CN103899943A - 一种u型灯管led节能灯 - Google Patents

Abstract

一种U型灯管LED节能灯包括：至少一个真空密封U型灯管；每个U型灯管二端各自装有与各自U型灯管一端熔封的芯柱；每个U型灯管的每个芯柱上固定一个LED发光管芯，LED发光管芯二端电极由设于芯柱上的二个电引出线引出；驱动器及其外壳将U型灯管和电连接器连成整灯；至少有一个芯柱带有用于把U型灯管抽真空后充入散热保护气体再熔封的排气管；LED发光管芯二端电极与驱动器输出相连，驱动器输入与电连接器相连，电连接器连接外电源；由于U型灯管四周空气自由流通散热好；灯管光出射率高光效高，U型灯管机械强度高可容纳更长LED发光源，可制成结构简单重量轻、成本低功率大、输出光通量高、发光效率高、寿命长的LED节能灯。

Description

一种U型灯管LED节能灯

技术领域

本发明涉及的是一种LED照明灯，特别是一种U型灯管LED节能灯，可直接替换白炽灯和荧光节能灯，用于照明。 

背景技术

现有技术可用于替代白炽灯和荧光节能灯的LED灯种类很多。例如带有一个金属、塑料或陶瓷散热器的球泡灯，散热器的一面安装有一块金属电路板（MPCB），MPCB上安装有若干LED，散热器内安置有LED的驱动器，LED上方有一半球形泡壳；又如由若干SMD或草帽型LED安装在多个PCB上构成的玉米灯，多个安装有LED的PCB构成一个柱形LED发光体，再加上驱动器和电连接器；又如一种全方位出光的LED灯泡，一个泡壳内有一个LED发光光源，再加上驱动器及其外壳和电连接器，所述LED光源为由几个安装有多个LED元件的PCB构成的光源，或为安装有至少一串LED芯片的发光条或发光管的光源；还有、外形与A型白炽灯相似、泡灯被分成几瓣、每瓣有几个LED，灯泡中央搂空让空气流通散热的A型LED灯。此外，还有很多种不同的设计。目前，LED灯的设计可谓百花齐放，种类繁多。 

上述各类LED灯的目的都是要替代现有的白炽灯和荧光节能灯，灯的体积、输出光通量和光色要与白炽灯相近。但目前LED的能量效率还不够高，我们知道，波长为555nm的绿光的光功当量为683lm/W，3500K的暖白光的光功当量约为320lm/W，目前LED元件的白光发光效率虽然有超过200lm/W的报道，但一般产品、暖白光、CRI（显色指数）大于85的LED元件的发光效率约为130lm/W，若再加上灯具的出光率和驱动器的损耗，目前LED整灯的发光效率一般在60-90lm/W左右。即整灯的能量效率仅约30%左右；也就是说、有约70%的输入能量将变为热。于是，要制作一个体积和白炽灯相近、输出光通量也和白炽灯相近的LED灯，其关键之一就是如何散热。 

以一个LED整灯而言，不管其灯内部如何导热，其最终散热在于整灯外表面的热辐射和其与周围空气的热交换、包括热传导和对流散热。由于LED整灯外表面的温度一般都低于100℃，其热辐射散热有限，但提高灯表面的辐射系数以提高辐射散热，这也是灯设计应该考虑的因数之一。同时，我们知道，任何静止的气体都是良绝热 体，空气的导热率仅为0.024W/m·K，要改进LED灯和周围空气的热交换散热，一方面要增大灯与空气的接触面积，另一方面、最重要的是要改进空气的流动，流动的空气能有效带走灯的热、让LED灯有效散热。例如有人研究在散热器内安装一个小功率电风扇，可很有效地加快空气流通、有效散热，从而可制成体积小功率大的LED灯，但在普通照明灯中安装风扇、不容易被市场接受。 

目前，如何制成灯体积和白炽灯相近、输出光通量足够高、成本低、效率高的LED节能灯，仍是一个急待解决的课题。 

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，而提供一种体积小、输出光通量高、成本低、效率高的U型灯管LED节能灯，可直接替换白炽灯和荧光节能灯，用于照明。 

本发明的技术方案如下： 

本发明提供的U型灯管LED节能灯，其特征在于，其包括： 

至少一个真空密封的U型灯管1； 

每个U型灯管1为其二端各自装有一个与各自的U型灯管一端高温熔封的芯柱6，以构成的真空密封U型灯管； 

每个U型灯管1的每个芯柱6上固定一个LED发光管芯5，所述LED发光管芯5二端电极17分别与设于芯柱6上的二个电引出线7相连并被引出； 

一个LED驱动器2及驱动器外壳3， 

一个电连接器4； 

驱动器外壳3将U型灯管1和电连接器4相互连接成一个整灯； 

所述芯柱6中至少有一个芯柱带有用于把U型灯管抽真空后充入散热保护气体再熔封的排气管10； 

所述LED发光管芯5二端电极17通过电连接线7与驱动器2的输出相连接，驱动器2的输入与电连接器4相连接，电连接器4用于连接外电源。 

所述U型灯管二端的LED发光管芯5可为至少一条LED发光条13，所述LED发光条13由一个基板和装于基板上的至少一串发相同发光色或发不相同发光色的LED芯 片组成。所述U型灯管二端的LED发光管芯5被固定安装在芯柱6上和安装U型灯管管壁上； 

所述的LED发光管芯5还可为至少一个LED发光管，所述LED发光管由一个透明管和装于透明管外表面上的至少一串发相同发光色或发不相同发光色的LED芯片组成，所述透明管为透明陶瓷管、玻璃管或塑料管。 

所述发相同发光色或发不相同发光色的LED芯片相互串联或串并联。 

所述发相同发光色或发不相同发光色的LED芯片为发蓝光、红光或紫外光的LED芯片，LED芯片四周涂覆有将所述蓝光、红光或紫外光变为白光或其它所需光色的光致发光粉层；所述LED芯片为发单色光的芯片、为发红、蓝、绿三基色的芯片或多基色的芯片。 

所述LED芯片有一个或多个PN结。 

所述U型灯管为上端不相连的呈H型的U型灯管。 

所述U型灯管还可为灯管顶部张开的异形U型灯管，使灯管之间的间隙更大,散热更好,光出射率更高、即效率更高,同时，还可增加灯垂直方向的光强度，改进整灯的光分布。 

所述U型灯管内的传热保护气体为氦气、氢气、氮气、氖气、干燥空气或它们的混合气。

所述LED驱动器为恒流驱动器，所述的每个LED发光管芯各自有一个恒流管或恒流源。所述电连接器为E型、GU型、GX型、GZ型或B型电连接器。 

本发明与现有技术相比，其优点是：U型灯管的四周都是可自由流通的空气，灯管与空气的接触面积大，灯管之间的间隙大，空气流通好，灯管散热好；其灯管具有比球泡灯更高的机械强度，灯管内可容纳更长更大的LED发光源，从而可制成更大功率、更高输出光通量的LED灯；同时灯管的出光率高，效率高；灯管结构简单，体积小、重量轻、成本低；可制成功率大、输出光通量高、发光效率高、寿命长的单U、多U或单H、多H型LED节能灯。用于替代白炽灯和荧光节能灯，用于照明。 

附图说明

图1为本发明的U型灯管LED节能灯的一个实施例结构示意图。 

图2为本发明的U型灯管LED节能灯的又一个实施例结构示意图。 

图3为本发明的U型灯管LED节能灯的又一个实施例结构示意图。 

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U型灯管LED节能灯的一个实施例的结构示意图；如图1所示，本发明的U型灯管LED节能灯，其包括： 

至少一个U型灯管1，一个LED驱动器2及其外壳3，一个电连接器4； 

驱动器外壳3把LED灯管1和电连接器4相互连接成一个整灯。 

所述至少一个U型灯管LED节能灯为一个U型灯管或多个U型灯管制成的单U型灯管LED节能灯或多U型灯管LED节能灯；图1所示为单U型灯管LED节能灯的实施例。 

该单U型灯管LED节能灯的单U型LED灯管1的二端各有一个LED发光管芯5和一个芯柱6；每个芯柱6包括有电引出线7、玻璃支柱或玻璃管8及其顶上的金属丝9和排气管10；二端的芯柱6各自与U型灯管的一端高温熔封、如图1中11所示，构成一个真空密封的U型LED灯管1；二端芯柱6中至少有一个芯柱带有排气管10、用于把U型灯管1抽真空、后充入低粘滞系数高导热率的散热和保护气体12，然后熔封，把充入的散热和保护气体12密封在灯管1内。 

所述U型LED灯管1内的散热和保护气体12为氦、氢、氮、氖等稀有气体、干燥空气或它们的混合气。 

U型灯管二端的LED发光管芯5为安装有至少一串LED的发光管芯。 

图1所示的LED发光管芯5为由至少一条LED发光条13构成，图1为灯管二端LED发光管芯5各有2条LED发光条13的例子。所述LED发光条13包括有一个基板14，基板14上安装有至少一串相同或不相同发光色的LED芯片15。 

所述相同和不相同发光色的LED芯片15由连接线16相互串联或串并联，其二端电极由电引出线17引出，U型灯管二端的LED发光管芯5的电引出线17各自经二端的芯柱6的电引出线7引出。 

所述相同和不相同发光色的LED芯片15为发蓝光或蓝光和红光或紫外光的芯片，芯片15四周有把所述蓝光、红光或紫外光变为白光或其它所需色光的光致发光粉层 18；所述LED芯片还可为发单色光的芯片，或为发红、蓝、绿三基色和多基色的芯片，这时无需发光粉层18。 

所述LED芯片15为每个芯片有一个或多个PN结的芯片。 

所述U型灯管具有比球型等灯泡有更高的机械强度，灯管内可容纳更长更大的LED发光源，从而可制成更大功率、更高输出光通量的LED灯。 

U型灯管1二端的芯柱6的电引出线7与LED驱动器2的输出相连接，驱动器2的输入经连接线19与LED节能灯的电连接器4连接，连接器4用于连接外电源。 

所述LED驱动器2提供每个LED发光管芯5各自恒流的驱动电压，例如每个LED发光管芯各自有一个恒流管或恒流源。 

所述U型LED灯管1内充有低粘滞系数高导热率的散热和保护气体12，灯管1带有LED发光管芯5的二端之间有间隙，灯管四周都是可自由流动的空气，散热好。 

所述U型灯管还可为H型（如图2所示）。 

所述电连接器（即灯头）4为E型、GU型、GX型、GZ型、B型或现有白炽灯、荧光节能灯电连接器中的一种。 

图2为本发明的U型灯管LED节能灯的又一个实施例的结构示意图；特征在于，所述的灯管1a为H型；所述H型灯管为上端呈H型的U型灯管。所述H型灯管1a的二端的LED发光管芯各为一个LED发光管20，所述每个LED发光管20包括有一个透明管21，透明管21的外表面上安装有至少一串相同或不相同发光色的LED芯片15，LED芯片15二端的电极由电引出线17引出，电引出线17由固定装置22固定在透明管21上，所述透明管21为透明陶瓷管、玻璃管或塑料管；所述芯片15和透明管21上有发光粉层23和24；所述LED发光管20的近芯柱6一端由电引出线17和芯柱的电引出线7相互连接和固定，LED发光管20的上端由一弹簧25与灯管1a的管壁相互固定。图2中其它图标的意义与图1中的相同。 

图3为本发明的U型灯管LED节能灯的又一个实施例的结构示意图；特征在于，所述的至少一支灯管1b为异形U型灯管,其U型灯管顶部张开,使灯管之间的间隙更大,散热更好,光出射率更高、即效率更高,同时，还可增加灯垂直方向的光强度，改进整灯的光分布；可制成单U、多U异形灯管LED节能灯；图3所示为单U异形灯管LED节能灯的例子。图3中其它图标的意义与图1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 (11)

1.一种U型灯管LED节能灯，其特征在于，其包括：

至少一个真空密封的U型灯管（1）；

每个U型灯管（1）为其二端各自装有一个与各自的U型灯管一端高温熔封的芯柱（6），以构成的真空密封U型灯管；

每个U型灯管（1）的每个芯柱（6）上固定一个LED发光管芯（5），所述LED发光管芯（5）二端电极（17）分别与设于芯柱（6）上的二个电引出线（7）相连并被引出；

一个LED驱动器（2）及驱动器外壳（3），

一个电连接器（4）；

驱动器外壳（3）将U型灯管（1）和电连接器（4）相互连接成一个整灯；

所述芯柱（6）中至少有一个芯柱带有用于把U型灯管抽真空后充入散热保护气体再熔封的排气管（10）；

所述LED发光管芯（5）二端电极（17）通过电连接线（7）与驱动器2的输出相连接，驱动器（2）的输入与电连接器（4）相连接，电连接器（4）用于连接外电源。

2.按权利要求1所述的U型灯管LED节能灯，其特征在于，所述U型灯管二端的LED发光管芯（5）为至少一条LED发光条（13），所述LED发光条（13）由一个基板和装于基板上的至少一串发相同发光色或发不相同发光色的LED芯片组成。

3.按权利要求1所述的U型灯管LED节能灯，其特征在于，所述的LED发光管芯（5）为至少一个LED发光管，所述LED发光管由一个透明管和装于透明管外表面上的至少一串发相同发光色或发不相同发光色的LED芯片组成，所述透明管为透明陶瓷管、玻璃管或塑料管。

4.按权利要求2或3所述的U型灯管LED节能灯，其特征在于，所述发相同发光色或发不相同发光色的LED芯片相互串联或串并联。

5.按权利要求2或3所述的U型灯管LED节能灯，其特征在于，所述发相同发光色或发不相同发光色的LED芯片为发蓝光、红光或紫外光的LED芯片，LED芯片四周涂覆有将所述蓝光、红光或紫外光变为白光或其它色光的光致发光粉层；或者所述LED芯片为发单色光的芯片、为发红、蓝、绿三基色的芯片或多基色的芯片。

6.按权利要求1、2或3所述的U型灯管LED节能灯，其特征在于，所述LED芯片有一个或多个PN结。

7.按权利要求1所述的U型灯管LED节能灯，其特征在于，所述U型灯管（1）为上端呈H型的U型灯管。

8.按权利要求1所述的U型灯管LED节能灯，其特征在于，所述U型灯管电连接器（4）内的传热保护气体为氦气、氢气、氮气、氖气、干燥空气或它们的混合气。

9.按权利要求1所述的U型灯管LED节能灯，其特征在于，所述LED驱动器（2）为各LED发光管芯（5）各自恒流的恒流驱动器，所述的每个LED发光管芯（5）各自有一个恒流管或恒流源。

10.按权利要求1所述的U型灯管LED节能灯，其特征在于，所述电连接器（4）为E型、GU型、GX型、GZ型或B型电连接器。

11.按权利要求1所述的U型灯管LED节能灯，其特征在于，所述U型灯管为顶部张开的异形U型灯管。

Images