CN104728628B - 一种对流散热式led模组 - Google Patents

一种对流散热式led模组 Download PDF

Info

Publication number
CN104728628B
CN104728628B CN201310722314.8A CN201310722314A CN104728628B CN 104728628 B CN104728628 B CN 104728628B CN 201310722314 A CN201310722314 A CN 201310722314A CN 104728628 B CN104728628 B CN 104728628B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit board
installation portion
heat dissipation
type led
venthole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310722314.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104728628A (zh
Inventor
高海生
李刚
李东明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Sunfor Light Co Ltd
Original Assignee
Sichuan Sunfor Light Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Sunfor Light Co Ltd filed Critical Sichuan Sunfor Light Co Ltd
Priority to CN201310722314.8A priority Critical patent/CN104728628B/zh
Publication of CN104728628A publication Critical patent/CN104728628A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104728628B publication Critical patent/CN104728628B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2101/00—Point-like light sources

Abstract

本发明涉及一种对流散热式LED模组，其包括电路板安装部和设置在电路板安装部下端的散热器，其特征在于，电路板安装部具有一中空半球结构，其中限定了一半球腔，电路板安装部的球壁外表面固定有柔性电路板，在柔性电路板上分布有多颗LED灯珠，一出光罩套置在柔性电路板外围并固定至电路安装部和/或散热器，从而在出光罩与电路板安装部之间形成一空腔，空腔与半球腔通过设置在电路板安装部的球壁上的多个通孔彼此联通，在散热器的基板中间设置有一出气孔，并且在出气孔周围排布有多个进风孔，出气孔开设在半球腔的底部区域中，并且进风孔开设在空腔的底部区域中。本发明采用固体导热散热+灯内外空气对流散热，能达到良好的导热效果。

Description

一种对流散热式LED模组
技术领域
本发明涉及一种LED模组，尤其涉及一种对流散热式LED模组。
背景技术
随着LED技术的飞速发展，尤其是大功率LED的面世，使LED应用与普通的照明领域成为了可能，并迅速在全球掀起一场绿色照明的趋势。然而由于大功率LED本身发热量大，如何成功地帮组大功率LED散热就成了LED照明灯具设计的一个重中之重。目前，LED散热现行通常的做法下，导热路径可以这样解释：LED热沉--导热硅脂--与热沉同样大的铜箔--铝基板绝缘层--铝板--散热器。可以看出，LED到铝基板的导热路径仅仅和LED的热沉大小一样，对于大功率LED来说仅仅这样散热是不够的。
另外，COB光源发出很大的热量，必须通过良好的热传导解决COB光源的发热问题热传导路径应尽可能的通畅，而按照传统做法，经过五六层介质层层传递，每一层都存在很大热阻，更不用说加工及装配造成的接触面不充分，进而造成巨大的空气热阻，如何能够最有效的把LED发光部产生的热量导出去，只有与发光部直接接触能够做到这一点。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种对流散热式LED模组。
本发明公开了一种对流散热式LED模组，其包括电路板安装部和设置在所述电路板安装部下端的散热器，其特征在于，所述电路板安装部具有一中空半球结构，其中限定了一半球腔，所述电路板安装部的球壁外表面固定有柔性电路板，在所述柔性电路板上分布有多颗LED灯珠，一出光罩套置在所述柔性电路板外围并固定至所述电路安装部和/或所述散热器，从而在所述出光罩与所述电路板安装部之间形成一空腔，所述空腔与所述半球腔通过设置在所述电路板安装部的球壁上的多个通孔彼此联通，在所述散热器的基板中间设置有一出气孔，并且在所述出气孔周围排布有多个进风孔，所述出气孔开设在所述半球腔的底部区域中，并且所述进风孔开设在所述空腔的底部区域中。
根据一个优选的实施方式，所述出气孔在所述基板的中心沿轴向朝向远离所述出光罩的方向变细。
根据一个优选的实施方式，所述散热器包括所述基板和多个散热片，所述多个散热片是轴向长度相同但径向长度不同的、平行排布的多个散热片，所述散热片之间存在间隙，并且所述散热器与所述电路板安装部是一体成型的。
根据一个优选的实施方式，所述多个进风孔设置在所述散热片之间的间隙上，并且以同心圆方式逐级地排列在所述出气孔的径向外围。
根据一个优选的实施方式，所述电路板安装部具有由导热材料制成的所述中空半球结构并通过所述球壁固定至所述基板，从而形成所述半球腔，所述多个通孔设置在所述球壁上。
根据一个优选的实施方式，多颗LED灯珠不均匀地布置在所述柔性电路板上，其中，与远离所述散热器的区域相比，在靠近所述散热器的所述柔性电路板区域中设有明显更多的LED灯珠。
根据一个优选的实施方式，所述柔性电路板通过粘接和/或通过导热硅胶固封在所述电路板安装部的球壁外表面。
根据一个优选的实施方式，在所述电路板安装部的球壁上不均匀地布置所述多个通孔，其中，设置在远离所述散热器的球壁上的通孔的数量明显超过设置在靠近所述散热器的球壁上的通孔的数量。
根据一个优选的实施方式，所述出光罩通过粘合、卡扣连接、螺纹连接和/或硫化硬化固定在所述散热器的基板上。
根据一个优选的实施方式，所述出光罩为PC出光罩、PMMA出光罩或玻璃出光罩，在所述出光罩上设置有荧光粉层。
根据一个优选的实施方式，所述出气孔的汇合至所述半球腔的汇合口的横截面面积至少相当于所述半球腔底面面积的三分之一。
根据一个优选的实施方式，所述出气孔沿轴向朝向远离所述出光罩的方向逐渐变细。
根据一个优选的实施方式，所述出气孔沿轴向朝向远离所述出光罩的方向逐级变细。
根据一个优选的实施方式，所述出气孔在横截面中呈圆形、椭圆形、三角形或多边形。
根据一个优选的实施方式，所述进风孔同时开设在所述空腔和所述半球腔两者的底部区域中，并且所述出气孔仅开设在所述半球腔的底部区域中。
根据一个优选的实施方式，所述进风孔中的一部分直接联通至所述空腔，所述进风孔中的另一部分直接联通至所述半球腔，并且所述出气孔仅直接联通至所述半球腔。
本发明的有益效果在于：利用空气对流散热原理，通过设置出气孔和排列在出气孔周围的进风孔，灯壳内空气受热后膨胀通过出气孔向外排出气体，带走部分热量，灯壳内气压变小，外部较冷空气通过进风孔涌入，然后在灯壳内受热膨胀后再次重复上一过程，这样周而复始，空气对流能较好的带走LED散热的热量，再加上散热器之间连接LED导热散热，使得散热通道宽广且直接，就能达到良好的散热效果。这一物理的对流运动过程，无需耗费电能，只要LED灯泡开始工作这一循环就会不断重复，从而保证LED的芯片结温处于一个较低的水平，保证了LED发光芯片的使用寿命。通过固体导热散热+贯穿整个灯体的空气对流散热，流动起来的空气对流散热加上固体导热散热就能达到良好的导热效果。可以做到兼顾微型化，大功率和低成本。
附图说明
图1是本发明的爆炸图；
图2是本发明的剖视图；
图3是本发明的仰视图。
附图标记列表
具体实施方式
下面结合附图具体说明本发明。
图1是本发明的爆炸图。图1示出了一种对流散热式LED模组100，其包括电路板安装部1和设置在电路板安装部1下端的散热器2，电路板安装部1具有一中空半球结构，其中限定了一半球腔103，电路板安装部1的球壁外表面固定有柔性电路板3，在柔性电路板3上分布有多颗LED灯珠301，一出光罩4套置在柔性电路板3外围并固定至电路安装部1和/或散热器2，从而在出光罩4与电路板安装部1之间形成一空腔104，空腔104与半球腔103通过设置在电路板安装部1的球壁101上的多个通孔102彼此联通，在散热器2的基板201中间设置有一出气孔202，并且在出气孔202周围排布有多个进风孔203，出气孔202开设在半球腔103的底部区域中，并且进风孔203开设在空腔104的底部区域中。
图2是本发明的剖视图。图3是本发明的仰视图。散热器2包括基板201和多个散热片204，出气孔202在基板201的中心沿轴向朝向远离所述出光罩4的方向变细。出气孔202可以是沿轴向朝向远离出光罩4的方向逐渐变细。出气孔202也可以是沿轴向朝向远离出光罩4的方向逐级变细。出气孔202在横截面中可以呈圆形、椭圆形、三角形或多边形。出气孔202的汇合至半球腔103的汇合口的横截面面积至少相当于半球腔103底面面积的三分之一。图2和图3所示的出气孔仅为示意性的。在实践中，可以根据LED灯珠的数量来调整出气孔202的直径。在图2中，出气孔202的径向尺寸相当于半球腔103底部直径的二分之一，可以明显发挥烟道效果。
多个散热片204是轴向长度相同但径向长度不同的、平行排布的多个散热片，散热片204之间存在间隙。并且散热器2与电路板安装部1是一体成型的。散热片204设置在基板201背对出光罩4的一侧。
多个进风孔203设置在散热片204之间的间隙上，并且以同心圆方式逐级地排列在出气孔202的径向外围。
进风孔203同时开设在空腔104和半球腔103两者的底部区域中，并且出气孔202仅开设在半球腔103的底部区域中。
进风孔203中的一部分直接联通至空腔104，进风孔203中的另一部分直接联通至半球腔103，并且出气孔202仅直接联通至半球腔103。
电路板安装部1具有由导热材料制成的中空半球结构并通过球壁101固定至基板201，从而形成半球腔103，多个通孔102设置在球壁101上。
多颗LED灯珠301不均匀地布置在柔性电路板3上，其中，与远离散热器2的区域相比，在靠近散热器2的柔性电路板3区域中设有明显更多的LED灯珠301。由于冷空气以“自然吸气方式”进入半球腔103，因此流入速度有限，为了避免半球腔103内顶点区域LED灯珠（或者说LED芯片）过热，应当在顶点区域设置较少数量的LED灯珠。
柔性电路板3通过粘接和/或通过导热硅胶固封在电路板安装部1的球壁101外表面。
在电路板安装部1的球壁101上不均匀地布置多个通孔102，其中，设置在远离散热器2的球壁101上的通孔102的数量明显超过设置在靠近散热器2的球壁101上的通孔102的数量。通过这样设置通孔102，可以有效迫使更多冷空气流经半球腔103的顶点区域，从而实现均匀散热，避免形成热点。
出光罩4通过粘合、卡扣连接、螺纹连接和/或硫化硬化固定在散热器2的基板201上。
出光罩4为PC出光罩、PMMA出光罩或玻璃出光罩，在出光罩4上设置有荧光粉层。
由于COB光源发出很大的热量，必须通过良好的热传导解决COB光源的发热问题热传导路径应尽可能的通畅，而按照传统做法，经过五六层介质层层传递，每一层都存在很大热阻，更不用说加工及装配造成的接触面不充分，进而造成巨大的空气热阻，如何能够最有效的把LED发光部产生的热量导出去，只有与发光部直接接触能够做到这一点。
本发明的一体化导热散热结构，无中间热阻，散热通道宽广而充分。对流散热孔中心为一个出气孔，边缘排列多个进气孔，这样壳内受热空气就会因阻力较小而从出气孔排出，同时灯壳内气压变低，外部较冷空气就会从边缘多个进气孔进入，在使用时，出光罩朝向下方，这样就会产生烟道抽风的效果，加强对流。
另外，由于LED是方向性光源，需要有一种有效的光图形转换方式来实现将小角度的出光转换成全方位的出光，但是按照通常的做法，一种做法是使用透镜转换出光角度，但是涉及到出光效率降低及成本增加；另外的做法是通过改变LED灯珠的平面排布为立体多方位排布，但是随之带来散热路径减小热阻增加，散热效果变差及引起光效降低。本发明可以同时解决LED散热和LED出光角度小的问题。
在使用时，根据本发明的对流散热式LED模组100的姿态一般为出光方向朝向下方而散热器朝向上方。通常，散热器径向外缘区域的温度明显低于中心温度。当来自半球腔103的热空气沿着逐渐变细的出气孔202上升时，冷空气就会经由散热器径向外缘区域的进风孔203进入到半球腔103之中。
本发明的有益效果在于：利用空气对流散热原理，通过设置出气孔和排列在出气孔周围的进风孔，灯壳内空气受热后膨胀通过出气孔向外排出气体，带走部分热量，灯壳内气压变小，外部较冷空气通过进风孔涌入，然后在灯壳内受热膨胀后再次重复上一过程，这样周而复始，空气对流能较好的带走LED散热的热量，再加上散热器之间连接LED导热散热，使得散热通道宽广且直接，就能达到良好的散热效果。这一物理的对流运动过程，无需耗费电能，只要LED灯泡开始工作这一循环就会不断重复，从而保证LED的芯片结温处于一个较低的水平，保证了LED发光芯片的使用寿命。通过固体导热散热+贯穿整个灯体的空气对流散热，流动起来的空气对流散热加上固体导热散热就能达到良好的导热效果。可以做到兼顾微型化，大功率和低成本。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种对流散热式LED模组(100)，其包括电路板安装部(1)和设置在所述电路板安装部(1)下端的散热器(2)，其特征在于，
所述电路板安装部(1)具有一中空半球结构，其中限定了一半球腔(103)，所述电路板安装部(1)的球壁外表面固定有柔性电路板(3)，在所述柔性电路板(3)上分布有多颗LED灯珠(301)，
一出光罩(4)套置在所述柔性电路板(3)外围并固定至所述电路安装部(1)和/或所述散热器(2)，从而在所述出光罩(4)与所述电路板安装部(1)之间形成一空腔(104)，
所述空腔(104)与所述半球腔(103)通过设置在所述电路板安装部(1)的球壁(101)上的多个通孔(102)彼此联通，
在所述散热器(2)的基板(201)中间设置有一出气孔(202)，并且在所述出气孔(202)周围排布有多个进风孔(203)，所述出气孔(202)开设在所述半球腔(103)的底部区域中，并且所述出气孔(202)在所述基板(201)的中心沿轴向朝向远离所述出光罩(4)的方向变细，所述进风孔(203)开设在所述空腔(104)的底部区域中。
2.根据权利要求1所述的对流散热式LED模组(100)，其特征在于，所述散热器(2)包括所述基板(201)和多个散热片(204)，所述多个散热片(204)是轴向长度相同但径向长度不同的、平行排布的多个散热片，所述散热片(204)之间存在间隙，并且所述散热器(2)与所述电路板安装部(1)是一体成型的。
3.根据权利要求2所述的对流散热式LED模组(100)，其特征在于，所述多个进风孔(203)设置在所述散热片(204)之间的间隙上，并且以同心圆方式逐级地排列在所述出气孔(202)的径向外围。
4.根据权利要求3所述的对流散热式LED模组(100)，其特征在于，所述电路板安装部(1)具有由导热材料制成的所述中空半球结构并通过所述球壁(101)固定至所述基板(201)，从而形成所述半球腔(103)，所述多个通孔(102)设置在所述球壁(101)上。
5.根据权利要求4所述的对流散热式LED模组(100)，其特征在于，多颗LED灯珠(301)不均匀地布置在所述柔性电路板(3)上，其中，与远离所述散热器(2)的区域相比，在靠近所述散热器(2)的所述柔性电路板(3)区域中设有明显更多的LED灯珠(301)。
6.根据权利要求5所述的对流散热式LED模组(100)，其特征在于，所述柔性电路板(3)通过粘接和/或通过导热硅胶固封在所述电路板安装部(1)的球壁(101)外表面。
7.根据权利要求1至6之一所述的对流散热式LED模组(100)，其特征在于，在所述电路板安装部(1)的球壁(101)上不均匀地布置所述多个通孔(102)，其中，设置在远离所述散热器(2)的球壁(101)上的通孔(102)的数量明显超过设置在靠近所述散热器(2)的球壁(101)上的通孔(102)的数量。
8.根据权利要求1至6之一所述的对流散热式LED模组(100)，其特征在于，所述出光罩(4)通过粘合、卡扣连接、螺纹连接和/或硫化硬化固定在所述散热器(2)的基板(201)上。
9.根据权利要求1至6之一所述的对流散热式LED模组(100)，其特征在于，所述出光罩(4)为PC出光罩、PMMA出光罩或玻璃出光罩，在所述出光罩(4)上设置有荧光粉层。
10.根据权利要求1所述的对流散热式LED模组(100)，其特征在于，所述出气孔(202)的汇合至所述半球腔(103)的汇合口的横截面面积至少相当于所述半球腔(103)底面面积的三分之一。
11.根据权利要求1所述的对流散热式LED模组(100)，其特征在于，所述出气孔(202)沿轴向朝向远离所述出光罩(4)的方向逐渐变细。
12.根据权利要求1所述的对流散热式LED模组(100)，其特征在于，所述出气孔(202)沿轴向朝向远离所述出光罩(4)的方向逐级变细。
13.根据权利要求1所述的对流散热式LED模组(100)，其特征在于，所述出气孔(202)在横截面中呈圆形、椭圆形、三角形或多边形。
14.根据权利要求1至6之一或权利要求10至13之一所述的对流散热式LED模组(100)，其特征在于，所述进风孔(203)同时开设在所述空腔(104)和所述半球腔(103)两者的底部区域中，并且所述出气孔(202)仅开设在所述半球腔(103)的底部区域中。
15.根据权利要求1至6之一或权利要求10至13之一所述的对流散热式LED模组(100)，其特征在于，所述进风孔(203)中的一部分直接联通至所述空腔(104)，所述进风孔(203)中的另一部分直接联通至所述半球腔(103)，并且所述出气孔(202)仅直接联通至所述半球腔(103)。
CN201310722314.8A 2013-12-24 2013-12-24 一种对流散热式led模组 Expired - Fee Related CN104728628B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310722314.8A CN104728628B (zh) 2013-12-24 2013-12-24 一种对流散热式led模组

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310722314.8A CN104728628B (zh) 2013-12-24 2013-12-24 一种对流散热式led模组

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104728628A CN104728628A (zh) 2015-06-24
CN104728628B true CN104728628B (zh) 2016-09-28

Family

ID=53452806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310722314.8A Expired - Fee Related CN104728628B (zh) 2013-12-24 2013-12-24 一种对流散热式led模组

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104728628B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201277503Y (zh) * 2008-10-21 2009-07-22 周克锋 一种带有烟囱式抽风管道的led灯罩
TW201241349A (en) * 2011-04-08 2012-10-16 Solidlite Corp Light-emitting diode lamp structure having larger illumination angle
CN202927788U (zh) * 2012-10-26 2013-05-08 厦门龙胜达照明电器有限公司 Led-a型全方位灯散热器装置
CN202927563U (zh) * 2012-11-17 2013-05-08 沈以诺 一种led散热器及装有该散热器的led灯泡
CN203052312U (zh) * 2013-01-16 2013-07-10 本科照明有限公司 一种球状led灯
CN203082618U (zh) * 2012-01-09 2013-07-24 杨泰和 具轴向及径向气孔散热体的电能发光体
CN203323065U (zh) * 2013-06-08 2013-12-04 东莞勤上光电股份有限公司 一种可对流散热的光引擎模组

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201277503Y (zh) * 2008-10-21 2009-07-22 周克锋 一种带有烟囱式抽风管道的led灯罩
TW201241349A (en) * 2011-04-08 2012-10-16 Solidlite Corp Light-emitting diode lamp structure having larger illumination angle
CN203082618U (zh) * 2012-01-09 2013-07-24 杨泰和 具轴向及径向气孔散热体的电能发光体
CN202927788U (zh) * 2012-10-26 2013-05-08 厦门龙胜达照明电器有限公司 Led-a型全方位灯散热器装置
CN202927563U (zh) * 2012-11-17 2013-05-08 沈以诺 一种led散热器及装有该散热器的led灯泡
CN203052312U (zh) * 2013-01-16 2013-07-10 本科照明有限公司 一种球状led灯
CN203323065U (zh) * 2013-06-08 2013-12-04 东莞勤上光电股份有限公司 一种可对流散热的光引擎模组

Also Published As

Publication number Publication date
CN104728628A (zh) 2015-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2800579C (en) Heat dissipater with axial and radial air aperture and application device thereof
US8226273B2 (en) LED lamp
US8317372B2 (en) LED bulb
TW201135144A (en) Solid-state lamps with passive cooling
US20110254421A1 (en) Cooling Structure For Bulb Shaped Solid State Lamp
CN110486632B (zh) 一种大功率led灯
CN104879670B (zh) 具有风扇散热装置的led灯具
CN101749581A (zh) 一种安全型自散热led灯具
WO2013060060A1 (zh) Led灯泡形灯
KR200451042Y1 (ko) 열 대류와 열 전도 효과를 가진 ｌｅｄ 조명 장치 및 방열 조립체
CN100582558C (zh) 一种金属led灯杯
CN104791736B (zh) 一种液冷散热的led光模组
CN104728628B (zh) 一种对流散热式led模组
CN103216741B (zh) 照明装置、以及具有该照明装置的灯具
CN203757669U (zh) 一种液冷散热的led光模组
CN201599624U (zh) 安全型自散热led灯具
CN201593709U (zh) 一种自散热安全型led灯具
CN104879661A (zh) 一种led灯
CN203731128U (zh) 一种对流散热式led模组
CN204227377U (zh) 一种大功率led液冷模组灯
TW201516319A (zh) 發光二極體燈泡
CN207005763U (zh) 具有组合散热结构的led灯
CN104334957A (zh) 具有光滑外观的照明装置
CN203571510U (zh) 一种对流散热式led模组
CN102767728A (zh) 一种高效散热led灯泡

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160928

Termination date: 20181224