CN103557450B - 一种led照明灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED照明灯具领域。一种LED照明灯，包括多组LED模块和连接装置，相邻LED模块通过连接装置相连；LED模块包括LED、PCB板、透镜、透镜面罩和一体式铝制散热块，固定件包括金属支撑片和固定螺丝，电连接器包括两组连接头、两组密封垫圈和经过IP防护处理的电连接线。该LED灯具的优点是结构新颖，可以自由组合，防水性好，适合户外使用。

Description

一种LED照明灯

技术领域

本发明涉及LED照明灯具领域。

背景技术

LED照明灯因为其节能环保的优点已经被广泛的使用。现有的LED照明灯存在的最大不足是不可改动，一旦产品成形之后就无法调整其形状和功率的大小，需要增加亮度只能是通过增加LED照明灯的数量来实现，多个LED照明灯之间分开不连接，无法作为一个统一的整体使用，不能快速方便的自由组合使用。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有LED照明灯存在的不足，提供一种结构新颖，可以自由组合，散热性能好，适合户外使用的LED照明灯。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种LED照明灯，包括多组LED模块和连接装置，相邻LED模块通过连接装置相连；LED模块包括LED、PCB板、透镜、透镜面罩和一体式铝制散热块，LED安装在PCB板上，PCB板固定在一体式铝制散热块上，透镜密闭安装在透镜面罩上，透镜面罩固定在一体式铝制散热块上，且透镜面罩与一体式铝制散热块之间设有密封防水圈；一体式铝制散热块由方形固定面板及其上的连接组装件和散热板构成，散热板和连接组装件均与方形固定面板的顶面连为一体，连接组装件处于方形固定面板顶面的边缘处，PCB板固定在方形固定面板的底面上，方形固定面板顶面上每条边的边缘处均设有一个连接组装件，方形固定面板顶面上的连接组装件是4个，且每个连接组装件的位置均处于每条边的中间处；每个连接组装件上均设有电接口，PCB板上设有4个位置与连接组装件上的电接口匹配且可与电接口连通的通电接口；方形固定面板上设有4个穿线位，穿线位的位置处于电接口与通电接口之间；连接装置包括固定件和经过IP防护处理的电连接器，相邻LED模块通过固定件相连，固定件连接在每组LED模块上的位置均处于连接组装件上，相邻LED模块上的PCB板通过电连接器实现电连接；固定件包括金属支撑片和固定螺丝，金属支撑片的一部分通过固定螺丝固定在一组LED模块的连接组装件上，金属支撑片的另一部分通过固定螺丝固定在相邻LED模块的连接组装件上；电连接器包括两组连接头、两组密封垫圈和经过IP防护处理的电连接线，两组连接头均固定在金属支撑片上，两组连接头通过电连接线相连，每组连接头的底端通过密封垫圈密闭的置于连接组装件上的电接口内，每组连接头均通过导线穿过穿线位连接PCB板上的通电接口。

作为优选，每组LED模块的4个穿线位中至少一个穿线位是穿线通孔，连接头处于该穿线通孔正上方的电接口内；剩余的穿线位是通过冲击即可穿透的穿线卡位槽。

作为优选，每组LED模块的4个连接组装件分为2个连接组装件一和2个连接组装件二，连接组装件一的外侧边上设有与其连为一体的凸柱，连接组装件二的外侧边上设有容纳凸柱的卡槽，增加了两组LED模块的连接强度，尤其是可以防止两组LED模块发生位移，影响两组LED模块电连接的可靠性。

作为优选，每组LED模块的方形固定面板顶面呈正方形，多组模块的组合效果最好，四个方向可以任意组合。

作为优选，每组LED模块的PCB板上设置LED亮度调节模块，PCB板上设有4个均可控制LED开关及调节LED亮度的通电接口任意接通一个PCB板上的通电接口，均可控制PCB板上所有LED的开关和亮度，使用方便；LED与PCB板连为一体，以减低电源供电要求和缩小单元体积，既有效减低了对电源供电性能的要求，又压缩了体积空间；PCB板上的IC芯片通过脉冲宽度调制控制LED的工作电流和工作热量，通过改变占空比进行稳压和恒流的调整，当内部温度超过设定指标时自动降低电流来保证LED的工作性能稳定，通过改变占空比的方法实施稳压，有效减低了电压的波动，提高了LED恒流驱动效果；PCB板上与电源连接的铜箔导线其最窄处的宽度在2.5mm以上，铜箔导线至少承受4.5A的电流，爬电距离是0.8mm，安全性能好。

作为优选，每组LED模块的散热板是互相平行排列的多块，散热板按高度不同分为长散热板和短散热板，长散热板和短散热板的截面均呈上窄下宽的形状，且长散热板的高度和厚度均大于短散热板，方形固定面板顶部最外侧的散热板是长散热板，相邻散热板之间的距离是4-6MM，其目的是尽可能的增加散热面积，由于相邻散热板之间的距离所限，无法将所有的散热板全部采用长散热板结构，即所有的散热板全部采用长散热板在制作时无法完成，加入短散热板在生产制造可实施的范围内最大限度的增加了散热面积。

作为优选，每组LED模块的透镜面罩形状是与方形固定面板尺寸匹配的方形，透镜面罩中部相对于边缘向下凸起形成容腔，透镜面罩的边缘通过螺丝固定在方形固定面板底部的边缘上；透镜面罩的4条侧边的边缘处均规则设置有气流缺口，4条侧边的气流缺口数量、形状和所处的位置均相同；每条侧边的边缘处至少设有2个气流缺口，相邻LED模块对接位置形状对应的两个气流缺口相连形成对流空间，散热效果好；透镜面罩底部的边缘上设有多个规则排列且向下凸出的安装座，安装座与透镜面罩连为一体，螺丝穿过安装座固定在方形固定面板上；透镜面罩上与方形固定面板连接处设有容纳密封防水圈的凹槽，密封防水圈卡在凹槽内，密封防水圈的位置处于螺丝的内侧，提高了IP防护的等级；透镜面罩上设有12个透镜安装孔，12个透镜密闭的压装在透镜安装孔上，12个透镜排列成4条长度相同的弧形透镜带，每条弧形透镜带由5个透镜排列而成；PCB板上LED的数量和排列位置与透镜匹配，即每个透镜的正上方设置一个LED，12个LED排列成4条长度相同的弧形LED发光带，不仅发光效果好，而且便于后续不同电压LED的更换。

作为优选，LED模块的数量是2-30组之间。

作为优选，没有设置连接装置的连接组装件的电接口上设有封盖，提高了IP防护的性能。

采用了上述技术方案的一种LED照明灯，连接装置包括固定件和经过IP防护处理的电连接器，相邻LED模块通过固定件相连，固定件包括金属支撑片和固定螺丝，相邻LED模块上的PCB板通过电连接器实现电连接，电连接器包括两组连接头、两组密封垫圈和经过IP防护处理的电连接线，相邻LED模块连接牢固度高，电连接稳定性高；一体式铝制散热块的散热性能好，PCB板上设有4个位置与连接组装件上的电接口匹配且可与电接口连通的通电接口，通过方形固定面板上的连接组装件和PCB板上的通电接口实现了在LED模块四周留置扩展沿，实现不同用途、不同功率档次的组合转换，以方便消费者的多用途要求，即LED照明灯可以由多组LED模块和连接装置进行自由的对接组合，同时不在对接位的连接组装件可以用于LED照明灯的安装固定，结构新颖，使用方便。透镜密闭安装在透镜面罩上，透镜面罩与一体式铝制散热块之间设有密封防水圈，电连接器经过IP防护处理，IP防护性能好，IP防护等级至少达到66级，适合户外使用。综上所述，该LED照明灯的优点是结构新颖，可以自由组合，防水性好适合户外使用。

附图说明

图1：本发明实施例的结构示意图一。

图2：本发明实施例的结构示意图二。

图3：本发明实施例的装配示意图。

图4：本发明实施例中LED模块的爆炸示意图。

图5：本发明实施例中LED模块的立体示意图。

图6：本发明实施例中LED模块上的散热块的示意图一。

图7：本发明实施例中LED模块上的散热块的示意图二。

图8：本发明实施例中LED模块上PCB板和LED的装配示意图。

图9：本发明实施例中LED模块上透镜面罩示意图一。

图10：本发明实施例中LED模块上透镜面罩示意图二。

具体实施方式

下面结合图1-10对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

如图1-图10所示的一种LED照明灯，由两组LED模块7和一组连接装置8构成，两组LED模块7通过连接装置8相连。

LED模块7主要包括LED3、PCB板2、透镜4、密封防水圈5、透镜面罩6和散热块1。LED3安装在PCB板2上，具体是LED3的顶部一体连接在PCB板2上，以减低电源供电要求和缩小单元体积，既有效减低了对电源供电性能的要求，又压缩了体积空间。PCB板2上的IC芯片22通过脉冲宽度调制控制LED的工作电流和工作热量，通过改变占空比进行稳压和恒流的调整。

散热块1是一体式铝制散热块，散热块1由固定面板11及其上的连接组装件12和散热板13构成。PCB板2固定在固定面板11的底面上，散热板13和连接组装件12的底部均与固定面板11的顶面连为一体，连接组装件12处于固定面板11顶面的边缘处，PCB板2上设有通电接口21，连接组装件12上设有可以与通电接口21连通的电接口121。固定面板11呈方形，最佳的方案是固定面板11呈正方形，固定面板11顶面上每条边的边缘处均设有一个连接组装件12，固定面板11顶面上的连接组装件12是4个，且每个连接组装件12的位置均处于每条边的中间处，4边任意方向均可对接LED模块，最适合四边对接的形式。

每个连接组装件12上均设有电接口121，PCB板2上设有4个位置与连接组装件12上的电接口121匹配对应的通电接口21，PCB板2上设置LED亮度调节模块23，PCB板2上的4个通电接口21都是可以控制LED开关及调节LED亮度的通电接口，即任意接通一个PCB板2上的通电接口21均可控制PCB板2上所有LED3的开关和亮度，使用方便。固定面板11上设有4个穿线位，穿线位的位置处于电接口121与通电接口21之间。4个穿线位中至少一个穿线位是穿线通孔112，剩余的穿线位是通过冲击即可穿透的穿线卡位槽111。当两组LED模块7对接时，可以采用穿线通孔112处的连接组装件12进行对接，其余的连接组装件12不作为连接件使用因此不需要穿孔，采用通过冲击即可穿透的穿线卡位槽111的结构，可以有效的提高防尘防水性能即提高了IP防护的等级，通过冲击即可穿透的穿线卡位槽111的强度远低于周围的固定面板11的强度，适当冲击即可穿透，经过穿透的卡位槽111就变成了穿线通孔112，当消费者需要采用多组LED模块7进行对接时再自行击穿即可使用，结构合理，使用方便。4个连接组装件12分为2个连接组装件一12a和2个连接组装件二12b，连接组装件一12a和连接组装件二12b均对向设置，连接组装件一12a的外侧边上设有与其连为一体的凸柱12a1，连接组装件二12b的外侧边上设有容纳凸柱12a1的卡槽12b1，凸柱12a1截面呈半圆形，卡槽12b1截面是与凸柱12a1匹配的半圆形。当两组LED模块7对接时，一组LED模块7的连接组装件一上的凸柱12a1卡入另一组LED模块7的连接组装件二上的卡槽12b1内，增加了两组LED模块7的连接强度，尤其是可以防止两组LED模块7发生位移，影响两组LED模块7电连接的可靠性。连接组装件12上电接口121的两侧分别设有连接孔125，连接孔125用于装配连接装置8。

散热板13是互相平行排列的多块，散热板13按高度不同分为长散热板131和短散热板132，长散热板131和短散热板132的截面均呈上窄下宽的形状，且长散热板131的高度和厚度均大于短散热板132，固定面板顶部11最外侧的散热板是长散热板131，相邻散热板13之间的距离是4-6MM，其目的是尽可能的增加散热面积，由于相邻散热板13之间的距离所限，无法将所有的散热板13全部采用长散热板结构，即所有的散热板13全部采用长散热板131在制作时无法完成，加入短散热板132在生产制造可实施的范围内最大限度的增加了散热面积。

透镜面罩6固定在散热块1上，密封防水圈5设置在透镜面罩6与散热块1之间。透镜面罩6形状是与固定面板11匹配的正方形，透镜面罩中部61相对于边缘向下凸起形成容腔，透镜面罩6的边缘通过螺丝66固定在固定面板11底部的边缘上，具体是透镜面罩6底部的边缘上设有多个规则排列且向下凸出的安装座62，安装座62与透镜面罩6的边缘连为一体，螺丝66穿过安装座62固定在固定面板11上，调整LED3或者透镜4时就需要将透镜面罩6拆下，因此螺丝66固定的方式最适合，为了保证安装的牢固性，因此采用了安装座62的结构配合螺丝66的固定。透镜面罩6上与固定面板11连接处设有容纳密封防水圈的凹槽65，密封防水圈5卡在凹槽65内，密封防水圈5的位置处于螺丝66的内侧，可以更好的起到密封防水渗入的效果。透镜面罩6的4条侧边的边缘处均规则设置有气流缺口63，4条侧边上的气流缺口63数量、形状和所处的位置均相同，当两组LED模块7对接时，位置形状对应的两个气流缺口63相连形成了对流空间631，对流空间631用于空气对流加快散热，并且每条侧边的边缘处至少设有2个气流缺口63，这样LED模块相连处至少有2个局部的对流空间631，对于吸顶灯的或者外壳密封的产品，更加有效。透镜4密闭安装在透镜面罩6上，透镜面罩6上设有12个透镜安装孔64，12个透镜4密闭的压装在透镜安装孔64上，12个透镜4排列成4条长度相同的弧形透镜带，4条弧形透镜带首尾相连，每条弧形透镜带均由5个透镜排列而成。PCB板2上LED3的数量和排列位置与透镜4匹配，即每个透镜4的正上方设置一个LED3，12个LED3排列成4条长度相同的弧形LED发光带，每条弧形LED发光带均由5个LED3排列而成。上述12个LED3均为低压直流LED。为实现不同种类LED排列布局的统一，LED模块7将12颗低压直流LED形态设计成了4条弧形LED发光带，以使等距离内的4颗高压LED排布均匀可以用于替换上述低压直流LED，即用目前市场普遍应用的低压LED作排列布局的基础上，考虑了用加减连接导线来改变LED排布关系从而实现适于直流高压LED工作的布局，当需要改用直流高压LED时，用4颗LED即够，在均等位置使用此4颗LED，其余用管脚引线或导线联通线路，例如每组模块用48V/DC电源，驱动单颗功率为1W的12颗3V低压直流LED，则其排布关系为12串，当改用单颗功率为3W的54V高压LED并用交流220V或直流220V驱动时，则每模组LED的数量就变成4颗了，且这4颗LED得串成一串，其位置也得放置合适，否则，就会影响布局美观和光照的均匀。不同电压和不同功率档次下铜箔导线的宽窄和间距要求是不同的，功率小时，因其载荷量小，铜箔导线可细些；电压低时，因压差小，导线间距也可小些，为做到同一PCB板对不同电压和不同功率档次的兼容，LED模块7特别设计了铜箔导线的宽度和间隙，铜箔导线的载流量与铜箔的厚度、导线宽度及工作温度等有关，爬电距离则与导线的间距和材质的介电常数有关。对于铜箔厚度为1盎司的常用PCB板，当工作温度为20度，铜箔导线宽度为0.254mm时，即可承受约1.2A的电流，为利于多组模块串并联实现整灯120W以上功率的电流承受，LED模块7与电源连接的铜箔导线其最窄宽度都在2.5mm以上，可确保承受4.5A左右的电流，至于爬电距离，对普通电子电路，其要求不高，大于0.2mm即够，爬电距离是0.8mm，留出了足够余量，有效避免了因模块并联组合增多而导致的电流过载及有效防止了因使用交流LED和高压直流LED致负载电压升高而产生的爬电风险。上述特殊的设计实现了不同种类LED共用一款PCB板共用一组透镜外罩的兼容设想，方便了生产，也缩减了材料成本。

上述没有设置连接装置8的连接组装件12的电接口121上设有封盖，电接口121不用于对接时，开口一般用封盖密封住，尤其是对应穿线通孔112的不使用的电接口121用封盖密封可以更好的提升IP防护等级。LED模块7所有的部位防尘防水性都非常好，IP防护等级高，达到66级，完全符合户外使用的条件，即不需要增加挡雨外壳就可以直接在户外使用。通过固定面板11底面侧边边缘处的连接组装件12和与其匹配的PCB板2上的通电接口21实现了在LED模块四周留置扩展沿，实现不同用途、不同功率档次的LED模块7组合转换，以方便消费者的多用途要求，即可以方便的将多个LED模块7进行对接进行组合，同时不在对接位的连接组装件12可以用于LED照明灯的安装固定。

连接装置8包括固定件和经过IP防护处理的电连接器，两组LED模块7通过固定件相连，固定件连接在每组LED模块7上的位置均处于连接组装件12上，两组LED模块7上的PCB板2通过电连接器实现电连接。

固定件包括金属支撑片810和固定螺丝808，金属支撑片810的一部分通过固定螺丝810固定在一组LED模块7的连接组装件12上，金属支撑片810的另一部分通过固定螺丝810固定在相邻LED模块7的连接组装件12上，金属支撑片810和固定螺丝808可以方便且牢固的将两组LED模块7连接起来。电连接器包括两组连接头807、两组密封垫圈809和经过IP防护处理的电连接线806，两组连接头807均固定在金属支撑片810上，两组连接头810通过电连接线806相连，两组连接头807的底端穿过金属支撑片810通过密封垫圈809密闭的置于连接组装件12上的电接口121内，每组连接头807均通过导线穿过穿线位连接PCB板2上的通电接口21。该结构的电连接器可以方便的将两组LED模块7上的PCB板2电连接，实现所有LED模块7的同时开关控制，同时保证了足够的IP防护性能。

使用时，两组LED模块7通过固定件相连，两组LED模块7上的PCB板2通过电连接器实现电连接，通过任意一组PCB板2即可控制整个LED照明灯的使用。通过PCB板2上的IC芯片控制LED3的开关和亮度调节，LED3发出的光通过透镜4射出，LED3工作时产生的热量由散热块1散发掉，相邻LED模块7之间的部分热量通过对流空间631排出，PCB板2上的IC芯片22通过脉冲宽度调制技术控制LED的工作电流和LED的工作热量，通过改变占空比进行稳压和恒流的调整，即通过脉冲宽度调制技术PWM实现稳压和恒流，由IC芯片监测LED工作温度，实现温度保护功能，当内部温度超过设定指标时自动降低电流来保证LED的工作性能稳定，通过改变占空比的方法实施稳压，有效减低了电压的波动，提高了LED恒流驱动效果，具体是在IC芯片内部集成有过温保护器件，待其温度敏感器件感受到温度超过某一值后即使相连的三极管导通，通过分流来减低工作电流，从而实现减温作用；脉冲宽度调制技术PWM是根据载荷变化来调节晶体管基极或MOS管栅极的偏置进而实现晶体管或MOS管导通时间改变的一种模拟控制方式，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时始终保持恒定。

上述实施例仅为本专利较佳的实施方式，例如LED模块7的数量可以任意增加，例如3组、4组、5组、6组等，一般在30组之内，任意增加的LED模块7通过连接装置8与相邻的LED模块7相连，且连接位置8均处于连接组装件12上；各个固定面板11上的连接组装件12的数量和位置可以调整变化，连接组装件12的数量是1个时该LED模块7就只能与一个LED模块7组合对接，一个LED模块7需要组合对接多个LED模块7就需要设置多个连接组装件12，PCB板2上的通电接口21数量是需要与预留的可以通电的电接口121数量匹配。另外，4个穿线位可以全部是穿线通孔112，也可以部分是穿线通孔112。

Claims (8)

1.一种LED照明灯，其特征在于包括多组LED模块和连接装置，相邻LED模块通过连接装置相连；LED模块包括LED、PCB板、透镜、透镜面罩和一体式铝制散热块，LED安装在PCB板上，PCB板固定在一体式铝制散热块上，透镜密闭安装在透镜面罩上，透镜面罩固定在一体式铝制散热块上，且透镜面罩与一体式铝制散热块之间设有密封防水圈；一体式铝制散热块由方形固定面板及其上的连接组装件和散热板构成，散热板和连接组装件均与方形固定面板的顶面连为一体，连接组装件处于方形固定面板顶面的边缘处，PCB板固定在方形固定面板的底面上，方形固定面板顶面上每条边的边缘处均设有一个连接组装件，方形固定面板顶面上的连接组装件是4个，且每个连接组装件的位置均处于每条边的中间处；每个连接组装件上均设有电接口，PCB板上设有4个位置与连接组装件上的电接口匹配且可与电接口连通的通电接口；方形固定面板上设有4个穿线位，穿线位的位置处于电接口与通电接口之间；连接装置包括固定件和经过IP防护处理的电连接器，相邻LED模块通过固定件相连，固定件连接在每组LED模块上的位置均处于连接组装件上，相邻LED模块上的PCB板通过电连接器实现电连接；固定件包括金属支撑片和固定螺丝，金属支撑片的一部分通过固定螺丝固定在一组LED模块的连接组装件上，金属支撑片的另一部分通过固定螺丝固定在相邻LED模块的连接组装件上；电连接器包括两组连接头、两组密封垫圈和经过IP防护处理的电连接线，两组连接头均固定在金属支撑片上，两组连接头通过电连接线相连，每组连接头的底端通过密封垫圈密闭的置于连接组装件上的电接口内，每组连接头均通过导线穿过穿线位连接PCB板上的通电接口；每组LED模块的4个穿线位中至少一个穿线位是穿线通孔，连接头处于该穿线通孔正上方的电接口内。

2.根据权利要求1所述的一种LED照明灯，其特征在于每组LED模块的4个连接组装件分为2个连接组装件一和2个连接组装件二，连接组装件一的外侧边上设有与其连为一体的凸柱，连接组装件二的外侧边上设有容纳凸柱的卡槽。

3.根据权利要求1所述的一种LED照明灯，其特征在于每组LED模块的方形固定面板顶面呈正方形。

4.根据权利要求1所述的一种LED照明灯，其特征在于每组LED模块的PCB板上设置LED亮度调节模块，PCB板上设有4个均可控制LED开关及调节LED亮度的通电接口；LED与PCB板连为一体，PCB板上的IC芯片通过脉冲宽度调制控制LED的工作电流和工作热量，通过改变占空比进行稳压和恒流的调整；PCB板上与电源连接的铜箔导线其最窄处的宽度在2.5mm以上，铜箔导线至少承受4.5A的电流，爬电距离是0.8mm。

5.根据权利要求1所述的一种LED照明灯，其特征在于每组LED模块的散热板是互相平行排列的多块，散热板按高度不同分为长散热板和短散热板，长散热板和短散热板的截面均呈上窄下宽的形状，且长散热板的高度和厚度均大于短散热板，方形固定面板顶部最外侧的散热板是长散热板，相邻散热板之间的距离是4-6MM。

6.根据权利要求1所述的一种LED照明灯，其特征在于每组LED模块的透镜面罩形状是与方形固定面板尺寸匹配的方形，透镜面罩中部相对于边缘向下凸起形成容腔，透镜面罩的边缘通过螺丝固定在方形固定面板底部的边缘上；透镜面罩的4条侧边的边缘处均规则设置有气流缺口，4条侧边的气流缺口数量、形状和所处的位置均相同；每条侧边的边缘处至少设有2个气流缺口，相邻LED模块对接位置形状对应的两个气流缺口相连形成对流空间；透镜面罩底部的边缘上设有多个规则排列且向下凸出的安装座，安装座与透镜面罩连为一体，螺丝穿过安装座固定在方形固定面板上；透镜面罩上与方形固定面板连接处设有容纳密封防水圈的凹槽，密封防水圈卡在凹槽内，密封防水圈的位置处于螺丝的内侧；透镜面罩上设有12个透镜安装孔，12个透镜密闭的压装在透镜安装孔上，12个透镜排列成4条长度相同的弧形透镜带，每条弧形透镜带由5个透镜排列而成；PCB板上LED的数量和排列位置与透镜匹配，即每个透镜的正上方设置一个LED，12个LED排列成4条长度相同的弧形LED发光带。

7.根据权利要求1所述的一种LED照明灯，其特征在于LED模块的数量是2-30组之间。

8.根据权利要求1所述的一种LED照明灯，其特征在于没有设置连接装置的连接组装件的电接口上设有封盖。