CN105841003A - 一种利用灯罩表面散热的led灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发热设备散热技术领域，尤其涉及一种利用灯罩表面散热的LED灯具。该LED灯具包括LED光源模块和灯罩，其中所述LED光源模块与所述灯罩的上端相连，在所述灯罩的外表面上设有若干翅片换热器。该LED灯具不仅能够有效控制LED工作时的温度，还能有效降低灯具整体的尺寸及重量，使得整个LED灯具具有结构简单紧凑、组装方便、重量轻、可靠性高、成本低、散热效果好的优点。

Description

一种利用灯罩表面散热的LED灯具
技术领域
本发明涉及LED灯具散热技术领域，尤其涉及一种利用灯罩表面散热的LED灯具。
背景技术
近年来，从住宅、医院、工厂、体育馆到街道、广场等各种室内室外的大量照明需求极大地促进了LED技术的快速发展。LED光源由于具有电光转化效率高、体积小、亮度高、成本低、防水、防震能力强、寿命长、材料环保安全等优点，逐渐取代白炽灯和荧光灯成为最主要的绿色光源之一。
虽然LED相对于白炽灯具有较高的发光效率，但发光效率通常在20％～30％之间，有70％～80％以上的能量转化成了热，而过高的温度会引起LED的光输出强度和使用效率降低、光波长发生偏移、芯片老化加速，从而缩短了LED的使用寿命。此外，在医疗、植物培育等对温度控制有严格要求的照明应用领域也对现有的散热技术提出了更高的要求，而随着LED芯片集成度以及功率的增大，LED照明设备的散热问题愈发严重。
普通的LED照明灯具，通常只依靠自然对流换热进行散热，散热效果很差，在灯具严重发热的同时，会对灯具的长期使用以及寿命产生负面影响，这与当今节能环保的理念背道而驰。这对这一情况，现有的一些大功率LED灯具配备了较大的散热器进行散热，但这种大功率LED灯具所配备的散热器是独立设置的，这种结构形式不仅增大了灯具的整体体积，而且增加了灯具重量。然而，在很多应用领域，尺寸和重量都会受到限制。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种利用灯罩表面散热的LED灯具，解决现有LED灯具散热效果差，配备有大尺寸独立散热器的LED灯具尺寸和重量过大的技术问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用灯罩表面散热的LED灯具，包括LED光源模块和灯罩，其中所述LED光源模块与所述灯罩的上端相连，在所述灯罩的外表面上设有若干翅片换热器。
进一步地，所述LED光源模块包括LED光源芯片和热沉，所述LED光源芯片与所述热沉热接触，所述热沉与所述灯罩的上端相连。
进一步地，所述灯罩的内表面设有若干传热元件，所述传热元件与所述热沉热连接。
具体地，所述传热元件为热管或液冷循环管。
具体地，所述灯罩为圆台面结构，所述的若干传热元件呈放射状均布在所述灯罩的内表面上。
具体地，所述灯罩为圆台面结构，所述的若干翅片换热器呈放射状均布在所述灯罩的外表面上。
进一步地，所述灯罩内表面贴附有导热石墨膜。
具体地，所述翅片换热器插嵌在所述灯罩的外表面上。
具体地，所述翅片换热器与所述灯罩之间通过锡膏进行焊接。
具体地，所述灯罩和所述翅片换热器均采用轻质合金制成。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明利用灯罩表面散热的LED灯具，将灯罩的上端与LED光源模块相连，用于将LED光源模块工作时产生的热量传递到灯罩上，再通过在灯罩的外表面上布置的翅片换热器，与周围空气进行热交换，达到对整个灯具进行冷却散热的效果，这种将灯罩与翅片换热器相结合的结构形式，既能有效控制LED工作时的温度，又能有效降低灯具整体的尺寸及重量，使得整个LED灯具具有结构简单紧凑、组装方便、重量轻、可靠性高、成本低、散热效果好的优点。
附图说明
图1是本发明利用灯罩表面散热的LED灯具的结构示意图；
图2是本发明利用灯罩表面散热的LED灯具的半剖面图。
图中：1：LED光源模块；2：灯罩；3：翅片换热器；4：传热元件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，本发明实施例提供一种利用灯罩表面散热的LED灯具，包括LED光源模块1、灯罩2和翅片换热器3，其中所述LED光源模块1与所述灯罩2的上端相连，在所述灯罩2的外表面上设置若干所述翅片换热器3。
在LED灯具中，所述LED光源模块1发光产生的热量较大，本发明利用灯具中与所述LED光源模块1紧密相连的灯罩，将所述LED光源模块1工作时产生的热量传递到所述灯罩2上，再通过设置在所述灯罩2的外表面上的所述翅片换热器3，与周围空气进行热交换，达到对整个灯具进行冷却散热的目的，同时，本发明通过所述灯罩2与所述翅片换热器3相结合的结构进行散热，还可以显著降低LED灯具的尺寸及重量。
进一步而言，所述LED光源模块1包括LED光源芯片和热沉，所述LED光源芯片与所述热沉热接触，所述热沉与所述灯罩2的上端相连。可以根据不同的照明需求或设计要求，选用不同类型及功率的LED光源芯片。
进一步而言，所述灯罩2的内表面设有若干传热元件4，所述传热元件4与所述热沉热连接，所述传热元件4可采用焊接的方法固定在所述灯罩2的内表面。所述传热元件4采用热管或液冷循环管，其中所述液冷循环管可以根据散热需求选用水冷或液态金属冷却形式。通过在所述灯罩2的内表面设置所述传热元件4，能够将所述所述LED光源模块1产生的热量均匀传递至所述灯罩2的表面，从而便于通过设置在所述灯罩2的外表面上的所述翅片换热器3进行散热。
具体而言，所述灯罩2可以根据不同的外形设计需求采用不同的形状，但需要有圆滑的内外表面用以布置所述翅片换热器3。在本实施例中，所述灯罩2采用圆台面结构，其中所述圆台面结构的灯罩上端小，下端大，在所述灯罩2的表面上设置螺孔，将所述翅片换热器3通过螺钉安装在所述灯罩2上。
具体而言，所述的若干传热元件4呈放射状均布在所述灯罩2的内表面上。在所述灯罩2的外表面上设有两种大小不同的翅片换热器，其中大翅片换热器呈放射状均布在所述灯罩2的外表面上，而小翅片换热器则分布在大翅片换热器之间，从而最大限度的增大散热面积，增强散热效果。在所述翅片换热器的底部还设有热界面涂层，以保持良好的热接触。针对不同形状大小的灯罩，可以选用合适数量和大小的翅片换热器，使散热效果达到最佳。
针对普通功率的LED灯具，通常上述实施例中的散热结构即可满足散热需求，然而对于具有高功率密度的LED灯具而言，仅依靠所述翅片换热器3、所述传热元件4以及所述灯罩2自身的散热效果，依然会导致LED灯具温度过高。针对这种情况，在本发明的进一步实施例中，在所述灯罩2的内表面贴附有导热石墨膜，从而将所述LED光源模块1产生的热量均匀传导至所述灯罩2上，达到更佳的散热效果。
为了进一步减轻LED灯具的重量，在本发明的进一步实施例中，所述翅片换热器3可以直接通过插嵌的方式设置在所述灯罩2的外表面。为了减小所述翅片换热器3和所述灯罩2之间的热阻，所述翅片换热器3与所述灯罩2之间通过锡膏进行焊接。
此外，所述灯罩2采用轻质合金制成，一般选用导热性能良好的铝合金或镁合金，以确保所述LED光源芯片产生的热量能高效的传递到所述灯罩2上，同时还能有效减轻所述LED灯具的重量。所述翅片换热器3也采用轻质合金制成，一般选用导热性能良好的铝合金或镁合金，用以进一步减轻LED灯具的重量。
综上所述，在本发明提供的利用灯罩表面散热的LED灯具，所述LED光源芯片工作时产生的热量通过与其热接触的热沉以及所述传热元件4传导到所述灯罩2上。通过在所述灯罩2的内表面上布置的所述传热元件4，将热量均匀分布到整个灯罩，再利用在所述灯罩2的外表面上布置的所述翅片换热器3，有效增大散热面积，并与周围空气进行热交换，实现对LED灯具的散热目的。此外，所述灯罩2的外表面本身通过自然对流换热，也具有一定的散热能力。在上述实施例的基础上，可同时结合使用其他种类的散热装置或器件，增强LED灯具整体的散热效果。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“大翅片换热器”和“小翅片换热器”表示尺寸大小的不同，仅用于描述目的，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种利用灯罩表面散热的LED灯具，其特征在于：包括LED光源模块和灯罩，其中所述LED光源模块与所述灯罩的上端相连，在所述灯罩的外表面上设有若干翅片换热器。
2.根据权利要求1所述的利用灯罩表面散热的LED灯具，其特征在于：所述LED光源模块包括LED光源芯片和热沉，所述LED光源芯片与所述热沉热接触，所述热沉与所述灯罩的上端相连。
3.根据权利要求2所述的利用灯罩表面散热的LED灯具，其特征在于：所述灯罩的内表面设有若干传热元件，所述传热元件与所述热沉热连接。
4.根据权利要求3所述的利用灯罩表面散热的LED灯具，其特征在于：所述传热元件为热管或液冷循环管。
5.根据权利要求2所述的利用灯罩表面散热的LED灯具，其特征在于：所述灯罩为圆台面结构，所述的若干传热元件呈放射状均布在所述灯罩的内表面上。
6.根据权利要求1所述的利用灯罩表面散热的LED灯具，其特征在于：所述灯罩为圆台面结构，所述的若干翅片换热器呈放射状均布在所述灯罩的外表面上。
7.根据权利要求1所述的利用灯罩表面散热的LED灯具，其特征在于：所述灯罩内表面贴附有导热石墨膜。
8.根据权利要求1所述的利用灯罩表面散热的LED灯具，其特征在于：所述翅片换热器插嵌在所述灯罩的外表面上。
9.根据权利要求1所述的利用灯罩表面散热的LED灯具，其特征在于：所述翅片换热器与所述灯罩之间通过锡膏进行焊接。
10.根据权利要求1所述的利用灯罩表面散热的LED灯具，其特征在于：所述灯罩和所述翅片换热器均采用轻质合金制成。
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