CN103542273A - Led改型灯和全向照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED改型灯（100），包括：灯管和设置在所述灯管内的LED发光引擎以及驱动器（2），所述LED发光引擎包括电路板（3）和设置在所述电路板（3）上的至少一个LED芯片（4），其特征在于，还包括具有导热能力的反光板（5），其设置在所述电路板（3）围绕所述LED芯片（4）的区域上，所述电路板（3）在朝向所述LED芯片的一侧与所述反光板（5）接触。此外本发明还涉及一种包括该LED改型灯的全向照明装置。

Description

LED改型灯和全向照明装置

技术领域

本发明涉及一种LED改型灯和一种包括该LED改型灯的全向照明装置。

背景技术

众所周知，LED照明具有不可替代的优点，其节省能源，超低功耗，电光功率转换接近100%，相同的照明效率比传统光源节能80%以上，并且其寿命较长。鉴于以上优点，人们越来越多地将LED作为光源来使用，例如市场上大量出现的LED改型灯。这种LED改型灯具有传统的光源例如白炽灯或灯管的外形轮廓，这样其能够作为光源更好地适应已有的照明系统。

然而，在替代传统的T8型灯时，如何提高安装在灯管内部的光源和驱动器的散热效果已经成为一个突出问题。现有技术中提出了不同的方案来解决该问题。例如在一个现有的解决方案中，灯管由分别具有半管形的外部轮廓的塑料灯壳和金属散热体连接而成。由于这种散热体的部分区域作为灯管的外表面可以和外界直接进行热交换，因此具有良好的散热效果。但是这种解决方案中也存在缺点，即一方面这种具有光学效果的塑料灯壳成本较高，另一方面半管形的金属散热体和其承载的LED发光引擎、特别是硬性电路板具有不容忽视的自重。

例如在另一个现有的解决方案中，可以采用成本低廉的玻璃灯管来代替昂贵的塑料灯壳，以降低改型灯的制造成本。由于玻璃灯管的形状固定、并且不可弯折，因此只能将用于光源和驱动器的散热体安装在玻璃灯管内部，这将严重影响照明装置的散热效果。在这种解决方案中，金属散热体和其承载的硬性电路板的重量仍然导致灯管本身的重量过大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种LED改型灯。该LED改型灯的LED发光引擎能够牢固地固定在灯管的内部。同时，驱动器集成在灯管中，从而使LED改型灯具有较高的集成度，能够非常容易地安装在为其所替代的常规照明装置所设置的灯座中。同时，这种LED改型灯具有良好的散热效果和照明效果。

本发明的目的通过一种LED改型灯由此实现，即该LED改型灯包括：灯管和设置在所述灯管内的LED发光引擎以及驱动器，所述LED发光引擎包括电路板和设置在所述电路板上的至少一个LED芯片，其特征在于，还包括具有导热能力的反光板，其设置在所述电路板围绕所述LED芯片的区域上，所述电路板在朝向所述LED芯片的一侧与所述反光板接触。在本发明的设计方案中，反光板不仅可以对LED芯片进行反光，以增强LED改型灯的光效率，而且由于这种反光板自身具有导热能力，因此在和LED芯片以及电路板进行接触、特别是热接触时，还可以被用作散热体，由此可以提高LED改型灯的散热效果。

根据本发明的一个优选的实施方式，所述电路板在朝向所述LED芯片的一侧固定在所述反光板上并且所述反光板保持在所述灯管的内壁上。反光板作为电路板和LED芯片之间的支承件抵靠灯管的内壁，因此作为一个整体的电路板以及安装在其上的LED芯片和反光板就不会在灯管中发生不希望的相对移动，从而在不采用其他附加的机械结构或者任何粘接材料的前提下将反光板可靠地固定在灯管的内部。

根据本发明的一个优选的实施方式，所述反光板拱形地抵靠在所述灯管的内壁上。由此可以为LED芯片提供用于进行反光的曲面。在此，LED芯片优选地位于曲面的凹陷部段上，凹陷部段两侧的部段可以接收来自LED芯片的光，以便将这些光高效地反射至灯管。

根据本发明的一个优选的实施方式，所述反光板上开设有供所述LED芯片穿过的通孔。安装在上的LED芯片例如从反光板的背面经过通孔延伸至其正面，而承载LED芯片的电路板位于反光板的背面一侧，并且和反光板连接在一起。

根据本发明的一个优选的实施方式，所述拱形在径向方向上远离所述灯管的朝向所述LED芯片的部段凹陷。反光板和与其相对的灯管部段共同限定出用于容纳LED芯片的空间，该空间在横截面上具有橄榄形轮廓。

根据本发明的一个优选的实施方式，所述反光板利用其背离所述LED芯片的侧面共同限定出容纳所述电路板和驱动器的腔体。在灯管中可以根据需要设置多个反光板以及与各个反光板固定连接的电路板和LED芯片。两个反光板可以利用各自的背面、即背离LED芯片的侧面和位于这两个反光板之间的灯管区段限定出腔体。三个或三个以上的反光板可以完全利用各自的背面限定出腔体。

优选的是，所述驱动器是用于所述电路板的共同的驱动器。分别安装在各个反光板上的电路板共同使用LED改型灯中唯一的一个驱动器。

根据本发明的一个优选的实施方式，四个所述反光板设置在所述灯管中，其中每个所述反光板在横截面上弯曲成四分之一圆弧部段。各个反光板利用边缘相互抵靠并支撑在灯管中，由此可以无需附加的零件进行固定。这些反光板设计为圆心角为直角的弧形区段。

根据本发明的一个优选的实施方式，各个所述反光板被一体制成，相邻的两个反光板之间具有预定的夹角。可以选择例如塑胶材料制成的基板进行压制，以形成波浪形的反光结构，该反光结构可以被卷成连续的曲面并在被施加外力的情况下径向向内收紧地插入灯管中，当外力撤销时，波浪形的反光结构在径向方向上展开，由此抵靠在灯管的内壁上。此外，也可以将多个构造相同的单独的反光板在被施加外力的情况下插入灯管中，使相邻的两个反光板的彼此接触的边缘共同抵压在灯管的内壁上。

根据本发明的一个优选的实施方式，在所述电路板的背离芯片的侧面上设置有紧固件，所述紧固件具有和所述反光板相同的走势。借助于硬度较高的紧固件，可以以托举或夹持的方式朝向反光板施加压力，以减轻反光板和灯管连接的端部所承载的电路板和自身的重力。

根据本发明的一个优选的实施方式，所述电路板和所述反光板之间设置有粘合层。可以借助于双面胶来将电路板粘贴在反光板背离LED芯片的一侧上，这种双面胶的厚度可以仅仅为0.1-0.2mm。

根据本发明的一个优选的实施方式，所述灯管包括管体和用于封闭所述管体的端盖，所述端盖朝向所述管体的一端具有用于所述反光板的固定结构。借助于端盖可以在改型灯的纵向方向上从两端将反光板夹持住，以确保反光板和其承载的各个电子部件在管体内部位置固定。

优选地，所述固定结构为相应于所述反光板端面轮廓的凹槽。由此可以简单地将反光板的两个自由端插入为其预设的凹槽中，实现形状配合的锁定。

根据本发明的一个优选的实施方式，所述LED发光引擎和所述反光板具有条带形轮廓，其中多个所述LED芯片线性地排布在所述电路板上。由此设计而成的照明装置例如是T5/T8型照明装置。

根据本发明的一个优选的实施方式，所述反光板是金属薄板。例如铝制薄板的顶面经过抛光或涂覆反光材料后，可以作为反光板插入管体中，并且利用两个边缘弹性地抵压在管体的内壁上。

根据本发明的一个优选的实施方式，所述电路板为柔性电路板。由于电路板需要贴附在能拱形固定在管体中的反光板上，因此特别地选择柔性电路板。这种柔性电路板由铜层和聚合物层以“三明治”形式叠加而成，厚度可以达到0.9mm。

根据本发明的一个优选的实施方式，所述管体由玻璃制成。由于玻璃价格相对于透明的弹性塑料较低，因此可以降低LED改型灯的制造成本。

此外本发明还涉及一种具有该LED改型灯的全向照明装置，其中在至少三个所述反光板上分别固定至少一个LED发光引擎。由此例如可以借助于三个LED发光引擎中的每一个在径向方向上覆盖120°的照明角度，由此实现全向照明。

应该理解的是，如果没有其它特别注明，这里描述的不同的示例性实施例的特征可以彼此结合。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：

图1是根据本发明的LED改型灯的第一实施例的截面图；

图2是根据本发明的LED改型灯的第二实施例的截面图；

图3是根据本发明的LED改型灯的第二实施例的局部立体图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的LED改型灯100的在径向方向上的截面图。该LED改型灯包括由灯管1和端盖11组成的灯管和设置在管体1内的LED发光引擎以及驱动器2，LED发光引擎包括电路板3和设置在电路板3上的至少一个LED芯片4，其中，LED改型灯100还包括设置在管体1内的至少两个（在此为四个）反光板5，在本发明的其他实施例中，也可以设置有其他数量的反光板5。反光板5开设有和LED芯片4在数量和形状方面相匹配的通孔8，由此可以使各个LED芯片4延伸穿过通孔8。在图1示出的示意图中，电路板3固定在反光板5的底面、即背离LED芯片4的侧面上，而电路板3承载的LED芯片4经过通孔8位于反光板5的顶面一侧。

根据本发明，反光板5具有导热能力。因此反光板5不仅设计用于对LED芯片4进行反光、承载电路板3，而且还可以作为散热体来传导电路板3和/或LED芯片4在工作时产生的热量。可以选择塑胶材料、例如FURUKAWA的产品MCPET来制造反光板5，其具有可形变、绝缘、导热和高反射率的特点。也可以选择具有反光面的金属薄板来制作反光板5。

为了借助于反光板5为LED芯片4提供反光面，因此将反光板5拱形地固定在管体1中，并且使开设有通孔8的区域相对于其他区域远离管体1凹陷。

在一个未示出的实施例中，管体中可以仅仅设置两个拱形的反光板，反光板的分别和管体接触的两个端部可以借助于粘合剂或其他方式固定在管体的内壁上。两个反光板相对设置的底面和位于其两侧的管体区段限定出容纳驱动器的腔体。

在另一个未示出的实施例中，也可以将三个例如具有120°圆心角的弧形反光板设置在管体中，这三个反光板分别拱形地远离管体凹陷，并且利用各自的端部和相邻的反光板相互抵压，以支撑在管体中。在此情况下，无需借助于附加的部件就可以保证反光板在管体中的固定结构，并且同时可以利用反光板的底面限定出容纳驱动器的腔体。这样限定出的腔体不能直接从管体外部看出，因此在仅仅利用反光板的底面限定出腔体的情况下，可以提高LED改型灯的美观效果。

从图1中进一步可见，四个具有90°圆心角的弧形反光板5依次接触地支撑在管体1中。每两个反光板5的相邻的端部抵靠在管体1的内壁上，因此受到管体1产生的在径向方向上的应力，同时在这两个彼此接触的端部之间还存在垂直于应力的作用力和反作用力。由此可以使四个单独或一体制成的反光板5弹性地支撑在管体1中。由于一个反光板5被拱形地夹持在另外两个反光板5之间，因此可以为LED芯片4提供远离管体1凹陷的反光曲面，由此可以接收LED芯片4发出的光，并且朝向管体1进行反射，以提高光效率。反光板5的顶面和管体1限定出容纳LED芯片4的空间，该空间在图中具有橄榄形轮廓。各个反光板5的底面可以共同限定出用于容纳驱动器2的腔体10。该驱动器2可以是用于控制各个电路板3的总驱动器，也可以是多个分别控制电路板3的单个驱动器的组合。

为了确保电路板3可以牢固地固定在反光板5的底面上，特别选择柔性电路板用于根据本发明的LED改型灯。可以弯曲的电路板3借助于设计为双面胶的粘合层7贴附在反光板5上，并且和反光板5热接触。柔性的电路板3可以尽可能大面积地和电路板3的底面接触，由此可以增大两者之间的固定面积和热接触面积，由此提高形成在电路板3和反光板5之间的连接的可靠性和热传导性。

图2是根据本发明的LED改型灯的第二实施例的截面图。图2中省略了位于腔体10中的驱动器。为了保证反光板5可以牢固地支撑在管体1中，并且和电路板3紧密地固定在一起，优选地在电路板3的背离LED芯片4的一侧设置附加的紧固件6，其例如设计为高硬度的金属薄片。紧固件6具有预设的轮廓，可以以夹持的方式将电路板3抵压在反光板5的背面。由于安装有紧固件6，在反光板5的硬度不足以承载电路板3时，也可以确保位于腔体10中的驱动器2（未示出）不被挤压。

图3是根据本发明的LED改型灯的第二实施例的局部立体图。图中示出的LED改型灯是具有T5/T8形照明装置轮廓的照明装置。其中LED发光引擎和反光板5具有条带形轮廓，多个LED芯片4线性地排布在电路板3上。LED改型灯100的灯管的两端还具有用于封闭管体1的端盖11。端盖11朝向管体1的一侧具有用于从两端固定反光板5端面的固定结构9。固定结构可以如图所示，是和反光板5的端面形状配合的凹槽，也可能是其它适合的固定结构。

在装配时，可以从两端将端盖11朝向管体1的开口按压，以使反光板5的端部部段限定在固定结构9中。借助于固定结构9可以确保反光板5在纵向方向上、即管体1的延伸方向上固定地支撑在管体1中。

在本发明的范畴中，管体1可以由价格低廉的玻璃制成，也可以由其他适合的透光材料制成。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

参考标号

1       管体

2       驱动器

3       电路板

4       LED芯片

5       反光板

6       紧固件

7       粘合层

8       通孔

9       固定结构

10      腔体

11      端盖

100     LED改型灯

Claims (18)

1.一种LED改型灯（100），包括：灯管和设置在所述灯管内的LED发光引擎以及驱动器（2），所述LED发光引擎包括电路板（3）和设置在所述电路板（3）上的至少一个LED芯片（4），其特征在于，还包括具有导热能力的反光板（5），其设置在所述电路板（3）围绕所述LED芯片（4）的区域上，所述电路板（3）在朝向所述LED芯片的一侧与所述反光板（5）接触。

2.根据权利要求1所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述电路板（3）在朝向所述LED芯片的一侧固定在所述反光板（5）上并且所述反光板（5）保持在所述灯管的内壁上。

3.根据权利要求2所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述反光板（5）拱形地抵靠在所述灯管的内壁上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述反光板（5）上开设有供所述LED芯片（4）穿过的通孔（8）。

5.根据权利要求3所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述拱形在径向方向上远离所述灯管的朝向所述LED芯片（4）的部段凹陷。

6.根据权利要求5所述的LED改型灯（100），其特征在于，至少两个所述反光板（5）利用其背离所述LED芯片的侧面共同限定出容纳所述电路板（3）和所述驱动器（2）的腔体（10）。

7.根据权利要求6所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述驱动器（2）是用于所述电路板（3）的共同的驱动器。

8.根据权利要求6所述的LED改型灯（100），其特征在于，四个所述反光板（5）设置在所述灯管中，其中每个所述反光板（5）在横截面上弯曲成四分之一圆弧部段。

9.根据权利要求6所述的LED改型灯（100），其特征在于，各个所述反光板（5）被一体制成，相邻的两个反光板（5）之间具有预定的夹角。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的LED改型灯（100），其特征在于，在所述电路板（3）的背离所述LED芯片（4）的侧面上设置有紧固件（6），所述紧固件（6）具有和所述反光板（5）相同的走势。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述电路板（3）和所述反光板之间设置有粘合层（7）。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述灯管包括管体（1）和用于封闭所述管体（1）的端盖（11），所述端盖（11）朝向所述管体（1）的一端具有用于所述反光板（5）的固定结构（9）。

13.根据权利要求8所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述固定结构（9）为相应于所述反光板（5）端面轮廓的凹槽。

14.根据权利要求1-3中任一项所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述LED发光引擎和所述反光板（5）具有条带形轮廓，其中多个所述LED芯片（4）线性地排布在所述电路板（3）上。

15.根据权利要求1-3中任一项所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述反光板（5）是金属薄板。

16.根据权利要求1-3中任一项所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述电路板（3）为柔性电路板。

17.根据权利要求12所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述管体（1）由玻璃制成。

18.一种全向照明装置，其特征在于，包括权利要求1-17中任一项所述的LED改型灯（100），其中在至少三个所述反光板（5）上分别固定至少一个LED发光引擎。

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