间控制电路。

12.根据权利要求1所述的高光通量LED照明灯泡，其特征在于，所述透光泡壳形状为T-型、A-型、G-型、R-型、BR-形、PAR-型、烛型或其它现有灯泡形状中的一种。