CN202972617U

CN202972617U - 一种陶瓷管led灯

Info

Publication number: CN202972617U
Application number: CN2012205789265U
Authority: CN
Inventors: 葛世潮
Original assignee: ZHEJIANG LEDISON OPTOELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG LEDISON OPTOELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2022-11-05

Abstract

一种陶瓷管LED灯，包括至少一个LED灯管，每个灯管包括：透明陶瓷管、LED发光管芯，充散热气体的真空密封透光泡壳，驱动器及其外壳，电连接器；至少一串相同或不同发光色LED芯片安装于陶瓷管外表面，芯片的基板一面由透明胶安装于陶瓷管外表面；泡壳带芯柱、支架和电引出线；LED发光管芯安装在芯柱支架上并密封在泡壳内；LED芯片电极经电极引出线引出，与驱动器输出连接，驱动器输入与电连接器连接，电连接器连接外电源；LED芯片基板直接与陶瓷管接触，LED的PN结与陶瓷管间热阻小，陶瓷管表面积比芯片大，LED工作时产生的热容易经陶瓷管、再经泡壳内散热气体的对流和传导散发掉；从而可制作大功率高效率LED灯。

Description

一种陶瓷管LED灯

技术领域

本实用新型涉及的是一种LED灯，特别是一种用高导热率透明陶瓷管的LED照明灯。用于照明。

背景技术

现有技术的LED照明灯有低压大电流、高压小电流和交流等多种。其中高压小电流由于效率相对较高、散热较容易，近年来发展较快；例如用多个表面贴（SMD）LED安装在电路板上、或把多个LED芯片安装在电路板上COB（chip on board）、或把多个LED芯片安装在透明基板上让芯片4π出光的COT（chip on transparent board）等技术；它们的共同特点是把多个小电流LED相互串联、提高LED的驱动电压，降低LED的工作电压与外工作电压的电压差，提高LED驱动器的效率，同时，用多个小功率LED分散安装，方便解决散热问题，从而可制成发光效率更高的LED灯。

上述芯片4π出光的COT技术是新近发展起来的，例如中国专利申请201010278760.0和201010610092.7等。它把LED芯片固定在透明基板上，让LED芯片4π出光，克服了以往LED把原本4π出光的PN结变成小于2π出光的LED元件、出光率低、即发光光效率低的缺点，提高了LED的发光效率，用这种COT技术制成的LED灯泡的整灯发光效率已可高达180lm/W；随着LED芯片技术的发展，它的发光效率将会进一步提高。

上述COT技术把多个小电流LED芯片安装在透明玻璃板或透明陶瓷板上，芯片和透明板四周有透明硅胶层和发光粉层，由于透明板面积较小、硅胶的导热率低，不容易制成大功率、例如输出光通量大于1000lm的大功率LED灯。

发明内容

本实用新型的目的在于改进LED PN结4π出光的LED的散热方法，提高LED的输出光通量、发光效率和使用寿命，从而可制成输出光通量为几百至20000lm的高光通量高效率LED照明灯。

本实用新型提供的陶瓷管LED灯，其包括：

至少一个LED灯管1；每个灯管1包括：

一个内部充有散热保护气体16的真空密封透光泡壳2；

一个置于所述真空密封透光泡壳2之内、安装有至少一串相同发光色或不相同发光色的LED芯片9的LED发光管芯8，所述LED芯片9由芯片电连接线10相互连接，所述至少一串相同发光色或不相同发光色的LED芯片9的二端电极由二端电极引出线17引出；

所述真空密封透光泡壳2下端装有一个其内固定有至少二根电引出线14的芯柱13；所述LED发光管芯8通过所述电极引出线17与所述电引出线14的连接而被安装在芯柱13上；

一个驱动器3及驱动器外壳4；

一个电连接器5；

所述驱动器外壳4把LED灯管1、驱动器3和电连接器5相互连接构成一个LED灯整灯；

所述驱动器3输出经电引出线14与LED发光管芯8的二端电极引出线17相连接，所述驱动器3的输入经连接线18与电连接器5连接，电连接器5用于连接外电源；其特征在于，

所述LED发光管芯8还包括：

一个高导热率透明陶瓷管7，所述至少一串相同发光色或不相同发光色的LED芯片9的芯片基板9a面被用透明胶20直接固定在所述透明陶瓷管7的外表面上；

所述LED芯片9上涂覆有透明保护胶层26，同时所述真空密封透光泡壳2内壁上涂覆有发光粉层22；和/或所述LED芯片9上涂覆有第一发光粉层11，同时所述第一发光粉层11及所述透明陶瓷管7上涂覆有第二发光粉层12。

所述的真空密封透光泡壳2外表面局部或整体涂覆有软透光胶层26。

本实用新型的陶瓷管LED灯，还包括：将所述LED发光管芯8被固定在所述芯柱13的电引出线14上；或同时所述LED发光管芯8的上端由顶端固定装置15固定于所述真空密封透光泡壳2内壁顶端；所述顶端固定装置15为金属丝或金属片。

所述芯柱13的中心处设有一穿过所述透明陶瓷管7的垂直中央支柱29；所述透明陶瓷管7上端由上端固定装置30固定在中央支柱29上端，所述透明陶瓷管7下端由下端固定装置31固定在芯柱13上；所述上端固定装置30和下端固定装置31分别为金属丝或金属片；所述中央支柱29为一金属丝杆、玻璃柱或玻璃管。

所述芯柱13还包括有至少一个第三固定装置32，所述固定装置32为金属丝。

所述LED芯片9有一个或多个LED P-N结。

所述的LED灯管1为复数，各LED灯管由位于各LED灯管之间的灯管固定装置25固定。

所述驱动器外壳4的上部为锥形体23，该锥形体23的锥顶全锥角小于120°。

所述真空透光泡壳2形状为柱型、A-型、G-型、R-型、BR-形、PAR-型、T-型、烛型或现有灯泡形状中的一种。

本实用新型的至少一串相同发光色或不相同发光色的LED芯片的基板一面被用透明胶直接安装在透明陶瓷管外表面上；所述LED芯片可为基板是蓝宝石的芯片；所述高导热率陶瓷管可为Al₂O₃透明陶瓷管、AlN透明陶瓷管或其它透明陶瓷管；蓝宝石的导热率为35-46W/mK，Al₂O₃透明陶瓷的导热率为17-30W/mK，AlN陶瓷的导热率更高达160-260W/mK；把LED芯片的蓝宝石基板直接用一层很薄的透明胶固定在高导热率陶瓷管上，LED的PN结和陶瓷管之间的热阻很小，陶瓷管具有高导热率和比芯片大得多的散热面积，LED工作时所产生的热容易传导到陶瓷管、再经泡壳内的传热气体的对流和传导再经泡壳散发掉，即大大降低了LED芯片PN结到泡壳散热面的热阻，从而可制成大功率LED灯；同时，由于LED的PN结到陶瓷管大面积散热面的热阻很小、PN结的温升小，因而发光效率更高，可制成功率更大即输出光通量更高、效率更高、光衰更小、灯使用寿命更长的LED照明灯。

本实用新型的真空密封透光泡壳内的传热保护气体具有低粘滞系数和高导热率，例如为氦、氢或氦氢混合气等，这些气体不仅可经对流和传导有效地把透明陶瓷管上的热传递给泡壳、再经泡壳外的空气流散发掉；同时还可保护LED，免受灯泡外环境中的水汽、硫化物、酸等有害气体的影响，使其使用寿命更长。

本实用新型的陶瓷管LED灯，其具有LED芯片PN结到高导热率陶瓷管的热阻小、透明陶瓷管散热面积大，LED芯片PN结工作时产生的热容易经陶瓷管的大散热面积传导给泡壳内的散热保护气体、再经散热保护气体的对流和传导经泡壳散发掉；LED芯片温升小、LED芯片可用较大的工作电流、也可用较大尺寸的LED芯片、输出更高光通量、发光效率更高等优点。用于制造输出光通量为几百至20000lm的高光通量高效率LED照明灯。

附图说明

图1为本实用新型的陶瓷管LED灯的一个实施例的结构示意图。

图2为图1中的A—A剖视结构示意图。

图3为本实用新型的陶瓷管LED灯的又一个实施例的结构示意图。

图4为图3中的B—B剖面的结构示意图。

图5为本实用新型的陶瓷管LED灯的另一个实施例的结构示意图。

图6为本实用新型的陶瓷管LED灯的再一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作详细介绍。

图1为本实用新型的陶瓷管LED灯的一个实施例的结构示意图。

如图1所示，所述陶瓷管LED灯包括有一个LED灯管1，一个真空密封透光泡壳2，一个LED驱动器3及驱动器外壳4，一个电连接器5；驱动器外壳4把LED灯管1、驱动器3和电连接器5相互连接成一个整灯6；所述灯管1包括有一个由高导热率透明陶瓷管7和至少一串相同或不相同发光色的LED芯片9构成的LED发光管芯8，所述至少一串相同或不相同发光色的LED芯片9安装在透明陶瓷管7的外表面上，所述至少一串LED芯片9用金属线10把各LED芯片相互电连接，每一LED芯片上有第一发光粉层11，发光粉层11和透明陶瓷7上有第二发光粉层12（详细见图2）；所述真空密封透光泡壳2还包括有芯柱13和电引出线14；所述LED发光管芯8被安装在芯柱13的电引出线14上，其上端由固定装置15固定在真空密封泡壳2内；泡壳2内充有散热保护气体16；LED芯片的二端电极引出线17经芯柱上的引出线14与驱动器3输出连接，驱动器3输入经连接线18与电连接器5连接，电连接器5连接外电源，接通外电源即可点亮本实施例陶瓷管LED灯；19为电引出线17的固定装置。

所述LED芯片9的基板9a面被直接用一薄层透明胶与高导热率陶瓷管7接触（详细见图2），LED的PN结与陶瓷管之间的热阻很小，陶瓷管具有比芯片大得多的表面面积，LED芯片9工作时产生的热容易经陶瓷管7的大散热面积散热、再经泡壳内的散热气体16的对流和传导再经泡壳2散发掉；从而容易制成大功率高效率的LED灯。

所述高导热率透明陶瓷管7可为Al₂O₃、AlN或其它透明陶瓷管。

所述透光泡壳2内充有散热保护气体16、例如为氦、氢、氦氢混合气、氮、氖等惰性气体、它们的混合气或干燥空气。

所述LED发光管芯8的顶端固定装置15为金属丝或金属片、陶瓷或其它材料。

所述真空密封透光泡壳2的形状为柱型、A-型、G-型、R-型、BR-形、PAR-型、T-型、烛型或现有灯泡形状中的一种。

图2为图1的A—A剖面的一个实施例的结构示意图。如图2所示，LED芯片9的基板9a一面被用一薄层透明胶20直接固定在陶瓷管7上；LED芯片9上覆盖有第一发光粉层11，第一发光粉层11和陶瓷管7上再覆盖有第二发光粉层12。图2中的其它数字所代表的意义与图1中的相同。

图3为本实用新型的陶瓷管LED灯的又一实施例的结构示意图。如图3所示，所述LED灯为多管陶瓷管LED灯21，包括有复数个LED灯管1，每个LED灯管1各自包括有一个高导热率透明陶瓷管7，各陶瓷管7的外表面上各自安装有至少一串LED芯片9，其发光粉层22被涂覆在真空密封透光泡壳2的内壁上；驱动器外壳4的上盖为高尖锥形23，其锥顶的全锥角小于120°，以利空气流24快速流动、把LED灯管的热带走散发掉；驱动器外壳由塑料或陶瓷制成；图3中25为各LED的管之间的灯管固定装置；图4中26为真空密封透光泡壳2外表面上的软透光保护胶，例如硅胶层，用于保护泡壳，增强灯的跌落试验强度。图3和图4中的其它数字所代表的意义与图1中的相同。

图4所示为图3的B—B剖面结构示意图。如图4所示，至少一串LED芯片9被用透明胶20直接固定在高导热率透明陶瓷管7上，LED芯片上有一保护金属电连接线和芯片的透明保护胶层27；把芯片9所发的光转变成白光或其它所需光的发光粉层22被涂覆在透光泡壳2的内壁上。图4中的其它数字所代表的意义与图1中的相同。

图5为本实用新型的陶瓷管LED灯的又一实施例的结构示意图。如图5所示，透光泡壳2a为反射型（R型、BR型、PAR型、有反射层的A型等）泡壳，泡壳2a的近电连接器5一方有光反射层28；所述芯柱13上有一粗而强的中央支柱29，用于固定发光管芯8，所述发光管芯8的透明陶瓷管7的上端由上端固定装置30与中央支柱29相互固定，所述中央支柱29为粗金属丝或玻璃柱、玻璃管；所述陶瓷管7的下端由下端固定装置31与芯柱13上的电引出线14连接并固定，所述电连接线14与透明陶瓷管7的固定一端为粗金属丝，以保证LED发光管芯8牢固和耐振动、耐冲击，需要时、芯柱13上还可另有至少一个第三固定装置32，所述第三固定装置32为金属线，用于增强发光管芯8的固定强度。图5中的其它数字所代表的意义与图1中的相同。

图6为本实用新型的陶瓷管LED灯的又一实施例的结构示意图。如图6所示，LED灯的透光泡壳2b为A型泡壳；所述LED发光管芯8被直接安装在泡壳的芯柱13上，所述发光管芯8包括有第一发光粉层11和第二发光粉层12；所述LED发光管的LED的电引出线17与芯柱13的电引出线14焊接并固定。图6中的其它数字所代表的意义与图1中的相同。

本实用新型要求保护的范围不限于本文中介绍的各实施例，凡基于本实用新型申请专利范围和说明书内容所作的各种形式的变换和代换、皆属本实用新型专利涵盖的范围。

Claims

1.一种陶瓷管LED灯，其包括：

至少一个LED灯管（1）；每个灯管（1）包括：

一个内部充有散热保护气体（16）的真空密封透光泡壳（2）；

一个置于所述真空密封透光泡壳（2）之内、安装有至少一串相同发光色或不相同发光色的LED芯片（9）的LED发光管芯（8），所述LED芯片（9）由芯片电连接线（10）相互连接，所述至少一串相同发光色或不相同发光色的LED芯片（9）的二端电极由二端电极引出线（17）引出；

所述真空密封透光泡壳（2）下端装有一个其内固定有至少二根电引出线（14）的芯柱（13）；所述LED发光管芯（8）通过所述电极引出线（17）与所述电引出线（14）的连接而被安装在芯柱（13）上；

一个驱动器（3）及驱动器外壳（4）；

一个电连接器（5）；

所述驱动器外壳（4）把LED灯管（1）、驱动器（3）和电连接器（5）相互连接构成一个LED灯整灯；

所述驱动器（3）输出经电引出线（14）与LED发光管芯（8）的二端电极引出线（17）相连接，所述驱动器（3）的输入经连接线（18）与电连接器（5）连接，电连接器（5）用于连接外电源；其特征在于，

所述LED发光管芯（8）还包括：

一个高导热率透明陶瓷管（7），所述至少一串相同发光色或不相同发光色的LED芯片（9）的芯片基板9a面被用透明胶（20）直接固定在所述透明陶瓷管（7）的外表面上；

所述LED芯片（9）上涂覆有透明保护胶层（26），同时所述真空密封透光泡壳（2）内壁上涂覆有发光粉层（22）；和/或所述LED芯片（9）上涂覆有第一发光粉层（11），同时所述第一发光粉层（11）及所述透明陶瓷管（7）上涂覆有第二发光粉层（12）。

2.按权利要求1所述的陶瓷管LED灯，其特征在于，所述的真空密封透光泡壳（2）外表面局部或整体涂覆有软透光胶层（26）。

3.按权利要求1所述的陶瓷管LED灯，其特征在于，还包括：将所述LED发光管芯（8）被固定在所述芯柱（13）的电引出线（14）上；或同时所述LED发光管芯（8）的上端由顶端固定装置（15）固定于所述真空密封透光泡壳（2）内壁顶端；所述顶端固定装置（15）为金属丝或金属片。

4.按权利要求1所述的陶瓷管LED灯，其特征在于，所述芯柱（13）的中心处设有一穿过所述透明陶瓷管（7）的垂直中央支柱（29）；所述透明陶瓷管（7）上端由上端固定装置（30）固定在中央支柱（29）上端，所述透明陶瓷管（7）下端由下端固定装置（31）固定在芯柱（13）上；所述上端固定装置（30）和下端固定装置（31）分别为金属丝或金属片；所述中央支柱（29）为一金属丝杆、玻璃柱或玻璃管。

5.按权利要求1所述的陶瓷管LED灯，其特征在于，所述芯柱（13）还包括有至少一个第三固定装置（32），所述固定装置（32）为金属丝。

6.按权利要求1所述的陶瓷管LED灯，其特征在于，所述LED芯片（9）有一个或多个LED P-N结。

7.按权利要求1所述的陶瓷管LED灯，其特征在于，所述的LED灯管（1）为复数，各LED灯管由位于各LED灯管之间的灯管固定装置（25）固定。

8.按权利要求1所述的陶瓷管LED灯，其特征在于，所述驱动器外壳（4）的上部为锥形体（23），该锥形体（23）的锥顶全锥角小于120°。

9.按权利要求1所述的陶瓷管LED灯，其特征在于，所述真空密封透光泡壳（2）形状为柱型、A-型、G-型、R-型、BR-形、PAR-型、T-型、烛型或现有灯泡形状中的一种。