CN104832891A - 导热灯座和包括该导热灯座的led灯具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导热灯座，包括与LED灯电连接的电源插座，所述导热灯座还包括一导热部分，所述导热部分具有至少一个可与固接LED光源的导热构件作可导热地接触的表面并且由具有可导热特性的材料制造，所述导热部分与所述电源插座的至少一部分结合并且与散热装置连接，以便通过所述散热装置将所述LED光源产生的热量传递出去。本发明还涉及包括本发明导热灯座的LED照明灯具。本发明的导热灯座有效地解决了大功率LED发热的问题，同时可以把灯具的外形尺寸做得较小。

Description

导热灯座和包括该导热灯座的LED灯具

本申请是申请人为马士科技有限公司、申请日为2010年11月23日、申请号为201010571143.X、题为“导热灯座和包括该导热灯座的LED灯具”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及照明灯具领域。更具体地说，本发明涉及一种具有导热功能的灯座以及包括该导热灯座的LED照明灯具。

背景技术

LED作为一种具有巨大发展潜力的固体发光光源，自20世纪60年代诞生以来，以其寿命长、安全、环保、体积小、重量轻和功耗低等优点受到人们越来越多的关注，已经逐渐取代传统的高压卤素灯应用在各种照明领域。大功率LED的出现，加速了LED取代传统照明光源的速度，使得LED灯应用在要求大功率照明的场合变得可能。

大功率LED例如数十瓦至千瓦以上的照明灯具是未来发展的新趋势。但是，LED灯本身在工作时产生大量的热量，如果不及时将这些热量散发出去，将会对LED灯的工作性能产生影响，由此产生了较大的光衰，同时也缩短了LED灯的使用寿命。大功率LED对散热的要求更高，需要散去的热量更多。正因为无法解决大功率LED的散热问题，LED业界也未能开发出替换式的LED光源，而一体式(不可替换)的LED灯具也只有100瓦左右。只有解决了大功率LED的散热问题，最大限度地延缓LED的光衰，才能广泛地推广大功率LED照明灯具的应用。

目前，已经提出了各种不同的方案以解决LED照明灯具的散热问题。例如，本申请人的中国发明专利申请200910002486.1公开了一种LED反射灯，该LED反射灯将LED芯片光源面板与导热板紧密地接触，导热板与散热器又连为一体，因而形成了一条良好的导热和散热途径，将LED光源散发出的热量通过光源面板－导热板－散热器的散热途径散发出去，降低了LED光源的温度。此外，该LED反射灯的反光杯开口部可以不设置灯罩，使得LED光源可以与空气流通，有利于热量的散发，可以进一步降低LED发光时产生的热量，由此解决了大功率LED反射灯发热的问题。

又例如专利申请号200810218685.1，名称为《LED灯具》的中国发明专利申请公开了一种LED灯具，所述LED灯具包括LED散热基板、金属散热件和壳体，所述LED散热基板上固定连接至少一个LED芯片，所述金属散热件与所述LED散热基板相连接并传导散热，所述LED灯具还包括散热风扇，所述金属散热件位于所述散热风扇与所述LED散热基板之间。该专利申请利用设置在散热基板附近的散热风扇把热量散发出去。

此外，又例如中国发明专利申请号CN201010177036.9公开了一种散热装置以及利用该散热装置的LED灯具，所述散热装置包括由柱形散热基体及设在散热基体四周的散热鳍片组成的散热体，以及具有中心通孔的气道，气道固定连接在散热体的一侧端面上，通孔垂直于散热体端面。该散热装置的两侧端面上分别安装光源部分和电源部分，以利用空气对流散热的气道结构，增加散热体的散热效率。

根据现有技术提供的用于LED灯具的各种散热装置或结构，均是设置在灯具的主体部分，这样的设置使得灯具的主体尺寸普遍较大，更不利的是，不能有效地解决大功率LED灯的散热问题。这是因为设置在灯具主体部分的散热装置或结构不可能无限地增大其散热面积以配合大功率LED的发热量，尤其是不能适应数百瓦甚至上千瓦的LED光源。

为此，本发明提出一种新的技术方案，将LED产生的热量传导至灯座，再将灯座与散热装置连接，从而解决了LED灯具的散热问题和LED替换的问题，尤其能够很好地提高大功率LED灯具的散热功效。迄今为止，还没有发现有灯座具有导热功能并作为散热途径的一部分而实现灯具的散热效果的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺点，提供一种导热灯座，通过该导热灯座可以将LED光源发光时产生的热量利用各种手段有效地散发出去。因为灯具的主体部分不需设置散热装置或结构，所以灯具的外形体积可以做得较小，简化了灯具的结构，同时获得很好的散热效果。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，提供一种导热灯座，包括与LED灯电连接的电源插座，所述导热灯座还包括一导热部分，所述导热部分具有至少一个可与固接LED光源的导热构件作可导热地接触的表面并且由具有可导热特性的材料制造，所述导热部分与所述电源插座的至少一部分结合并且与散热装置连接，以便通过所述散热装置将所述LED光源产生的热量传递出去。

在本发明一优选实施例中，所述导热部分包括具有连接在冷却介质进口与冷却介质出口之间的冷却介质管道，所述冷却介质管道与所述导热部分热传导接触。较佳地，所述冷却介质管道延伸经过所述固接LED光源的导热构件，并且所述冷却介质管道和所述散热装置形成闭合回路。

所述冷却介质进口与所述冷却介质出口可以分别设置适配器，用于方便地连接到外接的冷却介质管道。

在本发明一实施例中，所述冷却介质是空气，所述散热装置是外置鼓风机。在本发明另一实施例中，所述冷却介质是水或酒精，所述散热装置是外置冷却器。

或者，所述导热部分与所述LED灯的外壳作可导热地结合，通过所述外壳将所述LED光源产生的热量散发到空气中去。所述导热灯座可以安装在所述外壳内，并通过所述导热部分的底面与所述外壳的底部作可导热地接触。

为了增强LED光源与灯座的导热部分之间的传导热效果，可以在所述导热部分的表面与所述固接LED光源的导热构件之间设置选自石墨片或导热油的导热助剂。

一般地，制成所述导热部分的导热材料选自石墨、铝、铝合金、铜、红铜、陶瓷或导热塑料。

本发明另一方面提供一种LED灯具，所述灯具包括：

控制电路，

至少一个LED光源，所述LED光源由所述控制电路控制，

导热构件，所述LED光源可导热地固接在所述导热构件上，

其中，所述LED灯具还包括上述导热灯座，并且所述导热构件与所述灯座的导热部分的至少一个表面作可导热地接触。

所述灯具还可以包括一与所述灯座的导热部分作可导热地结合的外壳，所述控制电路和所述固接有LED光源的导热构件安装在所述外壳内。因此，通过把热量传导至外壳再散发到空气中去。

本发明的LED灯具可以制成汽车前灯，此时，散热装置可以利用汽车自身的散热器，由汽车散热器与灯座的导热部分所包含的冷却介质管道构成闭合回路进行热交换，将LED光源产生的热量带走。或者，散热装置可以是外置的冷却装置，与灯座的导热部分所包含的冷却介质管道一起构成闭合回路进行散热。

本发明一改传统的在灯具主体部分安装散热装置的结构，在灯座上设置导热功能，这样可以方便地通过该导热灯座把LED光源发光时产生的热量传导到另外的散热装置尤其是外置散热装置。这样，散热方式和散热面积不再受制于灯具本身。只要保证外置散热装置具有足够的散热能力，就能够把灯具内的热量全部传递出去，从而确保LED不过热，延长了LED灯具的寿命，由此解决了大功率LED发热的问题。本发明的灯座本身不作为主要散热媒体，只是配合外置散热装置作为一个整体来实现散热目的。这种设计扩大了LED灯具的应用场合，适合于大功率LED灯具的散热，尤其适合于几十瓦甚至千瓦以上灯具的散热，例如汽车前灯、道路交通照明、体育场和体育馆照明灯具以及舞台照明灯具等。

由于灯具的主体部分不再设有散热装置，因此其外形尺寸可以做得较小。另外，本发明的导热灯座由现有技术的电源插座与导热部分结合而成，所以本发明的导热灯座在制造和维护时非常方便。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1所示为本发明第一实施例的导热灯座的立体示意图，其中该导热灯座与LED光源的导热构件连接。

图2所示为图1所示的导热灯座与LED光源的导热构件的立体分解仰视图。

图3所示为图1所示的导热灯座与LED光源的导热构件的立体分解俯视图。

图4所示为图1所示的导热灯座与LED光源的导热构件的正视图。

图5所示为沿图4的A-A线截取的剖视图。

图6所示为沿图4的A-A线截取的立体剖视图。

图7所示为本发明第二实施例的导热灯座与LED光源的导热构件的正视图。

图8所示为图7所示的导热灯座与LED光源的导热构件的俯视图。

图9所示为图7所示的导热灯座与LED光源的导热构件的剖面视图。

图10所示为本发明第三实施例的导热灯座与LED光源的导热构件的立体分解图。

图11所示为图10所示的导热灯座与LED光源的导热构件的剖视图。

图12所示为包含本发明的导热灯座的汽车前灯的立体示意图，其中使用汽车自身的散热器作为灯具的外置散热装置。

图13所示为包含本发明的导热灯座的汽车前灯的立体示意图，其中使用外置冷却器作为灯具的外置散热装置。

具体实施方式

参照图1至图6，图中示出了作为本发明第一优选实施例的导热灯座100，所述导热灯座100包括电源插座110和导热部分120。电源插座110包括具有一容置室114的插座主体以及与电源连接的两个供电端子，所述两个供电端子分别与电源线112连接。电源插座110还包括与LED光源130作电连接的电连接端子，为LED光源130提供电源。电源插座110可以选用现有的任何一种电源插座，不为本发明的要点，本处不做详细描述。

如图1至图3所示，本实施例具有4个LED光源130，导热构件140由呈长方柱体的上部142和呈圆柱体的下部144组成，其中下部144是自上部142的底面向下延伸而成的，所述下部144的下表面146与灯座的导热部分的一表面的大小形状相对应，并且成可导热地接触。所述4个LED光源分别以可导热的方式固接在导热构件140的上部142的四个侧面上，藉此形成LED光源-导热构件-灯座的导热部分这样一条导热途径，把LED光源产生的热量传递至灯座的导热部分，再经散热装置散发出去。这将在下文作详细描述。

导热部分120由可导热的材料制成，该可导热的材料包括但不限于石墨、铝、铝合金、铜、红铜、陶瓷或导热塑料。在本实施例中，导热部分120呈圆柱形，其中部形成有用于接纳电源插座110的承凹部122，底部设有与该承凹部122连通的通孔124，供电源线112通过。电源插座110可以通过本领域已知的任何方式固定在承凹部122上，例如螺接、卡接等等。

导热部分120具有一导热表面126，该表面126与导热构件140的下部下表面146作可导热地接触。二者的接触可以是平面接触，也可以是曲面接触，取决于实际应用需要。为了使导热部分的表面126与LED光源的导热构件140保持良好的导热接触，可以采用夹紧装置把它们夹紧在一起。在本实施例中，夹紧装置是沿导热部分120的角向上均匀布置的三个夹子180，在导热构件140的下部144设有相配合的凹槽182，如图3所示。把夹子180卡接在凹槽182就可以使二者夹紧在一起。当然，也可以采用其他紧固件例如螺栓使表面126与表面146保持良好的导热接触，以获得较好的导热效果。此外，为了增强LED光源与灯座的导热部分之间的传导热效果，可以在所述导热部分的表面126与导热构件140的下部144下表面146之间设置导热助剂，例如石墨片或导热油。

在导热部分120内设置一条从左侧底部向上延伸至顶部再向下延伸到右侧底部的第一通道125。在该通道125内分别放置冷却介质进口管127和冷却介质出口管128。在本实施例中，所述冷却介质管道127，128延伸穿过导热部分120的顶部，与配置在LED光源的导热构件内的管道148连通，如图6所示，下文再加以详述。冷却介质进口管127和冷却介质出口管128均设置成与所述导热部分120热传导接触。这样，通过冷却介质与LED光源的热量进行热交换，由冷却介质将热量传递出去。冷却介质可以是气体例如空气、液体例如水、或者相变液体例如酒精。在冷却介质进口和出口可以分别设置适配器129，以便于连接到外接管道。

较佳地，冷却介质延伸经过导热构件的上部142和下部144。为此，在导热构件设置贯穿上部142和下部144的第二通道143，冷却介质进口管127和冷却介质出口管128与配置在该信道内的管道148连通，如图5和图6所示。这样设计的目的在于获得更好的散热功效。

冷却介质进口管127和冷却介质出口管128通过外接的冷却介质管道与外置散热装置连接成闭合回路。当然，它们也可以构成开环回路。外置散热装置可以是热交换器、冷却塔、散热器等，或者是本领域技术人员所知的任何供冷装置。

可以在导热灯座100的底部两侧各设置一个螺丝孔150，使这两个螺丝孔与灯具的外壳160的底部相应的通孔对准，用螺丝170就可以把导热灯座100固定在外壳内，如图5和图6所示。在这种情况下，所述导热部分的底面与所述外壳的底部可以作热传导接触，经外壳把热量进一步散发出去，以增强散热效果。当然，因为本实施例已经设有外置散热装置，所以外壳160与导热部分120可以不作导热接触。这时，制造外壳160的材料可以不必限制于具有散热性质的材料。

图7至图9所示为本发明第二实施例的导热灯座的示意图。本实施例与第一实施例的结构基本相同，主要的不同之处在于：在导热部分120内没有设置冷却介质管道，灯具的外壳160由具有良好导热性能的材料例如铝、铝合金等制成；此外，导热部分120必须与外壳160作可导热接触，以便把经LED光源-导热构件-灯座的导热部分这一导热途径传递至导热部分120的热量通过灯具的外壳160散发出去。如图7和图9所示，导热部分120的底面与外壳160的底部内表面形成平面的可导热接触。该实施例特别适用于对LED散热量要求不太高的场合。

图10和图11所示为本发明第三实施例的导热灯座的示意图。在本实施例中，导热部分120呈长方体形状，LED光源的导热构件140的下部144相应地做成长方体，二者通过设置在导热灯座100两端的夹子180卡扣在下部144两侧端的凸起而夹紧在一起，以保持良好的导热接触。LED光源的两个电插销149从导热构件140的下部144的底面延伸出来，与导热灯座的电源插座110形成电连接，并与电源线112形成闭合回路。从图10可见，冷却介质进口和冷却介质出口分别设置在长方体导热部分120的两个侧面上，由外置散热装置300提供的冷却介质从冷却介质进口管127进入，经过导热构件140内的管道148，再经冷却介质出口管128流出导热灯座，回到外置散热装置300。藉此LED灯具就可以实现散热效果。

本实施例的灯具的外壳160不与导热灯座100结合。具体地，本发明的外壳160的底部形成一个开口，其形状大小与导热构件140的上部142相配合，使得导热构件的上部142刚好通过该开口插入到所述外壳160内部。此时，外壳本身可以作为辅助散热的器件，也可以不必具有散热功能。

本实施例的其他结构与功能与上文描述的第一实施例基本相同。

图12示出了包括本发明的导热灯座的一个具体LED灯具，该LED灯具是汽车前灯。如图所示，汽车前灯发光时产生的热量传导到导热灯座的导热部分，通过与冷却介质管道热传导接触而转移到管道内的冷却介质。然后，冷却介质流回外置热交换器320中。如普通技术人员所知，汽车自身的散热器400具有冷却水箱，冷却水箱的水经风扇410被进一步冷却。汽车前灯的热交换器320的冷源由汽车的散热器400所使用的冷却水提供。

图13示出了包括本发明的导热灯座的另一个具体LED灯具，该LED灯具也是汽车前灯。但与图12所示的汽车前灯不同之处在于：外置散热器为外加的供冷装置500，而非利用汽车自身的散热器。所述供冷装置可以是本领域技术人员所知的任何供冷装置，例如冷却器等。

因此，本发明提供了一种导热灯座，它不是作为散热媒体，而是作为一种导热手段把LED灯发出的热量传递到散热装置，再散发出去。因此，本发明为LED灯具的散热问题提供了一种新的技术手段，尤其有效地解决了大功率LED的散热问题。

此外，本发明的导热灯座是利用现有灯座改良发展出来的，对现有灯座的改动不大，因此易于推广应用。

虽然结合附图描述了本发明的几种较佳具体实施例，但本发明不应被限制于与以上的描述和附图完全相同的结构和操作。对本技术领域的技术人员来说，在不超出本发明构思和范围的情况下通过逻辑分析、推理或者有限的实验还可对上述实施例作出许多改进和变化，但这些改进和变化都应属于本发明要求保护的范围。

Claims (18)

1.一种导热灯座，包括与LED灯电连接的电源插座，为所述LED灯提供电源，且所述导热灯座位于所述LED灯之外，其特征在于，所述导热灯座还包括一导热部分，所述导热部分具有至少一个可与固接LED光源的导热构件作可导热地接触的表面并且由具有可导热特性的材料制造，所述导热部分与所述电源插座的至少一部分结合并且与所述导热灯座之外的散热装置连接，以便通过所述散热装置将所述LED光源产生的热量传递出去。

2.如权利要求1所述的导热灯座，其特征在于，所述导热部分包括具有连接在冷却介质进口与冷却介质出口之间的冷却介质管道，所述冷却介质管道与所述导热部分热传导接触。

3.如权利要求2所述的导热灯座，其特征在于，所述冷却介质管道延伸经过所述固接LED光源的导热构件。

4.如权利要求2所述的导热灯座，其特征在于，所述冷却介质进口与所述冷却介质出口分别设置适配器，用于连接到外接的冷却介质管道。

5.如权利要求4所述的导热灯座，其特征在于，所述导热部分的冷却介质管道、所述外接的冷却介质管道和所述散热装置形成闭合回路。

6.如权利要求2至5中任一项所述的导热灯座，其特征在于，所述冷却介质是空气，所述散热装置是外置鼓风机。

7.如权利要求2至5中任一项所述的导热灯座，其特征在于，所述冷却介质是水或酒精，所述散热装置是外置冷却器。

8.如权利要求1所述的导热灯座，其特征在于，所述导热部分与所述LED灯的外壳作可导热地结合，以便通过所述外壳将所述LED光源所产生的热量散发出去。

9.如权利要求8所述的导热灯座，其特征在于，所述导热灯座安装在所述外壳内，并且所述导热部分的底面与所述外壳的底部作可导热地接触。

10.如权利要求1所述的导热灯座，其特征在于，在所述导热部分的表面与所述固接LED光源的导热构件之间设置选自石墨片或导热油的导热助剂。

11.如权利要求1所述的导热灯座，其特征在于，所述导热材料选自石墨、铝、铝合金、铜、红铜、陶瓷或导热塑料。

12.如权利要求1所述的导热灯座，其特征在于，所述导热部分与所述导热构件通过夹紧装置夹紧在一起。

13.如权利要求1所述的导热灯座，其特征在于，所述导热部分呈圆柱形状，所述导热构件至少一部分做成圆柱形状，二者通过圆柱面形成可导热的平面接触。

14.如权利要求1所述的导热灯座，其特征在于，所述导热部分呈长方体形状，所述导热构件至少一部分做成长方体形状，二者通过矩形面形成可导热的平面接触。

15.一种LED灯具，所述灯具包括：

控制电路，

至少一个LED光源，所述LED光源由所述控制电路控制，

导热构件，所述LED光源可导热地固接在所述导热构件上，

其特征在于，所述LED灯具还包括如权利要求1至14中任一项所述的导热灯座，其中所述导热构件与所述灯座的导热部分的至少一个表面作可导热地接触。

16.如权利要求15所述的灯具，其特征在于，所述灯具还包括一与所述灯座的导热部分作可导热地结合的外壳，所述控制电路和所述固接有LED光源的导热构件安装在所述外壳内。

17.如权利要求15所述的灯具，其特征在于，所述的灯具是汽车前灯，所述散热装置是汽车散热器，所述汽车散热器与所述灯座的导热部分包括的冷却介质管道构成闭合回路。

18.如权利要求15所述的灯具，其特征在于，所述的灯具是汽车前灯，所述散热装置是外置的冷却装置，所述冷却装置与所述灯座的导热部分包括的冷却介质管道构成闭合回路。