CN105822915A - 一种基于热对流的自主散热式cob集成led灯体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体。本发明在散热舱中设置散热体，可有效加热散热舱中的空气，使散热舱与大气间因压力差而形成空气对流，可有效提高COB集成LED灯体的散热效率。

Description

一种基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体
技术领域
本发明涉及LED照明技术领域，具体涉及一种基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体。
背景技术
相对于单个的LED灯珠，由于COB集成LED光源的发热量较大，常需要散热来保证其正常工作，现有COB集成LED光源在进行散热设计时，一般在COB集成LED光源后设置散热片，通过散热片散热，由于COB集成LED热量传导到散热片上主要通过辐射散热，因而散热效果较差。公告号为CN101900254B的中国发明专利“散热LED灯”公开了在LED灯具的面板上开设贯通的通风槽，增强背面散热片部位的空气对流，以提高散热效果。但该技术的散热片为开放式设计，难以形成足够强度的热对流，实质上仍主要依靠辐射式被动散热，散热效果不佳。此外，该技术通过单纯的纵向热对流散热，需要在面板上设置大量的通风槽，不但增加加工难度，更容易降低产品的强度。
现有一种COB集成LED灯具，在COB集成LED光源的背面设置一外壳，并在COB集成LED光源和外壳间设置连接二者的导热片，将COB集成LED光源工作产生的热量通过导热片传到至外壳，以热辐射这一被动散热的方式降温。虽然上述技术可以有效提高COB集成LED光源的保护强度，但由于外壳的面积受限，其散热性能并不能完全满足控制COB集成LED光源温度的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明公开一种即可增强COB集成LED光源防护等级、又可提高散热性能的COB集成LED灯体。
本发明的目的通过以下技术方案实现：一种基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体，包括安装面板以及设置在安装面板背面的、隆起的背盖，所述安装面板和背盖围合成一散热舱，安装面板上安装有COB集成LED光源模组，所述散热舱中设有多个连接安装面板和背盖的导热桥；所述安装面板的背面还设有多个伸入所述散热舱中的、不与背盖连接的散热体；所述散热舱还设有与外界连通的透气孔。
本发明中，背盖可以有效保护安装在安装面板或散热舱内的COB集成LED光源模组等结构，避免其遭受撞击、雨雪等因素的影响而损坏。安装面板上的COB集成LED光源工作产生的一部分热量经导热桥传递至背盖，以辐射的形式散热。COB集成LED光源的其余热量则通过散热体传导至散热舱中，加热散热舱中的空气，使其体积膨胀而增强散热舱中的气压。在内外压力差的作用下，散热舱通过透气孔与外界产生气流，通过流动的空气带走散热腔内的热量，进一步降低COB集成LED光源温度。密闭的散热舱有利于提高升温时腔体内的气压，增加与外界大气的压力差，进而增强气流强度。在较高的气压下气流流经狭窄的透气孔，根据伯努利方程，气流的速度将被增快而迅速地喷射至外界，透气孔外的空气流速相应提高而导致压力下降，又进一步的促进散热腔内的气体流出，实现自主式散热。
进一步的，所述散热舱包括热交换区和设置在热交换区两端的对流区；所述散热体设置在所述热交换区，所述透气口设置在所述对流区底部。
本发明将透气口设置在两端，有利于形成散热腔中部高压而两端低压的状态，有利于增强散热腔内部的内对流强度，使中部热交换区的热量能够被气流充分传递至透气口排出，在不增加透气口数量的前提下，进一步增强本发明的散效果。
进一步的，所述导热桥沿所述散热舱的轴向设置，所述导热桥为片状；相邻的两个导热桥形成导流槽，所述散热体设置在导流槽中；所述透气孔设置在导流槽的两端。
散热器可以加热导流槽内空气的温度，是导流槽内温度升高并向两端的低压区域流动，导流槽有利于将散热舱分隔成多个小区域，不但有利于提高散热舱内升压的速度令散热舱内更容易产生对流；另一方面，还可引导气流方向，避免不同方向的气流碰撞而形成湍流导致的降低对流效率。
进一步的，所述安装面板正面对应所述热交换区的位置设有COB集成LED安装槽；COB集成LED安装槽背面设有导热缓冲块，所述散热体和所述导热桥从所述导热缓冲块表面延伸出；所述导热桥贯穿所述热交换区。
优选的，所述导热桥沿所述散热舱的轴向设置，所述导热桥为片状；相邻的两个导热桥形成导流槽，所述散热体设置在导流槽中；所述透气孔设置在导流槽的两端所述散热体沿所述散热舱的轴向设置且为片状，且贯穿所述热交换区；所述导热桥其断面的宽度从导热缓冲块向外侧逐渐增加；所述散热体其宽度从导热缓冲块向外侧逐渐增缩窄；所述导热体的高度为导流槽深度的30%-70%。
优选的，所述安装面板正面设有COB集成LED安装槽，所述COB集成LED安装槽边缘的顶部向安装槽中心翻折，形成一环绕安装槽的卡槽；所述COB集成LED光源模组设置在COB集成LED安装槽底部；COB集成LED光源模组外侧设有嵌入卡槽中的弹性件。
COB集成LED光源模组（通常是设有COB集成LED芯片的线路板）直接用过弹性件压紧在卡槽中，相对于采用螺丝等现有技术固定，本发明具有固定稳定、不易因热胀缩和磨损松脱、易于装配等优点。所述弹性件可选用现有技术实现，如卡簧等。
所述热交换区和对流区为可拆卸连接；所述热交换区的两端面设有多个主固定块，所述对流区与热交换区相接的一端的端面设有与主固定块一一对应的辅固定块；所述热交换区和对流区通过穿透主固定块和辅固定块的螺丝固定。
热交换区两端的主固定块一一对应，对应的主固定块间通过贯穿热交换区、与散热舱轴线平行的加强条连接；所述主固定块、辅固定块和加强条设置在散热舱内壁。
加强条可作为骨架，提高本产品COB集成LED灯体的强度。
本发明的散热舱在组装时，只需要通过螺丝穿透、锁紧主固定块和辅固定块，工序简单而结构稳定，有利于提高产品的生产效率，尤其适于大规模自动化生产。
本发明在散热舱中设置散热体，可有效加热散热舱中的空气，使散热舱与大气间因压力差而形成空气对流，可有效提高COB集成LED灯体的散热效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明热交换区的结构示意图。
图3是本发明的结构示意图。
图4是本发明安装槽的局部放大图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1
本实施例提供一种基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体，如图1-图4所示，包括安装面板1以及设置在安装面板1背面的、隆起的背盖2，所述安装面板1和背盖2围合成一散热舱3，安装面板1上安装有COB集成LED光源模组4，所述散热舱3中设有多个连接安装面板1和背盖2的导热桥5；所述安装面板1的背面还设有多个伸入所述散热舱3中的、不与背盖2连接的散热体；所述散热舱3还设有与外界连通的透气孔6。
本实施例中，所述COB集成LED光源模组可选用任一种现有技术实现，特别优选通过COB封装的圆形LED光源模组。所述散热舱可选用散热铝材制成。
进一步的，所述散热舱3包括热交换区7和设置在热交换区7两端的对流区8；所述散热体设置在所述热交换区7，所述透气口设置在所述对流区8底部。
进一步的，所述导热桥5沿所述散热舱3的轴向设置，所述导热桥5为片状；相邻的两个导热桥5形成导流槽，所述散热体设置在导流槽中；所述透气孔6设置在导流槽的两端。
更进一步的，所述安装面板1正面对应所述热交换区7的位置设有COB集成LED安装槽10；COB集成LED安装槽10背面设有突起的导热缓冲块9，所述散热体和所述导热桥5从所述导热缓冲块9表面延伸出；所述导热桥5贯穿所述热交换区7。
本实施例中，导热缓冲块与面板一体成型，其断面为半圆形。在其他实施例中，导热缓冲块的断面可也以是矩形、椭圆形等几何形状。
更进一步的，所述导热桥5沿所述散热舱3的轴向设置，所述导热桥5为片状；相邻的两个导热桥5形成导流槽，所述散热体设置在导流槽中；所述透气孔6设置在导流槽的两端所述散热体沿所述散热舱3的轴向设置且为片状，且贯穿所述热交换区7；所述导热桥5其断面的宽度从导热缓冲块9向外侧逐渐增加；所述散热体其宽度从导热缓冲块9向外侧逐渐增缩窄；所述导热体的高度为导流槽深度的57%，散热体断面最宽处的宽度为导热桥断面最宽处宽度的75%，是导热桥断面最窄处的3.2倍。透气孔的总面积为导热体面积的20%。经过测试，这一比例的结构其散热效果最为显著，且可以有效提高散热腔的机械强度。
优选的，所述安装面板1正面设有COB集成LED安装槽10，所述COB集成LED安装槽10边缘的顶部向安装槽中心翻折，形成一环绕安装槽的卡槽11；所述COB集成LED光源模组4设置在COB集成LED安装槽10底部；COB集成LED光源模组4外侧设有嵌入卡槽11中的弹性件。
优选的，所述弹性件包括至少一个金属卡簧12。
进一步的，所述热交换区7和对流区8为可拆卸连接；所述热交换区7的两端面设有多个主固定块13，所述对流区8与热交换区7相接的一端的端面设有与主固定块13一一对应的辅固定块14；所述热交换区7和对流区8通过穿透主固定块13和辅固定块14的螺丝固定。
本实施例中，热交换区每一端设有3个主固定块，分别设置在背盖的两侧和顶部。
更进一步的，热交换区7两端的主固定块13一一对应，对应的主固定块13间通过贯穿热交换区7、与散热舱3轴线平行的加强条15连接；所述主固定块13、辅固定块14和加强条15设置在散热舱3内壁。
实施例2
本实施例提供一种基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体，包括安装面板以及设置在安装面板背面的、隆起的背盖，所述安装面板和背盖围合成一散热舱，安装面板上安装有COB集成LED光源模组，所述散热舱中设有多个连接安装面板和背盖的导热桥；所述安装面板的背面还设有多个伸入所述散热舱中的、不与背盖连接的散热体；所述散热舱还设有与外界连通的透气孔。
所述的COB集成LED光源模组可选用任意一种COB封装的LED光源。
进一步的，所述散热舱包括热交换区和设置在热交换区两端的对流区；所述散热体设置在所述热交换区，所述透气口设置在所述对流区底部。
进一步的，所述导热桥沿所述散热舱的轴向设置，所述导热桥为片状；相邻的两个导热桥形成导流槽，所述散热体设置在导流槽中；所述透气孔设置在导流槽的两端。
更进一步的，所述安装面板正面对应所述热交换区的位置设有COB集成LED安装槽；COB集成LED安装槽背面设有突起的导热缓冲块，所述散热体和所述导热桥从所述导热缓冲块表面延伸出；所述导热桥贯穿所述热交换区。
更进一步的，所述导热桥沿所述散热舱的轴向设置，所述导热桥为片状；相邻的两个导热桥形成导流槽，所述散热体设置在导流槽中；所述透气孔设置在导流槽的两端所述散热体沿所述散热舱的轴向设置且为片状，且贯穿所述热交换区；所述导热桥其断面的宽度从导热缓冲块向外侧逐渐增加；所述散热体其宽度从导热缓冲块向外侧逐渐增缩窄；所述导热体的高度为导流槽深度的70%。散热体断面最宽处的宽度为导热桥断面最宽处宽度的50%，是导热桥断面最窄处的1.2倍。透气孔的总面积为导热体面积的40%。
优选的，所述安装面板正面设有COB集成LED安装槽，所述COB集成LED安装槽边缘的顶部向安装槽中心翻折，形成一环绕安装槽的卡槽；所述COB集成LED光源模组设置在COB集成LED安装槽底部；COB集成LED光源模组外侧设有嵌入卡槽中的弹性件。
优选的，所述弹性件为弹性垫片。
进一步的，所述热交换区和对流区为可拆卸连接；可以是螺丝连接也可以是卡扣连接等。
实施例3
本实施例提供一种基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体，包括安装面板以及设置在安装面板背面的、隆起的背盖，所述安装面板和背盖围合成一散热舱，安装面板上安装有COB集成LED光源模组，所述散热舱中设有多个连接安装面板和背盖的导热桥；所述安装面板的背面还设有多个伸入所述散热舱中的、不与背盖连接的散热体；所述散热舱还设有与外界连通的透气孔。
进一步的，所述散热体沿散热腔轴向设置，且贯穿散热腔；所述透气口设置在散热腔底部。
进一步的，所述导热桥沿所述散热舱的轴向设置，所述导热桥为片状；相邻的两个导热桥形成导流槽，所述散热体设置在导流槽中。
更进一步的，所述导热桥沿所述散热舱的轴向设置，所述导热桥为片状；相邻的两个导热桥形成导流槽，所述散热体设置在导流槽中；所述透气孔设置在导流槽的两端所述散热体沿所述散热舱的轴向设置且为片状，且贯穿所述热交换区；所述导热桥其断面的宽度从导热缓冲块向外侧逐渐增加；所述散热体其宽度从导热缓冲块向外侧逐渐增缩窄；所述导热体的高度为导流槽深度的30%。
优选的，所述安装面板正面设有COB集成LED安装槽，所述COB集成LED安装槽边缘的顶部向安装槽中心翻折，形成一环绕安装槽的卡槽；所述COB集成LED光源模组设置在COB集成LED安装槽底部；COB集成LED光源模组外侧设有嵌入卡槽中的弹性件。
优选的，所述弹性件包括至少一个金属卡簧。
进一步的，本实施例中面板和背盖为可拆卸连接。
更进一步的，热交换区两端的主固定块一一对应，对应的主固定块间通过贯穿热交换区、与散热舱轴线平行的加强条连接；所述主固定块、辅固定块和加强条设置在散热舱内壁。
实施例4
本实施例提供一种基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体，包括安装面板以及设置在安装面板背面的、隆起的背盖，所述安装面板和背盖围合成一散热舱，安装面板上安装有COB集成LED光源模组，所述散热舱中设有多个连接安装面板和背盖的导热桥；所述安装面板的背面还设有多个伸入所述散热舱中的、不与背盖连接的散热体；所述散热舱还设有与外界连通的透气孔。
进一步的，本实施例中的散热体和导热桥沿散热腔的轴向设置；透气孔设置在散热腔的中部的底面。
对比例1
本对比例提供一种基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体，包括安装面板；安装面板上安装有COB集成LED光源模组，面板上设有多个散热片。面板上还设有多个透气孔。
对比例2
本对比例提供一种基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体，包括安装面板以及设置在安装面板背面的、隆起的背盖，所述安装面板和背盖围合成一散热舱，安装面板上安装有COB集成LED光源模组，所述散热舱中设有多个连接安装面板和背盖的导热片；所述散热舱还设有与外界连通的透气孔。
散热性能测试
上述实施例和对比例中，COB集成LED光源模组为市售的西铁城CLL050。散热舱的容积为0.2m3.测定点亮10小时内COB集成LED光源模组发光面中心部位温度（热电偶测试，室温25℃）。其结果如下表所示。
灯体强度测试。
上述实施例的灯体均采用市售的铝合金（6061）制成。将背盖朝上水平放置灯体，对灯体上下两侧施加压力。依次增加压力强度，测试灯体高度减少10%（明显变形）时所施加的压力大小。其结果如下表所示。
以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体，包括安装面板（1）以及设置在安装面板（1）背面的、隆起的背盖（2），所述安装面板（1）和背盖（2）围合成一散热舱（4），安装面板（1）上安装有COB集成LED光源模组，其特征在于：所述散热舱（4）中设有多个连接安装面板（1）和背盖（2）的导热桥（5）；所述安装面板（1）的背面还设有多个伸入所述散热舱（4）中的、不与背盖（2）连接的散热体；所述散热舱（4）还设有与外界连通的透气孔（6）。
2.根据权利要求1所述的基于热对流的自主散热COB集成LED灯体，其特征在于：所述散热舱（4）包括热交换区（7）和设置在热交换区（7）两端的对流区（8）；所述散热体设置在所述热交换区（7），所述透气口设置在所述对流区（8）底部。
3.根据权利要求1或2任一项所述的基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体，其特征在于：所述导热桥（5）沿所述散热舱（4）的轴向设置，所述导热桥（5）为片状；相邻的两个导热桥（5）形成导流槽，所述散热体设置在导流槽中；所述透气孔（6）设置在导流槽的两端。
4.根据权利要求2所述的基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体，其特征在于：所述安装面板（1）正面对应所述热交换区（7）的位置设有COB集成LED安装槽（10）；COB集成LED安装槽（10）背面设有突起的导热缓冲块（9），所述散热体和所述导热桥（5）从所述导热缓冲块（9）表面延伸出；所述导热桥（5）贯穿所述热交换区（7）。
5.根据权利要求4所述的基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体，其特征在于：所述导热桥（5）沿所述散热舱（4）的轴向设置，所述导热桥（5）为片状；相邻的两个导热桥（5）形成导流槽，所述散热体设置在导流槽中；所述透气孔（6）设置在导流槽的两端所述散热体沿所述散热舱（4）的轴向设置且为片状，且贯穿所述热交换区（7）；所述导热桥（5）其断面的宽度从导热缓冲块（9）向外侧逐渐增加；所述散热体其宽度从导热缓冲块（9）向外侧逐渐增缩窄；所述导热体的高度为导流槽深度的30%-70%。
6.根据权利要求1或2所述的基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体，其特征在于：所述安装面板（1）正面设有LED安装槽（10），所述COB集成LED安装槽（10）边缘的顶部向安装槽（10）中心翻折，形成一环绕安装槽（10）的卡槽（11）；所述LED光源模组设置在COB集成LED安装槽（10）底部；COB集成LED光源模组外侧设有嵌入卡槽（11）中的弹性件。
7.根据权利要求6所述的基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体，其特征在于：
所述弹性件包括至少一个金属卡簧。
8.根据权利要求2所述的基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体，其特征在于：所述热交换区（7）和对流区（8）为可拆卸连接；所述热交换区（7）的两端面设有多个主固定块（13），所述对流区（8）与热交换区（7）相接的一端的端面设有与主固定块（13）一一对应的辅固定块（14）；所述热交换区（7）和对流区（8）通过穿透主固定块（13）和辅固定块（14）的螺丝固定。
9.根据权利要求8所述的基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体，其特征在于：热交换区（7）两端的主固定块（13）一一对应，对应的主固定块（13）间通过贯穿热交换区（7）、与散热舱（4）轴线平行的加强条连接；所述主固定块（13）、辅固定块（14）和加强条设置在散热舱（4）内壁。
10.根据权利要求5所述的基于热对流的自主散热式COB集成LED灯体，其特征在于：所述导热体的高度为导流槽深度的57%，散热体断面最宽处的宽度为导热桥断面最宽处宽度的75%，是导热桥断面最窄处的3.2倍；透气孔的总面积为导热体面积的20%。
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