CN105757475A - 一种超效节能led灯具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超效节能LED灯具，该灯具包括一端为开口端的灯壳，以及设置在灯壳内腔中的散热层和驱动器；散热层固定连接在灯壳的内壁上；散热层朝向灯壳开口端的一面设有截面呈半椭圆形的凹槽；每个凹槽中设有反射层、LED电路板和LED灯珠，反射层呈半椭圆形，反射层与凹槽相适配，且固定连接在凹槽中；LED电路板位于反射层内侧，且LED电路板固定连接在散热层上，LED灯珠固定连接在LED电路板上；驱动器固定连接在灯壳内腔中，且驱动器通过LED电路板与LED灯珠电性连接。该结构的灯具具有高光效和使用寿命长的优良性能。

Description

一种超效节能LED灯具

技术领域

本发明涉及一种灯具，具体来说，涉及一种超效节能LED灯具。

背景技术

冷光源LED的发展极为迅速。由于芯片、荧光粉技术的不断创新，LED的光效得到大幅度推升。但由于受到市场竞争因素，最好的技术、产品却得不到开发、利用。大功率集成电路的光源却得到快速发展，价格低廉，但光效低、寿命短。单颗灯珠也因为价格以及相关技术等因素，造成LED路灯的整灯光效得不到提高，其光效始终滞留在80-120LM/W。而将这些产品运用到实际路灯项目中，造成了能源的极大浪费。目前，几乎所有的厂家开发的产品均以价格竞争为基础，而不是在LED的运用技术上进一步开发高光效、高节电、多功能型路灯，因此造成了LED的技术资源得不到发展及运用。这种模式的运营不仅阻碍了LED的技术进步，而且严重影响其领域的开发和利用，造成全社会能源的极大浪费。

众所周知，目前使用的LED路灯比传统光源节能50%以上。LED已得到迅速推广，且逐渐普遍使用。当前全球能源危机，所以节约能源是我们面临的严峻问题。如何在LED现有优势的基础上提高LED的光效，减少光损失是本领域技术人员要解决的问题。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种超效节能LED灯具，与市场上现有的同等亮度的LED灯具相比，该灯具更加节能高效，且使用寿命长。

技术方案：为解决上述问题，本发明实施例采用的技术方案是:

一种超效节能LED灯具，该灯具包括一端为开口端的灯壳，以及设置在灯壳内腔中的散热层和驱动器；散热层固定连接在灯壳的内壁上；散热层朝向灯壳开口端的一面设有截面呈半椭圆形的凹槽,每个凹槽中设有反射层、LED电路板和LED灯珠，反射层呈半椭圆形，反射层与凹槽相适配，且固定连接在凹槽中；LED电路板位于反射层内侧，且LED电路板固定连接在散热层上，LED灯珠固定连接在LED电路板上；驱动器固定连接在灯壳内腔中，且驱动器通过LED电路板与LED灯珠电性连接。

作为优选例，所述的超效节能LED灯具，还包括绝缘层，绝缘层固定连接在灯壳的内壁上，散热层固定连接在绝缘层上，散热层通过绝缘层固定连接在灯壳的内壁上；散热层比绝缘层靠近灯壳的开口端。

作为优选例，所述的驱动器固定连接在绝缘层上。

作为优选例，所述的凹槽呈阵列式分布。

作为优选例，所述的凹槽截面，半椭圆形的长轴呈水平状态，长轴与半短轴的比值为α，且α满足：1≦α≦3。

作为优选例，所述的凹槽中每个凹槽呈线性、矩形、环形或者椭圆环形。

作为优选例，所述的凹槽的长轴长度与安装在该凹槽内的LED灯珠的宽度比值范围是0.1-0.3。

作为优选例，所述的LED电路板中的一个或者至少两个LED电路板构成LED电路板单元,当LED电路板单元包括至少两个LED电路板时，该LED电路板单元中的所有LED电路板串联；每个LED电路板单元对应一驱动器，驱动器与LED电路板单元电性连接。

作为优选例，所述的每个LED电路板单元中，LED灯珠连接的电路范围是8并28串-5并42串，并联组数为5-8，串连组数为28-42。

作为优选例，所述的超效节能LED灯具，还包括灯罩，该灯罩位于灯壳的开口端，且灯罩固定连接在灯壳上。

有益结果：与现有技术相比，本发明实施例具有如下优点：

1、光效高，节约能源。本发明实施例中散热层上制作半椭圆形凹槽，凹槽呈半椭圆形设计且其截面长轴与半短轴的比值为α，且α满足：1≦α≦3。这使得光束汇聚更加集中，凹槽内设置反射层使得更多发散的光线汇聚到出光部射出去，大大提高了灯具的光效。比起同等亮度的灯具，该灯具电流更低，功率更低，从而大大节约能源。

2、使用寿命长。众所周知单个LED（发光二极管）的寿命理论上能达到10万小时，但组装成灯具后，还与灯具的散热及其他电子元件，如电源驱动，控制器、电解电容等的寿命相关。如果LED灯具的散热处理不好，芯片的结温上升是寿命的致命问题。每超出额定温度10度，LED的寿命将减半。本发明实施例中，每个LED电路板单元对应一驱动器，驱动器与LED电路板单元电性连接。将大功率驱动器分解为数个低功率驱动器，每个驱动器分别与每个LED电路板单元相连。由于组合后的LED电路板单元与各自的驱动器相连，而非所有LED电路板单元使用一个大功率驱动器，这样大大降低了灯具的每个支路的电流强度，进而灯具发光时散发的热量极其微小，极大降低了LED灯的光衰。年光衰低于3％，使用寿命是国标2倍以上，温度低于其它LED灯10℃以上。

3、节省材料费，人工安装费。本发明实施例中，不同组合的LED电路板所形成的电路板阵列分布面大，发出的光线均匀、柔和，照射面积大，且照度高。达到同样的亮度需要的灯珠的数量少。当作为路灯使用时，安装路灯时可以增加杆距，减少用灯数量，大大的节省了材料费和人工费。

4、安全可靠。本发明实施例中，通过设置绝缘层，使得散热层和灯壳之间不直接连接，有利于同时增加抗浪涌、防雷等功能，避免因高温、雷击等因素造成对灯具的损伤。

5、结构简单、发热量小。本发明实施例中，散热层朝向灯壳开口端的一侧设有截面呈半椭圆形的凹槽，每个凹槽中设有反射层、LED电路板和LED灯珠。散热层的凹槽的设计提高了发光效率，降低了电流强度，进而减少了发热量，解决了LED灯具因散热而带来的设计复杂的问题，从而减少了铝合金的使用量，避免了资源浪费。

附图说明

图1（A）是本发明实施例的一种结构主视图；

图1（B）是图1（A）中的A-A剖视图；

图1（C）是图1（B）中的I部放大图；

图2（A）是本发明实施例的另一种结构主视图；

图2（B）是图2（A）中的A-A剖视图；

图2（C）是图2（B）中的I部放大图；

图2（D）是图2（A）中的Ⅱ部放大图；

图2（E）是图2（A）中的B-B剖视图；

图2（F）是图2（E）中的Ⅲ部放大图；

图3（A）是本发明实施例中散热层的一结构示意图；

图3（B）是图3（A）中的C-C剖视图；

图4（A）是本发明实施例中散热层的另一结构示意图；

图4（B）是图4（A）中的B-B剖视图；

图5（A）是本发明实施例中反射层的一结构示意图；

图5（B）是图5（A）反射层的横向剖视图；

图6（A）是本发明实施例中反射层的一结构示意图；

图6（B）是图6（A）中的D-D剖视图；

图7（A）是本发明实施例中LED电路板的一结构示意图；

图7（B）是图7（A）中的D-D剖视图；

图7（C）是图7（B）中的I部放大图；

图8是本发明实施例中LED电路板的另一结构示意图。

图中有：灯壳1、绝缘层2、散热层3、散热层阵列4、反射层5、反射阵列6、LED电路板7、LED灯珠8、LED电路板阵列9、驱动器10、灯罩11。

具体实施方案

下面结合附图，对本发明实施例的技术内容进行详细的阐述。

如图1（A）至图2（F）所示，本发明实施例的一种超效节能LED灯具，包括一端为开口端的灯壳1，以及设置在灯壳1内腔中的散热层3和驱动器10。散热层3固定连接在灯壳1的内壁上。散热层3朝向灯壳1开口端的一面设有截面呈半椭圆形的凹槽。作为优选，凹槽截面中，半椭圆形的长轴呈水平状态，长轴与半短轴的比值为α，且α满足：1≦α≦3。每个凹槽中设有反射层5、LED电路板7和LED灯珠8。反射层5呈半椭圆形，反射层5与凹槽相适配，且固定连接在凹槽中。反射层5形成反射阵列6。LED电路板7位于反射层5内侧。LED电路板7固定连接在散热层3上。LED灯珠8固定连接在LED电路板7上。驱动器10固定连接在灯壳1内腔中，且驱动器10通过LED电路板7与LED灯珠8电性连接。

上述实施例中，散热层3用于散发LED灯珠8工作时产生的热量。散热层3可以用金属材料制成，例如铝、铜等。散热层3可以制成波浪形，以增加散热面积。散热层3朝向灯壳1开口端的一面设有凹槽，且该凹槽的截面呈半椭圆形。反射层5与凹槽相适配，且固定连接在凹槽中。反射层5截面也呈半椭圆形。散热层3上可以设置固定卡槽，LED电路板7通过固定卡槽连接在散热层3上。反射层5在固定卡槽处是断开的，设有通孔，以便于LED电路板7连接在固定卡槽上。LED电路板7上布放LED灯珠8，形成LED电路板阵列9。这些LED电路板阵列9一个或多个串联在一起。多个LED电路板阵列9之间通过各自的电极相互连接，并与驱动器10连接，驱动器10与外接电源相连。

上述实施例的LED灯具工作时，启动驱动器10，驱动器10将外部电源传递给LED电路板7，使得与LED电路板7连接的LED灯珠8发光。在此过程中，由于LED灯珠8位于LED电路板7上，且LED电路板7位于反射层5中。LED灯珠8发出的部分光线直接从灯壳1的开口端直射到外部，另一部分光直射到反射层5上。由于反射层5呈半椭圆形，光线经过反射层5的反射后，射向灯壳1的开口端。本实施例通过设置截面呈半椭圆形的反射层5，使得更多的光线射出到外界，增加了光效。

由于在使用时，LED灯具内部有许多电子器件，为了避免在使用过程中产生漏电，作为优选例，所述的超效节能LED灯具还包括绝缘层2，绝缘层2固定连接在灯壳1的内壁上，散热层3固定连接在绝缘层2上，散热层3通过绝缘层2固定连接在灯壳1的内壁上；散热层3比绝缘层2靠近灯壳1的开口端。散热层3，以及位于散热层3上的反射层5、LED电路板7和LED灯珠8，都位于绝缘层2上。这样就避免了电子器件在工作过程中发生漏电。

同时，设置绝缘层2，将灯具内腔隔离出两部分。当作为路灯使用时，散热层3位于绝缘层2下方，绝缘层2的存在使得绝缘层2上部内腔中的热量不易传递到下部内腔中。这延长了灯具内部各种电子器件的使用寿命。因此，设置绝缘层2可以有效的避免高温对LED电路板7、导线、反射层5的损害，还可以将散热层3与灯壳1分开，从而避免触电事故的发生。

同样，为了避免漏电事故的发生，本优选例中，所述的驱动器10固定连接在绝缘层2上。这样通过绝缘层2的隔离，使得驱动器10和灯壳1不直接接触，避免了漏电事故的发生。

上述实施例中，通过设置反射层5，增加了光效。为了进一步提高光效，本优选例中，所述的凹槽呈阵列分布。阵列数量根据实际需要设定。每个凹槽可以呈线性、矩形、环形或者椭圆环形等形状。如图3（A）和图3（B）所示，凹槽呈线性阵列分布。线性阵列分布是指凹槽的轴线为直线，凹槽相互平行布设。如图4（A）和图4（B）所示，凹槽呈圆环形阵列分布。如图5（A）和图5（B）所示，凹槽呈线性阵列分布。如图6（A）和图6（B）所示，凹槽呈圆环形阵列分布。如图7（A）至图7（C）所示，LED电路板呈线性阵列分布。如图8所示，LED电路板呈圆环形阵列分布。散热层3上的凹槽有许多条。这些凹槽呈阵列分布，起到聚光作用，能最大限度将光线进行聚光，反射射向出光面的灯罩11。反射层5与起到聚光作用的凹槽相配合，有效减少光线损失，让更多的光线射向出光部，达到最好的照明效果，最大限度将反射阵列6和LED电路板阵列9所发出的光反射到出光面。

为了取得最大聚光效果，作为优选，所述的同一个凹槽的横截面为尺寸相同的半椭圆形，不同凹槽的横截面为尺寸不同的半椭圆形。横截面尺寸可以指椭圆形的长轴、短轴或者长轴和短轴尺寸。这样，在同一个散热层3上，分布有横截面为尺寸不同的凹槽。散热层3上起到聚光作用的凹槽制作成横截面为不同尺寸的半椭圆形凹槽。这些大小不同的凹槽其聚光效果不同。作为优选，所述的凹槽的长轴长度与安装在该凹槽内的LED灯珠8的宽度比值范围是0.1-0.3，以进一步提高聚光效果。当然，同一灯具中，所有凹槽的横截面尺寸也可以相同。

由于灯壳1的一端为开口端，在灯具使用过程中，为避免外界灰尘落入灯壳1的内腔中，所述的LED灯具，还包括灯罩11，该灯罩11位于灯壳1的开口端，且灯罩11固定连接在灯壳1上。通过设置灯罩11，使得外界灰尘不会飘入灯壳1内腔中。灯罩11可以采用玻璃或塑料等材料制成，只要其具有透光性即可。灯壳的顶部设有固定卡槽或中空圆柱形，以便于固定在支撑件上，例如路灯灯杆。

本发明实施例中，散热层3上可能设置有多个凹槽。如果所有凹槽中的LED电路板7共用一个驱动器10，那么该驱动器10的功率较大。驱动器10工作时产生的热量较多，且处于比较封闭的环境中，不利于延长驱动器10自身以及其他电子器件的使用寿命。为此，作为优选例，所述的LED电路板7中的一个或者至少两个LED电路板7构成LED电路板单元；当LED电路板单元包括至少两个LED电路板7时，该LED电路板单元中的所有LED电路板7通过各自的电极串联；每个LED电路板单元对应一驱动器10，驱动器10与LED电路板单元电性连接。该优选例中，设置了多个独立工作的驱动器10，每个驱动器与一LED电路板单元电性连接。这就避免全部LED电路板采用一个驱动器10驱动所产生的大量热量。一LED电路板单元对应一驱动器10。驱动器10的功率较小，工作时产生的热量也较少。设置多个微型小功率、低能耗的驱动器10，也降低LED电路板阵列9的工作电流，实现了LED的光效达到最高，延长灯具的使用寿命。

另外，当一驱动器10损坏，不会影响其他驱动器10工作，使得整个灯具还可以继续使用。

作为优选例，在每个LED电路板单元中，LED灯珠8连接的电路范围是8并28串-5并42串，并联组数为5-8，串连组数为28-42。也就是说，在一LED电路板单元中，将所有LED灯珠8先并联，每个并联单元中有5—8个LED灯珠8，然后将并联单元串联起来，串连组数为28—42组。这样设置的目的是降低电流，整个LED电路板7发光时，光效最高。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种超效节能LED灯具，其特征在于，该灯具包括一端为开口端的灯壳（1），以及设置在灯壳（1）内腔中的散热层（3）和驱动器（10）；

散热层（3）固定连接在灯壳（1）的内壁上；散热层（3）朝向灯壳（1）开口端的一面设有截面呈半椭圆形的凹槽,每个凹槽中设有反射层（5）、LED电路板（7）和LED灯珠（8），反射层（5）呈半椭圆形，反射层（5）与凹槽相适配，且固定连接在凹槽中；LED电路板（7）位于反射层（5）内侧，且LED电路板（7）固定连接在散热层（3）上，LED灯珠（8）固定连接在LED电路板（7）上；

驱动器（10）固定连接在灯壳（1）内腔中，且驱动器（10）通过LED电路板（7）与LED灯珠（8）电性连接。

2.按照权利要求1所述的超效节能LED灯具，其特征在于，还包括绝缘层（2），绝缘层（2）固定连接在灯壳（1）的内壁上，散热层（3）固定连接在绝缘层（2）上，散热层（3）通过绝缘层（2）固定连接在灯壳（1）的内壁上；散热层（3）比绝缘层（2）靠近灯壳（1）的开口端。

3.按照权利要求2所述的超效节能LED灯具，其特征在于，所述的驱动器（10）固定连接在绝缘层（2）上。

4.按照权利要求1所述的超效节能LED灯具，其特征在于，所述的凹槽呈阵列式分布。

5.按照权利要求4所述的超效节能LED灯具，其特征在于，所述的凹槽截面，半椭圆形的长轴呈水平状态，长轴与半短轴的比值为α，且α满足：1≦α≦3。

6.按照权利要求5所述的超效节能LED灯具，其特征在于，所述的凹槽中每个凹槽呈线性、矩形、环形或者椭圆环形。

7.按照权利要求1至6中任何一项所述的超效节能LED灯具，其特征在于，所述的凹槽的长轴长度与安装在该凹槽内的LED灯珠（8）的宽度比值范围是0.1-0.3。

8.按照权利要求1所述的超效节能LED灯具，其特征在于，所述的LED电路板（7）中的一个或者至少两个LED电路板（7）构成LED电路板单元,当LED电路板单元包括至少两个LED电路板（7）时，该LED电路板单元中的所有LED电路板（7）串联；每个LED电路板单元对应一驱动器（10），驱动器（10）与LED电路板单元电性连接。

9.按照权利要求8所述的超效节能LED灯具，其特征在于，所述的每个LED电路板单元中，LED灯珠（8）连接的电路范围是8并28串-5并42串，并联组数为5-8，串连组数为28-42。

10.按照权利要求1所述的超效节能LED灯具，其特征在于，还包括灯罩（11），该灯罩（11）位于灯壳（1）的开口端，且灯罩（11）固定连接在灯壳（1）上。