CN203297983U - 一种led灯管 - Google Patents

Abstract

一种LED灯管，包括基本沿纵向延伸的灯管主体和连接到灯管主体的两端的灯头。灯管主体包括由绝缘材料制成的具有透光区域的罩体、散热器、热耦合到散热器上的基板以及电连接到基板上的多个LED。散热器安装到罩体上并与罩体在透光区域的一侧形成光源腔以允许所述多个LED发出的光经由透光区域射出。在光源腔内，透光的光学元件固定在罩体和基板之间以完全遮蔽基板。光学元件一方面能够在基板和LED与罩体之间作为另一层绝缘防护；另一方面，该光学元件可以选用聚光光学元件，这可以使来自LED的光线的出射角度范围变窄，这可以将这些光线投射到希望被照射的有效区域上，提高了光效率。

Description

一种LED灯管

技术领域

本实用新型涉及照明装置，尤其涉及照明装置中的LED灯管。

背景技术

LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯管亦被称为光管，其光源采用LED作为发光体。现有的LED灯管主要包括光扩散透光罩、基板、电源驱动器、发光二极管和散热器。其中，基板一般为铝基板，散热器为铝散热器，铝基板安装在铝散热器的顶端，发光二极管安装在铝基板上，发光二极管所发出的光经光扩散罩透射出去从而实现照明。通常，铝散热器形成有容纳腔，用于安装电源驱动器，该电源驱动器电连接到基板上的发光二极管。

随着LED灯管的价格越来越低，冰柜和货架等场合也开始应用这种LED灯管。然而，这种特殊场合希望LED灯管发出的光不是更发散而是更集中，这样，LED灯管的光的全部或者大部分能够照射到有效面积上。

实用新型内容

为了解决LED出射光线的利用率不高造成待照射的有效区域光强可能不足的技术问题，本实用新型公开了一种LED灯管，包括基本沿纵向延伸的灯管主体和连接到灯管主体的两端的灯头。灯管主体包括由绝缘材料制成的具有透光区域的罩体、散热器、热耦合到散热器上的基板以及电连接到基板上的多个LED。散热器安装到罩体上并与罩体在透光区域的一侧形成光源腔以允许多个LED发出的光经由透光区域射出，在光源腔内，透光的光学元件固定在罩体和基板之间以完全遮蔽所述基板。光学元件设置在罩体和多个LED之间，采用相对罩体来说不易破碎的材料制成，从而在基板和LED与罩体之间提供另一层绝缘防护。也就是说，即使当该罩体破损时，使用者也只能接触到该光学元件而不可能接触到基板或者LED而发生触电风险。显然地，这对于由易碎的绝缘材料，诸如玻璃，制成的罩体尤其是有利的。

优选地，所述散热器完全容纳在所述罩体内。由于散热器本身是金属材料制成的而罩体是绝缘材料制成的，故，当散热器被完全容纳在罩体内时，使用者就不会接触到散热器，可以进一步地提高了灯管的安全性。

具体地，所述罩体呈圆筒状，所述散热器具有平面部分和弧面部分，所述平面部分承载所述基板，所述平面部分封闭所述弧面部分并与所述弧面部分在所述光源腔相反的一侧共同限定了容纳电源驱动器的腔体，所述散热器插入到所述罩体内并抵靠在所述罩体的内壁上，其中，所述电源驱动器电连接到所述多个LED。

优选地，所述罩体的透光区域的厚度是均匀的。可选择地，整个罩体的厚度可以都是均匀的，对于后者而言，更便于制造。

优选地，所述罩体由玻璃制成。由玻璃制成的罩体透光性好、价格低廉而且由玻璃制成的罩体不会发生诸如在长度方向上的翘曲变形现象。可替代地，该罩体可以由聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA，亦可称为有机玻璃)或聚碳酸酯(PC)等塑料制成。

所述光学元件由不易碎的绝缘材料制成。该不易碎的绝缘材料诸如可以为非脆性的绝缘材料或者柔性的绝缘材料。藉由这些材料制成的光学元件不易碎裂。示例性地，光学元件的材料可以为聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)或聚碳酸酯(PC)等类聚合物(塑料)。

具体地，光学元件可以为凸透镜或菲涅尔透镜。以凸透镜或菲涅尔透镜作为光学元件对光线的汇聚是尤其有利的，这样，可以缩小LED灯管的出射光线的角度范围，从而将光线集中到希望被照射的有效区域上。优选地，光学元件的最大出光角度为60°-85°。更优选地，光学元件的最大出光角度为70°-80°。

更具体地，光学元件基本呈拱形，其具有两个基本沿纵向延伸的相对的边缘，分别卡合到所述散热器上。

具体地，光学元件的中心与所述LED光学对准以使LED的出射光线基本垂直于光学元件的表面入射并经过光学元件的中心，并且光学元件的厚度从光学元件的中心向两侧逐渐变薄。

光学元件可以使来自LED的光线的出射角度范围变窄，这可以将这些光线投射到希望被照射的有效区域上，提高了光使用效率。同时，由于罩体的透光区域的厚度是均匀的，故便于制造(例如挤压成形)，更有利地，整个罩体的厚度都是均匀的会使制造更加容易。

附图说明

为了解释本实用新型，将在下文中参考附图描述其示例性实施方式，附图中：

图1示意性地示出了本实用新型的一种实施方式的LED灯管的透视图，其中散热器和光学元件都没有示出；

图2示意性地示出了图1的LED灯管的截面图；

图3示意性地示出了本实用新型的另一种实施方式的LED灯管的截面图；

图4示意性地示出了图3的LED灯管的光透射效果

图5示意性地示出了本实用新型的再一种实施方式的LED灯管的截面图。

不同图中的相似特征由相似的附图标记指示。

具体实施方式

在以下的实施方式的详细描述中，参照构成该描述的一部分的附图进行说明。附图以示例的方式展示出特定的实施方式，本实用新型被实现在这些实施方式中。所示出的实施方式不是为了穷尽根据本实用新型的所有实施方式。可以理解，其他的实施方式可以被利用，结构性或逻辑性的改变能够在不脱离本实用新型的范围的前提下被做出。对于附图，方向性的术语，例如“下”、“上”等，是参照所描述的附图的方位而使用的。由于本实用新型的实施方式的组件能够被以多种方位实施，这些方向性术语是用于说明的目的，而不是限制的目的。因此，以下的具体实施方式并不是作为限制的意义，并且本实用新型的范围由所附的权利要求书所限定。

图1示意性地示出了本实用新型的一种实施方式的LED灯管的透视图，其中散热器和光学元件都没有示出；图2示意性地示出了图1的LED灯管的截面图。如图1和图2所示，公开了一种LED灯管100，包括基本沿纵向延伸的灯管主体102和连接到所述灯管主体102的两端的灯头104。具体地，该灯管主体包括罩体106、散热器108、基板110、多个LED112和透光的光学元件114。

更具体地，该罩体106由诸如塑料或玻璃的绝缘材料制成，其中，玻璃可以为常规荧光灯管的管壁所用的无铅玻璃材料；塑料可以为聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA，亦可称为有机玻璃)或聚碳酸酯(PC)等聚合物材料，藉由着这类材料而制成的罩体106几乎不具有光线发散效果。优选地，在此选择玻璃作为制造罩体的材料，这是因为由玻璃制成的罩体透光性好、价格低廉而且也不会发生如塑料成形的罩体在长度方向上的翘曲变形现象。选择性地，可以在制造罩体的绝缘材料中掺杂非常少的光扩散材料以消除由于制成的罩体的内表面不光滑而导致的光斑现象。然而，本领域技术人员应当可以理解，为了解决光斑现象的产生，光扩散材料的掺杂比例应当远远低于现有技术的光扩散罩的光扩散材料的掺杂比例。优选地，该罩体106通过挤压工艺一体成形，在垂直于该灯管100的纵向轴线的截面上基本呈弧形。为了与随后详细叙述的散热器108彼此适配，该罩体106的两侧分别向内延伸有凸缘107。此外，该罩体106还具有厚度均匀的透光区域，该透光区域可以被预定为从罩体106的与LED中心对准的直线L向两侧偏转一定的角度范围a所限定的区域A，该角度范围a例如可以为100°或120°等。可选择地，整个罩体106可以均为透光区域。

散热器108由诸如铝、铜等导热金属材料制成，优选地，由铝材料通过挤压工艺一体成形。在垂直于灯管100的纵向轴线的截面上，该散热器108基本成被放倒的“D”字形。具体地，该散热器108具有基本呈平面的第一部分(可称为“平面部分”)108a和基本呈弧面的第二部分(可称为“弧面部分”)108b，该第一部分108a从第二部分108b的位于灯管100的纵向轴线一侧的边缘向第二部分108b的位于灯管100的纵向轴线另一侧的边缘延伸而成，从而封闭该第二部分108b并形成了腔体108c，该腔体108c可以容纳电源驱动器(未示出)。该散热器108靠近第一部分108a在第二部分108b上向内凹进形成了卡槽108d。当需要将罩体106连接到散热器108上时，该卡槽108d可以用来适配凸缘107。具体地，可以先将罩体106一端的凸缘107收容到卡槽108d内，然后再在纵向方向上推动罩体106以使其最终完全地卡接到该散热器108上，此时，罩体106和散热器108共同限定了筒状外形。藉此，罩体106和散热器108在透光区域的一侧形成拱形的光源腔以允许LED112发出的光经由透光区域射出。

在该第一部分108a上形成有类似卡槽的容纳部分以容纳基板110于内并在卡槽的壁面和基板110之间涂覆绝缘导热胶。基板110也可以通过绝缘导热胶直接粘到散热器108的第一部分108a上，此外，也可以通过本领域普通技术人员熟知的其他方式固定到散热器108上。该基板110可以由一片基板构成也可以由彼此插接在一起的多片基板构成，优选地，该基板110由一片基板构成。如本领域技术人员所熟知的，该基板110可以为铝基板。

多个LED112固定到基板110上，这些LED112与腔体108c内的电源驱动器电连接。较优地，这些LED112排成一条直线。

对于特定的应用场合，光学元件114的选择也不同。例如，在有的场合，希望待照射面积大但对光强要求不高，则该光学元件114可以选用那种散光效果好的透镜，诸如凹透镜；反之，在其他场合，希望待照射面积小但对光强要求高，则光学元件可以选用那种聚光效果好的透镜，诸如可以为凸透镜或菲涅尔透镜。该光学元件114基本呈拱形地固定到罩体106和散热器108的第一部分108a之间。具体地，该光学元件114具有两个基本沿纵向延伸的相对的边缘，这两个边缘分别卡合到散热器108的两侧。光学元件114可以采用不易碎的绝缘材料，诸如非脆性的绝缘材料或者柔性的绝缘材料制成，藉由这些材料制成的光学元件114不易碎裂。示例性地，光学元件114的材料可以为聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)或聚碳酸酯(PC)等类聚合物(塑料)。这样，无论在光学上的要求是汇聚的还是发散的，该光学元件114能在基板110和LED112与罩体106之间增加另一层绝缘防护。也就是说，即使当该罩体106破损时，使用者也只能接触到该光学元件114而不可能接触到基板106或者LED112而发生触电风险。显然地，这对于由易碎的绝缘材料，诸如玻璃，制成的罩体106尤其是有利的。图2中仅仅示意性地示出了该光学元件114的位置但并未详细地示出该光学元件114和散热器108是如何连接在一起的。可以理解，该光学元件114可以采用诸如前述的罩体106的结构，即，向内延伸而形成凸缘，这对凸缘也收容在卡槽108d内；选择性地，该散热壳108还可以设置有另一对卡槽以收容该光学元件114的凸缘。在该示例中，该光学元件114为对光线起汇聚作用的凸透镜或菲涅尔透镜。为了更好地实现对从LED发出的光线的汇聚作用，该光学元件114的最大出光角度β可以被设定为60°-85°。优选地，该最大出光角度β可以为70°-80°。该最大出光角度对于冰柜或者货架的应用是非常有利的。进一步地，该光学元件114的中心与LED112光学对准以使LED112的出射光线基本垂直于光学元件的表面入射并经过光学元件114的中心，并且光学元件114的厚度从光学元件114的中心向两侧逐渐变薄。然而，本领域技术人员应当可以理解，该光学元件114的形状相对中心对称，以及将光学元件114的中心设置成与LED112光学对准对于实现本实用新型的技术方案而言都不是必需的。也就是说，上述的对光学元件114的具体描述只是描述性的而非限制性的。

图3示意性地示出了本实用新型的另一种实施方式的LED灯管的截面图，图4示意性地示出了图3的LED灯管的光透射效果。如图所示，一种LED灯管的灯管主体202基本沿纵向延伸，其中，灯头可以电连接到灯管主体202的两端以形成LED灯管。具体地，该灯管主体202包括罩体204、散热器206、基板208、多个LED210和透光的光学元件212。

该罩体204呈圆筒状，散热器206可以被插入到罩体204内以完全容纳到罩体204内并抵靠在罩体204的内壁上。该罩体204可以为壁厚均匀的玻璃罩或塑料罩，如前所述，优选地为玻璃罩。该罩体204几乎不具有光线发散效果。选择性地，可以如前述实施方式，在罩体204的加工过程中加入非常少的光扩散材料以消除光斑现象。优选地，该罩体204的透光区域和非透光区域由散热器206的基本呈平面的第一部分206a分隔开，即，罩体204的覆盖在散热器206的第一部分206a上的部分是可透光的，其他部分，诸如与该散热器206的基本呈弧面的第二部分206b的外表面贴合的部分，为非透光的。

这样，该散热器206的第一部分206a与罩体204共同限定了拱形的光源腔，在与光源腔相反的一侧，该散热器206的第一部分206a与第二部分206b共同限定了容纳电源驱动器214的腔体。

图4的示例采用具有聚光效果的凸透镜或菲涅尔透镜作为光学元件212，如图4所示，来自多个LED210的光线经由光学元件212后，会被汇聚成一定的角度，再经由罩体204的透光区域透射出去。其中，被汇聚后的最大出光角度可以达到60°-85°，优选地，可以达到70°-80°。另外，该光学元件212能在基板208和LED210与罩体204之间增加另一层绝缘防护。也就是说，即使当该罩体204破损时，使用者也只能接触到该光学元件212而不可能接触到基板208或者LED210而发生触电风险。显然地，这对于由易碎的绝缘材料，诸如玻璃，制成的罩体204尤其是有利的。

在这种实施方式中，电绝缘的罩体204将金属的散热器206完全容纳于内。因此，对于制造商而言，不需要对容纳在散热器206的腔体内的电源驱动组件214的电绝缘采取较高的标准；对于使用者而言，由于在使用过程中不能接触到金属的散热器206，故安全性能也大大增强。

图5示意性地示出了本实用新型的再一种实施方式的LED灯管的截面图。如图所示，一种LED灯管的灯管主体302基本沿纵向延伸，其中，灯头可以电连接到该灯管主体302的两端以构成LED灯管。具体地，该灯管主体302包括罩体304、散热器306、基板308、多个LED310和透光的光学元件312。

罩体304优选地由塑料或玻璃经挤压成形工艺一体形成，并且还在罩体304内形成有两对突起，其中一对突起305a对称地位于LED灯管的纵向轴线的上方，另一对突起305b对称地位于LED灯管的纵向轴线的下方。散热器306呈茶几状，其被插入到罩体304内并被这两对突起305a、305b定位。光学元件312可以插入到罩体304内并且由一对突起305a定位。

在这种实施方式中，电绝缘的罩体304将金属的散热器306完全容纳于内。因此，对于制造商而言，不需要对容纳在散热器306内的电源驱动组件的腔体内的电绝缘采取较高的标准；对于使用者而言，由于在使用过程中不能接触到金属的散热器306，故安全性能也大大增强。

那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。在实用新型的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。

本实用新型不以任何方式限制于在说明书和附图中呈现的示例性实施方式。示出以及描述的实施方式(的部分)的所有组合明确地理解为并入该说明书之内并且明确地理解为落入本实用新型的范围内。而且，在如权利要求书概括的本实用新型的范围内，很多变形是可能的。此外，不应该将权利要求书中的任何参考标记构造为限制本实用新型的范围。

Claims (10)

1.一种LED灯管，包括基本沿纵向延伸的灯管主体和连接到所述灯管主体的两端的灯头，所述灯管主体包括由绝缘材料制成的具有透光区域的罩体、散热器、热耦合到所述散热器上的基板以及电连接到所述基板上的多个LED，其中，所述散热器安装到所述罩体上并与所述罩体在所述透光区域的一侧形成光源腔以允许所述多个LED发出的光经由所述透光区域射出，其特征在于，在所述光源腔内，透光的光学元件固定在所述罩体和所述基板之间以完全遮蔽所述基板。

2.根据权利要求1所述的LED灯管，其特征在于，所述散热器完全容纳在所述罩体内。

3.根据权利要求2所述的LED灯管，其特征在于，所述罩体呈圆筒状，所述散热器具有平面部分和弧面部分，所述平面部分承载所述基板，所述平面部分封闭所述弧面部分并与所述弧面部分在所述光源腔相反的一侧共同限定了容纳电源驱动器的腔体，所述散热器插入到所述罩体内并抵靠在所述罩体的内壁上，其中，所述电源驱动器电连接到所述多个LED。

4.根据权利要求1-3任一项所述的LED灯管，其特征在于，所述罩体的透光区域的厚度是均匀的。

5.根据权利要求1-3任一项所述的LED灯管，其特征在于，所述罩体由玻璃制成。

6.根据权利要求1-3任一项所述的LED灯管，其特征在于，所述光学元件由不易碎的绝缘材料制成。

7.根据权利要求1-3任一项所述的LED灯管，其特征在于，所述光学元件为凸透镜或菲涅尔透镜。

8.根据权利要求7所述的LED灯管，其特征在于，所述光学元件的最大出光角度为60°-85°。

9.根据权利要求8所述的LED灯管，其特征在于，所述光学元件基本呈拱形，其具有两个基本沿纵向延伸的相对的边缘，分别卡合到所述散热器上。

10.根据权利要求9所述的LED灯管，其特征在于，所述光学元件的中心与所述LED光学对准以使所述LED的出射光线基本垂直于光学元件的表面入射并经过所述光学元件的中心，并且所述光学元件的厚度从所述光学元件的中心向两侧逐渐变薄。

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