CN203384665U - 一种led球泡灯 - Google Patents

Abstract

一种LED球泡灯，属照明领域。包括混光灯罩、LED封装器件、LED线路板、导热部件、散热灯壳和灯头，其特征是导热部件带有环状的向下凸起边缘；导热部件外侧面的纵向边缘为线性面或曲面结构；散热灯壳的内侧面与导热部件外侧面之间的接触面形状相互匹配，面接触连接；在灯头上方设置一个电源腔；LED线路板和导热部件经紧固件与电源腔上端固接为一体；散热灯壳外表面设置有强化辐射散热涂料层。本技术方案从热源开始打通整个热流通道，充分利用散热面积，一方面LED的温度会降低，有利于大功率LED球泡灯的散热；另一方面整个灯腔内部温度也会比现有结构要低，有利于降低LED驱动电源工作环境温度，可有效延长其寿命。可广泛用于LED球泡灯的设计和制造领域。

Description

一种LED球泡灯

技术领域

本实用新型属于照明领域，尤其涉及一种非便携式照明装置或其系统。

背景技术

传统白炽灯（钨丝灯）耗能高、寿命短，在全球资源紧张的大环境下下，已渐渐被各国政府禁止生产，随之替代产品是电子节能灯，电子节能灯虽然提高了节能效果，但由于使用了诸多污染环境的重金属元素，又有悖于环境保护的大趋势。

随着LED技术的高速发展，LED照明逐渐成为新型绿色照明的不二之选。LED在发光原理、节能、环保的层面上都远远优于传统照明产品。

随着传统的白炽灯逐渐退出市场，各照明灯具的生产厂商也陆续推出了各种以LED为光源的LED球泡灯来取代传统的白炽灯。

LED球泡灯属于通用照明领域，其照明最大的市场是民用市场，LED球泡灯是替代传统白炽灯泡的新型的绿色光源，LED球泡灯的灯头也采用螺旋纹的，为了防止眩光问题，外壳通常会使用磨砂玻璃或亚克力来制作。可以直接由市电驱动。

公开日为2012年11月28日，公开号为CN102798106A的中国发明专利申请中公开了一种“LED球泡灯散热装置及散热方法”，其组成包括：基座1，所述的基座上面连接带有LED灯2的铝基LED灯板3，所述的基座下面连接散热外壳4，所述的散热外壳连接灯头5，所述的基座卡接灯罩6，所述的灯头连接驱动电源7。

公告日为2012年6月6日，公告号为CN202266873U的中国实用新型专利中公开了一种“LED球泡灯”，其包括依次设置的灯头、电源、绝缘体、灯板及灯罩，所述灯头、电源容置于绝缘体中并与灯板连接，所述灯板上固定有多个用于容置LED芯片的灯槽，所述LED球泡灯还包括设于绝缘体及灯板之间的散热器及保护罩。

通过上述技术方案可知，现有LED球泡灯的外部结构主要包括三个部分（参见图1所示）：一是灯头1，二是散热器（或称之为散热器外壳，下同）2，三是混光灯罩3；而LED球泡灯的内部结构则主要包括两部分：恒流驱动电源4和LED灯板5（包括铝基板和LED封装器件在内）。

在具体内部结构方面可参见图2所示，球泡灯的LED封装器件5-1通常焊接在一块铝基板5-2（业内称之为LED基板）上，这块铝基板再和一片铝散热板5-3固定，然后再把这块铝散热板（亦称之为导热部件，下同）固定到散热器2的外壳上去。由于导热部件5-3和散热器2这两个不同部件之间会存有气隙，不可能完全全部接触，需要涂覆硅导热胶5-4以改善导热（参见图3所示）。

LED球泡灯由于体积的限制，所以其散热是一个大问题。无论是哪种散热器都是只能依靠“对流”和“辐射”两种方法来把热量散发到周围的空气中去，而这两种散热方法的能力都是和散热器的散热面积成正比。

由于散热能力的限制，目前市场上的A19LED球泡灯功率通常为4W到8W，输出光通量低于800lm，且8W球泡灯的外壳表面温度已经接近70摄氏度甚至高于70摄氏度，此时LED的结温可能接近100℃，实际使用过程中高温直接影响了LED器件和电源的使用寿命。

此外，常见的LED球泡灯散热器有两种：光滑表面的灯壳（参见说明书附图4中所示部件2-1）和“太阳花”型散热器（参见说明书附图5中所示部件2-2）。

在实际使用过程中，前者表面光滑，外形好看，但散热能力差。由于导热部件5-3与散热器外壳2的接触面积很小（可参见图3中的圈出部位或图6所示的局部结构放大示意图），实际上对热传导而言是一种“线接触”，热流不能充分的被传导到散热器外壳上，以至于热量都积聚在LED灯板或导热部件上，温度会居高不下。也就是说，整个球泡灯中，绝大多数的热量只能靠导热部件来散热，而面积相对较大的散热器外壳却没有充分的发挥作用。

而“太阳花”型散热器主要依靠“对流”散热，寄希望于通过其外部的槽沟结构（实际上是增大其散热面积）将热量散走。同样的，这种结构的散热器也有严重的导热不良的问题。如图7或图8所示，在该类结构中，每一片散热片2-2的侧端边面积都很小，但热量又要从这些侧端边传导出去；换句话说，整个热流通道的入口被限制住了，即使后面的散热器再大，其散热效果都是有限的。且这种结构的球泡灯在生产加工中，由于加工精度等问题，很难保证导热部件5-3同时与这么多窄面均保持良好接触（其实也是一种类似于前述的热传导“线接触”结构），实际结果就是导热的接触面5-5（如图8中阴影线部分所示）远没有设计中所计算出的这么多。另外，“太阳花”型球泡灯依靠“对流”方式散热，但球泡灯往往用在室内或被安装在一些封闭的灯罩中作为光源（如筒灯），空气流动很小，对流散热作用不明显。

此外，“太阳花”型球泡灯的绝大部分灯具体积空间被散热鳍片所占用，其用于容纳电源的内腔半径只有约为整体灯半径的三分之一，这样散热器的内腔很小，所以一般只能使用非隔离电源，对整个灯具的安全性有一定不利影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种LED球泡灯，其主要解决了球泡灯散热中的热传导问题，并通过设置辐射散热涂料层将热量辐射出去，从热源源头开始，打通整个热流通道，使热量不至于积聚在传热部件上，充分利用灯壳的散热面积，达到了良好的散热效果；且其具有较大的内腔空间，空间利用率高，可以采用隔离电源，进而大大提高了灯具的安全性。

本实用新型的技术方案是：一种LED球泡灯，包括混光灯罩、LED封装器件、LED线路板、导热部件、散热灯壳和灯头，其所述的LED封装器件焊接固定在LED线路板上，所述的LED线路板设置在导热部件的上端面，所述的导热部件与散热灯壳连接，所述的混光灯罩设置在散热灯壳的上端，所述的灯头设置在散热灯壳的下端，其特征是：所述的导热部件带有环状的向下凸起边缘；所述导热部件外侧面的纵向边缘为线性面或曲面结构；所述散热灯壳的内侧面与导热部件外侧面之间的接触面形状相互匹配，面接触连接；在所述灯头的上方设置一个电源腔；所述的LED线路板和导热部件经紧固件与电源腔的上端固接为一体；所述散热灯壳的外表面，设置有强化辐射散热涂料层。

具体的，所述导热部件的外侧面形状与散热灯壳内侧面的形状结构相匹配，接触面的线性度或曲率一致，两者之间为面接触式匹配接触。

其所述导热部件的纵轴向剖面为上平下凹的倒马鞍状结构，所述导热部件中心部位的纵轴向厚度尺寸等于或小于导热部件凸起边缘的厚度。

其所述导热部件下端面的边缘至其中心部位为平滑的曲面或折角结构。

在所述散热灯壳的底部设置有折弯边沿，在灯头与电源腔的结合部设置一突出边沿；所述散热灯壳的折弯边沿与灯头与电源腔结合部的突出边沿对应设置，相互面接触式匹配接触。

进一步的，所述散热灯壳的上端为大口径端，所述散热灯壳的下端为小口径端；其所述的混光灯罩设置在散热灯壳的大口径端，其所述的灯头设置在散热灯壳的小口径端。

其所述的电源腔位于所述的散热灯壳中。

其所述的LED线路板、导热部件及所述电源腔的上端面均设置有相互对应的固定孔，所述的紧固件贯穿固定孔，将LED线路板、导热部件及电源腔的上端面固接为一体，使导热部件与散热灯壳紧密接触。

更进一步的，其所述的灯头为E27灯头。

其所述导热部件的外侧面纵向边缘的纵向深度最小为3mm。

与现有技术比较，本实用新型的优点是：

1.通过导热部件上设置带有环状的向下凸起边缘（其纵向深度为3mm至25mm）以增加导热部件的侧面积，使之与散热器内壁之间形成面接触，两者之间的接触面积大大增加，便于更多的热量能迅速从导热部件的侧壁面上传导出去，提高了导热效率，增大了热流通道；

2.散热灯壳的折弯边沿和灯头与电源腔的突出边沿相互贴合，利用紧固件将导热部件与电源腔的上端固接为一体，从而使导热部件、散热灯壳和电源腔形成一个相互紧密接触的整体，增加了导热部件外侧面与散热灯壳内侧面的接触程度，从而增加两者的实际接触面积，有利于热量的传导和减少热阻；

4.设置一个单独的电源腔，将电源置于腔体中，起到了绝缘防触电的效果，有利于提高灯具整体的绝缘性能和安全性；

5.在散热器的外表面，均匀地涂覆一层辐射散热涂料，采用增加辐射散热的方法将热量发散出去，将绝大多数热量从LED基板传导到了灯壳表面，配合强化辐射散热的涂料，形成了一个良好的散热路径；

6．通常强化辐射的散热涂料在不同温度下的散热效果不同，增大导热部件与散热灯壳之间的接触面积，有效均匀散热灯壳表面的温度。从而使灯壳外表面各部分上的辐射散热涂料更充分的发挥散热作用

6.采用上述技术方案后，一方面，LED的温度会降低，有利于大功率LED球泡灯的散热。另一方面，整个灯腔内部的温度会比现有的结构要低，有利于降低LED驱动电源的工作环境温度，可有效延长其寿命。

附图说明

图1是现有LED球泡灯的整体结构示意图；

图2是现有LED球泡灯的内部结构示意图；

图3是LED线路板、导热部件及散热器的位置关系示意图；

图4是表面光滑的灯壳散热器的外形结构示意图；

图5是“太阳花”型散热器的外形结构示意图；

图6是图3中导热部件与散热器结合部的局部结构放大示意图；

图7是“太阳花”型散热器的导热部件与散热器结合部的示意图；

图8是“太阳花”型散热器的导热接触面示意图；

图9是本技术方案的结构示意图；

图10是本技术方案电源腔的结构示意图；

图11是本技术方案导热部件的结构示意图；

图12是本技术方案散热器的结构示意图；

图13是本技术方案灯头与电源腔结合部的结构示意图。

图中1为灯头，2为散热灯壳，2-1为折弯边沿，2-1为表面光滑的灯壳散热器，2-2为“太阳花”型散热器，3为混光灯罩，4为恒流驱动电源，5为LED灯板，5-1为LED封装器件，5-2为LED线路板，5-3为导热部件，5-3-1为环状的向下凸起边缘，5-3-2为固定孔，5-4为硅导热胶层，5-5为导热接触面，6为辐射散热涂料层，7为电源腔，7-1为螺丝孔，7-2为突出边沿，8为紧固件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1中，现有LED球泡灯的外部结构主要包括灯头1、散热器（或称之为散热器外壳）2和混光灯罩3；而LED球泡灯的内部结构则主要包括恒流驱动电源4和LED灯板5（包括铝基板和LED封装器件在内）。

图2中，球泡灯的LED封装器件5-1通常焊接在一块铝基板5-2（业内亦称之为LED线路板）上，这块铝基板再和一片铝散热板5-3固定，然后再把这块铝散热板（亦称之为导热部件，下同）固定到散热灯壳2的外壳上去。

图3中，由于导热部件5-3和散热灯壳2这两个部件之间会存有气隙，不可能完全全部接触，需要在两者之间的结合部部位涂覆硅导热胶5-4以改善导热。

图4中，常见的LED球泡灯散热器有两种：光滑表面的灯壳和“太阳花”型散热器，本图所示为光滑表面的灯壳2-1的外形结构示意。

图5中，给出了“太阳花”型散热器2-2的外形结构示意。

图6为图3的局部放大示意图，由图可知，作为散热器，光滑表面的灯壳虽然表面光滑，外形好看，但散热能力差。

由于导热部件5-3与散热器外壳2的接触面积很小，实际上对热传导而言是一种“线接触”式结构，热流不能充分的被传导到散热器外壳上，以至于热量都积聚在LED灯板或导热部件上，温度会居高不下。也就是说，整个球泡灯中，绝大多数的热量只能靠导热部件来散热，而面积相对较大的散热器外壳却没有充分的发挥作用。

图7和图8中，对于“太阳花”型散热器的结构，每一片散热片2-2的侧端边面积都很小，但导热部件5-3的热量又要从这些侧端边传导出去；换句话说，整个热流通道的入口被限制住了，即使后面的散热器再大，其散热效果都是有限的。

且这种结构的球泡灯在生产加工中，由于加工精度等问题，很难保证导热部件5-3同时与这么多窄面均保持良好接触，实际结果就是导热的接触面5-5（如图8中阴影线部分所示）远没有图中阴影部分中所显示出来的这么多。

此外，由图可知，“太阳花”型球泡灯的绝大部分灯具体积空间被散热鳍片所占用，其用于容纳电源部件的内腔半径（图中以r表示）只有约为整体灯半径（图中以R表示）的三分之一，这样散热器的内腔很小，所以一般只能使用非隔离型电源，对整个灯具的安全性能有一定的不利影响。

图9中，本实用新型的技术方案在灯头1的上方设置一个电源腔7；所述的LED线路板5-2和导热部件5-3经紧固件8与电源腔的上端面固接为一体；在所述散热灯壳的外表面，设置有辐射散热涂料层6。

由图可知，其导热部件的外侧面形状与散热灯壳内侧面的形状结构相匹配，接触面的线性度或曲率一致，以保证两者之间为面接触式的接触结构。

图10中，本技术方案之电源腔7的顶部设置有螺丝孔7-1，所述的螺丝孔沿电源腔的顶部布均。

图11中，本技术方案之导热部件5-3带有环状的向下凸起边缘5-3-1，导热部件上设置有固定孔5-3-2，紧固件贯穿固定孔，将导热部件与电源腔的上端固接为一体。

由图可知，所述导热部件的纵轴向剖面为上平下凹的倒马鞍状结构，所述导热部件中心部位的纵轴向厚度尺寸等于或小于导热部件凸起边缘的厚度。

其所述导热部件下端面的边缘至其中心部位为平滑的曲面或折角结构。

其所述导热部件的外侧面纵向边缘的纵向深度为3mm至25mm，以保证其与散热灯壳内侧面之间的接触面的面积（即热传导面积）的大小，换句话说，就是保证热流通道的大小，提高导热效率。

进一步的，导热部件的固定孔与电源腔顶部的螺丝孔对应设置。

图12中，在散热灯壳2的底部设置有折弯边沿2-1，在散热灯壳的外表面，设置有辐射散热涂料层6。

图13中，在灯,1与电源腔7的结合部设置有一突出边沿7-2，散热灯壳的折弯边沿与灯头与电源腔结合部的突出边沿对应设置，相互面接触式匹配，以便进一步增大两者之间的接触程度，从而增加实际接触面积，有利于导热效率的提高，进一步增大了热流通道。

本技术方案通过在导热部件上设置带有环状的向下凸起边缘，来增加导热部件的侧面积，使之与散热器内壁之间形成面接触，两者之间的接触面积大大增加，更多的热量能从导热部件的侧壁面上传导出去，提高了导热效率，增大了热流通道；同时，对应设置有散热器的折弯边沿和灯头与电源腔结合部的突出边沿，进一步增大两者之间的接触程度，从而增加实际接触面积，；此外，将电源置于单独的腔体中，有利于提高灯具整体的绝缘性能和安全性。

本技术方案在散热器的外表面均匀地涂覆一层辐射散热涂料，采用增加辐射散热的方法将热量发散出去，将绝大多数热量从LED基板传导到了灯壳表面，配合辐射散热涂料，形成了一个良好的散热路径。

本技术方案从热源开始打通整个热流通道，充分利用散热面积，达到了良好的散热效果。一方面，LED的温度会降低，有利于大功率LED球泡灯的散热。另一方面，整个灯腔内部的温度也会比现有的结构要低，有利于降低LED驱动电源的工作环境温度，可有效延长其寿命。

本实用新型可广泛用于LED球泡灯的设计和制造领域。

Claims (10)

1.一种LED球泡灯，包括混光灯罩、LED封装器件、LED线路板、导热部件、散热灯壳和灯头，其所述的LED封装器件焊接固定在LED线路板上，所述的LED线路板设置在导热部件的上端面，所述的导热部件与散热灯壳连接，所述的混光灯罩设置在散热灯壳的上端，所述的灯头设置在散热灯壳的下端，其特征是：

所述的导热部件带有环状的向下凸起边缘；

所述导热部件外侧面的纵向边缘为线性面或曲面结构；

所述散热灯壳的内侧面与导热部件外侧面之间的接触面形状相互匹配，面接触连接；

在所述灯头的上方设置一个电源腔；

所述的LED线路板和导热部件经紧固件与电源腔的上端固接为一体；

所述散热灯壳的外表面，设置有强化辐射散热涂料层。

2.按照权利要求1所述的LED球泡灯，其特征是所述导热部件的外侧面形状与散热灯壳内侧面的形状结构相匹配，接触面的线性度或曲率一致，两者之间为面接触式匹配接触。

3.按照权利要求1所述的LED球泡灯，其特征是所述导热部件的纵轴向剖面为上平下凹的倒马鞍状结构，所述导热部件中心部位的纵轴向厚度尺寸等于或小于导热部件凸起边缘的厚度。

4.按照权利要求1所述的LED球泡灯，其特征是所述导热部件下端面的边缘至其中心部位为平滑的曲面或折角结构。

5.按照权利要求1所述的LED球泡灯，其特征是在所述散热灯壳的底部设置有折弯边沿，在灯头与电源腔的结合部设置一突出边沿；所述散热灯壳的折弯边沿与灯头与电源腔结合部的突出边沿对应设置，相互面接触式匹配接触。

6.按照权利要求1所述的LED球泡灯，其特征是所述散热灯壳的上端为大口径端，所述散热灯壳的下端为小口径端；其所述的混光灯罩设置在散热灯壳的大口径端，其所述的灯头设置在散热灯壳的小口径端。

7.按照权利要求1所述的LED球泡灯，其特征是所述的电源腔位于所述的散热灯壳中。

8.按照权利要求1所述的LED球泡灯，其特征是所述的LED线路板、导热部件及所述电源腔的上端面均设置有相互对应的固定孔，所述的紧固件贯穿固定孔，将LED线路板、导热部件及电源腔的上端面固接为一体，使导热部件与散热灯壳紧密接触。

9.按照权利要求1所述的LED球泡灯，其特征是所述的灯头为E27灯头。

10.按照权利要求1所述的LED球泡灯，其特征是所述导热部件的外侧面纵向边缘的纵向深度为最小为3mm。

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