CN204358466U - 一种led灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的LED灯具，包括散热装置及固定于所述散热装置上的发光元件，所述散热装置包括一端开口的第一壳体及同样一端开口的第二壳体，所述第一壳体的开口与所述第二壳体的开口连通；所述第一壳体及所述第二壳体均为桶状结构，所述发光元件分别固定在所述第一壳体及所述第二壳体的底部远离所述开口的一面。本实用新型散热效率高，且结构简单、重量轻、生产制造成本低。本实用新型借助于设置成壳体结构的散热装置进行自身散热，其不仅散热效率高，而且本实用新型的LED灯具降低了LED灯具的重量及生产制造成本，简化了装配工艺，且能使该LED灯具具有整体的美观性。

Description

一种LED灯具

技术领域

本实用新型涉及一种照明设备，尤其涉及一种LED灯具。

背景技术

随着大功率LED光效的逐步提高，LED灯具已经被广泛应用于照明领域，其中采用LED作为光源的灯具有着节能、长寿命等技术特征。但是LED与传统的光源一样，其在工作期间也会产生热量，而产生热量的多少取决于LED整体的发光效率。具体地来说，LED元件工作寿命和工作温度成反比，因而良好的散热是LED灯具设计的重要环节。目前现有的LED灯具都采用将LED灯珠集中式固定的布局结构，再借助于专门用于散热的LED鳍片散热器将LED热量带走并通过鳍片向空气交换热量以达到散热的目的。这样设计的问题在于：由于LED灯珠是集中密集地固定在一个相对较小的面积上，大量的热量由于叠加效应推高了温度的同时也增加了向外传递热量的难度，特别在大功率应用时造成了散热通道不畅的瓶颈现象，同时，由于采用了体积大、重量重的鳍片散热器也提高了灯具成本，另外，为了配合鳍片散热器的安装、整体的美观感还需要设计复杂的结构和外壳将鳍片散热器固定和包裹。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种能解决上述问题的LED灯具。

为解决上述问题，本实用新型提供一种LED灯具，其包括散热装置及固定于所述散热装置上的发光元件，所述散热装置包括一端开口的第一壳体及同样一端开口的第二壳体，所述第一壳体的开口与所述第二壳体的开口连通；所述第一壳体及所述第二壳体均为桶状结构，所述发光元件分别固定在所述第一壳体及所述第二壳体的底部远离所述开口的一面。

优选地，所述散热装置为倒″U″型结构。

优选地，所述LED灯具还包括设置在所述发光元件与所述散热装置底部之间的电路板，所述电路板与所述散热装置底部之间设置有热界面材料。

优选地，所述散热装置的内外表面均为平滑表面。

优选地，所述第一壳体为用于对发光元件进行散热的第一散热路径，所述第二壳体为用于对发光元件进行散热的第二散热路径。

优选地，所述第一散热路径与第二散热路径的比值为1∶1。

一种LED灯具，其包括散热装置及固定于所述散热装置上的发光元件，所述散热装置为倒″U″型结构，包括二底壁及连接所述底壁的周壁，所述散热装置远离所述二底壁的一端设有一开口部，所述发光元件分别固定在所述二底壁远离所述开口部的一面。

优选地，所述散热装置包括一端开口的第一壳体及同样一端开口的第二壳体，所述第一壳体的开口与所述第二壳体的开口连通形成所述开口部，所述第一壳体及所述第二壳体均为桶状结构，所述二底壁分别为所述第一壳体及所述第二壳体的底壁。

优选地，所述LED灯具还包括设置在所述发光元件与所述散热装置底部之间的电路板，所述电路板与所述散热装置底部之间设置有热界面材料。

优选地，所述散热装置的内外表面均为平滑表面。

优选地，所述周壁连接所述二底壁的部分形成一贯通的筒形壁。

本实用新型具有以下有益效果：

上述LED灯具通过合理的结构设计及光源布局，使得发光元件所产生的热量能够由设置成壳体结构的散热装置进行传导并散热，从而使得LED灯具100具有优异的散热性能和散热效率，能够适合于大功率LED灯具。同时，由于省却了传统的鳍片散热器，降低了LED灯具的重量及生产制造成本，简化了装配工艺，且能使该LED灯具具有整体的美观性。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例中LED灯具的结构示意图；

图2为本实用新型第二实施例中LED灯具的结构示意图；

图3为本实用新型第三实施例中LED灯具的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

请参阅图1，本实用新型的第一实施例提供了一种LED灯具100，其包括散热装置10及固定于所述散热装置10上的发光元件20。

所述散热装置10具体设置为壳体结构，其包括一端开口的第一壳体11及同样一端开口的第二壳体12，其中所述第一壳体11的开口与所述第二壳体12的开口又是相互连通的；所述第一壳体11及所述第二壳体12均为桶状结构。可以理解，所述散热装置10包括二底壁13及连接所述底壁13的周壁14，所述散热装置10在远离所述二底壁13的一端设有一开口部。所述散热装置10大致呈一倒″U″型结构，可以理解，通过采用上述的结构，能够增强所述散热装置10的表面积，即，进一步提高了该散热装置10的自身散热效率。所述散热装置10中第一壳体11与第二壳体12的内外表面均为光滑表面，即，所述散热装置10的二底壁13及连接所述二底壁13的周壁14均为光滑表面，使得该散热装置10在使用时，能够进行辐射散热，即，能提供该LED灯具100的散热效率，同时其也能提高LED灯具100的美观度，且能降低制造成本。进一步地，为提高散热装置10的散热能力，所述散热装置10是由散热较好的材质制成，如铝合金，陶瓷等。在本实施例中，优选地，所述散热装置10由铝合金制成。

所述发光元件20分别固定在所述第一壳体11及所述第二壳体12的底壁13远离所述开口的一面。所述发光元件20即为该LED灯具100的光源，优选地，所述LED灯具100的光源为大功率光源，即，所述LED灯具光源的功率大于40W。可以理解，所述发光元件20固定在所述第一壳体11及第二壳体12的底壁13，这样该LED灯具100能获得较宽的光分布，从而能适用于大面积、工作面垂直或接近垂直的工作场所，这符合人们对LED灯具使用的需求，而且通过上述结构，发光元件20分散地分布在散热装置10上，以便散热装置10的各部分能对发光元件20进行均匀散热。

为了达到本实施例中发光元件20进行正常的发光以及散热，所述LED灯具100还包括设置在所述发光元件20与散热装置10底壁13之间的电路板30。进一步地，所述电路板30与所述散热装置10底壁13之间设置有热界面材料(图中未示出)，填补电路板30与底壁13接合或接触时产生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞，减少传热接触热阻，提高电路板30和底壁13的散热性能，以便将发光元件20所散发的热量快速导给散热装置10，并借助于所述散热装置10进行散热。本实施例在具体使用的过程中，电路板30可以采用导热胶这种热界面材料粘接在所述散热装置10的底壁13，这样所述发光元件20工作时所产生的热量就可以快速地传导到散热装置10上，并进行散热。

本实施例中LED灯具100在使用时，第一壳体11及第二壳体12是用于对该发光元件20进行散热的散热部件。具体地，所述第一壳体11为用于对发光元件20进行散热的第一散热路径；所述第二壳体12为用于对发光元件20进行散热的第二散热路径。当本实施例中LED灯具100发光作业时，其发光元件20产生的热量通过底壁13朝其两端的周壁14散去。由上可知，所述第一壳体11上的底壁13及第二壳体上的底壁13均固定有发光元件20，为了使得该散热装置10具有均衡的散热能力，进而提高了LED灯具100整体的散热效率。优选的，所述第一散热路径与所述第二散热路径的比值为1∶1，即，所述第一壳体11与第二壳体12的结构形状相同。

为了进一步提高本实施例LED灯具100中发光元件20因工作所产生的热量能够快速地传导出去，即该散热装置10能够进行快速的散热。本实施例在第一壳体11底壁13与第二壳体12底壁13相邻的位置处设置了一散热内壳15，其中散热内壳15为该散热装置10自邻近所述开口的方向向内凹陷形成，即，散热内壳15与该散热装置10的周壁14设置为一体式结构。可以理解，上述散热内壳15的设置进一步增大了该散热装置10的表面积，即，增加了散热装置10与外界空气之间接触面积，进而可以提高该散热装置10在使用时，其对发光元件20的散热功效。

本实施例中LED灯具100在工作时，其发光元件20工作时所产生的热量是由热界面材料传导至底壁13，经由所述底壁13传导至周壁14并在整个周壁14上进行扩散、散热。所述底壁13和周壁14的表面同时通过辐射方式和对流方式向外界进行散热。其中决定本实施例中LED灯具100散热效率的散热路径存在的总热阻等于散热路径各个环节热阻的和。LED灯具通电工作足够时间后，在一定的环境温度和空气流速条件下，LED灯具整体会达到一热平衡，此时LED灯具的发光元件20的温度和空气之间的温度差Δt谓之LED灯具的结温升，其中LED灯具结温升越低则意味着LED的预期寿命越长。

下面就影响LED灯具结温升的因素做如下分析：

由以上对散热路径的分析可知LED灯具的发光元件20到散热表面为至是传导散热，由LED灯具各散热表面到外界环境之间有辐射和对流这两种方式散热，由于不同的散热方式涉及不同的影响因素及计算方法，下面进行分别讨论：

1、在发光元件20到该LED灯具各散热表面为至的传导散热过程中，影响结温升Δt的因素有LED的耗散功率、散热路径上各种散热材料的导热系数、导热体的截面积、传热路径的长度等四项。故此，本段传热路径的温差可用以下公式表达：

Δt1＝L·Q1/K·A；

其中，Q1表示LED灯具的耗散功率，单位为W；K表示导热系数，单位为W/m·℃；A表示导热体的截面积，单位为m²；Δt1表示本段传热路径两端温差，单位为℃；L表示传热路径长度，单位为m。

本实施例采用了将发光元件20尽量分散布置的布局方案，使得单位散热材料上的等效散耗功率Q1大幅度减小，同时增加了等效的导热体截面积，另外还充分利用结构设计使得LED的散耗热量向第一壳体11及第二壳体12以尽量相等的距离传热，以达到更好的散热效果。

2、由LED灯具的各散热表面向环境散热的环节中，其对流方式进行热传导中影响结温升Δt的因素有换热系数、有效换热面积、换热表面与流体的温差等三个因素。具体可以用以下公式表达如下：

Δt2＝Q2/hc·A；

其中，Q2表示对流散热量，单位为W；hc表示换热系数，单位为W/m²·A；A表示有效换热面积，单位为m²；Δt2表示换热表面与流体温差，单位为℃。

本实施以整个LED灯具的内外表面作为有效换热面积，其面积已大于传统鳍片散热结构，因此本结构具有良好的对流散热效果。同时传统的鳍片散热结构并不太多考虑辐射散热的作用，事实上，由于鳍片之间相隔不远，辐射散热的作用被相邻鳍片的吸收作用几乎完全抵消而不起作用，但在本实施例的LED灯具100中，由于整个LED灯具的内外表面均为光滑的结构，且所述发光元件20固定于底壁13上，即，所述发光元件裸露在外侧，因此，辐射散热也起到了很大的作用，这进一步降低了结温升Δt。

综上所述，本实施例中LED灯具100充分利用了散热原理并合理布置了LED的布局及利用外罩等固有LED灯具的构件设计了高效的散热结构，在有效降低LED结温升Δt的同时还降低了灯具成本、简化了装配工艺、保持了该LED灯具100具有整体的美观性。

请参考图2，本实用新型的第二实施例提供了一种LED灯具200，其包括散热装置210及固定于所述散热装置210上的发光元件220。

相对于本实用新型第一实施例所提供的LED灯具100，本实用新型第二实施例所提供的LED灯具200，其结构与工作原理大致相同，主要区别在于：该LED灯具200中散热内壳215与该散热装置210的底壁213之间是分离设置的，其中所述散热装置210贴合地抵靠于所述底壁213的外表面上，将所述散热内壳215固定于所述底壁213的同时，又能使所述散热内壳215与底壁213的接触面积最大，以便该散热装置210能把发光元件220工作时所产生热量中的部分能够传输给散热内壳215，并通过散热内壳215来进行散热。其中所述散热内壳215与底壁213之间连接方式优选为，通过过盈配合火灾焊接的方式来实现散热内壳215与底壁213之间的连接固定。可以理解，本实用新型第二实施例所提供的LED灯具200与本实用新型第一实施例所提供的LED灯具100一样具有良好的散热性，适合于大功率LED灯具。

请参考图3，本实用新型的第三实施例提供了一种LED灯具300，其包括散热装置310及固定于所述散热装置310上的发光元件320。

相对于本实用新型第一实施例所提供的LED灯具100及本实用新型第二实施例所提供的LED灯具200，本实用新型第三实施例所提供的LED灯具300，其结构与工作原理大致相同，主要区别在于：该LED灯具300中用于固定发光元件320的底壁313与周壁314及散热内壳315之间均是通过表面贴合的方式进行连接固定的，其两者之间的连接固定方式与本实用新型第二实施例所提供的LED灯具200类同。可以理解，本实用新型第三实施例所提供的LED灯具300也具有良好的散热性，适合于大功率LED灯具。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种LED灯具，其包括散热装置及固定于所述散热装置上的发光元件，其特征在于，所述散热装置包括一端开口的第一壳体及同样一端开口的第二壳体，所述第一壳体的开口与所述第二壳体的开口连通；所述第一壳体及所述第二壳体均为桶状结构，所述发光元件分别固定在所述第一壳体及所述第二壳体的底部远离所述开口的一面。

2.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述散热装置为倒“U”型结构。

3.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述LED灯具还包括设置在所述发光元件与所述散热装置底部之间的电路板，所述电路板与所述散热装置底部之间设置有热界面材料。

4.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述散热装置的内外表面均为平滑表面。

5.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述第一壳体为用于对发光元件进行散热的第一散热路径，所述第二壳体为用于对发光元件进行散热的第二散热路径。

6.根据权利要求5所述的LED灯具，其特征在于，所述第一散热路径与第二散热路径的比值为1：1。

7.一种LED灯具，其包括散热装置及固定于所述散热装置上的发光元件，其特征在于，所述散热装置为倒“U”型结构，包括二底壁及连接所述底壁的周壁，所述散热装置远离所述二底壁的一端设有一开口部，所述发光元件分别固定在所述二底壁远离所述开口部的一面。

8.根据权利要求7所述的LED灯具，其特征在于，所述散热装置包括一端开口的第一壳体及同样一端开口的第二壳体，所述第一壳体的开口与所述第二壳体的开口连通形成所述开口部，所述第一壳体及所述第二壳体均为桶状结构，所述二底壁分别为所述第一壳体及所述第二壳体的底壁。

9.根据权利要求7所述的LED灯具，其特征在于，所述LED灯具还包括设置在所述发光元件与所述散热装置底部之间的电路板，所述电路板与所述散热装置底部之间设置有热界面材料。

10.根据权利要求7所述的LED灯具，其特征在于，所述散热装置的内外表面均为平滑表面。

11.根据权利要求7所述的LED灯具，其特征在于，所述周壁连接所述二底壁的部分形成一贯通的筒形壁。