CN202947010U - 一种led户外灯具光组件 - Google Patents

Abstract

一种LED户外灯具光组件，包括散热器、LED灯板和组合式透镜，所述散热器由底板和鳍片组成，一体成型；底板设有缺口；鳍片间隔排列地设置于底板的背面，并延伸至缺口以造成上下可通风的通路；所述组合式透镜和LED灯板安装于底板的正面，LED灯板置于组合式透镜内；组合式透镜和散热器底板的正面通过防水硅胶圈形成密封连接，IP防尘防水级别高达67以上；组合式透镜拥有多个光学曲面，每个曲面对应一颗灯板上的LED灯珠；该曲面的作用是把LED灯珠所发光的光强空间分布改成适合道路路面照明的光强空间分布，也称为配光。本实用新型目的在于提供一种散热良好，故障率低的LED户外灯具光组件光组件；这个光组件可以装入路灯外壳，连接上电源，就成为LED路灯。

Description

一种LED户外灯具光组件

技术领域

本实用新型涉及一种LED户外照明灯具，特别涉及一种LED户外灯具的光组件。

背景技术

户外照明灯具一般包含路灯，隧道灯，高杆投光灯，泛光投光灯，体育场投光灯，广告牌投光灯和庭院灯等等，因为功率大，耗电多，且设置的高度较高，不便于经常更换、检修，一般光源都选择寿命较长，光效较高的高压钠灯或金卤灯。但是相较于LED户外灯具，高压钠灯或金卤灯这种高压气体放电灯的节能系数还是很低的，一是因为大功率的高压气体放电灯虽然光源的光效高达90-140lm/W，但是其发光是360°四周型的，经过反光罩调整发光方向以后，光损失高达40%以上；还有尽管其发光方向经过调整（即配光）来适合各种不同场所的照明，但是因为配光不精确，所以照明应用率还是很低，或者说有效照明系数还是很低。而LED因为其发光定向性，可控制，所以可以通过二次光学系统实现精确配光，把照明应用率大幅度提高。所以，虽然如今市场上的LED光源的光效也只有120-140lm/W，但是用LED户外灯具去替换传统的高压气体放电光源类的户外灯具，只需要40%的功率就可以实现同样的照明效果。LED户外灯具这种高效照明是基于精确配光，二次光学系统的高效率，以及驱动电源的高效率。

另外还有一个隐形的节能因素，在电表或付电费过程中看不出来，只能在电网或电力公司中看出，这就是功率因数的问题。高压气体放电灯都需要镇流器，而镇流器的功率因数只有0.5左右，即这种灯除了自身耗电以外，还会造成电网的加倍能量损耗，即总耗能是灯具总功率除以功率因数。总耗能减去灯具总功率就是在电网中损耗的能量。而户外LED灯具的驱动电源的功率因数都高达0.98以上，所以在电网中基本没有损耗。综合这两个节能因素，LED户外照明灯具较之高压气体放电灯的节能比例高达80%。

除了节能，LED户外照明灯具的寿命更长，其中LED灯珠的寿命可以高达10万小时以上，条件是LED灯珠里的LED芯片的PN结温在工作状态下不能超过70℃，所以整个LED户外灯具的散热管理至关重要。本实用新型的特点在于高效散热。

针对不同形式的道路，路灯需要不同的功率或规格，所以采用LED户外灯具光组件来组合成不同功率的LED户外照明灯具，可以使得各种规格的LED户外照明灯具的规模生产变得更方便。

LED户外照明灯具设于室外，导致LED户外照明灯具必须经常面对日晒雨淋，所以保证LED户外照明灯具的防水性显得尤为重要；而且不光是防水，还要防潮，防渗水，因为只要有水汽进入到安装LED灯珠的密封腔体，就会破坏LED封装材料和芯片，造成LED灯珠光衰甚至死灯。采用模组化的LED灯具，将原本户外灯具的巨大的体积分割成小体积，而小体积的密封腔更容易实现防水防潮功能。这种模块化结构可以增加LED户外照明灯具的可靠性，降低故障率。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种散热良好，故障率低的LED户外灯具光组件。

一种LED户外灯具光组件，包括散热器、LED灯板，组合式透镜，防水密封圈和防水电连接器；

所述散热器包括底板和鳍片；底板设有缺口；鳍片间隔排列地设置于底板的背面，并延伸至缺口以造成上下可通风的通路，且鳍片与底板一体成型；

所述组合式透镜和LED灯板安装于底板的正面，LED灯板置于组合式透镜内。

现有的一些散热器的鳍片与底板为插拔式连接，所以鳍片与底板的连接处必然存在间隙，导致底板与鳍片的热传递存在中间介质，降低了热传递的效率，即增加了热传递通路的热阻，造成底板和鳍片之间有温度差。本实用新型中鳍片与底板一体成型，所以底板会将接收的热量直接传送至鳍片，热传递的效率高，底板和鳍片之间热阻低，温度差异在5度以内。为了降低这个温度差异，鳍片的厚度以及高度很重要，一般高度不高于5cm，否则挤压模具无法制作，另外鳍片厚度最好大于1mm，这样才能维持上述温度差异在5度以内。

在正常的使用情况下，底板的正面装有灯板。，而LED户外灯具光组件使用时，底板正面朝下，而背面朝上。由于LED在工作时会将50%以上的电能转化为热能，这些热能会通过底板传至鳍片，最后由底板和鳍片的表面将热能送至空气；因此，鳍片附近的空气将被加热、上升。由于鳍片延伸至底板的缺口处，使未经加热的冷空气从下而上流经鳍片，所以缺口处将形成一个空气的上升环流，将加热后的空气送走，通过这种垂直上升的自然对流作用能大大提高散热器的散热效率，以下数据说明了这个散热效率的提高。

缺口所占底板面积比例	散热器底板温升（同环境温度的差异）
		0％	36℃
2％	35℃
		5％	31℃
10％	20℃
		20％	16℃

从上述数据来看，开口比例达到5%-10%时，散热效率提升最快。当开口比例继续提高时，散热效率提升率开始降低，逐步走向饱和。另外可以看出开口以后，散热效率（同温升成反比）提高一倍以上。

当然以上测试条件是将LED户外灯具光组件设置于带有通风孔的路灯外壳里。现在不少制作LED路灯的厂家也将散热器置于路灯外壳内，但是通风孔，致使空气无法流动，热量停留在外壳内，导致散热效果不佳；为解决这个问题，设计者尝试在外壳上开设通风口，以便热量流出，但是没有形成对流，能够流出外壳的热量只占小部分，散热效果不佳的问题依然无法解决，并且灰尘会在外壳内积聚，使LED路灯内部的散热效果越来越差。

本实用新型的散热器没有设置外壳，可以采用完全敞开的外壳，也可以采用带有通风孔的封闭式外壳，这样虽然散热器暴露在外更容易积聚灰尘，但是其积聚的灰尘不会长期停留；因为散热器暴露在外，风雨会对散热器进行冲刷，从而将积聚的灰尘冲洗，避免了灰尘的长期积聚；尤其是隧道灯，定期用高压水冲洗，这种敞开式结构非常有利。

优选的，所述底板为工字形底板；

或所述底板为长方形底板，缺口设于长方形底板的两侧；

或所述底板为圆形底板，缺口设于圆形底板的中央位置；

或所述缺口不规则地设于底板上。

优选的，所述鳍片排列于底板的背面，LED灯板安装于底板的正面。

即鳍片与LED灯板的设置位置对应，以便两者间的热传递更效率。

优选的，所述底板与鳍片的材质均为铝合金。

因为铝合金的导热性能较好，而且比重小，所以用铝合金作为散热器的材质，能够保证散热器的散热效果良好。

优选的，所述LED灯板上有若干个LED，组合式透镜于每个LED的上方均凸起有一个曲面。

因为光源透过曲面后会改变出光的空间分布，，组合式透镜于每个LED的上方均凸起有一个曲面，使得每个LED发出的光均被改变光强空间分布，满足各种照明应用所需的配光要求。

优选的，所述组合式透镜和底板之间通过设置防水胶圈形成防水密封腔。

优选的，所述LED户外灯具光组件包括防水锁头，底板设有进线孔；防水锁头与进线孔接合后，与LED户外灯具光组件配合使用的电缆穿过防水锁头，进入防水密封腔，与LED灯板电连接。

设置防水锁头能够防止电缆穿过进线孔进入防水密封腔时沿着电缆的外壁渗水进入密封腔。

优选的，所述防水锁头包有防水胶圈，当螺盖锁紧后，防水胶圈可以和电缆的外壁紧密密封，起到防水作用。

优选的，所述防水锁头与进线孔螺纹连接，两者相接处设有防水垫。

优选的，所述组合式透镜与LED灯板之间设有防水硅胶圈。

组合式透镜与LED灯板之间设有防水硅胶圈，防止了水从组合式透镜的缝隙流进散热器底板和透镜之间形成的防水密封腔。又因为LED户外灯具光组件设置于室外，导致LED户外灯具光组件需要直接面对日晒和暴雨，所以防水硅胶圈的质量是确保LED户外灯具光组件防水性能的关键；而硅胶的化学性质稳定，在日晒强或潮湿的环境下也不容易氧化、变质，使得LED户外灯具光组件能够长期在恶劣的环境下工作。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的俯视示意图；

图3是本实用新型的侧视示意图；

图4是本实用新型防水锁头的剖视示意图；

图5是本实用新型LED户外灯具光组件应用在路灯的示意图。

具体实施方式

本实用新型的实施例如图1至4所示，包括散热器、LED灯板和组合式透镜5。

所述散热器包括工字型底板1（即底板的两侧开有缺口）和鳍片8，所述鳍片8平行排列于工字型底板1的背面，并延伸至工字型底板1的缺口，其中，上述工字型底板1与鳍片8均由铝合金制成，因为铝合金的导热性能较好，所以用铝合金作为散热器的材质，能够保证散热器的散热效果良好，而且工字型底板1和鳍片8一体成型。

所述工字型底板1的正面设有LED灯板3，LED灯板3置于两缺口之间，其中，LED灯板3上设有多个LED灯珠2，各个LED灯珠2在LED灯板3上呈矩阵排列；所述LED灯板3上还套设有长方形的组合式透镜5，组合式透镜5将LED灯板3包裹于其内，另外，组合式透镜5于每个LED灯珠2的上方均凸起有一个椭圆状的曲面6，因为光源透过曲面6后会扩撒，即增加了照射面，所以组合式透镜5于每个LED灯珠2的上方均凸起有一个曲面6，使得每个LED2发出的光会改变光强空间分布，满足各种照明应用所需的配光要求。另外，组合式透镜5与LED灯板3之间还设有防水硅胶圈4，防水硅胶圈4套设于LED灯板3的边缘，以填充组合式透镜5与LED灯板3间的间隙，起到防水作用

所述工字型底板1设有进线孔，进线孔与防水锁头7螺纹连接，连接后的防水锁头7与LED灯板3电连接，且防水锁头7与进线孔相接处还设有防水垫；另外，防水锁头7与进线孔接合后，电缆穿过防水锁头，进入工字型底板1和透镜5之间形成的防水密封腔，与LED灯板3电连接。

在正常的使用情况下，由于LED灯珠2在工作时会将50%以上的电能转化为热能，这些热能会通过底板1传至鳍片8，最后由底板1和鳍片8的表面将热能送至空气；因此，鳍片8附近的空气将被加热、上升。由于鳍片8延伸至底板1的缺口处，使未经加热的冷空气从下而上流经鳍片8，所以缺口处将形成一个空气的上升环流，将加热后的空气送走，通过这种垂直上升的自然对流作用能大大提高散热器的散热效率。

另外，组合式透镜5与LED灯板3之间设有防水硅胶圈4，防止了水从组合式透镜5的缝隙流进LED户外灯具光组件内；而且LED灯板3的引线过防水锁头7引出，也防止了水从引线的位置流进LED户外灯具光组件内，进一步加强了LED户外灯具光组件的防水性。

还需要指出，底板的形状并不固定，只要底板上设有缺口，鳍片延伸至缺口处形成上下可通风的通路均属于本实用新型的技术方案；如底板为圆形底板，缺口设于圆形底板的中央位置，且鳍片延伸至缺口处；或缺口不规则地设于底板上，鳍片延伸至缺口处；其中，无论缺口如何设置，也应该保持LED灯板处于密封环境。

另外，图5为LED户外灯具光组件应用在路灯的示意图，包括灯罩101、LED户外灯具光组件102、防水连接线103、组合式防水连接器104和电源105，其中LED户外灯具光组件102、防水连接线103、组合式防水连接器104和电源105均置于灯罩内，电源105通过组合式防水连接器104与防水连接线103相接，防水连接线103再与LED户外灯具光组件102进行电连接，以实现LED户外灯具光组件102与电源105间的防水连接。

在以上实施方式的基础上改进的也视为专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种LED户外灯具光组件，包括散热器、LED灯板和组合式透镜，其特征在于：

所述散热器包括底板和鳍片；底板设有缺口；鳍片间隔排列地设置于底板的背面，并延伸至缺口以造成上下可通风的通路，且鳍片与底板一体成型；

所述组合式透镜和LED灯板安装于底板的正面，LED灯板置于组合式透镜内。

2.根据权利要求1所述的LED户外灯具光组件，其特征在于：

所述底板为工字形底板；

或所述底板为长方形底板，缺口设于长方形底板的两侧；

或所述底板为圆形底板，缺口设于圆形底板的中央位置；

或所述缺口不规则地设于底板上。

3.根据权利要求2所述的LED户外灯具光组件，其特征在于：所述鳍片排列于工字型底板背面的中部，LED灯板安装于工字型底板正面的中部。

4.根据权利要求1至3任一项所述的LED户外灯具光组件，其特征在于：所述底板与鳍片的材质均为铝合金。

5.根据权利要求1所述的LED户外灯具光组件，其特征在于：所述LED灯板上有若干个LED，组合式透镜于每个LED的上方均凸起有一个曲面。

6.根据权利要求1所述的LED户外灯具光组件，其特征在于：所述组合式透镜和底板之间通过设置防水胶圈形成防水密封腔。

7.根据权利要求6所述的LED户外灯具光组件，其特征在于：所述LED户外灯具光组件包括防水锁头，底板设有进线孔；防水锁头与进线孔接合后，与LED户外灯具光组件配合使用的电缆穿过防水锁头，进入防水密封腔，与LED灯板电连接。

8.根据权利要求7所述的LED户外灯具光组件，其特征在于：所述防水锁头包有防水胶圈，当螺盖锁紧后，防水胶圈可以和电缆的外壁紧密密封，起到防水作用。

9.根据权利要求8所述的LED户外灯具光组件，其特征在于：所述防水锁头与进线孔螺纹连接，两者相接处设有防水垫。

10.根据权利要求1所述的LED户外灯具光组件，其特征在于：所述组合式透镜与LED灯板之间设有防水硅胶圈。

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