CN201072105Y - 大功率led光源模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种大功率LED光源模组，包括壳体和底板，壳体内部安装以直接焊接或贴装在铝基印刷电路板上的大功率LED芯片为发光体的LED二维光源，二维光源的上方装有出光透镜、下方与散热器接触，散热器的下侧固定有驱动电路，并配装电气连接结构和连接导线，散热器和二维光源通过紧固件与壳体固定连为一体。该光源模组采用超薄结构设计，散热效果好，具有亮度高、功耗低、一致性好、角度大、无辐射、环境适应性强、使用寿命长等特点，且光源色彩丰富鲜艳、能见度高、更具视觉吸引力，可广泛应用于室内外楼宇景观亮化工程，适用于各类商业、娱乐场所的室内外广告字体、招牌、显示幕墙和背景幕墙。

Description

大功率LED光源模组

技术领域

本实用新型涉及用于照明用光源模组，尤其涉及以大功率、高亮度发光二极管作为照明光源的LED光源模组，属于半导体照明技术领域。

背景技术

近年来，LED光源在照明领域的应用备受瞩目。白炽灯消耗电能大，荧光灯带来的电磁干扰和电磁污染比较严重，而高压气体放电灯的稳定性和安全性都较差，相比之下，LED用作照明光源具有超强节能、环保、低压、易控、不易损坏、无紫外线等绝对优势，它将成为替代白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯等传统光源的新一代光源。

具体到霓虹灯以及各类商业、娱乐场所的室内外广告、招牌、显示幕墙和背景幕墙等所使用的光源模组，它们大多色彩单一，缺少光源色彩变化。相比之下，白光LED具有丰富的光谱，是一种多颜色的混合光，如蓝色光加黄色光可得二波长白光，蓝色光、绿色光与红色光混合可得三波长白光，这一特性决定了LED在光源模组领域有着很好的应用前景，一些功率在1W以下的LED光源模组已经面市，它们在一定程度上展示了低功率LED光源模组的魅力。

然而功率增大以后，LED光源模组的使用特性和寿命在很大程度上受到散热因素的制约，据申请人所知，目前尚未有较好的大功率LED光源模组设计方案，这不能不说是现有技术的一大缺憾。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种结构合理、散热效果好、使用寿命长的大功率LED光源模组。

本实用新型的技术解决方案是：大功率LED光源模组，包括壳体和底板，光源组件置于壳体内部，底板衬在光源组件的下方，壳体的出光面装有出光玻璃，其特征在于：所述光源组件是以直接焊接或贴装在铝基印刷电路板上的大功率LED芯片为发光体的LED二维光源，该LED二维光源的上方装有出光透镜、下方与散热器接触，散热器的下侧固定有驱动电路，并配装电气连接结构；所述散热器和LED二维光源，通过紧固件与壳体固定而连为一体。

本实用新型的目的还可以通过以下技术解决方案来进一步实现：

上述的大功率LED光源模组，其中，所述LED二维光源包括大功率LED芯片、铝基印刷电路板、光反射碗和透镜，铝基印刷电路板的厚度为0.5～1mm，其下侧布有印刷电路，上侧在LED芯片焊装区域设有直径0.5～2mm、深度0.5～1mm的凹坑，LED芯片直接焊接或贴装在凹坑内部，凹坑四周设有光反射碗，光反射碗固定在铝基印刷电路板上面，其内表面为抛光镀银面，上方罩有透镜，LED芯片的出光口与光反射碗之间封有透明树脂。

更进一步地，上述的大功率LED光源模组，其中，所述光反射碗是ABS塑料注塑件，其高度为1.5～6mm，锥角为30°～120°。

更进一步地，上述的大功率LED光源模组，其中，所述大功率LED芯片是单色或RGB三基色芯片。

更进一步地，上述的大功率LED光源模组，其中，所述散热器是梅花形散热器。

再进一步地，上述的大功率LED光源模组，其中，所述LED二维光源与散热器之间涂有导热胶。

本实用新型技术方案的特点和技术进步主要体现在：

(1)大功率LED光源模组是将LED芯片直接封装在带有散热器的金属铝基印刷电路板上，封装方式独特，散热好、耐腐蚀、强度高、韧性好、安全防水，产品性能更为可靠，且缩小了体积，显著降低了加工成本；

(2)LED组件由安全范围内的低压直流电源恒流供电，耗电量低，节能效果显著，比同等亮度的白炽灯耗电减少约80％，光源寿命长达50000小时；

(3)LED组件的主体采用超薄散热结构设计，利用高导热胶均匀贴装在铝基印刷电路板上，铝基印刷电路板与散热器之间同样采用高导热胶均匀涂抹，LED产生的热量能够顺利散逸，热阻小、导热快，无热量积累效应；

(4)可以直接使用日常交流市电供电，交流市电经过整流变换形成2.7～3.6V低压直流电，彻底杜绝触电事故的发生，有效消除了荧光灯带来的电磁干扰和电磁污染，且耗电量低，节能效果显著；

(5)LED光源颜色多样，有：白、暖白、红、橙、琥珀、绿、蓝等系列产品，它们在驱动电路的控制下，能够有机组合，形成丰富的色彩变化效果，是传统霓虹灯的最佳替代品，可适用于各类商业、娱乐场所的室内外广告字体、招牌、显示幕墙和背景幕墙，应用范围十分宽广。

附图说明

图1是本实用新型大功率的立体结构示意图；

图2是本实用新型的剖视图；

图3是本实用新型内部LED二维光源的剖视图。

图中各附图标记的含义是：1-LED二维光源，2-出光透镜，3-出光玻璃，4-散热器，5-壳体，6-底板，7-连接导线，8-紧固件，10-LED芯片，11-铝基印刷电路板，12-光反射碗，13-透明树脂，14-透镜，15-金丝，16-电极，17-印刷电路，18-凹坑，19-曲面。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明。

本实用新型提供一种大功率LED光源模组，如图1和图2所示，其外形呈圆筒状，包括壳体5和底板6，LED二维光源1置于壳体5内部，底板6衬在LED二维光源1的下方，壳体5的出光面装有出光玻璃3。所述LED二维光源1是该产品的核心，其上方装有出光透镜2、下方与散热器4接触，散热器4的下侧固定有驱动电路，并配装电气连接结构和相应的连接导线7。上述散热器4和LED二维光源1，通过紧固件8与壳体5固定而连为一体。

LED二维光源1是以直接焊接或贴装在铝基印刷电路板11上的大功率(至少1W以上)LED芯片10为发光体，包括大功率LED芯片10、铝基印刷电路板11、光反射碗12和透镜14。铝基印刷电路板11的厚度为0.5～1mm，其下侧布有印刷电路17，上侧在LED芯片10焊装区域设有直径0.5～2mm、深度0.5～1mm的凹坑18，LED芯片10直接焊接或贴装在凹坑18内部。凹坑18四周设有光反射碗12，光反射碗12固定在铝基印刷电路板11上面，其内表面为抛光镀银面，上方罩有透镜14。透镜14为凸透镜，而出光透镜2是凹透镜，它们相互匹配，组装后贴合在一起，使点光源变成发光均匀的面光源，提高光线的均匀性和柔和性，保证出光效果。LED芯片10的两侧引出两根金丝15，它们与铝基印刷电路板11的导电线路进行焊接，实现电气连接；LED芯片10的出光口与光反射碗12之间封有透明树脂13，透明树脂13多用硅类树脂，其上表面19一般处理成光滑曲面，以利于出光。

具体设计和加工时，可以选用优质品牌的大功率LED芯片，经严格检测，在小热阻结构下实现超高亮度工作，散热器4的结构可以设计成梅花形，而光反射碗12选用ABS塑料注塑件，其高度为1.5～6mm，锥角为30°～120°，内表面为镀银面，具有良好的反射效果和防静电功能，且强度高、稳定性好，作为透镜的底座，起到防护芯片和固定透镜的双重作用。铝基印刷电路板11采用铝或铝合金板材，板材上贴一层绝缘层，在绝缘层上进行铜层贴合，通过相关工艺完成铝基印刷电路板的加工，并在两侧引出两处导电电极16。梅花形散热器4与铝基印刷电路板11下侧接触，LED芯片10与铝基印刷电路板11之间、铝基印刷电路板11与梅花型散热器4之间可用高导热胶均匀涂抹，起到导热、防水的作用。另外，铝基印刷电路板11的四周与外壳5之间也紧密连贴，可使LED芯片10产生的热量能够顺利散逸。

根据大功率LED光源模组的应用场合，焊接或贴装的LED芯片10可以是大功率单色芯片，也可以是RGB三基色芯片。是后者时，可用数字混合控制系统进行控制，通过配置RGB三基色的工作电流调整二维光源的亮度和颜色，获得包括白、暖白、红、橙、琥珀、绿、蓝等缤纷色彩，其能见度高，更具有视觉吸引力，可实现跳变、渐变等多种变化。当混色为白光而作为照明时，可通过配置RGB三基色的工作电流数值来调整白光的色温，得到非常满意的舒适度和显色评价指数，并获得较大的光输出能量。

本实用新型大功率LED光源模组可以配套连接导线及固定卡糟，方便快捷、带有自锁的连接头可使产品组装连接更为自由，有效防止PCB焊点与金属壳的接触而产生短路。连接头可以直接与控制线路相连，连接成“共阳”或者“共阴”的出线方式，也可进行二次电气的任意串并联组合，扩展光源模组的数量，具有极大的灵活性。

本实用新型单个模组都带有插头、插座，结构紧密、连接方便，可以单个使用，也可多个组合使用。采用日常交流市电供电，交流市电经过整流变换形成2.7～3.6V低压直流电，每颗LED的电流均为恒定值，从而保证LED稳定工作、一致性好。优化设计的低压电路配以具有防静电、耐腐蚀、高强度、高韧性的底槽以及表面灌胶密封，使产品整体具有优异的防水性能及使用安全性，彻底杜绝触电事故的发生，有效消除荧光灯带来的电磁干扰和电磁污染，且耗电量低，节能效果显著。

总之，本实用新型是发光二极管直接电路板上封装工艺COB(Chip onBoard)的又一应用范例，大功率LED芯片通过金属铝基印刷电路板直接封装，尺寸减小，结构紧凑，集成度高，改善了灯具的散热效果，实现了灯具的超薄结构设计，可平面封装易开发成轻薄短小产品等优点，具有超强节能、环保、低压、易控、全彩、不易损坏、无紫外线等优势，是取代传统霓虹灯和荧光灯的新一代照明解决方案。

本实用新型是符合环保理念的绿色光源，可广泛应用于室内外楼宇景观亮化工程，适用于各类商业、娱乐场所的室内外广告字体、招牌、显示幕墙和背景幕墙。体积小巧、线条优美、色彩丰富、组合与安装极为方便的LED立体字发光灯，使照明灯具与建筑融合一体，为建筑师提供了丰富的想象空间，为美化人居环境拓展出一片新天地。

当然，以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (6)

1.大功率LED光源模组，包括壳体[5]和底板[6]，光源组件置于壳体[5]内部，底板[6]衬在光源组件的下方，壳体[5]的出光面装有出光玻璃[3]，其特征在于：所述光源组件是以直接焊接或贴装在铝基印刷电路板[11]上的大功率LED芯片[10]为发光体的LED二维光源[1]，该LED二维光源[1]的上方装有出光透镜[2]、下方与散热器[4]接触，散热器[4]的下侧固定有驱动电路，并配装电气连接结构；所述散热器[4]和LED二维光源[1]，通过紧固件[8]与壳体[5]固定而连为一体。

2.根据权利要求1所述的大功率LED光源模组，其特征在于：所述LED二维光源[1]包括大功率LED芯片[10]、铝基印刷电路板[11]、光反射碗[12]和透镜[14]，铝基印刷电路板[11]的厚度为0.5～1mm，其下侧布有印刷电路[17]，上侧在LED芯片[10]焊装区域设有直径0.5～2mm、深度0.5～1mm的凹坑[18]，LED芯片[10]直接焊接或贴装在凹坑[18]内部，凹坑[18]四周设有光反射碗[12]，光反射碗[12]固定在铝基印刷电路板[11]上面，其内表面为抛光镀银面，上方罩有透镜[14]，LED芯片[10]的出光口与光反射碗[12]之间封有透明树脂[13]。

3.根据权利要求2所述的大功率LED光源模组，其特征在于：所述光反射碗[12]是ABS塑料注塑件，其高度为1.5～6mm，锥角为30°～120°。

4.根据权利要求1或2或3所述的大功率LED光源模组，其特征在于：所述大功率LED芯片[10]是单色或RGB三基色芯片。

5.根据权利要求1或2或3所述的大功率LED光源模组，其特征在于：所述散热器[4]是梅花形散热器。

6.根据权利要求1所述的大功率LED光源模组，其特征在于：所述LED二维光源[1]与散热器[4]之间涂有导热胶。

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