CN202024114U - 发光二极管灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种发光二极管(Light Emitting Diode；以下简称LED)灯包含一LED组件、一散热基座、一杯状本体、一筒状本体、一电源IC芯片以及一导热胶，散热基座为一钣金件，用以承载LED组件，LED组件包含一芯片电路板、至少一LED芯片以及一LED保护电路，LED芯片设置于芯片电路板并电性连结于电源IC芯片，LED保护电路包含一直交流转换单元、一电压检测单元与一开关单元，电压检测单元传送一开关控制信号使开关单元据以限制直交流转换单元所转换的一直流电力的电流；杯状本体与筒状本体一体成型，筒状本体具有一容纳设置空间，导热胶填充于容纳设置空间以将电源IC芯片固着其中。

Description

发光二极管灯

技术领域

本实用新型涉及一种LED灯，特别是指一种具有保护电路的LED灯，其结构具有良好散热的效果。

背景技术

在日常生活中，为了在阴暗的环境中仍能准确地辨识环境与方位，照明设备遂成为一种不可或缺的重要工具。环顾现有的照明设备，多半都具备有灯管或灯泡以作为光源，在这些灯管或灯泡中，较为常见者有日光灯管、白炽灯泡、卤素灯管或灯泡等。其中，由于日光灯管的耗电量约仅为白炽灯泡的四分之一，寿命却可达到白炽灯泡的五至十倍，且发光均匀性佳，可运用于广角照明的缘故，故在上述灯管或灯泡中，最广为大众所用。

此外，由于LED具有质量轻、体积小、耗电量低、使用寿命长等优点，目前也逐渐被开发运用于照明设备。以下将进一步简述LED的发光原理。LED为一种通电时可发光的电子元件，其发光原理是将电能转换为光，也就是将P-N接合注入少数载体(carrier)，使其与多数载体再结合而发出自然光的二极管，欲使LED发光良好必须有极多的电子-空穴对直接复合。

当LED施以顺向偏压后，空间电荷层变窄，基于两侧的费米能阶差异，所以P-N两侧的主要载体分别注入N侧及P侧。由于两侧的少数载体大量增加，使两侧之间进行大量空穴-电子对的再复合，并放出足够的光子数；目前发光二极管的种类大致包含AllnGaP、GaN等系列。此外，在AllnGaP、GaN系列中掺杂氮原子亦会改变其发光的颜色。

此外，尽管日光灯管的耗电量约仅为白炽灯泡的四分之一，寿命却可达到白炽灯泡的五至十倍。但是，LED的耗电量约仅为白炽灯泡的八分之一，寿命却高达到白炽灯泡的五十至一百倍。相较之下，LED显然比日光灯管更为省电耐用，且其发光温度也会比日光灯管更低。

然而，尽管LED具有上述种种优点，在实务运用上，LED省电灯具通常通过插头而搭接于大众供电系统的插座而获得运作时所需的电力。然而，由于大众供电系统所提供的电力为交流电，其电压起伏远较直流电为大。若瞬间电压过大，则会产生较大的电流，造成LED芯片的损坏，因而必须设置相当复杂的保护电路来保护LED芯片或其周边电路。如此一来，势必会造成LED材料与生产成本偏高，导致LED省电灯具的价格远高于市场上传统灯具的价格，因而影响消费者更换LED省电灯具的意愿。受到这个问题的影响，尽管有关单位不断呼吁国人尽量使用LED省电灯具以实现节能减碳的目标，但是成果却相当有限。

同时，由于在LED运作时，将其所获得的电能转换成光能和一些几乎无法避免的热能。当热能无法有效逸散时，往往就会影响到LED的工作效能，甚至导致LED受损。一般而言，在LED省电灯具中，热能的来源主要有二：其一为LED芯片发光时所产生的热能，其二为用以供应电源的电源IC芯片运作时所散发出来的热能。

在此前提下，本申请申请人认为实有必要开发出一种新的LED灯，其不仅可以利用较为低廉的材料与生产成本加以制造，更能提供良好的散热功能。

实用新型内容

本实用新型所欲解决的技术问题与目的：

有鉴于在公知技术所提供的发光二极管(Light Emitting Diode；以下简称LED)灯中，普遍存在上述材料与生产成本偏高、重量偏重以及需要提供良好的散热效能等三大问题；因此，本实用新型的主要目的在于提供一种LED灯，其将电源IC芯片设于一容纳设置空间，并以一导热胶填充容纳设置空间，不仅固着电源IC芯片并且发挥导热的功效，形成简易且轻量化的良好散热结构。另外，通过一结构简化的LED保护电路，可在保护LED芯片避免受瞬间电压波动的影响而损坏的前提下，降低本实用新型LED灯的制造成本。

本实用新型解决问题的技术手段：

本实用新型为解决公知技术的问题，所采用的技术手段为提供一种LED灯包含一LED组件、一散热基座、一杯状本体、一筒状本体、一电源IC芯片以及一导热胶。

散热基座包含一基板承载平台与多个脚架，其中基板承载平台承载LED组件，脚架自基板承载平台向下延伸。杯状本体具有一开口以供设置基板承载平台，筒状本体连接杯状本体下部并具有一容纳设置空间。电源IC芯片设置于容纳设置空间中，导热胶填充容纳设置空间以固着电源IC芯片。

在本实用新型的较佳实施例中，杯状本体与筒状本体一体成型且由一塑胶材质制造，杯状本体的周面上更开设多个散热孔。

在本实用新型的另一较佳实施例中，散热基座为一钣金件，脚架由基板承载平台向下钣金弯折而成。

在本实用新型的另一较佳实施例中，LED组件包含一芯片电路板与至少一设置于芯片电路板上的LED芯片，LED芯片电性连结于电源IC芯片。

在本实用新型的另一较佳实施例中，LED组件更包含一LED保护电路，LED保护电路设于电路板并电性连结LED芯片，包含一直交流转换单元、一电压检测单元与一开关单元。较佳者，开关单元为一MOS(Metal oxidesemiconductor)晶体管，电压检测单元包含一电压检测器、一压变基纳二极管、一电容与一匹配电阻，且电压检测器并联于压变基纳二极管，使压变基纳二极管得以依据电压检测器两端的电位差经匹配组电阻传送一开关控制信号至MOS晶体管，使MOS晶体管据以限制流经LED芯片的电流。

本实用新型对照现有技术的功效：

相较于公知技术所提供的LED灯具，由于本实用新型的LED灯利用导热胶填充容纳设置空间以固着电源IC芯片，在固定电源IC芯片的同时，导热胶发挥导热功效而加强LED灯的散热效能；同时，本实用新型的LED灯具有上述的LED保护电路，可在保护LED芯片避免受瞬间电压波动的影响而损坏的前提下，降低本实用新型LED灯的制造与组装成本，帮助压低LED灯的市场售价而增加其市场竞争力。另外，由于本实用新型LED灯的杯状本体与筒状本体以塑胶材质制造，具有抗酸性佳、绝缘性佳，以及可轻易制造以多样化色彩等优点。

本实用新型所采用的具体实施例，将通过以下的实施例及附图作进一步的说明。

附图说明

图1显示本实用新型LED灯的结构示意图；

图2显示散热基座的立体结构图；及

图3显示LED保护电路的电路示意图。

其中，附图标记：

LED灯100           灯罩1

LED组件2           芯片电路板21

LED芯片22          LED保护电路23

直交流转换单元231  电压检测单元232

电压检测器2321     开关单元233

散热基座3          基板承载平台31

脚架32             杯状本体4

开口41             散热孔42

筒状本体5          电源IC芯片6

电源电路板7        导热胶8

金属接头9          螺纹91

灯座10             交流电源AC

电容C1             桥氏整流器D1

压变基纳二极管D3   匹配电阻R1

衰减电阻R2         金属氧化物半导体场效晶体管Q1

开关控制信号S1     测量点P1

测量点P2

具体实施方式

由于本实用新型的组合实施方式不胜枚举，故在此不再一一赘述，仅列举其中一个较佳实施例加以具体说明。

请参阅图1，其为本实用新型LED灯的结构示意图。如图所示，发光二极管(Light Emitting Diode；以下简称LED)灯100在可见外观上主要包含一灯罩1、一杯状本体4、一筒状本体5以及一金属接头9。金属接头9在外部具有一螺纹91，LED灯100通过金属接头9利用螺纹91锁固于一灯座10上使用。

杯状本体4在其杯状结构上具有一开口41，灯罩1嵌设于开口41的外缘上。杯状结构的周面上开设多个散热孔42。散热孔42的形状与分布方式乃为所属技术领域普通技术人员所熟知，故在此不再一一赘述。筒状本体5连接于杯状本体4的下部，其内部形成一容纳设置空间(未标示)。杯状本体4与筒状本体5皆由塑胶材质射出成型制成，较佳者，两者为一体成型。

LED灯100在内部更包含一LED组件2、一散热基座3、一电源IC芯片6、一电源电路板7以及一导热胶8。LED组件2包含一芯片电路板21、至少一LED芯片22与一LED保护电路(未显示于图1)。LED芯片22设置于芯片电路板21上并电性连结于电源IC芯片6。LED保护电路可设置于芯片电路板21上或电源电路板7上，并电性连结于LED芯片22以保护LED芯片22不受电压突波影响。

散热基座3装设于杯状本体4内部，用以承载LED组件2。请参阅图2，其为散热基座的立体结构图。如图所示，散热基座3包含一基板承载平台31与多个脚架32。基板承载平台31受开口41内缘的限位而卡置于开口41处，以承载LED组件2；脚架32自基板承载平台31向下延伸以承托基板承载平台31，脚架32的下部向内弯折，并卡置于杯状本体4的底部。在本实施例中，散热基座3为一钣金件，脚架32由基板承载平台31通过冲压、滚压等制造手段向下钣金弯折而成。相较于公知技术中散热基座3常以压铸法或铝挤型法制造，本实用新型的散热基座3具有较低的制造成本。

电源IC芯片6设于电源电路板7上，而电源电路板7设置于筒状本体5的容纳设置空间中。金属接头9则套设于筒状本体5外。导热胶8的主要成分可由环氧树脂(Epoxy Resin)所组成，本实用新型的LED灯100将导热胶8填充于容纳设置空间中借以固着电源IC芯片6。由图面观之，金属接头9与筒状本体5的间隙亦以导热胶8涂布、填充，且金属接头9的内壁具有多个突起与导热胶8产生形状干涉，使金属接头9固接于筒状本体5。

请参阅图3，其为LED保护电路的电路示意图。如图所示，LED组件2的LED保护电路23电性连结多个LED芯片22，并且包含一直交流转换单元231、一电压检测单元232与一开关单元233。

直交流转换单元231在LED灯100搭接于一交流电源AC时，将市电的交流电力转换为直流电力，在本实施例中为一桥氏整流器D1。电压检测单元232电性连结于直交流转换单元231，借以感应直交流转换单元231两端的一测量点P1与一测量点P2的电位差，具以传送出一开关控制信号S1。开关单元233分别电性连结于直交流转换单元231与电压检测单元232，借以依据开关控制信号S1来限制直流电力的电流。在本实施例中，开关单元233为一金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal oxide semiconductor field effect transistor；MOSFET)Q1(以下简称晶体管Q1)。

电压检测单元232在本实施例中更包含一电压检测器2321、一压变基纳二极管D3、一电容C1与一匹配电阻R1。电压检测器2321并联于压变基纳二极管D3，使压变基纳二极管D3得以依据电压检测器2321两端P1与P2的电位差，经匹配电阻R1传送所述开关控制信号S1至开关单元233的晶体管Q1，使晶体管Q1根据开关控制信号S1调整晶体管Q1本身电阻大小，以限制直流电力流通LED芯片22的电流大小，避免在电压突增时，电流随之骤升而造成LED芯片22损坏。

较佳者，电压检测单元232更包含一衰减电阻R2。由于LED保护电路23所搭接的交流电源常为市电，其电压常大于晶体管Q1所能承受的范围，故设置衰减电阻R2以降低晶体管Q1所需承受的电压。

通过本实用新型本实用新型本实用新型当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发光二极管灯，其特征在于，包含：

一发光二极管组件；

一散热基座，包含：一基板承载平台，用以承载该发光二极管组件；及多个脚架，自该基板承载平台向下延伸；

一杯状本体，具有一开口，该散热基座的基板承载平台设置于该开口；

一筒状本体，连接于该杯状本体的下部并具有一容纳设置空间；

一电源IC芯片，设置于该容纳设置空间中；及

一导热胶，填充于该容纳设置空间，以将该电源IC芯片固着于该容纳设置空间中。

2.根据权利要求1所述的发光二极管灯，其特征在于，该导热胶由环氧树脂所组成。

3.根据权利要求1所述的发光二极管灯，其特征在于，该杯状本体与该筒状本体为一体成型，并且由一塑胶材质所制成。

4.根据权利要求1所述的发光二极管灯，其特征在于，该杯状本体的周面上开设多个散热孔。

5.根据权利要求1所述的发光二极管灯，其特征在于，该散热基座为一钣金件，所述脚架由该基板承载平台向下钣金弯折而成。

6.根据权利要求1所述的发光二极管灯，其特征在于，该发光二极管组件包含一芯片电路板与至少一设置于该芯片电路板上的发光二极管芯片，该发光二极管芯片电性连结于该电源IC芯片。

7.根据权利要求6所述的发光二极管灯，其特征在于，该发光二极管组件更包含一发光二极管保护电路，该发光二极管保护电路包含：

一直交流转换单元，在该发光二极管灯搭接于一交流电源时，将该交流电源所提供的一交流电力转换为一直流电力；

一电压检测单元，电性连结于该直交流转换单元，借以感应该直交流转换单元两端的电位差，据以传送出一开关控制信号；以及

一开关单元，分别电性连结于该直交流转换单元与该电压检测单元，借以依据该开关控制信号来限制该直流电力的电流。

8.根据权利要求7所述的发光二极管灯，其特征在于，更包含一电源电路板，该电源电路板设置于该容纳设置空间中以供该电源IC芯片设置于该电源电路板，该直交流转换单元、该电压检测单元与该开关单元分别设置于该芯片电路板与该电源电路板中的一者。

9.根据权利要求8所述的发光二极管灯，其特征在于，该开关单元为一金属氧化物半导体场效应晶体管。

10.根据权利要求9所述的发光二极管灯，其特征在于，该电压检测单元包含一电压检测器、一压变基纳二极管、一电容与一匹配电阻，且该电压检测器并联于该压变基纳二极管，使该压变基纳二极管得以依据该电压检测器两端的电位差经该匹配组电阻传送该开关控制信号至该金属氧化物半导体场效晶体管。

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