CN202955660U

CN202955660U - 一种led光源固定装置

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Publication number: CN202955660U
Application number: CN2012204543361U
Authority: CN
Inventors: 张欣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2022-09-07

Abstract

本实用新型公开了一种LED光源固定装置，该装置设有底座、固定在底座上的灯头，以及与底座连接的冷却装置，灯头采用柱体结构，柱体的前段表面设有至少一块LED芯片，后段设有与底座连接的连接装置。本实用新型可以有效解决LED灯工作温度的限制，以及多个LED光源同时使用时固定装置的限制，并且改善了大功率LED光源发热量大等问题，扩宽了LED灯的应用范围。

Description

一种LED光源固定装置

技术领域

本实用新型涉及照明领域，尤其涉及一种LED光源固定装置。

背景技术

由于LED光源具有光效能转化率高、发热量低、寿命长、节能环保等诸多优点，越来越多的设备采用LED作为光源。然而，大功率的LED灯发热量很大，必须有配套的散热系统才可以正常工作。例如，LED光源用于汽车近/远光灯的场合，多个LED光源的排布和散热就成为一个难题。

此外，直接将LED平面光源用于汽车近/远光灯会使得汽车灯具的反光杯光学特性与该LED光源不符，导致光源通过灯具散射后达不到汽车用灯具的光线分布要求。如果将整套反光碗、灯具、前照灯总成根据LED光源特性重新设计制造，其成本惊人，例如新一代奥迪A8车型中所使用的LED近/远光灯具，设计成本就超过1亿美元。这种高昂的费用难以使LED这种更环保更高效寿命更长的新型光源应用到普通百姓的生活中。

因此，如何提供一种散热效果好、适用范围广的LED光源固定装置是业界亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提出一种LED光源固定装置。

本实用新型采用以下技术方案是，设计一种LED光源固定装置，包括：底座、固定在底座上的灯头和与底座连接的冷却装置，所述的灯头采用柱体结构，柱体的前段表面设有至少一块LED芯片，柱体的后段设有与底座连接的连接装置。

在一较佳实施例中，所述的灯头采用四棱柱体结构，每一个侧边覆盖一层导热绝缘层，四棱柱体的每个侧边设有前后排列的两块LED芯片，并在两块LED芯片连接处隆起形成前后两个斜面，该斜面上设置有导热模块，导热模块的四周印刷有导热电路，各导热电路相互之间串联，LED芯片焊接在导热模块上，所述导热电路的两级分别焊接在LED芯片底部的正负触点上。

本技术方案中的冷却装置可以有以下四种方案：

一、圆柱状翅片散热器，翅片中心为一空心圆柱体，该圆柱体一侧伸出与底座连接，圆柱状翅片散热器中心设置一风扇。

二、半导体制冷装置，其半导体制冷片端与底座相贴合，其散热器端连接一风扇。

三、循环水制冷装置，底座底部嵌入在所述冷却装置的制冷箱内，该制冷箱的进水口分别与制冷循环水的冷端和热端连接。

四、导管循环水冷装置，所述灯头的柱体结构采用柱状空心结构，该柱体穿过底座并密封，一导管从底座密封面插入柱体并延伸至柱体的顶端，在导管与柱体内壁之间形成一腔体，导管的顶部设有出水孔，腔体在靠近底座的下方设有一出水口。

本实用新型技术方案中的灯头柱体可以采用铝材、铜材，或铁材制作，灯头柱体可以采用柱状空心结构、实心结构，或空心注液结构，灯头与底座通过螺纹连接，或通过插口卡接。

本实用新型提出的技术方案可以用于车灯、投影仪等其他灯具中。

本实用新型对LED光源固定位置的设计、装置的材料的选取、形状结构的设计，使得LED光源，尤其是大功率LED光源可以通过固定在本装置上，使钨丝光源灯具或氙气光源灯具等部分现有的灯具不需对灯具本身进行更换，只需更换本实用新型的装置，即可直接实现如汽车近/远光灯等照明系统使用LED照明。本实用新型通过LED芯片立体多面排布的办法,解决现有LED光源发光的平面特性以及大功率LED光源发热量大固定装置无法在诸如汽车前照灯泡，投影仪灯泡，等等对光源反射有特殊要求，散热空间有特殊要求的灯具上使用的问题。实现LED光源更广泛的运用。通过本实用新型可拓宽LED光源的可使用范围，也使得汽车前照灯设计，投影仪灯光设计等在未来设计中可以不需要重新设计灯具即可直接实现对LED光源的使用。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的立体示意图；

图2是图1实施例中灯头的分解示意图；

图3是本实用新型的冷却装置的第一实施例示意图；

图4是本实用新型的冷却装置的第二实施例示意图；

图5是本实用新型的冷却装置的第三实施例示意图；

图6是本实用新型的冷却装置的第四实施例示意图；

图7是灯头柱体空心结构示意图；

图8是含后盖的结构示意图；

图9是含挡光板的结构示意图；

图10是含温度传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对实用新型进行详细的说明。

图1显示本实用新型的一个实施例。该实施例中，LED光源固定装置，包括：底座2、固定在底座上的灯头1和与底座连接的冷却装置3。底座2可以采用现有的任意灯具的底座，如车灯底座，投影仪底座等。灯头采用柱体结构，其根据具体的应用场合可以设置不同的柱体结构，例如其横截面可以为圆形、四边形、六边形、三角形等。柱体的表面设有至少一块LED芯片，该实施例设有8块LED芯片。灯头1和底座2采用螺纹连接。灯头可以采用铝材、铜材，或铁材等导热材料制作，主要作用是为LED光源提供固定支撑和及时将LED光源产生的热量排出。在连接装置4与底座2相连接的扣合区域之间可以采用导热膏等高导热材料填充，使LED光源散发的热量可以更加高效地传导给冷却装置，降低LED光源工作时的温度。冷却装置3包括一圆柱状翅片散热器和风扇。翅片扇热器的中心为一空心圆柱体，该圆柱体一侧伸出与底座2连接，另一侧安装风扇。

如图2所示，灯头1采用四棱柱体结构，每一个侧边覆盖一层导热绝缘层4，四棱柱体的每个侧边设有前后排列的两块LED芯片6，并在两块LED芯片连接处隆起形成前后两个斜面，该斜面上设置有导热模块7，导热模块既可以金属块也可以采用焊锡等材料，导热模块的四周印刷有导热电路5，各导热电路相互之间串联，导热电路5主要用于给LED灯供电。LED芯片6焊接在导热模块7上，导热电路5的两级分别焊接在LED芯片6底部的正负触点上，并通过供电设备为导热电路5提供电源,来驱动CREE XML U2 LED芯片工作。

本实用新型所采用的芯片数量可以根据实际需要设置，例如4块、12块等。为任意的LED芯片，在本实施例中，每个侧边采用两块CREE XML U2 大功率LED芯片，一共8块。导热模块7一面通过回炉焊等焊接形式焊接在灯头的柱体上，另一面焊接至CREE XML U2LED芯片6底部中央的导热金属底座上（图中未标出），使CREE XML U2LED芯片6在工作时其热量可以迅速通过芯片自身底部的导热金属底座传递至导热模块7，再通过导热绝缘层4传递到导热柱体上，导热柱体再将热量传递到与底座2相连接的冷却装置3上。

冷却装置的结构根据实际需要可以有多种实现方式，除了图1所示的翅片式扇热器外，还可以用水冷系统、半导体制冷片等其他方式。如图3所示，本实用新型的冷却装置的第一实施例中，冷却装置3采用一圆柱状翅片散热器8，翅片中心为一空心圆柱体，该圆柱体一侧伸出与底座2采用螺纹连接，另一侧连接一风扇9，该风扇设置在翅片扇热器中心部位。热量通过灯头1和底座2传导过来，并通过圆柱状翅片散热器和风扇冷却。冷却装置3和底座2的连接页可以采用插口卡接等其他方式连接。

如图4所示，在本实用新型的冷却装置的第二实施例中，冷却装置3采用一半导体制冷装置进行冷却。半导体制冷芯片的半导体制冷片10与底座2紧密贴合，散热器11连接一风扇12。LED光源工作时的热量可以迅速地传导到半导体芯片的散热器上，并且通过风扇12冷却。

如图5所示，在本实用新型的冷却装置的第三实施例中，冷却装置3采用一循环水制冷装置进行冷却。底座2的底部嵌入在所述冷却装置的制冷箱13内，该制冷箱的进水口分别与制冷循环水的冷端和热端连接，冷端和热端之间串联着水箱和水泵。通过制冷循环机组将LED光源产生的热量消散。

如图6所示，在本实用新型的冷却装置的第四实施例中，冷却装置3采用导管循环水冷结构。灯头1的柱体结构采用柱状空心结构，该柱体穿过底座并密封，一导管16从底座密封面插入柱体并延伸至柱体的顶端，在导管与柱体内壁之间形成一腔体18。导管16的顶部设有出水孔19，腔体18在靠近底座2的下方设有一出水口17。工作时，导管16的入口与冷却水连接，冷却水进入导管后，经导管顶部设置的出水孔19进入腔体18，然后从出水口17排出，将热量带走。

灯头1的柱体结构可以采用柱状实心结构或空心结构。图7为柱状空心结构，柱体内部注满导热液，通过导热液的流动来加强热传导效果。

如图8所示，底座2和冷却装置3之间还可以安装一盖板20，盖板采用一些金属材料作辅助，增强其本身的硬度。其作用是一是防水防尘，盖板可以有效地保护灯罩内部；二是将灯头与冷却装置相隔离，避免热量再次返回灯罩内部；第三，由于灯头采用了导热金属等材料比较重，而且冷却装置也比较笨重，盖板可以起到辅助支撑的作用。

如图9所示，灯头1和底座2之间可以采用插口卡接的方式连接。灯头顶部还可设置一支撑柱21，支撑柱的顶端再安装挡光板22，以满足不同的光线需要。由于实际应用中，直射的光线不好控制，其他的光线可以通过反射来控制发光路线，所以很多灯头都需要屏蔽掉直射的光线，比如该装置可以应用在车辆的近远光灯中。

底座2上还可以设有温度传感器，用于检测LED灯的工作温度。如图10所示，温度传感器23从底座2的底部延伸出来，紧贴着灯头柱体，温度传感器的探头位于两侧LED灯芯之间，以便于及时检测LED灯工作时候的温度，相应的电路接收到温度传感器的信号后，对LED灯光以及制冷装置进行调节，使LED灯不至于温度过高而引发报废和危险，当LED灯温度较低时制冷装置也可以适当调节工作频率，节约能源。

以上的技术方案所涉及的LED光源固定装置可以应用在车灯、投影仪等灯具中。

上述实施例仅用于说明本实用新型的具体实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和变化，这些变形和变化都应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种LED光源固定装置，其特征在于，包括：底座（2）、固定在底座上的灯头（1）和与底座连接的冷却装置（3），所述的灯头采用柱体结构，柱体的前段表面设有至少一块LED芯片，柱体的后段设有与底座连接的连接装置。

2.如权利要求1所述的LED光源固定装置，其特征在于：所述的灯头（1）采用四棱柱体结构，每一个侧边覆盖一层导热绝缘层（4），四棱柱体的每个侧边设有前后排列的两块LED芯片（6），并在两块LED芯片连接处隆起形成前后两个斜面，该斜面上设置有导热模块（7），导热模块的四周印刷有导热电路（5），各导热电路（5）相互之间串联，LED芯片（6）焊接在导热模块（7）上，所述导热电路（5）的两级分别焊接在LED芯片（6）底部的正负触点上。

3.如权利要求2所述的LED光源固定装置，其特征在于：所述的灯头的柱体采用铝材、铜材，或铁材制作。

4.如权利要求1所述的LED光源固定装置，其特征在于：所述的灯头采用柱状空心结构、实心结构，或空心注液结构。

5.如权利要求1所述的LED光源固定装置，其特征在于：所述的冷却装置（3）为一圆柱状翅片散热器（8），翅片中心为一空心圆柱体，该圆柱体一侧伸出与底座（2）连接，圆柱状翅片散热器中心设置一风扇（9）。

6.如权利要求1所述的LED光源固定装置，其特征在于：所述的冷却装置（3）为一半导体制冷装置，其半导体制冷片（10）端与底座相贴合，其散热器（11）端连接一风扇（12）。

7.如权利要求1所述的LED光源固定装置，其特征在于：所述的冷却装置（3）为一循环水制冷装置，所述底座底部嵌入在所述冷却装置的制冷箱（13）内，该制冷箱的进水口分别与制冷循环水的冷端和热端连接。

8.如权利要求1所述的LED光源固定装置，其特征在于：所述的冷却装置（3）为一导管循环水冷装置，所述灯头（1）的柱体结构采用柱状空心结构，该柱体穿过底座（2）并密封，一导管（16）从底座密封面插入柱体并延伸至柱体的顶端，在导管与柱体内壁之间形成一腔体（18），导管（16）的顶部设有出水孔（19），腔体18在靠近底座（2）的下方设有一出水口（17）。

9.如权利要求1所述的LED光源固定装置，其特征在于：所述的底座（1）和冷却装置（3）之间设有一盖板（20）。

10.一种利用权利要求1-9中任一项所述的LED光源固定装置的车灯。