CN104696750B - 一种led光源模组及其装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED光源模组，包括：LED灯串、基板、散热器、透光器件，所述LED灯串焊接在所述基板上，所述基板和所述透光器件固定在所述散热器上，所述焊接有LED灯串的基板设置在所述透光器件与所述散热器之间，所述透光器件与所述焊接有LED灯串的基板之间形成有腔体，其特征在于，在所述透光器件与所述焊接有LED灯串的基板之间形成的腔体内注射有液态介质。本发明不仅可以有效、快速的将LED热量导出，且提高LED光线利用率及LED灯具的发光效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED光源模组及其装配方法。
背景技术
LED经过几年的发展，发光方面的性能一直不断的提升，但LED的使用寿命一直受到热环境的牵制，性能再好的LED如果没有一个合理的散热方案对LED灯进行散热，其光学性能不久之后会持续的降低。
LED发光具有方向性照明的特性，当制作成LED灯具时，往往需要二次配光设计，改变LED的发光方向，才能使LED灯具在特定的环境中进行合理的照明。
散热技术和配光技术一直以来都是LED行业的核心技术。
目前市场上的LED灯具采用的散热方式主要采用固体传导的散热结构，一般是将LED固定在散热器上，LED在通电后会产生热量，热量会以传导的方式传到散热器上，散热器与空气接触，其散热器的热会以对流的方式散到空气中。虽然目前散热的材料有很多种，例如金属材料、导热塑胶材料、石墨材料等，但无论是什么材料，基本都是以上述散热方式进行散热，是属于被动散热。
目前LED的二次配光设计主要有两种方式：1.反光杯配光设计，利用光反射原理，使用镜面或其它光滑物体制作成特定形状的反光杯，反射设定好的光线，一般都是以反射杂散光为主；2.透镜配光设计，利用光折射原理，也就是光穿入不同物质时会发生方向变化，目前市场上的透镜都会设计成不同的厚度及形状，来满足配光要求。但此法在结构上有一个缺陷就是LED无法与透镜紧密的结合，这说明光线在射入透镜之前要经过空气介质，这会造成部分光线要反射回来，同时会影响配光设计的准确性。
如图1所示为常规散热结构及配光结构的模组，由于机械装配问题，在LED灯1与透镜2无法紧密的结合而存在被密闭的空气介质，空气很难在内部流通，且空气的导热系数极低，所以传统常规的模组只能依靠LED灯背部的散热器3散热(如图中导向箭头所示为热量流通方向)，散热效果不好，且光线在射入透镜2之前要经过空气介质，这会造成部分光线要反射回来，同时会影响配光设计的准确性。
发明内容
针对现有技术存在的技术缺陷，本发明采用的技术方案是：
一种LED光源模组，包括：LED灯串、基板、散热器、透光器件，所述LED灯串焊接在所述基板上，所述基板和所述透光器件固定在所述散热器上，所述焊接有LED灯串的基板设置在所述透光器件与所述散热器之间，所述透光器件与所述焊接有LED灯串的基板之间形成有腔体，其特征在于，在所述透光器件与所述焊接有LED灯串的基板之间形成的腔体内注射有液态介质，所述液态介质通过一密封胶圈密封在所述腔体内，所述散热器两端分别设有一注液孔和排气孔，所述液态介质通过所述注液孔进入所述腔体内，所述腔体内的空气通过所述排气孔排出，所述注液孔和排气孔通过密封塞进行密封。
所述液态介质是一种具有绝缘阻尼、耐高温、耐寒、无色、透光率高的液体，可以是甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、乙基含氢硅油中的一种。
所述散热器可以是金属、陶瓷、导热塑胶、石墨的一种。
所述的LED光源模组的安装方法，包括以下步骤：
步骤一，将LED灯串焊接在基板上；
步骤二，将焊接有LED灯串的基板以粘接或紧固件紧固的方式固定在散热器外壳上；
步骤三，分别将密封胶圈及透光器件放置于散热器上，用紧固件将透光器件固定在散热器上；
步骤四，倒放置已经装配好的LED光源模组，将液态介质通过注射设备在散热器的注液孔注入透光器件与焊接有LED灯串的基板之间、由密封胶圈围起来形成的内部腔体内，此步骤中，注射设备需与散热器上的注液孔紧密结合，且注射设备应对液态介质施加适当的压强，使液态介质会在所述内部腔体内均匀流动，气体将由散热器上的排气孔排出；
步骤五，对倒置的LED光源模组施加微振动，使所述腔体中存留的少量气泡排到注液孔或排气孔处；
步骤六，在注液孔和排气孔中各置入一密封塞。
本发明公开的LED光源模组，不仅可以有效、快速的将LED热量导出，且提高LED光线利用率及LED灯具的发光效率。
附图说明
图1为现有技术采用的一种LED光源模组散热及配光结构的示意图。
图2为本发明采用的一种LED光源模组的分解示意图。
图3为本发明的一种LED光源模组注射液态介质时的状态示意图。
图4为本发明采用的一种LED光源模组组装完成后的结构示意图。
图5本发明采用的一种LED光源模组散热及配光结构的示意图。
具体实施方式
本发明公开一种LED光源模组，包括：LED灯串、基板、散热器、透光器件，所述LED灯串焊接在所述基板上，所述基板和所述透光器件固定在所述散热器上，所述焊接有LED灯串的基板设置在所述透光器件与所述散热器之间，所述透光器件与所述焊接有LED灯串的基板之间形成有腔体，在所述透光器件与所述焊接有LED灯串的基板之间形成的腔体内注射有液态介质。且具有如下安装步骤：
步骤一，将LED灯串焊接在基板上；
步骤二，将焊接有LED灯串的基板以粘接或紧固件紧固的方式固定在散热
器外壳上；
步骤三，分别将密封胶圈及透光器件放置于散热器上，用紧固件将透光器件
固定在散热器上；
步骤四，倒放置已经装配好的LED光源模组，将液态介质通过注射设备在
散热器的注液孔注入透光器件与焊接有LED灯串的基板之间、由密封胶圈
围起来形成的内部腔体内，此步骤中，注射设备需与散热器上的注液孔紧密
结合，且注射设备应对液态介质施加适当的压强，使液态介质会在所述内部
腔体内均匀流动，气体将由散热器上的排气孔排出；
步骤五，对倒置的LED光源模组施加微振动，使所述腔体中存留的少量气
泡排到注液孔或排气孔处；
步骤六，在注液孔和排气孔中各置入一密封塞。
下面结合附图详细介绍本发明的实施方案。
图2为本发明采用的LED光源模组分解示意图，图3为本发明的一种LED光源模组注射液态介质时的状态示意图，图4为本发明采用的一种LED光源模组组装完成后的结构示意图，参考图2至图4所示，一种LED光源模组，其包括：LED灯串10、基板20、散热器30、透光器件40、密封胶圈50、紧固件60、液态介质70、密封塞80。LED灯串10焊接在基板20上，其中LED灯串10可为多个串并联的LED灯。可以在散热器30的平面上涂布导热涂层31，将焊好LED灯串10的基板20通过粘接或螺钉紧固的方式固定在散热器30上，将密封胶圈50及透光器件40放置于散热器30上，用紧固件60(本发明中的紧固件为螺钉)将其固定在散热器30上。完成以上装配后，倒放置已经装配好的LED光源模组，将液态介质70通过注射设备(如注射器)在散热器30上的注液孔32注入透光器件40与焊接有LED灯串的基板20之间、由密封胶圈50围起来形成的内部腔体内，注射设备(图中未示出)需与散热器30上的注液孔32紧密结合，为达到紧密度，注射设备的注射口可装置具有弹性的橡胶材料，与散热器30上的注射孔结合时应有外力压强施压，达到注射设备的注射口与散热器30上的注液孔32紧密结合的条件。注射液态介质70时，注射设备应对液态介质70施加适当的压强，使液态介质70会在所述内部腔体内均匀流动，气体将由散热器30上的排气孔33排出，这种结构及适度的注射压强可有效减少所述腔体内产生的气泡，不可避免的少量的气泡可以以微振动的方式排到注液孔32或排气孔33处，注液孔32和排气孔33分别位于散热器30的两端；将一对密封塞80塞入并固定在散热器30上注液孔32和排气孔33中，另外密封胶圈50密封在透光器件40和焊接有LED灯串的基板20的周围，使所述内部腔体达到密封，液态介质70不会溢出，其中密封塞80上设有橡胶类弹性材料，以螺纹或卡扣的形式固定在散热器30上，过程中允许有少量的气泡且不影响模组二次配光及散热的功能性。
图5为本发明采用的一种LED光源模组散热及配光结构的示意图，如图5所示，将液态介质70填充到设定好的LED光源模组内，液态介质70直接与LED接触，将以对流的方式将LED的热散到液态介质70中，再均匀的传导到透光器件40上，散播到空气中，图示中的箭头及方向代表LED灯产生的热量及流向。其中LED作为整个部件中的热源存在，液体介质的填充可以完全包裹LED，当LED通电发光也产生热量的时候，以物理学热胀冷缩的原理，其液态介质会在腔体内产生流动的效果，在腔体内将形成一个热流循环，可以有效、快速的将LED热量导出。其中热量的第一时间导出，对LED有很大的影响，能够降低LED由于热量囤积所产生的短时间内的高温，同等条件下，增加LED使用寿命。同时，将LED模组的透光器件设计成不同形状内腔，与散热器部件或者其他部件配合形成封闭的腔体，注入该液体，可以实现无空气介质的光路通道，并可以进行精准的二次配光设计，且提高LED光线利用率、LED灯具发光效率。
以上的实施方式中，其结构特种形式多变，部件与部件的连接不受限制于是由紧固件紧固或者是使用胶水类材料以粘接方式紧固。其液态介质是一种具有绝缘阻尼、耐高温、耐寒、无色、透光率高的液体，可以使用甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、乙基含氢硅油中的一种。散热器30可以是金属、陶瓷、导热塑胶、石墨的一种。
Claims (4)
1.一种LED光源模组，包括：LED灯串、基板、散热器、透光器件，所述LED灯串焊接在所述基板上，所述基板和所述透光器件固定在所述散热器上，所述焊接有LED灯串的基板设置在所述透光器件与所述散热器之间，所述透光器件与所述焊接有LED灯串的基板之间形成有腔体，其特征在于，在所述透光器件与所述焊接有LED灯串的基板之间形成的腔体内注射有液态介质，所述液态介质通过一密封胶圈密封在所述腔体内，在所述散热器的平面上涂布导热涂层，所述散热器两端分别设有一注液孔和排气孔，所述液态介质通过所述注液孔进入所述腔体内，所述腔体内的空气通过所述排气孔排出，所述注液孔和排气孔通过密封塞进行密封。
2.如权利要求1所述的LED光源模组，其特征在于，所述液态介质是一种具有绝缘阻尼、耐高温、耐寒、无色、透光率高的液体，是甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、乙基含氢硅油中的一种。
3.如权利要求1所述的LED光源模组，其特征在于，所述散热器可以是金属、陶瓷、导热塑胶、石墨的一种。
4.如权利要求1所述的LED光源模组的安装方法，包括以下步骤：
步骤一，将LED灯串焊接在基板上；
步骤二，将焊接有LED灯串的基板以粘接或紧固件紧固的方式固定在散热器外壳上；
步骤三，分别将密封胶圈及透光器件放置于散热器上，用紧固件将透光器件固定在散热器上；
步骤四，倒放置已经装配好的LED光源模组，将液态介质通过注射设备在散热器的注液孔注入透光器件与焊接有LED灯串的基板之间、由密封胶圈围起来形成的内部腔体内，此步骤中，注射设备需与散热器上的注液孔紧密结合，且注射设备应对液态介质施加适当的压强，使液态介质会在所述内部腔体内均匀流动，气体将由散热器上的排气孔排出；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20170405 |