CN116677972B - 一种大功率半导体照明器封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及照明散热技术领域，具体涉及一种大功率半导体照明器封装结构，包括外壳、灯体、集热装置、冷却装置和进气罩。灯体固定安装于外壳内，集热装置设置于外壳内且固定安装于灯体，进气罩与集热装置之间限定出换气通道，进气罩上开设有用于向进气罩内部引入空气的进气口。本发明的一种大功率半导体照明器封装结构通过在进气罩上开设进气口，使得从进气口进入的气体能够沿着换气通道流经集热装置，将集热装置内的热气排出至换气腔室，当换气腔室转动至与出气口连通时，将换气腔室内部的热气排出，实现对于灯体的散热，且由于进气口与出气口朝向不同，可以避免热气排出后再次从进气口进入。
Description
技术领域
本发明涉及照明散热技术领域，具体涉及一种大功率半导体照明器封装结构。
背景技术
随着大功率发光二级管在路灯、街道和绿化照明上的使用越来越广泛，大功率发光二极管已经成为继白炽灯、荧光灯之后的第三代照明光源。
然而LED是个光电器件，其工作过程中只有约25%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，使LED的温度升高。因此如何提高封装结构的散热能力，已成为提高LED应用的技术难题。现有的大功率照明级LED光源速导热封装结构，通常是采用被动散热的方式，散热效果不够理想。
中国专利CN115076664A的专利申请文件公开了一种大功率照明级LED光源速导热封装结构，包括壳体、罩设于壳体顶部开口上的顶盖、LED光源以及流体驱动装置。流体驱动装置在工作时能够驱动空气经进气口进入并从出气口排出，以形成流动气流带走LED光源生成的热量，通过主动散热对LED光源进行降温，有效地提高了散热效果。但是该专利在排出热气时，热气将经出气口喷出环绕在灯体周围，在流体驱动装置引风时，可能使聚集在灯体周围的热气再次从进气口进入，导致散热效果变差。
发明内容
本发明提供一种大功率半导体照明器封装结构，以解决现有的封装结构在散热时，散热效果不理想的问题。
本发明的一种大功率半导体照明器封装结构采用如下技术方案：一种大功率半导体照明器封装结构，包括外壳、灯体、集热装置、冷却装置和进气罩；灯体固定安装于外壳内，集热装置设置于外壳内且固定安装于灯体，进气罩设置于集热装置外侧，进气罩与集热装置之间限定出换气通道，进气罩上开设有用于向进气罩内部引入空气的进气口，进气口远离外壳一端设置；冷却装置包括多个换气腔室，多个换气腔室在进气罩的周向方向均布，且多个换气腔室设置于外壳内，多个换气腔室与换气通道连通，外壳上端开设有一个出气口，出气口与进气口关于灯体中轴线中心对称设置，多个换气腔室能够同步转动，以在换气腔室转动至与出气口重合的位置时，将热气排出。
进一步地，冷却装置还包括转动环、多个连接杆和多个活塞块；转动环能够转动地安装于进气罩，转动环朝向外壳的一端设置有多个密封片，密封片沿外壳轴向方向设置，密封片分别与进气罩和外壳抵接，转动环、进气罩、外壳和两个密封片之间限定出所述换气腔室；进气罩外周壁面上开设有滑槽，滑槽包括第一斜槽和第二斜槽，第一斜槽和第二斜槽连通，且第一斜槽的斜率小于第二斜槽；每个活塞块均滑动安装于换气腔室内，连接杆沿外壳轴向方向设置，活塞块与连接杆的一端固接，初始每个连接杆的另一端均穿过转动环并滑动安装于第一斜槽；转动环转动将促使多个连接杆沿着第一斜槽向远离外壳的一端移动至第二斜槽，并沿着第二斜槽向靠近外壳的一端移动，且当连接杆处于第二斜槽内时，连接杆所在的换气腔室转动至出气口处。
进一步地，进气罩上端设置有齿轮，进气罩内部设置有驱动电机，驱动电机用于驱动齿轮转动，转动环内侧面设置有端面齿，端面齿与齿轮啮合。
进一步地，连接杆上转动安装有球体，球体滑动安装于滑槽。
进一步地，灯体包括灯罩和多个LED灯板，多个LED灯板固定安装于外壳，灯罩罩设于多个LED灯板上，灯罩为透光材质。
进一步地，集热装置包括集热块、线束管和多个集热片；集热块安装于灯体；线束管一端安装于灯体，线束管另一端穿过进气罩向外延伸；多个集热片在集热块周向方向均布，且设置于线束管外侧，集热片靠近集热块一端至集热块中心的距离大于集热片远离集热块一端至集热块中心的距离，集热块和多个集热片均为具有导热性的材质。
进一步地，进气口处设置有驱动装置，驱动装置能够驱动空气经进气口进入，驱动装置为风扇。
本发明的有益效果是：
1、本发明的一种大功率半导体照明器封装结构通过在进气罩上开设进气口，在灯体产生热量时，从进气口进入的气体能够沿着换气通道流经集热装置，将集热装置内的热气排出至换气腔室，在换气腔室内部暂存，当换气腔室转动至与出气口连通时，将换气腔室内部的热气排出，实现对于灯体的散热，随着换气腔室的转动，每个换气腔室内的热气均能够通过出气口排出，保证了集热装置上各部分的热气均能够依次排出，避免热气聚集，且由于进气口与出气口朝向不同，可以避免热气排出后再次从进气口进入。
2、通过设置滑槽、活塞块与换气腔室配合，在转动环转动时，带动连接杆在滑槽内移动，进而带动活塞块在换气腔室内移动，在连接杆处于第一斜槽内时，活塞块逐渐被拉动，换气腔室内部空间逐渐变大，使热气能够进入换气腔室内，并将热气暂存在换气腔室内，进而外界的气体能够在换气腔室逐渐变大的过程中持续进入，为集热装置散热，使集热装置具有不间断的散热效果，且在连接杆沿着第一斜槽移动并带动换气腔室转动的过程中，换气腔室内原有的气体将逐渐被压缩，换气腔室内部产生负压，使外界气体能够自动从进气口进入。
在连接杆处于第二斜槽时，由于第二斜槽的斜率大于第一斜槽，因此连接杆将在第二斜槽内快速被推动，并带动活塞块向外壳方向移动，此时该连接杆所在的换气腔室转动至出气口处，在活塞块的作用下将热气排出。随着换气腔室的转动，每个换气腔室内的热气均能够通过出气口排出，保证了集热装置上各部分的热气均能够依次排出，避免热气聚集，且在连接杆沿着第一斜槽移动的过程中，换气腔室内原有的气体将逐渐被压缩，在连接杆来到第二斜槽后，被压缩的气体将促使连接杆在第二斜槽内加快移动速度，将热气快速排出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种大功率半导体照明器封装结构的实施例的整体结构示意图；
图2为本发明的一种大功率半导体照明器封装结构的实施例的整体结构的爆炸图；
图3为本发明的一种大功率半导体照明器封装结构的实施例的整体结构的主视图；
图4为图3中沿A-A处的剖视图；
图5为本发明的一种大功率半导体照明器封装结构的实施例的整体结构去掉外壳后的示意图；
图6为本发明的一种大功率半导体照明器封装结构的实施例的冷却装置的示意图；
图7为本发明的一种大功率半导体照明器封装结构的实施例的密封片和密封板的示意图；
图8为本发明的一种大功率半导体照明器封装结构的实施例的进气罩的示意图；
图9为本发明的一种大功率半导体照明器封装结构的实施例的滑槽的示意图。
图中：100、灯体；110、灯罩；200、外壳；210、LED灯板；220、出气口；300、冷却装置；305、换气腔室；310、连接杆；320、密封片；325、转动环；330、活塞块；340、端面齿；400、集热装置；410、集热块；420、集热片；430、线束管；500、进气罩；510、环形间隙；520、进气口；530、滑槽；531、第一斜槽；532、第二斜槽；540、齿轮；550、驱动电机；600、换气通道。
实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
本发明的一种大功率半导体照明器封装结构的实施例，如图1至图9所示。
一种大功率半导体照明器封装结构，包括外壳200、灯体100、集热装置400、冷却装置300和进气罩500；灯体100固定安装于外壳200内，集热装置400设置于外壳200内且固定安装于灯体100，集热装置400用于将灯体100散发的热量进行收集；进气罩500设置于集热装置400外侧，进气罩500与集热装置400之间限定出换气通道600，进气罩500上开设有用于向进气罩500内部引入空气的进气口520，进气口520远离外壳200一端设置，从进气口520进入的气体能够沿着换气通道600流经集热装置400。
冷却装置300包括多个换气腔室305，多个换气腔室305在进气罩500的周向方向均布，且多个换气腔室305设置于外壳200内，多个换气腔室305与换气通道600连通，外壳200上端开设有一个出气口220，出气口220与进气口520关于灯体100中轴线中心对称设置，多个换气腔室305能够同步转动，以在换气腔室305转动至与出气口220重合的位置时，将热气排出。具体地，进气罩500朝向外壳200的一端留有环形间隙510，换气通道600与换气腔室305通过环形间隙510连通。
具体地，如图2所示，灯体100包括灯罩110和多个LED灯板210，多个LED灯板210固定安装于外壳200，灯罩110罩设于多个LED灯板210上，灯罩110为透光材质，具体可选用玻璃材质。灯罩110用于对LED灯板210进行保护，避免外界杂质侵入损害元器件。
本实施例通过在进气罩500上开设进气口520，在灯体100产生热量时，从进气口520进入的气体能够沿着换气通道600流经集热装置400，将集热装置400内的热气排出至换气腔室305，在换气腔室305内部暂存，当换气腔室305转动至与出气口220连通时，将换气腔室305内部的热气排出，实现对于灯体100的散热，随着换气腔室305的转动，每个换气腔室305内的热气均能够通过出气口220排出，保证了集热装置400上各部分的热气均能够依次排出，避免热气聚集，且由于进气口520与出气口220朝向不同，可以避免热气排出后再次从进气口520进入。
在本实施例中，冷却装置300还包括转动环325、多个连接杆310和多个活塞块330。转动环325能够转动地安装于进气罩500，具体地，如图4、图7和图8所示，进气罩500上端设置有齿轮540，进气罩500内部设置有驱动电机550，驱动电机550用于驱动齿轮540转动，转动环325内侧面设置有端面齿340，端面齿340与齿轮540啮合，以在驱动电机550启动后，通过齿轮540与端面齿340的配合，使转动环325转动。
转动环325朝向外壳200的一端设置有多个密封片320，密封片320沿外壳200轴向方向设置，密封片320分别与进气罩500和外壳200抵接，具体地，密封片320内端与进气罩500抵接，密封片320外端与外壳200抵接，（靠近灯体100中轴线的一侧为内，远离灯体100中轴线的一侧为外），转动环325、进气罩500、外壳200和相邻两个密封片320之间限定出换气腔室305。
进气罩500外周壁面上开设有滑槽530，滑槽530包括第一斜槽531和第二斜槽532，第一斜槽531和第二斜槽532连通，且第一斜槽531的斜率小于第二斜槽532。每个活塞块330均滑动安装于换气腔室305内，连接杆310沿外壳200轴向方向设置，活塞块330与连接杆310的一端固接，初始每个连接杆310的另一端均穿过转动环325并滑动安装于第一斜槽531，转动环325转动将促使多个连接杆310沿着第一斜槽531向远离外壳200的一端移动至第二斜槽532，并沿着第二斜槽532向靠近外壳200的一端移动，且当连接杆310处于第二斜槽532内时，连接杆310所在的换气腔室305转动至出气口220处。具体地，第一斜槽531具有第一首端和第一尾端，第一尾端相对于第一首端远离转动环325设置，第二斜槽532具有第二首端和第二尾端，第二尾端相对于第二首端靠近转动环325设置，第一首端与第二尾端连通，第二首端与第一尾端连通。进一步地，连接杆310上转动安装有球体，球体滑动安装于滑槽530，防止在转动环325转动时，连接杆310在滑槽530内卡死。
本实施例通过设置滑槽530、活塞块330与换气腔室305配合，在转动环325转动时，带动连接杆310在滑槽530内移动，进而带动活塞块330在换气腔室305内移动，在连接杆310处于第一斜槽531内时，活塞块330逐渐被拉动，换气腔室305内部空间逐渐变大，使热气能够进入换气腔室305内，并将热气暂存在换气腔室305内，进而外界的气体能够在换气腔室305逐渐变大的过程中持续进入，为集热装置400散热，使集热装置400具有不间断的散热效果，且在连接杆310沿着第一斜槽531移动并带动换气腔室305转动的过程中，换气腔室305内原有的气体将逐渐被压缩，换气腔室305内部产生负压，使外界气体能够自动从进气口520进入。
在连接杆310处于第二斜槽532时，由于第二斜槽532的斜率大于第一斜槽531，因此连接杆310将在第二斜槽532内快速被推动，并带动活塞块330向外壳200方向移动，此时该连接杆310所在的换气腔室305转动至出气口220处，在活塞块330的作用下将热气排出，随着换气腔室305的转动，每个换气腔室305内的热气均能够通过出气口220排出，保证了集热装置400上各部分的热气均能够依次排出，避免热气聚集，且在连接杆310来到第二斜槽532后，被压缩的气体将促使连接杆310在第二斜槽532内加快移动速度，将热气快速排出。
进一步地，进气口520处设置有驱动装置，驱动装置能够驱动空气经进气口520进入，经集热装置400后进入换气腔室305，使换气通道600内形成流动气流。在本实施例中，驱动装置为风扇。
在本实施例中，集热装置400包括集热块410、线束管430和多个集热片420；集热块410安装于灯体100，线束管430一端安装于灯体100，线束管430另一端穿过进气罩500向外延伸，线束管430采用隔热绝缘的材质，灯体100内部的导线套装于线束管430内。多个集热片420在集热块410周向方向均布，且设置于线束管430外侧，集热片420靠近集热块410一端至集热块410中心的距离大于集热片420远离集热块410一端至集热块410中心的距离，集热块410和多个集热片420均为具有导热性的材质，具体可选用氮化铝陶瓷材质，能够通过热传导迅速将灯体100产生的热量传导至集热块410上。进气罩500与多个集热片420之间限定出换气通道600。
本实施例通过设置集热片420，使集热片420与进气罩500之间限定出了一个倾斜的换气通道600，在气体从进气口520进入后，将由中心向四周扩散开，在对集热块410进行散热的同时，对气流进行导向，使气流能够顺利进入换气腔室305。
结合上述实施例，本发明实施例的具体工作原理和工作工程如下：
工作时，启动驱动电机550，驱动电机550驱动齿轮540转动，齿轮540转动与端面齿340啮合，进而带动转动环325转动，转动环325转动将带动连接杆310转动，连接杆310一端与活塞块330固接，连接杆310另一端滑动安装于滑槽530，在连接杆310在第一斜槽531内逐渐向远离外壳200的一端移动的过程中，换气腔室305内原有的气体将逐渐被压缩，换气腔室305内部产生负压，使外界气体能够自动从进气口520进入。在这个过程中，气体将通过进气口520进入进气罩500与多个集热片420之间限定出换气通道600内，在气体从进气口520进入后，将由中心向四周扩散开，经过集热块410并与集热块410进行热交换，对集热块410进行降温。经过集热块410交换后的热气将进入换气腔室305内，在换气腔室305内暂存。随着活塞块330逐渐被拉动，换气腔室305内部空间也逐渐变大，进而外界的气体能够在换气腔室305逐渐变大的过程中持续进入，为集热装置400散热，使集热装置400具有不间断的散热效果。
随着连接杆310在第一斜槽531内的滑动，当连接杆310来到第二斜槽532内时，由于第二斜槽532的斜率大于第一斜槽531，因此连接杆310将在第二斜槽532内快速被推动，并带动活塞块330向靠近外壳200的方向移动，此时该连接杆310所在的换气腔室305转动至出气口220处，在活塞块330的作用下将热气排出，随着换气腔室305的转动，每个换气腔室305内的热气均能够通过出气口220排出，保证了集热装置400上各部分的热气均能够依次排出，避免热气聚集，且由于进气口520与出气口220朝向不同，可以避免热气排出后再次从进气口520进入，保证散热效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种大功率半导体照明器封装结构，其特征在于：包括外壳、灯体、集热装置、冷却装置和进气罩；灯体固定安装于外壳内，集热装置设置于外壳内且固定安装于灯体，进气罩设置于集热装置外侧，进气罩与集热装置之间限定出换气通道，进气罩上开设有用于向进气罩内部引入空气的进气口，进气口远离外壳一端设置；冷却装置包括多个换气腔室，多个换气腔室在进气罩的周向方向均布，且多个换气腔室设置于外壳内，多个换气腔室与换气通道连通，外壳上端开设有一个出气口，出气口与进气口关于灯体中轴线中心对称设置，多个换气腔室能够同步转动，以在换气腔室转动至与出气口重合的位置时，将热气排出；冷却装置还包括转动环、多个连接杆和多个活塞块；转动环能够转动地安装于进气罩，转动环朝向外壳的一端设置有多个密封片，密封片沿外壳轴向方向设置，密封片分别与进气罩和外壳抵接，转动环、进气罩、外壳和相邻两个密封片之间限定出所述换气腔室；进气罩外周壁面上开设有滑槽，滑槽包括第一斜槽和第二斜槽，第一斜槽和第二斜槽连通，且第一斜槽的斜率小于第二斜槽；每个活塞块均滑动安装于换气腔室内，连接杆沿外壳轴向方向设置，活塞块与连接杆的一端固接，初始每个连接杆的另一端均穿过转动环并滑动安装于第一斜槽；转动环转动将促使多个连接杆沿着第一斜槽向远离外壳的一端移动至第二斜槽，并沿着第二斜槽向靠近外壳的一端移动，且当连接杆处于第二斜槽内时，连接杆所在的换气腔室转动至出气口处。
2.根据权利要求1所述的一种大功率半导体照明器封装结构，其特征在于：进气罩上端设置有齿轮，进气罩内部设置有驱动电机，驱动电机用于驱动齿轮转动，转动环内侧面设置有端面齿，端面齿与齿轮啮合。
3.根据权利要求2所述的一种大功率半导体照明器封装结构，其特征在于：连接杆上转动安装有球体，球体滑动安装于滑槽。
4.根据权利要求1所述的一种大功率半导体照明器封装结构，其特征在于：灯体包括灯罩和多个LED灯板，多个LED灯板固定安装于外壳，灯罩罩设于多个LED灯板上，灯罩为透光材质。
5.根据权利要求1所述的一种大功率半导体照明器封装结构，其特征在于：集热装置包括集热块、线束管和多个集热片；集热块安装于灯体；线束管一端安装于灯体，线束管另一端穿过进气罩向外延伸；多个集热片在集热块周向方向均布，且设置于线束管外侧，集热片靠近集热块一端至集热块中心的距离大于集热片远离集热块一端至集热块中心的距离，集热块和多个集热片均为具有导热性的材质。
6.根据权利要求1所述的一种大功率半导体照明器封装结构，其特征在于：进气口处设置有驱动装置，驱动装置能够驱动空气经进气口进入，驱动装置为风扇。
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