CN1807971A - 大功率led高亮度照明灯 - Google Patents

Abstract

本发明是关于对LED大功率照明灯的改进，其特征是照明灯由LED发光列阵，前侧的与LED列阵芯片对应的反光碗列阵板，后侧的带散热翅片金属散热板，及冷却风扇叠合组成，LED发光列阵由LED发光单元设置在绝缘电路板上组成，LED发光单元由LED芯片直接安装在表面有绝缘层的金属散热片上，LED芯片外有带反光碗的透明罩。二级热传导散热，加风扇强制散热，显著提高了LED散热效率；列阵各LED芯片二级反光碗结构，发光更集中，亮度大大提高，照射角扩大，满足了照明大照射面积要求。本发明较好解决了大功率LED高亮度照明灯二大技术难点，用于高悬吊路灯照明，具有足够的亮度。

Description

大功率LED高亮度照明灯

技术领域

本发明涉及一种节能、长寿命高亮度照明灯，尤其是采用低功耗的大功率LED高亮度照明灯。

背景技术

LED具有极高的电能利率，以及长的寿命，防震性好等优点，因此开发采用使用寿命长、省电、工作电压低、安全性好的LED发光组件，代替钨丝发光白炽灯用于高亮度照明，为人们所追求。

中国专利CN2524072Y公开的太阳能高架路灯装置，将多个LED装于方锥形聚光罩内，并在其侧面设置有镜面反射板，使各LED弯曲朝向邻近镜面，以此来提高反射聚光能力。

中国专利CN2679487Y公开的太阳能LED路灯，是在灯头内设置120个或180个或300个LED光管串联或并联组成平面或弧面或格栅状LED光源，设置于反光板上。

中国专利CN2743676Y公开的LED投光器，在曲面安装座上设置若干LED，外由不透明或半透明或全透明灯罩。

中国专利CN1710318A公开的低安装高度道路照明用路灯，由10颗3-5W的发白光的LED，整合在一个反射器组板上，照明亮度为1cd/m2。

上述LED照明装置，都是仅将若干LED组合使用，以及采用反光板，以增加照明亮度。然而，大功率高亮度例如1瓦以上LED芯片，工作时会产生较大的热量(芯片功率越大，产生热量越多)，如得不到及时散发，温升会导致LED光衰严重，甚至失效，有研究报导LED使用寿命与工作温度成幂指数关系，例如在25℃下工作，LED使用寿命可以达到10万小时，而大约在90℃下工作，则使用寿命减小到小于7000小时。因此LED在实际使用中由于受散热限制，通常只能降低供电电流，这样又会造成LED的发光亮度远远达不到应有值。散热已成为影响大功率LED高效工作及器件寿命的重要关键因素，上述LED照明装置，都因散热效果不够理想，而缺乏实用价值，不仅使用寿命达不到LED正常寿命，而且发光亮度受到很大影响。

中国专利CN1535482公开一种大功率LED照明设备的散热方式，包括：LED；向所述LED供应电能的模；固定在所述模上的导热材料部分，所述模内的热量被传导至所述导热材料部分；以及所述导热材料部分周围的外体，所述热量经由所述外体从所述导热材料部分转移至外部环境。此结构仅适用于单个LED照明，不能用于LED列阵照明，而且散热材料热量传导给外体后，仍需通过对流转移至环境中，散热效果仍然较差。

中国专利CN2750186Y公开的一种具有散热功效的LED路灯，结构是在路灯上座锁设散热片或直接固定高功率LED，上座外周有多个散热鳍片，使高功率LED产生的热能可通过增加的散热鳍片向外快速散热。此路灯虽然通过增大的散热鳍片散热，但其仅是依靠自然散热，实际散热仍不够理想，仍然不能满足大功率LED散热要求。

由于大功率高亮度LED的散热问题一直未能得到优良解决，使其用作高亮度照明灯受到极大限止，实际使用效果不佳。

再就是，LED通常以直线方式投射光源，其光源特性为：发光时角度愈小，光源就会愈亮；反之角度愈大，则发光亮度愈暗，因而此种直线投射方式发光难以直接用于高亮度及照射面积大的照明灯。然而上述LED照明灯仅是采用简单反光，不仅照明亮度低，而且照射距离短，照射范围小，难以满足实际照明要求，尤其是用于远距离、大面积路灯照明。

因此，LED优良散热，远距离、高亮度、大面积照射，一直是困扰大功率LED作为照明灯的严重障碍，仍有值得改进的地方。

发明内容

本发明目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种不仅散热效果好，发光效率高，使用寿命长，可高亮度远距离照射的大功率LED高亮度照明灯。

本发明目的实现，主要改进是LED芯片采用二级热传导散热，加风扇强制散热；各LED采用双反光碗反光结构，从而较好解决了现有技术存在的二大技术难点，实现本发明目的。具体说，本发明大功率LED高亮度照明灯，包括若干大功率LED芯片组成的发光列阵和反光板及散热板，其特征在于照明灯由LED发光列阵，前侧的与LED列阵芯片对应的反光碗列阵板，后侧的带散热翅片金属散热板，及冷却风扇叠合组成，所说LED发光列阵由LED发光单元设置在绝缘电路板上组成，所说LED发光单元由LED芯片直接安装在表面有绝缘层的金属散热片上，LED芯片外有带反光碗的透明罩。

本发明中：

所说冷却风扇，可以是吹风型，也可以是排风型，本发明较好采用吹风型，有利于强制散热，提高散热效果；

所说绝缘电路板，较好采用印刷电路板，可以省略芯片间另行连接电路；

所说反光碗列阵板，一种较好是各反光碗反光角大于芯片反光碗反光角，并较好采用塑料模压制成，可以较大降低整灯重量，降低造价；并在反光面上镀有金属反光层；此外为方便组装，反光碗列阵板背侧设有若干带内螺纹的连接凸柱，可以简便将灯整体连接组合；

所说LED发光列阵，一种较好是使相邻LED以间距呈20±3mm相间排列，这样结合双反光碗，可使各LED芯片发光相互搭接，不仅可使照射面积得到扩大，而且在照射面积内光强均匀性好。

本发明更好是使LED列阵各金属散热片与金属散热板间涂刷有导热硅胶，这样可以进一步减小发光单元与大散热板间的热阻，提高散热效率。

此外，为方便灯的安装使用，一种较好是在组灯上直接设置连接灯头，以方便直接替换现有照明灯。

本发明由于采用上述二级热传导散热(而不是辐射或对流)，加风扇强制散热，使列阵芯片产生的热量得以快速散发，显著提高了LED散热效率，满足大功率LED芯片对温度限止要求，使LED可在大电流工作环境下始终保持正常工作，可以将几十甚至上百个大功率LED组成高集成度的照明列阵，并且确保使用寿命和效率；列阵各LED芯片外设置带反光碗的透明反光罩，及透明罩外再增设反光碗的双反光碗反光结构，使芯片发出的光源一部分直接射出，其他方向发射光经第一反光碗反射聚光射出，并经第二反光碗再次反射聚光，不仅可使内反光碗边缘散发的光再次定向聚集，而且二次聚光反射、叠加，不仅使发光更集中，增强了定向照射光强，使亮度大大提高，而且还使照射角得到扩大，使得相间排列的照明列阵，照射面积内光强均匀，满足了照明大照射面积要求。单灯散热基板与大面积金属散热板间涂刷导热硅脂，更是减小了传导散热热阻，提高了散热效果，较好解决了大功率LED高亮度照明灯二大技术难点，可用于高悬吊路灯照明，并且具有足够的亮度。自带连接灯头，又可以充分利用现有灯座直接更换，降低了改造成本。

以下结合二个具体实施方式，进一步说明本发明，附图仅是为了描述优选实施例，而不应被理解为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明实施例照明路灯分解结构示意图。

图2为图1组合结构示意图。

图3为实施例反光碗列阵板俯视结构示意图。

图4为图3截面剖视结构示意图。

图5为实施例LED发光列阵示意图。

图6为图5截面剖视结构示意图。

图7为单个LED发光单元结构示意图。

图8为实施例二LED发光列阵与散热板压接示意图。

具体实施方式

实施例1：参见图1-图7，大功率LED高亮度照明路灯，按光投射方向，分别有固定2个冷却风扇2的带散热窗的镂空盖1，电源安装板3，带翅片的铝散热板4，LED发光列阵5，反光碗列阵7相互叠合压接，螺钉拉紧组成，并且铝散热板上固定有柄9的螺口连接灯头10。

其中：冷却风扇2为吹风型风扇；反光碗列阵7(图3、4)，由塑料整体模压而成，按中心相间20mm规整排列有7*7个95度反射角反光碗6，表面镀有银白色反光镀层11，背面有若干伸出连接柱8，其上加工有内螺纹；LED发光列阵5(图5、6)，在印刷电路板5上按相间距20mm开有7*7个通窗口，一面蚀刻有连接串联各LED印刷电路，一面通过两电极焊接有7*7个带Ф20*2mm铝散热片的大功率LED12；LED发光单元(图7)，由1瓦LED芯片17通过导电银浆高温烧结在表面有绝缘层的Ф20*2mm铝散热片13上，LED芯片外有带90度反射角反光碗18的透明罩16，构成第一反光腔15；外套反光碗列阵构成第二反光腔14。

LED发光产生热量，通过热传导给发光单元铝散热片13，再通过与之压接的铝散热板4传导散热，并由吹风扇2强制散热；LED发光由第一反光碗18反射，再由第二反光碗6反射。

实施例2：参见图8，如实施例1，LED发光列阵5，背面的LED散热片13与铝散热板4间有导热硅脂19，使各发光单元散热片与散热板间形成无气隙热传导接触，可进一步减小热阻，增强散热效果。

实施例路灯测试，8米及10米照度可以分别达到30lx和20lx，显色指数81，色温5570，完全可以替代现有照明路灯。

很明显，在参考本发明优选实施例基础上，可以对本发明作改进和改变，例如LED列阵可以是多种，如椭圆形、圆形，多边形等，铝散热板上还可加工有增大表面积的惯通散热孔、槽或盲孔、槽等，本发明权利要求范围包含了其等同物及非实质性改变。

Claims (10)

1、大功率LED高亮度照明灯，包括若干大功率LED芯片组成的发光列阵和反光板及散热板，其特征在于照明灯由LED发光列阵，前侧的与LED列阵芯片对应的反光碗列阵板，后侧的带散热翅片金属散热板，及冷却风扇叠合组成，所说LED发光列阵由LED发光单元设置在绝缘电路板上组成，所说LED发光单元由LED芯片直接安装在表面有绝缘层的金属散热片上，LED芯片外有带反光碗的透明罩。

2、根据权利要求1所述大功率LED高亮度照明灯，其特征在于所说冷却风扇为吹风型。

3、根据权利要求1所述大功率LED高亮度照明灯，其特征在于所说风扇有镂空盖固定。

4、根据权利要求1所述大功率LED高亮度照明灯，其特征在于所说绝缘电路板为印刷电路板。

5、根据权利要求1所述大功率LED高亮度照明灯，其特征在于所说反光碗列阵板由塑料模压制成，反光碗面上有反光镀层。

6、根据权利要求4所述大功率LED高亮度照明灯，其特征在于所说反光碗列阵板背侧有带内螺纹的连接凸柱。

7、根据权利要求4所述大功率LED高亮度照明灯，其特征在于所说反光碗列阵各反光碗反光角大于芯片反光碗反光角。

8、根据权利要求1所述大功率LED高亮度照明灯，其特征在于所说LED发光列阵各发光芯片相间20±3mm。

9、根据权利要求1所述大功率LED高亮度照明灯，其特征在于照明灯固定有连接灯头。

10、根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述大功率LED高亮度照明灯，其特征在于所说LED列阵各散热片与金属散热板间有导热硅胶。

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