一种大功率LED灯具
技术领域
本实用新型涉及一种大功率LED灯,属于LED照明的光电技术领域。
背景技术
LED光源是固态发光光源,是电致发光光源,它具有发光效率高、使用寿命长、节能省电、绿色环保、低耗安全、防震防水、体积小、重量轻、易调光、维护量少等优点,成为传统光源白炽灯、荧光灯、高/低压钠灯、气体放电灯、汞灯、卤素灯等光源的理想替代产品,成为目前工、农、商、民用等室内外照明的理想节能环保灯具。
目前,工厂、车间、港口码头、工程机械场所、高大建筑物、高空作业等大型场所需使用大功率或超大功率的灯具来满足照明需求,对于照明功率要求在1000W-4000W或4000W以上超大功率的灯具大多采用金卤灯、高压汞灯、高压钠灯、荧光灯等传统灯具,但传统的灯具耗电量高、光效低、显色性差、色温范围窄小、使用寿命短,难以满足大型场所的照明需求,造成使用灯具的成本昂贵,经常维修或更换光源的缺陷。鉴于LED灯具具有上述的优点,所以研究大功率或超大功率LED灯具来代替传统的灯具,以便满足大型场所照明需求是十分重要的。
但是,LED芯片的散热效率高低是实现大功率或超大功率LED灯具的关键技术问题,LED芯片的工作稳定与否,特别是LED结温度的高低会直接影响LED芯片的使用寿命,一般LED芯片的结温度每降低10℃,LED的使用寿命可增加50%左右,可见如何降低LED芯片的结温度是实现大功率或超大功率LED散热问题的关键技术。
为此,各LED照明产品的制造商都在寻求散热器的结构形式,便于实现大功率的LED灯具。目前,市场上现有的大功率LED灯具大都是利用热传导和热辐射原理来设计LED灯具的散热装置,不管是分体结构或一体式灯具结构,一般都是把灯具表面壳体设计为散热器形状,LED光源产生的热量传导到表面壳体,再由壳体表面与空气进行热交换,把传导壳体上的热量散出去。仅从热传导、热辐射原理着手改变散热器的结构,能在一定程度上解决小功率LED灯具散热问题,而针对大功率或超大功率LED灯具的散热往往是增大散热器体积尺寸、或采用热管导热技术、或加电风扇散热,这些方法使散热器体积笨重、结构复杂、制造成本很高。此外,通过增加电风扇散热时,需要额外的耗电,且电风扇的使用寿命不长,电风扇出现故障时,容易导致LED芯片温度过高,可能烧坏LED芯片,因此,需要从根本上解决大功率或超大功率LED照明灯具的散热问题。
中国专利文献CN 201973536公开一种烟囱式LED灯,包括灯头、散热器、连接灯头与散热器的绝缘体、基座、安装在基座上的灯珠和灯罩,该灯罩覆盖了所有灯珠并与散热器相连接,所述的散热器为圆柱形,散热器内有与轴线平行的四个通孔,该通孔上端出口位于散热器和绝缘体连接处的周围,基座安装在散热器外壁和底部。该发明通过在散热器内设有与轴线平行的四个通孔形成烟囱式结构,利用烟囱的空气上下对流原理对LED灯进行散热,满足LED灯对散热的要求。
但是上述专利文献公开的烟囱式LED灯在使用过程中,当在所述基座上安装大功率或超大功率的灯珠,LED灯珠长时间处于照明状态时,不可避免地,LED灯珠发光散出大量的热量,该热量短时间会聚集在散热器内的通孔底部与灯罩相连形成的空间内以及通孔内部,通孔内部的空气不能及时与外界的空气进行对流散热,导致基座周围的温度较高,还是会引起LED芯片的温度过高,散热性能较差,影响LED芯片的使用寿命,可见烟囱式LED灯具仍然无法满足像工厂、车间、港口码头、工程机械场所、高大建筑物、高空作业等大型场所对大功率或超大功率照明灯具的需求。
发明内容
因此,本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中大功率LED灯具的散热效率低的缺陷,从而提供一种散热效率高的大功率的LED灯具。
为此,本实用新型提供一种大功率LED灯具,包括光源基板,所述光源基板的一端安装LED光源,另一端固定连接至少一个散热器,所述散热器包括沿竖直方向延伸的外筒壁以及位于所述外筒壁内部并连接于所述外筒壁上的若干散热翅片,所述散热翅片适于将所述散热器分割成若干沿竖直方向延伸的散热通道。
上述大功率LED灯具中,所述散热器底部与光源基板表面形成空气流入间隙,直接与外界冷空气连通,使所述散热器的内部形成上下空气对流。
上述大功率LED灯具中,所述散热器成型为空心筒形状,所述光源基板与所述散热器连接的一侧设有凸台,所述散热器的内筒壁套设于所述凸台上。
上述大功率LED灯具中,所述内筒壁与所述凸台采用过盈配合或螺纹连接,所述内筒壁围成的内筒为圆形筒、椭圆形筒、方形筒、多边形筒、不规则形筒中的任意一种,所述光源基板上凸台的形状与所述空心筒的形状相配合;所述外筒壁的外形为圆形筒、椭圆形筒、方形筒、多边形筒、不规则形筒中的任意一种。
上述大功率LED灯具中,所述散热翅片设置于所述内筒壁与所述外筒壁之间,其包括若干个支撑翅片,所述支撑翅片一端连接于所述内筒壁,另一端连接于所述外筒壁;还包括若干个环形翅片,所述环形翅片环绕于所述内筒壁与所述外筒壁之间,所述支撑翅片与所述环形翅片之间形成若干所述散热通道。
上述大功率LED灯具中,所述光源基板上成型有凸台座,所述凸台成型于所述凸台座上,所述散热器套设于所述凸台的一侧底端抵靠于所述凸台座上,以使所述散热器与所述光源基板之间形成所述空气流入间隙。
上述大功率LED灯具中,所述凸台为空心筒形状。
上述大功率LED灯具中,所述内筒内部空间安装LED驱动电源,所述LED光源基板中间设有电源引线孔,所述电源引线孔与所述内筒连通,所述内筒壁的顶部安装上盖,所述上盖设置出线接头孔。
上述大功率LED灯具中,所述内筒壁的底端成型用于与所述光源基板连接的内圈螺丝孔,和/或所述内筒壁的顶端成型用于与所述上盖连接的内圈螺丝孔,和/或所述外筒壁的底端成型用于安装灯罩的外圈螺丝孔,和/或所述外筒壁的顶端成型用于安装灯具支架的外圈螺丝孔。
上述大功率LED灯具中,所述光源基板的安装所述LED光源的一侧成型为具有开口的腔室结构,所述LED光源安装于所述光源基板的板面上,所述光源基板成型有安装透光镜的台阶,所述透光镜通过与所述光源基板螺纹连接的透光镜压板固定于所述光源基板上。
本实用新型提供的一种大功率LED灯具,与现有技术中LED灯具相比具有以下优点:
1.本实用新型提供的一种大功率LED灯具,通过在光源基板上竖直方向上安装至少一个散热器,散热器包括沿竖直方向延伸的外筒壁以及位于外筒壁内部并连接于外筒壁上的若干散热翅片,散热翅片适于将所述散热器分割成若干沿竖直方向延伸的散热通道,散热通道顶部直接与外界的空气连通,当位于光源基板上的大功率LED光源照明发热时,其散发的热量经光源基板及时传递给散热器散热通道中,冷空气受热上浮与散热通道顶部外界的空气进行对流散热,将散热通道中的热量及时排出去,降低光源基板的温度,进而确保LED芯片温度处于较低的状态,延长LED芯片的使用寿命,满足大型场所对大功率照明设备的需求。该LED灯具采用了烟囱效应抽吸加速散热器通孔空气对流、热传导和热辐射相结合的技术,空气受热膨胀体积增大,空气密度变化很大,单位体积的空气质量大大减轻而快速上浮,形成烟囱效应向上抽吸加速空气对流运动,散热翅片与外筒壁围成的若干散热通道就是一个个的烟囱,加速空气对流及热交换,大大提高散热器的散热效率,解决了大功率LED照明灯具的散热问题,并且结构简单、重量轻、节省材料、加工容易。
2.本实用新型提供的一种大功率LED灯具,通过散热器底部与光源基板表面之间留有一定的空气流入间隙,空气流入间隙直接与外界的空气连通,冷空气不断地从散热通道底部流入散热通道内部,并受热上浮至散热通道顶部的外界空气中,即在散热通道内部上下进行空气快速对流,空气流入间隙进一步促进散热通道底部的冷空气受热上浮的速度,加快空气对流的速率,进一步提高散热器的散热效率。
3.本实用新型提供的一种大功率LED灯具,通过将散热器设计成空心筒形状,光源基板与散热器连接的一侧设有凸台,散热器的内筒壁套设于所述凸台上,并在内筒壁内部空间安装LED驱动电源,LED光源基板中间设有电源引线孔,其与内筒连通,内筒壁顶部安装上盖以及上盖设置出线接头孔,使整个LED灯具的结构紧凑,占用体积小,便于加工和制造。
4.本实用新型提供的一种大功率LED灯具,通过在散热器内筒壁与外筒壁之间设置若干个支撑翅片,各支撑翅片之间形成散热器的散热通道,或者还可以在环绕于所述内筒壁与所述外筒壁之间设置若干个环形翅片,所述的环形翅片与所述的支撑翅片之间形成若干蜂窝状的散热通道,在竖直方向上,内筒壁与外筒壁之间的单位面积上设计的散热通道越多,通道内空气对流越快,散热效率也相应的越高。并且上述蜂窝状的散热通道结构非常紧凑,散热器的结构尺寸较小;蜂窝状散热通道的壁厚比较薄,散热器的总重量很轻;散热器的机械结构很简单,便于挤压拉伸加工,加工简单容易,节省成本。
5.本实用新型提供的一种大功率LED灯具,通过在内筒壁的底端成型用于与所述光源基板连接的内圈螺丝孔,和/或所述内筒壁的顶端成型用于与所述上盖连接的内圈螺丝孔,和/或所述外筒壁的底端成型用于安装灯罩的外圈螺丝孔,和/或所述外筒壁的顶端成型用于安装灯具支架的外圈螺丝孔;在内筒壁、外筒壁的底端和顶端设置的内圈和外圈螺丝孔,使散热器与LED灯具的其他部件进行固定连接,整个结构紧凑,便于安装固定。
附图说明
图1是实施例1提供的一种大功率LED灯具的结构示意图。
图2是实施例1提供的一种大功率LED灯具结构的俯视图。
图3是实施例1提供的一种大功率LED灯具的光源基板结构示意图。
图4是实施例1提供的一种大功率LED灯具的散热器结构示意图。
图5是实施例2提供的一种大功率LED灯具结构的俯视图。
图6是实施例3提供的一种大功率LED灯具结构的俯视图。
图7是实施例4提供的一种大功率LED灯具的正八边形散热器结构示意图。
图中标记表示为:1-光源基板,2-LED光源,3-透光镜,4-透光镜压板,5-散热器,51-外筒壁,52-散热翅片,52a-支撑翅片,52b-环形翅片,53-散热通道,54-内筒壁,6-空气流入间隙,7-电源引线孔,8-凸台,9-内筒,10-上盖,11-出线接头孔,12-凸台座,13-内圈螺丝孔,14-外圈螺丝孔。
具体实施方式
实施例1
本实施例1提供一种大功率LED灯具,如图1、图2、图3和图4所示,包括光源基板1,所述光源基板1的一端安装LED光源2,另一端固定连接至少一个散热器5,所述散热器5包括沿竖直方向延伸的外筒壁51以及位于所述外筒壁51内部并连接于所述外筒壁51上的若干散热翅片52,所述散热翅片52适于将所述散热器5分割成若干沿竖直方向延伸的散热通道53,散热通道53顶端直接与外界的空气连通。
具体地,所述散热器5设置为四个,且散热器5成型为空心筒形状,所述光源基板1与所述散热器5连接的一侧设有凸台8,所述散热器5的内筒壁54套设于所述凸台8上,使所述散热器5与所述光源基板1配合连接固定,便于加工制造;为了减轻灯具的重量同时为了更快的将热量传导至散热器5上,本实施方式中,所述凸台8为空心筒形状,并且所述内筒壁54与所述凸台8采用过盈配合连接,内筒壁54围成的形状可以为圆形筒,所述光源基板1上凸台8也设置成圆形筒与所述散热器5的内筒壁54相配合使用,方便空心筒形状的散热器制造加工;所述外筒壁51的外形为圆形筒,也可以为椭圆形筒、方形筒、多边形筒、不规则形筒等等。
对上述所述的内筒壁54围成的内筒9形状的一种变形,所述内筒9还可以为椭圆形筒、方形筒、多边形筒、不规则形筒等等,同时,只要所述光源基板1上凸台8的形状与所述内筒9形状一致,二者可以配合安装使用即可;所述内筒9围成的形状可以与所述外筒壁51的外形一致,便于加工制造,当然也可以不一致;所述凸台8还可以为柱体结构,对于所述内筒壁54与所述凸台8之间的连接还可以采用螺栓连接,只要将所述内筒壁54与所述凸台8固定连接,其他的连接方式均可,例如铆接、焊接、卡扣或锁扣连接等等。
如图2所示,所述散热器5中的散热翅片52设置于所述内筒壁54与所述外筒壁51之间,其包含若干个支撑翅片52a,所述支撑翅片52a一端连接于所述内筒壁54,另一端连接于所述外筒壁51,所述支撑翅片52a将散热器5分割成若干沿竖直方向延伸的散热通道53;还包括若干个环形翅片52b,所述环形翅片52b环绕于所述内筒壁54与所述外筒壁51之间,所述支撑翅片52a与所述环形翅片52b之间形成若干所述散热通道53。即通过设置环形翅片52b将单独设置所述支撑翅片52a在竖直方向上形成的散热通道分隔成多层的散热通道。
具体而言,若干个所述环形翅片52b均匀围绕在所述筒壁54与所述外筒壁51之间形成多层均匀分布的散热通道,例如在围绕所述内筒壁54与所述外筒壁51之间均匀设置两个环形翅片52b,将形成三层均匀分布的散热通道,因此均匀设置n个环形翅片,将形成n+1层的散热通道,并且每层的散热通道又由若干个散热通道组成,整体上呈现出类似于蜂窝状的散热通道。当然,其他实施方式中,若干个所述环形翅片52b与所述支撑翅片52a形成的多层散热通道还可以呈不均匀分布。
对于上述散热翅片52设置于所述内筒壁54与所述外筒壁51之间,所述外筒壁51可单独制成一个外罩,直接套在所述述散热翅片52的外表面上,实际使用过程中,还可以将所述支撑翅片52a两端与所述内筒壁54及所述外筒壁51进行活动连接,方便不同大功率LED散热的需求,可以随时调整散热器5中散热通道53的个数,还可以将所述外筒壁51与所述散热翅片52一体成型;且若干个所述支撑翅片52a在竖直方向上可以平行分布,即所述散热通道53相互平行的,也可以形成一定的角度设置。
进一步,在所述散热器5底部与光源基板1表面形成空气流入间隙6,直接与外界空气连通,使所述散热器5的内部形成上下空气对流。
对于所述空气流入间隙6,如图3所示,所述光源基板1上成型有凸台座12,所述凸台8成型于所述凸台座12上,所述散热器5套设于所述凸台8的一侧底端抵靠于所述凸台座12上,以使所述散热器5与所述光源基板1之间形成所述空气流入间隙6,所述空气流入间隙6直接与外界的空气连通。通过设置空气流入间隙6,在大功率LED光源使用过程中,冷空气不断地从多层均匀分布的散热通道底部流入散热通道内部,并受热上浮至散热通道顶部的外界空气中,即在散热通道内部上下进行空气对流,空气流入间隙进一步促进散热通道底部的冷空气受热上浮的速度,加快空气对流的速率,进一步提高散热器的散热效率
所述内筒9内部空间安装LED驱动电源,所述光源基板1中间设有电源引线孔7,所述电源引线孔7与所述内筒9连通,所述内筒壁54的顶部安装上盖10,所述上盖10安装完成后,不遮挡所述散热器5的散热通道53顶端与外界空气的连通,所述上盖10设置出线接头孔11。即LED光源2的引出连接线穿过所述光源基板1的电源引线孔7,连接位于所述内筒9内部空间的LED驱动电源,并经所述上盖10设置的出线接头孔11引出,外接于电源。若需要对所述内筒9内设置的驱动电源进行防水保护时,安装LED驱动电源后可以灌注胶导热胶、密封胶或填充物质,并在所述内筒壁54的顶部与上盖10之间设置密封胶圈。
如图4所示,进一步,在所述内筒壁54的底端成型设置内圈螺丝孔13,用于将所述散热器5内筒壁54与所述光源基板1进一步的固定连接,在所述内筒壁54的顶端设置内圈螺丝孔13,用于将所述内筒壁54与所述上盖10连接固定。
如图3所示,所述光源基板1的安装所述LED光源2的一侧成型为具有开口的腔室结构,所述LED光源2安装于所述光源基板1的板面上,所述光源基板1成型有安装透光镜3的台阶,所述透光镜3通过与所述光源基板1螺纹连接的透光镜压板4固定于所述光源基板1上;所述LED光源2可以为COB集成光源或SMD贴片光源芯片;所述透光镜3可以为平板型透光镜、半圆球型透光镜 、球型透光镜等等,透光镜3的形状不做具体限定,可根据具体使用过程中进行调整。
所述光源基板1外形为圆柱体形状,并且所述圆柱体的外表面为光滑表面,所述LED灯具的出光面即LED光源的外形为正方形,所述透光压板4的材质采用高透光率材料制成,例如聚甲基丙烯酸酯、聚酰亚胺等等。
对上述所述LED光源的外形的变形,所述LED光源的外形还可以为长方形、圆形、多变形、不规则的形状等等,只要满足出光需求即可;对上述所述光源基板1外形的变形,所述光源基板1外形还可以为截面呈长方形、正方形、圆形、多边形或不规则图形的柱体,所述柱体的外表面还可以为锯齿形表面、凹凸不平表面、花边形表面或不规则图形表面等等。
本实施例提供的一种大功率LED灯具,通过在光源基板上竖直方向上安装四个散热器5,散热器5内设置的若干个所述支撑翅片52a和环形翅片52b,在所述内筒壁、外筒壁之间形成多层的散热通道,且每层的散热通道又由若干个散热通道组成,整体上呈现出类似于蜂窝状的散热通道。进一步在所述散热器5底部与光源基板1表面形成空气流入间隙6,使所述散热器5的内部形成上下空气对流。当位于所述光源基板1上的大功率LED光源2照明发热时,其散发的热量经所述光源基板1及时传递给若干散热通道53中,外界冷空气不断地从所述空气流入间隙6进入散热通道内,进一步加强受热冷空气的上浮与散热通道53顶部外界的空气进行对流散热的速度,将散热通道53中的热量及时排出去,降低光源基板的温度,进而确保LED芯片温度处于较低的状态,延长LED芯片的使用寿命,满足大型场所对大功率照明设备的需求。
实施例2
本实施例提供一种大功率LED灯具,与实施例1的区别在于:如图5所示,所述散热器5中的散热翅片52设置于所述内筒壁54与所述外筒壁51之间,仅由若干个支撑翅片52a组成,所述支撑翅片52a将散热器5分割成若干沿竖直方向延伸的散热通道53,即任意相邻两个支撑翅片52a与内筒壁54、外筒壁51之间沿竖直方向的形成散热通道53,散热通道53的顶端与外界的空气直接相连,散热通道53底端与光源基板1的表面连接。支撑翅片52a个数设置的多少由安装在所述光源基板1上的LED灯光源的功率大小来决定,安装所述LED光源2的功率越大设置的散热翅片52越多,形成的散热通道53越多,便于及时将所述光源基板1上传递出的热量经散热通道53传递给外界的空气,确保散热的高效率。
实施例3
本实施例提供一种大功率LED灯具,与实施例1的区别在于:如图6所示,所述散热器5包括外筒壁51以及沿径向连接于外筒壁两内壁之间的若干散热支撑翅片52a,这种散热器5通过设置于外筒壁51底端的外圈螺丝孔14与光源基板1连接。
该实施方式中,所述LED驱动光源外挂在散热器5的外侧。
实施例4
本实施例提供一种大功率LED灯具,与实施例1的区别在于:如图7所示,所述散热器5的外筒壁51为正八边形,所述内筒壁54的底端成型用于与所述光源基板1连接的内圈螺丝孔13,所述内筒壁54的顶端成型用于与所述上盖10连接的内圈螺丝孔13,所述外筒壁51的底端成型用于安装灯罩的外圈螺丝孔14,所述外筒壁51的顶端成型用于安装灯具支架的外圈螺丝孔14。
显然,上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。