CN204042493U - 一种无金属散热器的大功率led照明灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无金属散热器的大功率LED照明灯，包括：N个真空密封的LED发光管，N为在50≥N≥2范围内的正整数；至少一个LED驱动器；一个驱动器外壳和一个电连接器；LED发光管固定在驱动器外壳的上盖上；驱动器外壳将LED发光管、LED驱动器和电连接器相互连接成一个整灯；每个LED发光管都包括一个内充散热保护气体的透光泡壳，泡壳内安装有LED光源；驱动器外壳的上盖具有至少一个大通孔，驱动器外壳四周设与大通孔相连通的通孔；LED发光管工作时产生的热经大通孔和通孔的空气对流散发，同时也经各灯管问间隙的空气对流散发；LED发光管顶部的透光固定帽用于灯管固定和抗跌落破损，可制成输出光通量为1000—50000lm LED照明灯，直接替代现有的大功率照明灯。

Description

一种无金属散热器的大功率LED照明灯

技术领域

本实用新型涉及一种LED灯，特别涉及一种输出光通量为1000-50000lm的无金属散热器的大功率LED照明灯，所述大功率LED照明灯可用于照明，可直接替换大功率白炽灯、荧光节能灯、金卤灯和高压钠灯等。

背景技术

这里所说的无金属散热器LED通用照明灯指的是没有金属散热器，LED光源为由至少一串相同或不相同发光色的LED芯片分散安装在一个透明基板条上，芯片四周有发光粉层的4π出光的LED发光条(或称LED灯丝)。所述至少一条LED发光条被安装在一个真空密封的透光泡壳内，泡壳内充有高导热率低粘滞系数的散热和保护气体，再加上LED的驱动器和连接外电源的电连接器，构成一个无金属散热器的LED通用照明灯，或称LED灯丝灯或LED节能灯。如中国专利201010278760.0、201120319651.9和美国专利2013/0058080等。目前这类LED灯丝灯已经可制成几十—800lm、整灯光效为120-180lm/W、显色指数80-96、色温为2600-6500K、寿命25000小时以上、外形和重量接近白炽灯的LED通用照明灯。

这类LED灯丝灯可称为第一代无金属散热器的LED通用照明灯。由于其无需笨重的金属散热器、发光效率比现有LED球泡灯高30％以上、外形酷似传统的白炽灯、结构简单、重量轻、成本低而受到消费者的欢迎，已经开始批量生产和销售。

但这类灯丝灯由于其LED芯片PN结到周围空气的热阻较大，难于制成大于800lm、替代60W以上的白炽灯的大功率LED灯。

为了降低LED芯片PN结至周围空气的热阻、人们把上述LED发光条或至少一串LED芯片紧贴在一个高导热率的透明管、例如透明陶瓷管上，即LED灯丝(发光条)被紧贴在高透明导热率管上。所述透明管导热率高，内外表面都与泡壳内的散热气体接触，大大增加了LED与散热气体的散热面积，有效降低了LED的PN结到泡壳的热阻。同时，为了进一步增加泡壳的散热能力，上述灯丝灯的单个泡壳被劈开、制成多个各自分立的真空密封发光管，各发光管之间都是可自由流通的空气的LED多管灯，进一步提高了泡壳的散热能力。这一技术被称为灯管内高导热率低粘滞系数气体对流散热和各发光管之间的空气对流散热的双重气体对流散热，从而有效地降低了LED的PN结到周围空气的热阻，提高了灯功率和输出光通量。这类多管LED灯已经可制成可替代40-100W白炽灯、450-1600lm的LED通用照明灯。它同样具有上述第一代LED灯丝灯的高效率、重量轻、体积小、成本低等优点，可直接替换40-100W白炽灯和相当光通量的荧光节能灯。可称为第二代LED灯丝灯或第二代无金属散热器LED通用照明灯。例如中国专利201220184752.4和201220304116.0等。

但上述二代灯要制造更高光通量的照明灯、例如替代2600lm、150W白炽灯和更高光通量的金卤灯、高压钠灯等时，上述多管灯在LED工作时，将受到各灯管之间的中央部分的热堆结难于有效散发的限制，从而导致发光管温度升高、效率和寿命将下降，因而难于制成2000—50000lm的高输出光通量的大功率LED通用照明灯。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服上述之不足，提出一种输出光通量可高达1000-50000lm的无金属散热器的大功率LED照明灯，可直接替换大功率白炽灯、荧光节能灯、金卤灯和高压钠灯等。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供的无金属散热器的大功率LED照明灯，包括：

N个真空密封的LED发光管，N为在50≥N≥2范围内的正整数；

至少一个LED驱动器；

一个驱动器外壳；和

一个电连接器；

所述N个LED发光管被固定在驱动器外壳的上盖上；

所述驱动器外壳将N个真空密封的LED发光管、LED驱动器和电连接器相互连接成一个无金属散热器的大功率LED照明灯；

其特征在于，N个真空密封的LED发光管的每个LED发光管都包括一个其内充有散热保护气体的真空密封透光泡壳，泡壳内安装有LED光源；所述驱动器外壳的上盖中央具有至少一个大通孔，驱动器外壳的四周至少具有至少一个通孔，所述大通孔与所述通孔相互连通。

所述N个真空密封的LED发光管的顶部设有用于将N个真空密封的LED发光管相互固定和防跌落破损的透光固定帽。

所述LED光源包括透明陶瓷管，透明陶瓷管的外表面上固定有至少一条包括有至少一串LED芯片和发光粉的LED发光条(也称LED灯丝)或至少一串四周有发光粉层的LED芯片。

所述LED芯片为相同发光色或不相同发光色的LED芯片；所述为LED芯片的芯片基板为透明基板或为不透明基板。所述透明基板还可为背面镀反射膜的基板。

所述LED芯片被安装在偏向各透明陶瓷管出光的一面。

所述透明陶瓷管的上端被用弹簧固定在透光泡壳顶部，透明陶瓷管的下端由陶瓷管电引出线和泡壳芯柱的引出线相互连接和固定。

为进一步增强灯管的抗震动和冲击能力，芯柱上还可有至少一条固定用引线固定连接，用于固定透明陶瓷管。

所述的透明陶瓷管的下端还可具有固定在芯柱的玻璃柱上的固定弹簧，该固定弹簧与透明陶瓷管内壁相互固定。

所述N个真空密封的LED发光管的每一个发光管各自具有恒流电路或限流电路。

所述N个真空密封的LED发光管也可以二个或几个相互串联，每串发光管具有恒流电路或限流电路。

所述LED驱动器的电路还可带有PFC电路、调光电路、时间控制、光感应控制电路或声感应控制电路；所述LED驱动器为隔离式或非隔离式电路。

本实用新型的无金属散热器的大功率LED照明灯，可制成1000-50000lm的高输出光通量的大功率LED照明灯，具有整灯散热好、输出光通量高、发光效率高、寿命长、结构简单成本低和抗跌落破碎等优点；可直接替换大功率白炽灯、荧光节能灯、金卤灯和高压钠灯等，用于高亮度照明。

附图说明

图1为本实用新型的无金属散热器的大功率LED照明灯一个实施例结构示意图；

图2为图1的A-A截面示意图；

图3为单个LED发光管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步描述本实用新型。

实施例1：图1为本实用新型的无金属散热器的大功率LED照明灯的一个实施例的结构示意图，图2为图1的A-A截面结构示意图。如图1可知，本实用新型的无金属散热器的大功率LED照明灯1包括：N个真空密封的LED发光管2，N为在50≥N≥2范围内的正整数，本实施例1为有6个真密封的LED发光管2的实施例(当然真空密封的LED发光管2的个数可以根据需要设置)；至少一个LED驱动器3；一个驱动器外壳4和一个电连接器5。

驱动器外壳4由相互连接的上盖4a、中板4b和下盖4c组成。N个真空密封的LED发光管2固定在驱动器外壳4的上盖4a上。

驱动器外壳4将N个真空密封的LED发光管2、LED驱动器3和电连接器5相互连接成一个无金属散热器的大功率LED照明灯。N个真空密封的LED发光管2的每个LED发光管都包括一个其内充有散热保护气体15的透光泡壳13，泡壳内安装有LED光源14。驱动器外壳上盖4a的中央具有至少一个大通孔6，驱动器外壳的四周具有至少一个通孔7，大通孔6与通孔7相互连通。本实用新型的N个LED发光管工作时产生的热可经中央大通孔6和通孔7的空气对流散发掉，如图1中8所示；同时也经各LED发光管之间间隙的空气对流散发掉，如图1中9所示；从而提高整灯的散热能力，本实用新型可制成大功率LED照明灯。

驱动器外壳4的上盖4a、中板4b和下盖4c由塑料、导热塑料、陶瓷或金属制成，所述三部分可由相同和不相同材料制成。

驱动器外壳4的中板4b的面向的中央大通孔6处具有凸起锥面10，以利空气流通和消除该处由于空气不流通形成的热窝。上盖4a和驱动器3之间有至少一个连接柱11，用于发光管2的电连接线经过该柱和驱动器3的输出相连接。驱动器3的输入经电连接线12与电连接器5相连接，电连接器5用于连接外电源，其形式可为现有白炽灯、荧光节能灯、金卤灯或高压钠灯的各种电连接器中的一种。

N个LED发光管2的每个LED发光管都包括有透光泡壳13，泡壳内安装有LED光源14并充有散热和保护气体15。

LED光源14包括一个透明陶瓷管16，其外表面上固定有至少一条包括有至少一串LED芯片17和发光粉18的LED发光条(或称LED灯丝)或至少一串LED芯片17，LED芯片四周有发光粉层18。LED发光管2的详细说明见图3。

LED发光条和至少一串LED芯片的LED芯片17为相同发光色或不相同发光色的，芯片基板为透明的、背镀反射膜的和不透明的芯片。

N个LED发光管2的顶部还可具有透光的固定帽19，用于把N个灯管相互固定和抗跌落破损。所述透光固定帽由硅胶或软质塑料制成。

图2为图1的A—A截面结构示意图。如图2所示，所述的LED发光条或LED芯片17及其发光粉层18被安装在各透明陶瓷管16的偏向出光一面，以提高LED的出光率和有利于散热。图2的中央为一个大通孔6。图2中其它数字的意义和图1中的相同。

图3为LED发光管2的一个实施例的结构示意图。如图3所示，透光泡壳13由玻璃泡壳体13a和玻璃芯柱13b高温熔封而成，泡壳内充有散热保护气体15。芯柱13b包括有排气管20和电连接线21。排气管20用于把泡壳13抽真空后充入散热和保护气体15后熔封在泡壳13内。

LED光源14包括透明陶瓷管16，其外表面上安装有至少一条LED发光条或至少一串周围有发光粉层的LED芯片17。各发光条和各串LED芯片之间由电连接线23相互连接。各发光条或各串芯片17的二端电极经连接线22和陶瓷管引出线25连接，所述连接可用焊锡、银浆或导电胶等进行导电连接。

安装有LED发光条或LED芯片及其发光粉层17的透明陶瓷管16的上端被用固定弹簧24固定在透光泡壳13的顶部，其下端由透明陶瓷管16上的LED发光条或LED芯片的陶瓷管引出线25与泡壳芯柱13b的电引出线22连接并固定。需要时，芯柱13b上还可具有至少一条专用于固定透明陶瓷管16的固定用引线26。为进一步提高灯管抗震抗冲击能力，芯柱13b上还可具有玻璃柱27，其上有固定弹簧28与透明陶瓷管16的内壁相互固定。

N个LED发光管2的每一个发光管各自具有恒流电路或限流电路，也可以二个或几个发光管相互串联，每串发光管具有恒流电路或限流电路。

LED驱动器3的电路还可包含PFC电路、调光电路、时间控制、光感应控制电路或声感应控制电路等。驱动器3可为隔离或非隔离式电路。

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 (9)

1.一种无金属散热器的大功率LED照明灯，包括：

N个真空密封的LED发光管(2)，N为在50≥N≥2范围内的正整数；

至少一个LED驱动器(3)；

一个驱动器外壳(4)；和

一个电连接器(5)；

所述N个真空密封的LED发光管(2)固定在驱动器外壳(4)的上盖(4a)上；

所述驱动器外壳(4)将N个真空密封的LED发光管(2)、LED驱动器(3)和电连接器(5)相互连接成一个无金属散热器的大功率LED通用照明灯；

其特征在于：

N个真空密封的LED发光管(2)的每个LED发光管都包括一个其内充有散热保护气体(15)的真空密封透光泡壳(13)，所述泡壳内安装有LED光源(14)；以及

所述驱动器外壳的上盖(4a)中央具有至少一个大通孔(6)，所述驱动器外壳的四周具有至少一个通孔(7)，中央的所述至少一个大通孔(6)与所述至少一个通孔(7)相互连通。

2.按权利要求1所述的无金属散热器的大功率LED照明灯，其特征在于，所述N个真空密封的LED发光管(2)的顶部设有用于将N个真空密封的LED发光管相互固定和抗跌落破碎的透光固定帽(19)。

3.按权利要求1所述的无金属散热器的大功率LED照明灯，其特征在于，所述LED光源(14)包括透明陶瓷管(16)，所述透明陶瓷管(16)的外表面上固定有至少一条包括有至少一串LED芯片(17)和发光粉(18)的LED发光条或至少一串四周涂覆有发光粉层(18)的LED芯片(17)。

4.按权利要求3所述的无金属散热器的大功率LED照明灯，其特征在于，所述LED芯片(17)为相同发光色或不相同发光色的LED芯片，所述为LED芯片的芯片基板为透明基板或为不透明基板。

5.按权利要求3所述的无金属散热器的大功率LED照明灯，其特征在于，所述LED芯片的透明基板为背面镀反射膜的基板。

6.按权利要求3所述的无金属散热器的大功率LED照明灯，其特征在于，所述LED芯片(17)被安装在偏向各透明陶瓷管(16)出光的一面。

7.按权利要求3或6所述的无金属散热器的大功率LED照明灯，其特征在于，所述透明陶瓷管(16)的上端被用弹簧(24)固定在透光泡壳(13)顶部，透明陶瓷管(16)的下端由陶瓷管电引出线(25)和泡壳芯柱(13b)的引出线(21)与固定用引线(26)固定连接。

8.按权利要求6所述的无金属散热器的大功率LED照明灯，其特征在于，所述透明陶瓷管(16)的下端还具有固定在芯柱(13b)的玻璃柱(27)上的固定弹簧(28)，该固定弹簧(28)与透明陶瓷管(16)内壁相互固定。

9.按权利要求1所述的无金属散热器的大功率LED照明灯，其特征在于，所述N个真空密封的LED发光管(2)的每个发光管都具有恒流电路或限流电路；或者所述N个真空密封的LED发光管(2)的二个或几个串联，每串灯管具有恒流电路或限流电路；所述LED驱动器(3)的电路带有PFC电路、调光电路、时间控制、光感应控制电路或声感应控制电路；所述LED驱动器(3)为隔离式或非隔离式电路。