CN110454710A - 一种大功率led远照灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大功率LED远照灯，用于远距离照射，包括：壳体、光源模组和光学反射器，其中光源模组固定设置在壳体上，光学反射器设置为包裹在光源模组的外侧前方；光源模组包括基座、多个方形的COB光源；基座具有可容纳冷却液的容腔以及分立在容腔外周的多个棱柱面，COB光源通过固定基板安装至棱柱面，从多个COB光源发出的光束分别直射至光学反射器，经光学反射器反射后离开壳体进行远光照射；本发明具有节能环保、使用寿命长的特点。

Description

一种大功率LED远照灯

技术领域

本发明属于LED灯具技术领域，具体涉及一种能够快速散热的大功率LED远照灯。

背景技术

远照灯又称探照灯，其最大的特点是具有高强度、远距离的照射能力，一般的有效照射距离为1000至3000米左右，被广泛应用于军事、监狱、机场、港口码头、航海、火车站灯桥、动力车的前照灯或者城市造景等场所。

目前，在制作大功率远照灯时，均采用1000至3000瓦的氙气灯或镝灯作为其灯具光源，而这些氙气灯或镝灯光源不但耗电量大，且工作寿命较短，一般仅有1000小时左右。

LED与传统照明灯具相比，具有体积小、低能耗、寿命长、外形灵活多变、稳定性好等优点。目前，随着LED照明行业的快速发展与制造技术的日渐成熟，LED照明的市场需求与日俱增，现阶段LED发光效率已突破每瓦200lm/W，取代高耗能的低效灯泡已经成为一种趋势。大功率LED灯，如机场、运动场、码头、广场、大桥等使用的投射灯、高尔夫球场灯、RGB舞台灯、RGB景观投射灯、军事探照灯等有着广泛的用途。

随着LED集成模组(COB)的出现，其在提供大功率光照的同时，产生的热量越来越大，LED集成模组的散热问题成了制肘其发展的核心问题。目前市场上的LED灯具产品基本都采用传统的翅片散热方法，虽然技术成熟、成本较低，但是仅采用这种散热手段很难满足LED集成模组对散热性能越来越高的需求。此外，由于LED集成模组(COB)具有不能弯折的特性，也给于LED集成模组的散热带来不便。

针对现有技术中的采用氙气灯或镝灯作为其灯具光源耗电大及寿命短的缺陷，本发明提供了一种采用COB光源的大功率LED远照灯。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种大功率LED远照灯，其具有节能环保、使用寿命长的特点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种大功率LED远照灯，用于远距离照射，包括：壳体、光源模组和光学反射器，其中光源模组固定设置在壳体上，光学反射器设置为包裹在光源模组的外侧前方；光源模组包括基座、多个方形的COB光源；基座具有可容纳冷却液的容腔以及分立在容腔外周的多个棱柱面，COB光源通过固定基板安装至棱柱面，从多个COB光源发出的光束分别直射至光学反射器，经光学反射器反射后离开壳体进行远光照射。

在本发明的上述技术方案中，采用COB光源作为灯具光源进行使用，一方面具备发光功率高、照射距离远及照明直径大的特性，另一方面还具有节能环保、使用寿命长的优点，此外，还COB光源具有显色指数高、色温可选的优势，有利于作为远照灯进行使用。

进一步的，由于COB光源具有不能折弯的特性，目前采用COB光源的灯具大多以直接照射的姿态进行使用，在较小体积下很难提供足够的光照强度，本发明创造性的采用了多面棱柱结构的基座，COB光源设置在基座的多个棱柱面上，其中COB光源具有覆盖较大区域范围的方形发光面，能够在较小的体积前提下，产生足量的发光强度，其发出的光线经过光学反射器的发射作用后，离开壳体进行远光照射。

远照灯的发光光源要求其单位面积的发光强度特别大，是普通民用照明灯具的十倍以上，故此要在一定体积范围内的发光面上，获得较大功率的发光强度，显然普通的LED灯珠很难提供较大的功率，本发明中同时采用多个COB光源，并采用合理的棱柱体结构进行安装，是一种能够提供大功率的、高光照强度的灯具光源结构。

具体的，本发明中基座设置为具有一定的长度，基座的中心设置在垂直壳体的出光面方向上，多个COB光源发出的光束通过反射的方式形成照明光线进行远光照明。

再具体的，在基座的棱柱面还可以预制电源线路，用于给组装后COB光源进行供电。

本发明中的基座内部设置为中空结构，其具有容腔，在容腔内盛装有冷却液，冷却液用于吸收COB光源在工作时产生的高热量，以使COB光源保持在合适的工作温度范围内。

为了增强光照的强度，根据本发明的另一种具体实施方式，基座优选为为五棱柱形状，或者是六棱柱形状，相应的，固定基板为适用于基座棱柱面的方形结构，在承载COB光源的同时，具有较大的有效散热区域。

优选的，固定基板为纯铜基板或者高散热陶瓷基板，具有优良的散热性能。

根据本发明的另一种具体实施方式，棱柱面上设置有穿透式凹槽，固定基板密封贴装至棱柱面上，并完全覆盖穿透式凹槽；其中，固定基板直接与容腔内的冷却液进行接触，使穿透式凹槽所在区域形成“可让冷却液浸泡”的散热窗口，COB光源的主要发光区域优选为与穿透式凹槽的区域面积相同或相近，以进行更好的换热、散热过程。

根据本发明的另一种具体实施方式，光学反射器为喇叭形自由锥面聚光杯，光源模组设置在光学反射器的小口端内侧。

进一步的，光学反射器的反光面设置有镀银玻璃层，能够将高浓缩的灯光高聚拢、高效率地经过该镀银玻璃层发送至数千米意外的被照物体，以实现在夜间能够清晰地辨别被照物体特征或者动态照明的目的。

作为本发明的一种延伸，还包括齿形散热器，齿形散热器内的容纳空间与容腔连通为一体，容纳空间、容腔中注满冷却液，用于吸收光源模组产生的热量。

容纳空间具有远大于容腔的有效容积，可以存放更多的冷却液，此外，齿形散热器具有较多的散热薄型翅片，能在短时间内进行有效的散热，而且具有散热效率高、速度快的优点。

根据本发明的另一种具体实施方式，还包括液体推进器，液体推进器作用于冷却液，使冷却液在容腔内位于固定基板处形成为定向流动的液体流。

其中，液体推进器例如选择为旋转叶片(带有电机)，使容纳空间、容腔内的冷却液流动起来，并形成具有一定流速的、流动方向接近不变的稳定液体流，液体流从固定基板的内侧表面流过，吸收位于固定基板上的COB光源产生的热量，并回流至容纳空间中，进行散热；

本发明中的液体流始终保持在适当的温度范围内，由于冷却液就有一定的流速，不会造成COB光源产生的热量无法及时散去的现象，及时有效的将COB光源产生的热量运载出去并通过散热器翅片快速向外部空气中散发，实现本发明大功率LED远照灯长期稳定工作的目的。

作为本发明的又一种延伸，液体流的循环结构为：还包括液体循环管路；基座包括位于多个棱柱面两端部的顶壁、底壁，在底壁设有液体入口，在顶壁设置有液体出口，冷却液在液体入口、液体出口之间形成液体流；液体循环管路的一端连接至液体入口，液体循环管路的另一端连接至容纳空间。

本方案中容腔内的所有冷却液，在任何时段内均形成具有唯一流动方向的、流动速度均衡的液体流，该液体流同时从基座的各个棱柱面流过，同时对多个COB光源进行散热，由于基座的结构体积受限，将冷却液的液体入口与液体出口分别设置在顶壁和底壁上，可以最大化利用容腔中的冷却液，使多个COB光源工作时始终保持在较低的温度范围内，COB光源不会受到其短时间内产生的温度的影响而无法正常工作。

根据本发明的另一种具体实施方式，在容纳结构内设置有防止液体产生紊流的液体整流器，液体整流器位于液体入口处，其具有朝向液体推进器的锥形部；设置锥形部的目的之一在于，使容纳空间内、温度较低的冷却液更贴近基座的棱柱面流动，有利于对COB光源的散热。

经过液体整流器的作用，液体以更加稳定的流向进行流动，有利于吸收COB光源(固定基板)的热量。

作为本发明的再一种延伸，还设有外散热器，外散热器作用于液体循环管路，对从液体循环管路中送出的冷却液进行散热处理；冷却液经过外散热器，散去了其大部分热量后，可以直接循环至容腔中进行使用，该方案的冷却效果更好，更利于本发明大功率LED远照灯的长时间工作。

作为本发明的还一种延伸，为了进一步提高散热器的散热效率，还包括形成在容纳空间的引导结构，其中引导结构与齿形散热器的侧壁之间形成外腔，引导结构内形成内腔，外腔与内腔之间互相连通，液体推进器设置在内腔中。

进一步的，外腔中的冷却液与散热器的翅片、侧壁充分接触，进行快速换热，得到温度较低的冷却液，内腔与外腔之间连通，在液体推进器的作用下，位于外腔内的、经过充分散热的冷却液进入内腔内，并被运载至空腔中对固定基板(COB光源)进行快速散热。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明的光源模组创造性的使用了棱柱体结构的基座，在较小的体积前提下，在棱柱面上设置方形COB光源，能够获得足量的光照强度，此外COB光源还具备了光功率高、节能环保、使用寿命长、显色指数高、色温可造等诸多优势，适用于作为远照灯使用；

2、本发明大功率LED远照灯的照明直径是采用传统氙气灯或镝灯探照灯照明直径的数倍以上，即使不采用“扫描”式分段探照照明，也能更好地达到需“扫描”分地段探照的照明目的，这在远照灯是使用过程中是尤其重要的，一方面提高了远照灯的机械可靠性，另一方面防止使用者产生视觉疲劳；

3、本发明采用液体流的散热方式，能够快速将光源模组产生的热量运载出去，使光源模组始终处于较低的温度范围，其散热效率高、散热速度快，有利于LED远照灯长期稳定的工作。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明大功率LED远照灯的结构示意图；

图2是本发明光源模组的的结构示意图。

具体实施方式

如图1－2所示，一种大功率LED远照灯，用于远距离照射，包括：壳体、光源模组1和光学反射器2。

光源模组1包括基座11、六个方形的COB光源12；

基座11呈中空六棱柱结构，其相对壳体固定，基座11具有顶壁111、底壁112以及分立在顶壁111与底壁112之间的六个棱柱面113，在顶壁111、底壁112与六个棱柱面113之间形成容腔114，容腔114中盛放有冷却液。

COB光源12预制在固定基板13上，六个固定基板13板分别安装至棱柱面113上，其中固定基板13板优选为散热性能好的纯铜基板；

参见图2，为了便于容腔114中的冷却液与固定基板13板充分接触，在棱柱面113上设置了穿透式凹槽(散热窗口)115，穿透式凹槽115占据了该棱柱面113的绝大部分区域，相应的，COB光源12的发光面区域也占据了固定基板13板的绝大部分区域，优选的，COB光源12的发光面与穿透式凹槽115相吻合。

再次参见图2，在穿透式凹槽115的四个角部外侧设置了螺钉孔116，固定基板13板通过螺栓连接的方式固定在棱柱面113上，其中，在固定基板13板与棱柱面113之间还采用了密封帖进行封装，实现固定基板13板与棱柱面113之间的无缝组装。

参见图1，光学反射器2包裹在光源模组1的外侧前方，其优选为喇叭形自由锥面聚光杯，光源模组1设置在光学反射器2的小口端内侧，为了能够将高浓缩的灯光高聚拢、高效率发送至数千米意外的被照物体，在光学反射器2的发光面设置了镀银玻璃层，以增强灯光的聚拢。

在基座11中还预制了电源线路，其中单个COB光源12的额定功率例如为60瓦，当六个COB光源12均接通了额定电源时，从六个COB光源12发出的光束分别直射至光学反射器2，光束经过位于COB光源12周围最佳位置镀银玻璃层的强力反射，将COB光源12发出的强光调整为想远处的被照物体直射。

其中，为了更好地对光源模组1进行散热，作为本发明的一种延伸，本发明大功率LED远照灯还包括齿形散热器3、液体推进器4和液体循环管路5。

齿形散热器3固定在壳体上，基座11与齿形散热器3相对固定，使齿形散热器3内的容纳空间31与容腔114连通为一体，容纳空间31与容腔114中均注满冷却液。

正如我们所知道的，流动的液体有利于快速将已经吸收热量后的部分液体转移，可以更好的为光源模组1进行散热，再次参见图2，在容纳空间31内固定设置了液体推进器4，在底壁112设有液体入口，在顶壁111设置有液体出口，液体循环管路5一端连接至液体入口，另一端连接至容纳空间31，液体推进器4直接作用于冷却液，使冷却液在容腔114内(液体入口、液体出口之间)形成液体流，快速带走光源模组1产生的热量。

其中，该液体流同时从基座11的各个棱柱面113流过，同时对六个COB光源12进行散热，由于基座11的结构体积受限，将冷却液的液体入口与液体出口分别设置在顶壁111和底壁112上，可以最大化利用容腔114中的冷却液，使六个COB光源12工作时始终保持在较低的温度范围内，COB光源12不会受到其短时间内产生的温度的影响而无法正常工作。

为了使冷却液中温度较低的部分，在流动过程中更加贴近基座11的棱柱面113流动，同时具备较为稳定的流速，以直接快速进行热交换过程，在本发明的一优选示例中，还可以在液体推进器4的下游、液体入口之前设置有液体整流器6，具体的，一种液体整流器6的形状采用为图2所示的圆锥形结构(锥形部)，冷却液经过液体整流器6后，会优先从各个棱柱面113的表面流过，形成类似“集肤效应(又称趋肤效应)”的效果，有利于对各个棱柱面113上COB光源的冷却。

基于与液体整流器6同样的效应，为了进一步提高齿形散热器3的散热效率，在容纳空间31还可以设置引导结构7，引导结构7用于使冷却液形成先经过齿形散热器3的侧壁(翅片)进行冷却、然后在进入空腔114内进行对各个COB光源12进行散热的流动路径，一种优选的引导结构7采用如图2所示的锥台形结构，其中引导结构7为开口朝向基座11的空壳状，在引导结构7与齿形散热器3的侧壁之间形成外腔，引导结构7自身内部形成内腔，外腔与内腔之间互相连通，液体推进器4位于内腔中。

具体的，经过液体循环管路5流入齿形散热器3中的冷却液，先流入外腔内，充分被齿形散热器3的侧壁(翅片)冷却后，再流入内腔中，在液体推进器4的作用下，冷却液在外腔与内腔中也以稳定的流速、流向进行流动。

为了再进一步对冷却液进行降温，在本发明的再一优选示例中，还可以设置外散热器，外散热器作用于液体循环管路5，对液体循环管路5中的冷却液进行散热处理，冷却液经过外散热器后，散去了其绝大部分热量，可以直接循环至容腔114中进行使用。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种大功率LED远照灯，用于远距离照射，其特征在于，包括：

用于固定光源模组的壳体；

光学反射器，设置为包裹在所述光源模组的外侧前方；

其中所述光源模组包括基座、多个方形的COB光源；所述基座具有可容纳冷却液的容腔以及分立在所述容腔外周的多个棱柱面，所述COB光源通过固定基板安装至所述棱柱面，从多个所述COB光源发出的光束分别直射至所述光学反射器，经所述光学反射器反射后离开所述壳体进行远光照射。

2.如权利要求1所述的大功率LED远照灯，其特征在于，所述棱柱面上设置有穿透式凹槽，所述固定基板密封贴装至所述棱柱面上，并完全覆盖所述穿透式凹槽。

3.如权利要求1所述的大功率LED远照灯，其特征在于，所述固定基板为纯铜基板或者高散热陶瓷基板。

4.如权利要求1所述的大功率LED远照灯，其特征在于，所述光学反射器为喇叭形自由锥面聚光杯，所述光源模组设置在所述光学反射器的小口端内侧。

5.如权利要求1－4之一所述的大功率LED远照灯，其特征在于，还包括齿形散热器，所述齿形散热器内的容纳空间与所述容腔连通为一体，所述容纳空间、所述容腔中注满冷却液，用于吸收所述光源模组产生的热量。

6.如权利要求5所述的大功率LED远照灯，其特征在于，还包括液体推进器，所述液体推进器作用于冷却液，使冷却液在所述容腔内位于所述固定基板处形成为定向流动的液体流。

7.如权利要求6所述的大功率LED远照灯，其特征在于，还包括液体循环管路；

所述基座包括位于多个所述棱柱面两端部的顶壁、底壁，在所述底壁设有液体入口，在所述顶壁设置有液体出口，冷却液在所述液体入口、所述液体出口之间形成所述液体流；

所述液体循环管路的一端连接至所述液体入口，所述液体循环管路的另一端连接至所述容纳空间。

8.如权利要求7所述的大功率LED远照灯，其特征在于，在所述容纳结构内设置有用于使冷却液贴近所述棱柱面流动的液体整流器，所述液体整流器设置在所述容纳空间、并位于所述液体入口处。

9.如权利要求7所述的大功率LED远照灯，其特征在于，还设有外散热器，所述外散热器作用于所述液体循环管路，对所述液体循环管路中的冷却液进行散热处理。

10.如权利要求6所述的大功率LED远照灯，其特征在于，还包括形成在所述容纳空间的引导结构，其中所述引导结构与所述齿形散热器的侧壁之间形成外腔，所述引导结构内形成内腔，所述外腔与所述内腔之间互相连通，所述液体推进器设置在所述内腔中。