CN105402659A - 一种提高驱动电源散热性能的led路灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种提高驱动电源散热能力的LED路灯。包括铝挤压灯壳一体化散热器、翻盖结构的驱动电源散热器、电源散热器防水前盖、LED驱动电源、光源模组等。LED驱动电源紧密接触设计有散热翅片的电源散热器，依靠扩大的散热器面积提高了电源在工作时的散热性能，延长了灯具使用寿命；电源散热器采用倒U型结构，嵌入在灯壳一体化散热器的翅片中，结合电源散热器前盖，从顶部包裹了LED路灯的外露的电气部件，避免了路灯的电气部分受到雨水浇淋、阳光照射，降低了电气部分老化和进水的风险。同时，电源散热器采用翻盖结构，可以向后翻转90度以上，并可依托灯杆支撑，方便了LED路灯的安装施工与后期维护。

Description

一种提高驱动电源散热性能的LED路灯

技术领域

本发明涉及LED路灯领域，特别是涉及采用铝挤压灯壳一体化散热器的LED路灯。

背景技术

采用LED路灯现在已经成为各级政府大力推广绿色照明，实现节能减排的主要技术手段。LED路灯的运行寿命受制于光源的光衰和驱动LED工作的开关电源的使用寿命。影响开关电源寿命最大的就是铝电解电容的特性退化，原因是电解电容中电解液的逐渐蒸发，电容器自身发热和周边发热（靠近发热元器件）会使该过程加速。根据寿命加倍经验法，温度每升高10℃，电容器寿命下降50%。开关电源生产厂家对电解电容器进行降额使用，减小电解电容工作时的电应力和热应力，并通过灌封导热胶，采用易散热的铝壳等方式，降低电源的运行温度，从而提高电源的使用寿命。

但在灯具制造商方面，对开关电源散热的重视程度远远不够，在开关电源的应用上只注重电气性能，没有针对开关电源在具体灯具中的布局，进行结构上的优化散热设计。

市场上LED路灯的驱动电源一般安装在灯壳内部，根据所处环境是否防水还可分为：

1）驱动电源被安装在防水的灯壳内部或者专门的电源腔体内；

2）驱动电源被安装在不防水的灯壳内部。

现有技术中存在的问题和缺点：

驱动电源工作时的热量散发都主要是靠铝制电源壳体通过传导、对流方式散发出去。铝制电源壳体的散热表面积小，散热能力较弱。安装在电源腔中的驱动电源，空气难以流通，主要靠传导方式将热量传递给灯壳，再由铸铝灯壳通过对流等多种方式散热，在LED灯具上采用的铸铝材料基本为ADC12（日本标准，对应国标YL113），其热导率仅为96W·(m·K)^-1。并且，驱动电源与铸铝壳体的接触面积因为铸铝表面粗糙度的关系，接触性能不佳致使散热性能进一步降低。因此，这样的灯具驱动电源布局设计都存在电源散热效率低的问题。

驱动电源安装在不防水的灯壳内部这种设计方式还存在的问题是:对防护的要求很高，包括电源本身要做到IP67，防水连接器以及防水接头要实现IP67甚至IP68的防护标准，拉高了灯具产品的成本。电气设备外露也会使电缆绝缘橡胶、硅胶防水圈等在紫外线长期照射、酸雨等条件下，出现外皮腐蚀，老化，绝缘与防水能力下降等情况，使灯具的故障风险上升。

此外，由于LED路灯的散热翅片是必须向上敞开设计，方便空气对流，因此没有防水保护，从散热器上表面引出的光源供电线缆是通过防护等级为IP67的防水接头与散热器进行连接的。但在长时间的现场运行后，防水接头中的塑料件和线缆绝缘橡胶出现老化、脆裂，容易引起光源部分吸入水汽，短路失效。而且，当灯杆口没有防水遮挡话，会出现雨水顺着电缆线及灯杆内壁流入灯杆，可能造成电气故障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能加强驱动电源散热性能、提高驱动电源的散热性能，进一步地还可为调高电气线路防水防老化性能提供条件，增长使用寿命的LED路灯。为此，本发明采用以下技术方案：

一种提高驱动电源散热性能的LED路灯，其特征在于LED驱动电源有单独与之匹配的电源散热器，LED驱动电源处在电源散热器内部，LED驱动电源与电源散热器固定在一起并与所述电源散热器的内表面接触，电源散热器外表面设计有散热翅片。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案，或对这些进一步的技术方案组合使用：

电源散热器采用倒U型结构，驱动电源与散电源热器的倒U型结构底部的内表面紧密接触。U型结构的底部面与侧壁采用弧形过渡或采用直角或钝角过渡；电源散热器是一体化铝拉伸件或者是铝拉伸件与钣金件的组合。

所述电源散热器可通过在倒U型结构尾端两侧的螺栓与灯壳铰接。

灯杆或者灯杆连接套管从倒U型结构尾端伸入到电源散热器内部，所述电源散热器的倒U型结构尾端的底部开有对应所述灯杆或者灯杆连接套管缺口，在电源散热器向后翻转时，不会被灯杆或者灯杆连接套管而阻拦，翻转角度可超过90°，并在超过90°后，电源散热器倒U型结构尾端的开口能卡在灯杆上，使驱动电源与电源散热器可稳定地架在灯杆挑臂上。

所述电源散热器的倒U型结构的两侧壁在路灯处于正常安装状态时，起支撑散热器与其匹配的电源重量的作用。

其灯壳为铝拉伸或挤压的灯壳一体化散热器，电源散热器处在灯壳一体化散热器之上，电源散热器和灯壳一体化散热器的连接在一起，能够公用散热表面积。

其灯壳为铝拉伸或挤压的灯壳一体化散热器，电源散热器处在灯壳一体化散热器之上；灯壳一体化散热器在电源散热器两侧各设置有一条加粗的散热翅片，电源散热器倒U型结构的两侧壁架在所述的加粗的散热翅片外将其部分或者全部包裹，形成一个嵌入到灯壳一体化散热器中的电气腔体。

所述灯壳一体化散热器的加粗散热翅片的外侧壁有凸起的一条加强筋，在电源散热器盖下时，该加强筋可支撑所述电源散热器倒U型结构的两侧壁。

所述电源散热器的前盖采用钣金材料，在所述电源散热器盖下时，电源散热器前盖可覆盖所述两片加粗散热翅片之间的仍然外露的灯壳一体化散热器的上表面，并且可通过螺纹连接件固定在灯壳一体化散热器的前缘。

所述电源散热器倒U型结构的底面及两侧壁、两片加强散热翅片、电源散热器前盖这三者的组合从顶部覆盖了LED路灯的电气连接部分，包括路灯光源模组的电缆防水接头、电缆线、直流连接器、交流连接器、灯杆挑臂的进线口以及灯杆连接套管的大部分，避免了路灯的电气部分受到雨水浇淋、阳光照射。

灯杆套管及其基座采用铝挤压一体化设计，所述基座采用嵌入的方式，插入灯壳一体化散热器的固定槽中，并通过限位结构限制所述基座在固定槽中的位移。

由于采用本发明的技术方案，有益效果为：本发明使LED路灯驱动电源的散热性能得到极大加强，LED路灯可以有效降低驱动电源工作时的温度，提高了产品使用寿命；并且本发明将电源散热器和LED灯壳及散热器器全局化设计，这种嵌入式的设计不仅进一步提高了散热性能，而且使驱动电源、模组防水接头、防水连接器、线缆等电气部件、橡胶、塑料制品避免了雨水淋湿、日光直晒，有效提高了灯具防水防老化性能，降低了灯具意外失效的风险。灯杆口也被电源散热器所保护，避免了雨水侵入，预防电气故障发生。同时，电源散热器翻盖旋转设计也方便了工程人员安装维护灯具。

附图说明

图1a、图1b是本发明的立体结构示意图，分别显示了电源散热器竖起打开和关闭合盖的效果。

图2是本发明电源散热器与驱动电源紧密配合形式的示意图。

图3是本发明电源散热器与灯壳一体化散热器配合形式的示意图。

图4是本发明中灯壳一体化散热器的电气腔体示意图。

图5是本发明LED灯具的后部视角示意图。

图6是本发明中灯壳一体化散热器与灯杆固定套管的安装配合示意图。

图7是本发明中灯壳一体化散热器的底部结构布局示意图。

附图中各标号所代表的部件列表如下：

1、电源散热器，11、电源散热器底部，12、电源散热器的倒U型结构的一侧侧壁，13、电源散热器的另一侧侧壁，14、电源散热器前部金属盖板，15、电源散热器前固定螺母，16、电源散热器后部旋转螺栓；2、灯壳一体化散热器，21、灯壳一体化散热器的翅片，22、灯壳一体化散热器的加厚翅片，221、加厚翅片上的加强筋，23、灯壳一体化散热器的通风槽，24、电器腔体内的散热翅片，25、电气腔体内的排水槽，26、电气腔体内光源模组防水接头，27、电气腔体内供电电缆挂环，28、路灯防坠安全绳穿孔；3、LED驱动电源，31、驱动电源固定螺丝；4、灯杆固定套管及其基座，41、灯杆固定套管与灯壳一体化散热器的固定螺栓，42、灯杆固定套管基座与灯壳一体化散热器的固定槽，43、灯杆固定螺丝，44、灯杆固定套管前部的排水槽；5、路灯灯杆挑臂；6、LED光源模组。

具体实施方法

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图2所示，LED驱动电源3靠固定螺丝31压紧，连接在电源散热器1上，并紧密接触电源散热器1倒U型结构底部11的下表面，同时电源散热器底部11的上表面设计有散热翅片，在正常工作时，LED驱动电源3的热量能迅速传递到电源散热器1，并通过电源散热器1散热。因为电源散热器1的表面积比LED驱动电源3铝壳表面积高出多倍，因此LED驱动电源3能够通过电源散热器1及时、高效的散热。

如图1a、图1b、图3所示电源散热器1所处的位置为灯壳一体化散热器2的中心线上，LED驱动电源3与电源散热器1的连接是固定的，电源散热器1盖下时，LED驱动电源3同步跟随旋转盖下。

如图3、图4、图6所示，灯壳一体化散热器2最靠近电源散热器1的两片加厚散热翅片22在外侧有一条加强筋221，供电源散热器1盖下时起支持作用。

如图2、图3所示，电源散热器1采用倒U型结构，U型开口朝下，盖下后通过电源散热器前固定螺母15安装固定到灯壳一体化散热器2前端，电源散热器1倒U型结构与电源散热器前部的金属盖板14实现了顶部防水，而电源散热器1的侧壁12、13叠在散热器加厚散热翅片22的外侧加强筋221上，包裹了加厚散热翅片22的上部，实现了侧壁防水，形成一个嵌入到灯壳一体化散热器2中的电气腔体。该设计能够预防雨水和阳光直接接触到该腔体内的光源模组的防水接头26、灯具内部线缆与电气连接器以及灯杆固定套管4。

如图1a、图1b、图3所示，电源散热器1的后部旋转螺栓16固定在灯壳一体化散热器2的后部，电源散热器1前部有金属盖板14包覆并通过螺钉固定。金属盖板14下部通过螺母15固定在灯壳一体化散热器2的前端，并使金属盖板14的下沿与灯壳一体化散热器2的下表面齐平。拧松固定螺母15，便能以电源散热器后部旋转螺栓16为轴旋转电源散热器1。

如图1a、图2、图5所示，电源散热器底部11的后部开半圆形口，便于电源散热器1翻转90°以上，并且翻转后能依托路灯灯杆挑臂5进行支撑。

如图3、图4、图5所示，灯壳一体化散热器2在电源散热器1覆盖的部位，开有高度很低的翅片24，翅片24与相邻翅片24间的排水槽25可作为雨水排泄通道，避免电气腔体内表面有积水残留，防止电气线缆或其他电气部件坐水。

如图5、图6所示，灯杆固定套管4与灯壳一体化散热器2的连接采用嵌入式安装，灯杆连接套管4的基座嵌入灯壳一体化散热器2的固定槽42中，并通过螺栓41固定，防止滑动脱落。

如图7所示，灯壳一体化散热器2的底部，在LED光源模组6的侧面，开出散热通槽23，且该通槽也将驱动电源所处的电气腔体底部打通，便于灯壳一体化散热器散热翅片21能有更好的对流散热条件，并提供更便捷的积水排出通道。

如图1、图2、图6、图7所示，在灯壳一体化散热器2的尾端，没有散热翅片覆盖的地方，设置有路灯防坠安全绳穿孔28，便于钢索安全绳从孔中穿过。

进一步实施方式还包含：

如图4所示，灯杆固定套管4的前部，上半圆环的外表面开一道排水槽44，用于排出从灯杆套管4后部电源散热器1无法遮盖的部位溅射到灯杆套管4前部的雨水。避免了暴雨情况下有水滴滴入灯杆固定套管4内部。

如图4所示，供电电缆挂环27通过螺纹接口固定在灯壳一体化散热器2的中心线位置，并且紧靠灯杆固定套管4，从灯杆引入的供电电缆可以穿过挂环27并绕一圈，可以保障供电电缆不因自身重力掉落到路灯灯杆底部。同时，供电电缆挂环27挡在灯杆固定套管4的开口，可以阻止灯杆挑臂5伸入灯壳一体化散热器2的内部，避免了粗暴安装对电气腔体内部各部件的机械撞击。

在LED驱动电源3与电源散热板底部11下表面之间，加垫一层石墨导热片或者印刷导热硅胶垫，以增强驱动电源3与电源散热器1之间的热传导效率。

所述电源散热器1采用铝合金挤压成型，利用热导率为209W·(m·K)^-1的6063T5铝合金做散热器，并且散热翅片上采用波浪纹造型，增强空气对流散热能力。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种提高驱动电源散热性能的LED路灯，其特征在于LED驱动电源有单独与之匹配的电源散热器，LED驱动电源处在电源散热器内部，LED驱动电源与电源散热器固定在一起并与所述电源散热器的内表面接触，电源散热器外表面设计有散热翅片。

2.如权利要求1所述的一种提高驱动电源散热性能的LED路灯，其特征在于电源散热器采用倒U型结构，驱动电源与散电源热器的倒U型结构底部的内表面紧密接触；U型结构的底部面与侧壁采用弧形过渡或采用直角或钝角过渡；电源散热器是一体化铝拉伸件或者是铝拉伸件与钣金件的组合。

3.如权利要求2所述的一种提高驱动电源散热性能的LED路灯，其特征在于所述电源散热器可通过在倒U型结构尾端两侧的螺栓与灯壳铰接。

4.如权利要求2或3所述的一种提高驱动电源散热性能的LED路灯，其特征在于灯杆或者灯杆连接套管从倒U型结构尾端伸入到电源散热器内部，所述电源散热器的倒U型结构尾端的底部开有对应所述灯杆或者灯杆连接套管缺口，在电源散热器向后翻转时，不会被灯杆或者灯杆连接套管而阻拦，翻转角度可超过90°，并在超过90°后，电源散热器倒U型结构尾端的开口能卡在灯杆上，使驱动电源与电源散热器可稳定地架在灯杆挑臂上。

5.如权利要求2所述的一种提高驱动电源散热性能的LED路灯，其特征在于所述电源散热器的倒U型结构的两侧壁在路灯处于正常安装状态时，起支撑散热器与其匹配的电源重量的作用。

6.如权利要求1所述的一种提高驱动电源散热性能的LED路灯，其特征在于其灯壳为铝拉伸或挤压的灯壳一体化散热器，电源散热器处在灯壳一体化散热器之上，连接在一起，能够公用散热表面积。

7.如权利要求2所述的一种提高驱动电源散热性能的LED路灯，其特征在于其灯壳为铝拉伸或挤压的灯壳一体化散热器，电源散热器处在灯壳一体化散热器之上；

灯壳一体化散热器在电源散热器两侧各设置有一条加粗的散热翅片，电源散热器倒U型结构的两侧壁架在所述的加粗的散热翅片外将其部分或者全部包裹，形成一个嵌入到灯壳一体化散热器中的电气腔体。

8.如权利要求7所述的一种提高驱动电源散热性能的LED路灯，其特征在于所述电源散热器的前盖采用钣金材料，在所述电源散热器盖下时，电源散热器前盖可覆盖所述两片加粗散热翅片之间的仍然外露的灯壳一体化散热器的上表面，并且可通过螺纹连接件固定在灯壳一体化散热器的前缘。

9.如权利要求7所述的一种提高驱动电源散热性能的LED路灯，其特征在于所述电源散热器倒U型结构的底面及两侧壁、两片加强散热翅片、电源散热器前盖这三者的组合从顶部覆盖了LED路灯的电气连接部分，包括路灯光源模组的电缆防水接头、电缆线、直流连接器、交流连接器、灯杆挑臂的进线口以及灯杆连接套管的大部分，避免了路灯的电气部分受到雨水浇淋、阳光照射。

10.如权利要求6或7所述的一种提高驱动电源散热性能的LED路灯，其特征在于灯杆套管及其基座采用铝挤压一体化设计，所述基座采用嵌入的方式，插入灯壳一体化散热器的固定槽中，并通过限位结构限制所述基座在固定槽中的位移。