CN202955528U

CN202955528U - 使用导热高分子材料散热的led灯

Info

Publication number: CN202955528U
Application number: CN2012206198065U
Authority: CN
Inventors: 郑能欢; 占国荣; 朱曙光
Original assignee: SHENZHEN HUAHAN NEW ENERGY & MATERIAL CO LTD
Current assignee: SHENZHEN HUAHAN NEW ENERGY & MATERIAL CO LTD
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2022-11-21

Abstract

本实用新型公开了一种使用导热高分子材料散热的LED灯，包括用于发光的LED发光组件、将LED发光组件封闭的灯罩，所述LED发光组件包括电路板、设置在电路板正面的多个LED灯珠，所述电路板背面贴合有复合高分子材料制成的绝缘导热基座，所述绝缘导热基座连接有散热器。本实用新型提供一种结构简单、散热效果好、绝缘性和阻燃性良好的使用导热高分子材料散热的LED灯。

Description

使用导热高分子材料散热的LED灯

技术领域

本实用新型涉及一种LED灯，尤其涉及一种使用导热高分子材料散热的LED灯。

背景技术

LED灯是一种新型的照明产品，由于其体积小、耗电量低、适应性强、寿命长、环保和反应速度佳等优点，并且色彩绚丽、发光色彩纯正、光谱范围窄，还能通过红绿蓝三基色混色成七彩或者白光，取代了高耗能白炽灯作为新型光源产品。LED灯中的主要器件是LED灯珠和电路板，LED灯珠中，热量集中在尺寸很小的芯片内，芯片在正常工作时有30%~35%电能转化为光能，另外65%~70%的转化成了热能，LED灯工作时，芯片温度升高会引起热应力的非均匀分布、芯片发光效率下降和荧光粉激射效率下降；当温度超过一定值时，器件失效率呈指数规律增加。LED灯具中，LED的70%的故障来自于温度过高，并且负载在一半额定功率的情况下温度每上升20℃，故障率就上升一倍。

芯片的散热途径主要是热传导和热对流；蓝宝石衬底材料极低的热导率导致器件热阻增加，产生严重的自加热效应，对LED灯的性能和可靠性有很大的影响。因此LED不能很好散热、它的寿命将会受到严重的影响。

现有的LED灯的散热多采用灯具的金属壳体进行散热，采用将电路板通过金属导热块与金属壳体连接，电路板上的热量通过金属导热块传导至金属壳体散热。金属壳体、金属导电块与电路板贴合时会造成绝缘问题。如果在金属散热器与电路板之间设置绝缘体，则绝缘体的导热效率较低，又造成散热效率的低下。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中LED灯散热效果差、采用金属散热器存在绝缘问题的缺陷，提供一种结构简单、散热效果好、绝缘性和阻燃性良好的使用导热高分子材料散热的LED灯。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种使用导热高分子材料散热的LED灯，包括用于发光的LED发光组件、将LED发光组件封闭的灯罩，所述LED发光组件包括电路板、设置在电路板正面的多个LED灯珠，所述电路板背面贴合有复合高分子材料制成的绝缘导热基座，所述绝缘导热基座连接有散热器。

所述使用导热高分子材料散热的LED灯中，所述绝缘导热基座壁面与电路板上的发热件贴合导热。

所述使用导热高分子材料散热的LED灯中，所述绝缘导热基座为片状结构，所述电路板与所述散热器分别贴合在绝缘导热基座的两侧壁面上。

所述使用导热高分子材料散热的LED灯中，所述的绝缘导热基座与灯罩可拆卸连接。

所述使用导热高分子材料散热的LED灯中，所述绝缘导热基座覆盖所述电路板，所述绝缘导热基座的边缘超出电路板边缘，或者绝缘导热基座的边缘与电路板边缘齐平。

所述使用导热高分子材料散热的LED灯中，所述绝缘导热基座上设有凹槽，所述电路板嵌合在所述凹槽内。

所述使用导热高分子材料散热的LED灯中，所述的LED灯珠阵列排布在所述电路板上。

所述使用导热高分子材料散热的LED灯中，所述散热器为鳍片式散热器。

本实用新型突破现有技术中采用金属导热块进行导热、金属壳体散热，更改了LED灯的散热方式，通过采用特殊的复合高分子材料制成的绝缘导热基座进行导热，并将LED发光组件产生的热量通过绝缘导热基座导给散热器散热，整体提高了散热效率，也解决了绝缘问题。绝缘导热基座不但起到导热作用，并且该复合高分子材料含有绝缘成分，也同样实现绝缘功能，克服现有技术中绝缘性不好的缺陷。本实用新型结构简单、散热效果好、绝缘性和阻燃性良好。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例的爆炸图；

图2是本实用新型实施例的装配后的外观图；

图3是本实用新型实施例中散热器的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1~3所示，一种使用导热高分子材料散热的LED灯，包括用于发光的LED发光组件2、将LED发光组件2封闭的灯罩1，所述LED发光组件2包括电路板22、设置在电路板22正面的多个LED灯珠21，所述电路板22背面贴合有复合高分子材料制成的绝缘导热基座3，所述绝缘导热基座3连接有散热器5。

LED发光组件2是LED灯的主要部件，包括灯珠、电路板22等，其中单颗LED灯珠21光照不足，为了提高整个灯具的光照，一般设置多颗LED灯珠21，LED灯珠21的引脚连接在电路板22上，形成一体结构的LED发光组件2。LED灯珠21结构是常规技术，在此不再赘述。

多颗所述的LED灯珠21阵列排布在电路板22上。排布的形式不作限定，根据实际光照需要进行排布，可以按照矩形阵列、圆形阵列排布，或者是其他均匀排布方式，也可以不规则排布。

如图1、2所示，为了能快速导热，需要将所述绝缘导热基座3壁面与电路板22上的发热件贴合导热。贴合后绝缘导热基座3与电路板22上的发热件直接传热，实现了热量的快速传导。

同样为了所述绝缘导热基座3能将电路板22上的热量全部导出，则所述绝缘导热基座3覆盖所述电路板22，所述绝缘导热基座3的边缘超出电路板22边缘，或者绝缘导热基座3的边缘与电路板22边缘齐平即绝缘导热基座3。这样，电路板22上所有位置发热体，包括LED灯珠21、电路板22上的功率器件所发出的热量都能从绝缘导热基座3导出。

所述绝缘导热基座3设有凹槽，所述电路板22嵌合在所述凹槽内。电路板22嵌合在凹槽内就将电路板22周边包裹，这样，增加了电路板22与绝缘导热基座3接触面积，同时也保证了电路板22与绝缘导热基座3的有效接触，增加导热效率。另外，嵌合的方式也方便电路板22与绝缘导热基座3的固定。

灯罩1是用于将LED发光组件2封闭的，灯罩1的形状不作限定，可以根据灯具设置的场合、固定形式等来确定，所述的绝缘导热基座3与灯罩1可拆卸连接。可拆卸连接的方式可以有多种：螺钉连接、卡接、卡扣连接、过盈配合连接等，本实施例中采用的是卡接，即在绝缘导热基座3设有一圈凸沿，灯罩1边缘通过变形后可卡接在凸沿上。灯罩1可以是全透明结构、也可以是经眩光处理的半透明结构。灯罩1的材质不限，可以是各种适用的材料。

所述绝缘导热基座3用于导热，只需能将电路板22与绝缘导热基座3完全贴合即可，其形状不作限定，可以是任意形状。本实施例中所述绝缘导热基座3为片状结构，所述电路板22与所述散热器5分别贴合在绝缘导热基座3的两侧壁面上。片状结构中，由于导热路径短，导热快速，是一种优选方案。

如图1~3所示，散热器5可以选用任意结构的，目前能与电路板22形状基本配合的散热器5都适用本发明，本实施例选择：所述散热器5为鳍片式散热器。鳍片式散热器散热的表面积大，有利于散热。散热器5一般选择金属材料制成，例如铝合金、铜等制成。

散热器5与绝缘导热基座3的连接也是可拆卸连接，散热器5和绝缘导热基座3四周边缘通过螺栓6固定连接在一起。除了螺栓连接外，还可以通过卡接、过盈配合连接等多种连接方式。

绝缘导热基座3是采用特殊的复合高分子材料制成的，复合高分子材料制成的绝缘导热基座3的导热系数大于1.2W/m*K，本实施例的绝缘导热基座3厚度小于0.7mm。

复合高分子材料包含：（1）含氟高分子聚合物，其熔点高于150℃，含量为40-60%（质量百分比）；（2）导热填料，散布于所述含氟高聚物中，且其百分含量为40-60%。

此外，为了绝缘导热基座3还具有绝缘、阻燃的性能，本实用新型的复合高分子材料同时含有绝缘和阻燃的材料。

绝缘导热基座3成型的方式：

1.造粒

基材：PVDF聚偏氟乙烯、PETFE等；添加百分比：40%-60%

填料：Al₂O₃、氮化硼、氮化硅等；添加百分比为：40%-60%

制备方法：按配比把原料放置于高速搅拌机中，搅拌10~20min，得到混合物料A，将混合物料A从高速搅拌机倒入双螺杆造粒机，机身温度在基料熔点（Tm）+10~30℃的条件下，将物料从模头挤出，挤出的料条经水冷却，切粒后得到分散均匀的复合高分子材料粒子B。

2.成型

将挤出的复合高分子材料粒子B放入螺杆式注塑机，注塑温度为基料熔点（Tm）+10~30℃,注塑压力80~110MPa，将复合高分子材料粒子B射入设计好的模具，形成绝缘导热基座3。

3.绝缘导热基座散热性能及耐电压测试。

从上表看：本实施例绝缘导热基座具有良好的导热性能、绝缘性能。并且在高温下保持其形状不变化。

Claims

1.一种使用导热高分子材料散热的LED灯，包括用于发光的LED发光组件、将LED发光组件封闭的灯罩，其特征在于，所述LED发光组件包括电路板、设置在电路板正面的多个LED灯珠，所述电路板背面贴合有复合高分子材料制成的绝缘导热基座，所述绝缘导热基座连接有散热器。

2.根据权利要求1所述的使用导热高分子材料散热的LED灯，其特征在于，所述绝缘导热基座壁面与电路板上的发热件贴合导热。

3.根据权利要求2所述的使用导热高分子材料散热的LED灯，其特征在于，所述绝缘导热基座为片状结构，所述电路板与所述散热器分别贴合在绝缘导热基座的两侧壁面上。

4.根据权利要求1所述的使用导热高分子材料散热的LED灯，其特征在于，所述的绝缘导热基座与灯罩可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的使用导热高分子材料散热的LED灯，其特征在于，所述绝缘导热基座覆盖所述电路板，所述绝缘导热基座的边缘超出电路板边缘，或者绝缘导热基座的边缘与电路板边缘齐平。

6.根据权利要求1所述的使用导热高分子材料散热的LED灯，其特征在于，所述绝缘导热基座上设有凹槽，所述电路板嵌合在所述凹槽内。

7.根据权利要求1所述的使用导热高分子材料散热的LED灯，其特征在于，所述的LED灯珠阵列排布在所述电路板上。

8.根据权利要求1所述的使用导热高分子材料散热的LED灯，其特征在于，所述散热器为鳍片式散热器。