CN103791439A - 新型led照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的LED照明装置，包括：基座、发光芯片、电路涂层，灯罩；其中，基座为镂空结构，电路涂层直接涂覆在基座上表面，发光芯片直接贴合在基座上，并通过电路涂层相互连接，灯罩设置在基座上，将发光芯片和电路涂层包覆在内，灯罩的内表面包括配光面以及导热面，其中，导热面与基座紧密贴合。本发明由于采用了导热性能较好的实体材料作灯罩，同时采用了镂空基座和散热通孔，芯片产生的热量可以通过基座、灯罩向外导出，再由通过镂空和通孔流通的空气带走，从而形成整个装置全方位均可散热，大大提高了装置的散热性能；且由于散热性能的提升，可以在不增加装置体积的情况下制造更大功率的照明装置，提高装置的照明亮度。

Description

新型LED照明装置
技术领域
本发明涉及LED，具体地，涉及新型LED照明装置。
背景技术
LED技术应用于照明系统已经渐渐成为主流趋势，但是LED照明装置的散热一直是业内较难解决的一个难题，因此也限制了大功率LED装置的制造，从而导致单个LED光源的亮度不足以及陈列式LED照明装置的体积过大。传统的LED发光单元通常包括：封装部分、发光芯片、光源支架（也称基板）、线路板和散热器等结构。可以看到，在传统的LED发光单元中，发光芯片所产生的热量需要依次通过“芯片——光源支架——线路板表面的电气层——线路板——导热硅脂——散热器”的路径才能最终散去，这其中会产生巨大的热阻。传统工艺的封装材料一般多采用树脂材料，此种材料导热性能很差，导致芯片产生的热量无法通过封装部件方向导出，只能依赖于散热器一个方向进行导热。另外，在球泡灯的制作中，通常是芯片有独立的封装件，然后再罩上中空的外罩以形成球泡灯的形状，这样芯片产生的热量需要先通过独立的封装件传到空气中再传到外罩然后再传到周围空气中，致使热量几乎无法导出。另外，传统LED照明装置的基座多数都采用增加鳞片以增加散热面积，散热结果也不甚令人满意。有些较新型的LED灯具采用了镂空的基座，通过空气流通带走热量来增加散热效率，起到了较好的作用，但是由于LED发光芯片产生的热量较多，此种方法的散热效果在一定的体积范围内仍不能制造较大功率的LED照明灯具。
本发明的发明人经过反复实验，研究出了一种散热效果非常好，可以在传统球泡灯的体积上制作出比现有LED球泡灯功率大很多的新型LED照明装置。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种新型LED照明装置，该LED照明装置具有更好的散热功能，从而可以以较小的体积实现更大的功率，从而可以在不需要增加装置体积的情况下实现更高的照明亮度。
根据本发明提供的新型LED照明装置，包括：基座、电路涂层、多个LED发光芯片、灯罩；其中，基座为镂空结构，电路涂层直接涂覆在基座上表面，发光芯片直接贴合在基座上，并通过电路涂层相互连接，灯罩设置在基座上，将LED发光芯片和电路涂层包覆在内，灯罩为由导热材料制成的实体部件，所述灯罩包括外表面和内表面，所述外表面为光线出射面，所述内表面包括配光面和导热面，其中，所述配光面设置在内表面的与LED发光芯片对应的内表面区域上，配光面不与LED发光芯片贴合之间存在间隙，与基座上表面共同形成配光腔，所述导热面设置在内表面的与基座上安装LED发光芯片以外的部分或全部上表面所对应的内表面区域上，与基座紧密贴合，导热面至少分布于内表面的中央区域和边缘区域。
优选地，灯罩的内表面仅由配光面以及导热面构成。
优选地，灯罩采用透明陶瓷或者玻璃制成。
优选地，所述透明陶瓷包含从为PLZT、CaF2、Y2O3、YAG、多晶AION和MgAl2O4中的一种或几种的组合组成的组中选择的至少一种材料。
本发明的发明人通过反复实验，分别使用了PC，玻璃和透明陶瓷制作灯罩，实验结果证明采用PC的结温温升最高，玻璃透镜的结温温升比PC低4℃，而透明陶瓷透镜的结温温升比PC低8℃。因此本发明采用导热性更好、使用中结温温升更低玻璃和陶瓷。
优选地，所述电路涂层为包含有金属材料的流质或粉末涂层，所述电路涂层线路层的厚度为20μm以上。
优选地，所述电路涂层的金属材料为钼、锰、钨、银、金、铂、银钯合金、铜、铝、锡等中的至少一种或几种的组合。
优选地，设置有发光芯片的基座的上表面为曲面、或者多平面结合形状。
优选地，灯罩外表面按照配光要求制成特定曲面形状，与基座接触的内表面为与基座上表面形状相对应的曲面或多平面结合形状。
优选地，基座设置有第一散热通孔。
优选地，灯罩设置有第二散热通孔，其中，第二散热通孔与第一散热通孔对应连通。
优选地，基座为涂覆有绝缘层的金属基座、或者由绝缘材料制成的基座。
优选地，还包括电源腔，其中，电源腔可以采用塑料或者陶瓷材质制成，不与基座相通，即电源腔的腔体与基座相隔离。电源腔的外壳体与基座可以是一个整体，也可以是独立结构，通过卡插、卡接、螺口等方式相连接，可以实现分别独立散热。降低芯片产生的热量对电源的影响，增强整个LED照明装置的综合散热能力。
本发明的LED照明装置的结构，由于灯罩与基座相贴合，使得LED发光芯片产生的热量即可以通过灯罩导出又可以通过基座导出。由于灯罩导热面分布于内表面的中央区域和边缘区域，与仅边缘接触的现有技术相比，增大了灯罩与基座的接触面积，从而增加的灯罩的散热功能。本发明的发明人通过计算机热模拟软件进行计算，本发明与相同材料，相同体积，相同功率的仅边缘接触的现有技术相比，结温温升可降低至少30℃以上。另外，本发明去掉线路板，直接将线路涂层涂覆于基座上，大大减小了热阻，加强了整个灯具的散热效果。同时，由于基座为镂空结构，基座和灯罩还分别设置有第一及第二散热通孔，所以整个LED照明装置从各个方向均可以实现空气流通，从而使得通过透镜和基座导出到表面的热量迅速被流通的空气带走，大大加强了整个照明装置的散热功能。
同时，发明人经过反复实验验证，得出的实验结果，完全符合计算机热模拟软件模拟出的结果。因此，本发明的技术方案在增加整个LED照明装置的散热方面，有突破性的进步。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
由于采用了导热性能较好的材料用作灯罩，芯片产生的热量除了可以通过基座散热，还可以通过灯罩内表面上设置的与基座直接贴合的导热面向外导出，另外，本发明的一些优选的结构，如散热通孔和镂空的基座，可以更进一步地增强散热功能。从而形成整个装置全方位均可散热，大大提高了装置的散热性能，提高了装置的使用寿命。独立设置的电源腔可以使芯片产生的热量和电源产生的热量分别通过不同的结构向外散出，从而可以减少芯片产生的热量对电源造成的影响，从而减少因热量过高对电源的影响。
本发明的产品无论采用什么方向安装，均可实现360全方位空气流通，从来有效带走灯具本身产生的热量，大大降低结温温升。
进一步地，由于散热性能的提升，可以在不增加装置体积的情况下制造更大功率的照明装置，提高装置的照明亮度，同时在生活和工业使用上增加了LED照明装置的使用范围和灵活度。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明第一实施例中LED照明装置的整体结构示意图；
图2为图1中新型LED照明装置的剖面结构示意图；
图3为图1中的新型LED照明装置的导热面和配光面的示意图；
图4为本发明第二实施例中的新型LED照明装置的整体结构示意图。
图中：
1 为基座；
2 为发光芯片；
3 为灯罩；
31 为配光面；
32 为导热面；
4 为电源腔；
51 为第一散热通孔；
52 为第二散热通孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的新型LED照明装置，包括：基座、发光芯片、电路涂层、灯罩、电源腔。所述灯罩是实体导热材料制成，具有良好的导热作用。所述发光芯片固定在基座上，灯罩设置在基座上，把发光芯片包覆在内，灯罩除与发光芯片对应区域（即配光面）以外的内表面作为导热面与基座接触，以实现散热功能，灯罩与发光芯片对应区域的内表面按设计需要形成特定的空间结构形状，以改变光强分布；其中，导热面作为灯罩内表面的一部分，其本身可以利用对光线的反射和/或折射特性参与配光，因此，利用导热面参与配光的技术方案同样属于本发明所保护的非限制性实施例。
基座的上表面为曲面、或者多平面结合形状。基座采用镂空结构以增加空气流通加强散热，例如基座的中间设置第一散热通孔以增加空气流通加强散热，相应地，灯罩与基座对应的位置设置第二散热通孔。发光芯片的数量为多个。
灯罩具有配光功能，选自陶瓷，玻璃或其他具有透光性能的高导热材料。所述灯罩的外表面根据实际需要设计成特定形状。基座设置电源腔在上，可以实现分别独立散热。基座可以是金属基座涂覆绝缘层，陶瓷基座等。
实施例1
接下来结合图1和图2对第一实施例进行具体描述。
所述新型LED照明装置主要包括基座、22个LED发光芯片、电路涂层和高导热灯罩。所述基座为一上表面是曲面的陶瓷基座，基座的中间开设第一散热通孔，基座的上表面除第一散热通孔以外的其他部分直接涂覆电路涂层，所述电路涂层为导电银浆，发光芯片直接粘附在基座上，通过电路涂层相互连通。所述灯罩为一实体的透光陶瓷，由多晶AION制成。所述灯罩在与基座的第一散热通孔对应的中间位置开设第二散热通孔，以实现空气流通。所述灯罩与基座接触的内表面为与基座形状相对应的曲面，与基座直接接触并覆盖在基座上，把LED发光芯片和电路涂层封装在内，所述配光面设置在与LED发光芯片对应的内表面，不与LED发光芯片贴合，与基座上表面共同形成配光腔，导热面至少分布于灯罩内表面的中央区域和边缘区域，与基座上表面完全贴合从而实现透光及散热作用。基座为全镂空结构，可以实现对流通风。电源腔由陶瓷制成，与基座为整体结构，不和基座连通。可以实现分别独立散热。
实施例2
接下来结合图4对第二实施例进行具体描述。
所述新型LED照明装置主要包括基座、27个LED发光芯片、电路涂层和灯罩。所述基座为一上表面涂覆有绝缘材料的铝基座，上表面为多棱台形状，基座的上表面除第一散热通孔以外的其他部分直接涂覆电路涂层，电路涂层为导电钯银合金浆体，LED发光芯片直接粘附在基座上，通过电路涂层相互连通。所述灯罩为一实体的透光陶瓷，由MgAl2O4制成。所述灯罩在与基座的第一散热通孔对应的中间位置开设第二散热通孔，以实现空气流通。所述灯罩与基座接触的内表面为与基座形状相对应的多平面结合形状，与基座直接接触并覆盖在基座上，把LED发光芯片和电路涂层封装在内，所述配光面设置在与LED发光芯片对应的内表面，不与LED发光芯片贴合，与基座上表面共同形成配光腔，导热面至少分布于灯罩内表面的中央区域和边缘区域，与基座上表面完全贴合从而实现透光及散热作用。基座为全镂空结构，可以实现对流通风。电源腔由塑料制成，为独立结构，不和基座连通。基座与电源腔用螺口方式连接，可以实现分别独立散热。所述电源腔和基座还可以是卡接或者其他方式连接。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (11)

1.一种新型LED照明装置，其特征在于，包括：基座、电路涂层、多个LED发光芯片、灯罩；其中，基座为镂空结构，电路涂层直接涂覆在基座上表面，发光芯片直接贴合在基座上，并通过电路涂层相互连接，灯罩设置在基座上，将LED发光芯片和电路涂层包覆在内，灯罩为由导热材料制成的实体部件，所述灯罩包括外表面和内表面，所述外表面为光线出射面，所述内表面包括配光面和导热面，其中，所述配光面设置在内表面的与LED发光芯片对应的区域上，配光面与LED发光芯片之间存在间隙，与基座上表面共同形成配光腔，所述导热面设置在内表面的与基座上安装LED发光芯片以外的部分或全部上表面所对应的区域上，与基座紧密贴合，导热面至少分布于内表面的中央区域和边缘区域。
2.根据权利要求1所述的新型LED照明装置，其特征在于，灯罩的内表面仅由配光面以及导热面构成。
3.根据权利要求1所述的新型LED照明装置，其特征在于，灯罩采用透明陶瓷或者玻璃制成。
4.根据权利要求3所述的新型LED照明装置，其特征在于，所述透明陶瓷为PLZT、CaF2、Y2O3、YAG、多晶AION和MgAl2O4中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的新型LED照明装置，其特征在于，所述电路涂层为包含有金属材料的流质或粉末涂层，所述电路涂层的厚度为20μm以上。
6.根据权利要求5所述的新型LED照明装置，其特征在于，所述电路涂层的金属材料为钼、锰、钨、银、金、铂、银钯合金、铜、铝、锡中的至少一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的新型LED照明装置，其特征在于，设置有发光芯片的基座的上表面为曲面、或者多平面结合形状。
8.根据权利要求1所述的新型LED照明装置，其特征在于，基座设置有第一散热通孔。
9.根据权利要求8所述的新型LED照明装置，其特征在于，灯罩设置有第二散热通孔，其中，第二散热通孔与第一散热通孔对应连通。
10.根据权利要求1所述的新型LED照明装置，其特征在于，基座为涂覆有绝缘层的金属基座、或者为由绝缘材料制成的基座。
11.根据权利要求1所述的新型LED照明装置，其特征在于，还包括电源腔，其中，电源腔的外壳体与基座相连接，电源腔的腔体与基座相隔离。
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