CN205480304U - Led螺旋灯 - Google Patents

Abstract

一种LED螺旋灯，由灯头、驱动电路、LED发光体以及外壳所组成，其特征为其中的LED发光体为双螺旋形的贴片式LED灯条，且螺旋顶部的LED灯珠的发光面朝向螺旋的轴线方向向外，螺旋侧面的LED灯珠的发光面转变为朝向螺旋的径向向外，即从螺旋顶部到螺旋侧面，LED灯珠逐步翻转了90度，从而使灯条上的LED灯珠的发光射向四面八方；其中的外壳为透明或透光塑料制成的镂空型泡壳，泡壳内外的空气能够通过镂空处顺畅流通。此种LED螺旋灯的突出优点是具有较好的全方位出光的照明效果与有利于LED灯珠散热的空气流动，因而能够有效提高整灯的额定功率、输出光通量与发光效率，且能大幅降低LED灯泡的成本，适用于各种大小功率的LED灯泡。

Description

LED螺旋灯

所属技术领域

本实用新型涉及半导体照明光源领域，具体为一种采用双螺旋形的贴片式LED灯条作为发光体的LED螺旋灯。

背景技术

众所周知，LED灯泡由灯头(1)、驱动电路(2)、LED发光体(3)以及外壳(4)所组成。已有的LED灯泡(亦称LED球泡灯)，其中的LED发光体多为贴片式LED灯珠贴装在圆形铝基印刷电路板上所构成(参阅专利“一种LED球泡灯”，专利号：2014104872358)，其中的外壳的上半部分，均为用于散热的不透光的外壳，多数为散热效果相对较好的塑包铝外壳；外壳的下半部分为透光泡壳。这种结构存在根本性的缺点：1.出光角度偏小。由于上半部不透光外壳对出光的遮挡，这种目前大量产销的LED球泡灯无法满足全方位出光的要求。2.散热面不容易做大。泡壳内的圆形铝基板的上下表面以及上半部用于散热的外壳的内表面均不接触泡壳外可以流动而能够带走热量的空气，能够有效起散热作用的仅仅为塑包铝外壳的可以接触外部流动空气的外表面，其面积常常十分有限且不易做大(因越大则挡光越多而受限制)，从而严重制约LED球泡灯的额定功率、输出光通量与光效的提高。3.塑包铝外壳的内腔温度很高，使安装于其中的驱动电路常常因温度过高而导致可靠性与寿命的显著降低。4.塑包铝外壳的成本较高。所述4项，目前已成为阻碍LED灯泡进一步提高性价比的难题。因此，如何提高LED灯泡全方位出光的效果？如何能够有效增大LED的散热面积？如何降低驱动电路周围的温度？如何进一步降低外壳成本？已成为LED灯泡发展急需解决的关键问题。

实用新型内容

为了解决上述关键问题，本实用新型采用双螺旋形的贴片式LED铝基板灯条(也可以是其它金属基板灯条，如铜基板灯条与铁基板灯条等)取代常规的圆板形铝基板LED系统来作为LED灯泡的发光体，并使这种双螺旋贴片式LED灯条具有如下结构特点：处于螺旋顶部(12)的LED灯珠(7)的发光面朝向螺旋的轴线方向向外，处于螺旋侧面的LED灯珠(7)的发光面转变为朝向螺旋的径向向外。即从螺旋顶部到螺旋侧面，LED灯珠逐步翻转了90度，从而使灯条上的LED灯珠的发光能够射向四面八方，从根本上克服了已有的圆板形LED发光体只能单方向出光的缺点，解决了常规结构无法满足全方位出光的难题。另一方面，此种双螺旋贴片式LED铝基板灯条上的LED灯珠之间的热量影响较常规结构大大减少，没有常规圆形铝基板LED系统中靠近中心的灯珠受其外围灯珠温升的影响而散热困难的问题；尤其是，双螺旋形灯条容易增大每颗LED灯珠对应的散热铝基板的面积(只需增加灯条的长度)，不像常规圆形铝基板LED系统要受到基板直径的严格限制。如果将此种双螺旋形LED灯条置于流动的空气中，其铝基板灯条的正反两面均可以通过流动的空气传散出热量，与只能靠外表面散热的常规外壳相比，等效于散热面加倍。计算与实测表明，双螺旋LED灯条本身散热面能够做到比常规塑包铝外壳外表面的散热面增大50％至一倍，从根本上解决了常规LED球泡灯散热面偏小的难题。据此，完全可以去掉不透光的散热外壳而做到整个外壳为透光泡壳，既有效改善全方位出光的性能。又可大幅降低外壳成本。即从改善全方位出光、增大散热面积与降低外壳成本三方面有效提高了产品的性价比。

为使双螺旋形LED灯条置于可流动的空气中，本实用新型的透光泡壳不能像常规产品那样为密封泡壳，而应该为镂空型外壳，即外壳除了具有由透明或透光塑料做成的泡壳的实体部分(5)以外，还应有泡壳的镂空部分(6)，从而使泡壳内外的空气通过泡壳的镂空部分(6)能够顺畅地上下流通，有效地传散LED灯条上的热量。这种镂空型外壳的镂空部分的设计可以多样，例如为长条孔状(如图2、图7、图9)，或为方孔、长方孔状(如图3)，或为圆孔、椭圆孔状(如图4)，或为上窄下宽、上宽下窄的锥形孔状(如图5)，还可以为其他各种花样的镂空图形。镂空部分(6)可以分布在泡壳的整个表面，如图2、3、4、7、9所示；或者只分布在泡壳的上下两端，如图5、图10所示。由于所述双螺旋形的贴片式LED灯条处于镂空的泡壳中，其产生的热量由泡壳镂空处进入的冷空气冷却，从灯条获取热量而升温的热空气又从泡壳镂空处逸出，整个泡壳的温度将远比常规塑包铝外壳低，因此安装于泡壳上部的LED驱动电路周围的温度比常规结构低20度甚至更多，从根本上解决了常规结构中驱动电路周围温度过高的问题，显著提高了驱动电路及整灯的可靠性与寿命。

双螺旋形的贴片式LED灯条的构成，首先是做成直条形的金属基板PCB，其表面制有贴装与连通LED灯珠的电路导电层(11)，如图11所示。此条形金属基板PCB的结构特征为间隔地改变其宽度，具有宽板区(8)与窄板区(9)，宽板区(8)用来贴装贴片式LED灯珠(7)，窄板区(9)上不贴装灯珠而用于在灯条弯曲成形时产生形变，使贴装在宽板区(8)的LED灯珠(7)在灯条弯曲成形时不因灯条基板形变而受到不利影响。贴装好LED灯珠的直条形灯条的结构示意图如图12所示，将其放入双螺旋成形设备中进行类似于螺旋形节能灯的玻管弯曲成形的加工，可以自动化地将直条形贴片式LED灯条弯曲成形为双螺旋形的贴片式LED灯条。通过设计双螺旋成形设备中成形模具的结构，使处于螺旋顶部的LED灯珠的发光面朝向螺旋的轴线方向向外，处于螺旋侧面的LED灯珠的发光面转变为朝向螺旋的径向向外，即从螺旋顶部到螺旋侧面，LED灯珠逐步翻转了90度，从而使灯条上的LED灯珠的发光射向四面八方。通过改变成形模具的结构，还可以使前述直条形LED灯条弯曲成形为每圈螺旋的旋转半径相等的外轮廓似圆桶形的双螺旋LED灯条，图13、图16分别为其结构示意图的俯视图与正视图；也可以弯曲成形为灯条的每圈螺旋的旋转半径随着距螺旋顶端(12)的距离增大而增大的外轮廓似圆锥形的双螺旋LED灯条，如图14、图17所示；还可以弯曲成形为灯条中靠近顶端(12)的螺旋的旋转半径随距顶端的距离增大而增大，如此旋转数圈(例如2至10圈)后螺旋半径不再变化而等半径地旋转至螺旋灯条的尾端(10)的外轮廓似子弹形的双螺旋LED灯条，如图15、图18所示。对于较潮湿的应用环境，灯条的表面涂覆一层透明或透光的绝缘胶；普通环境下使用的可以不涂覆。

根据不同LED灯泡的功率，上述双螺旋形的贴片式LED灯条与对应的镂空型泡壳的结构尺寸相应不同，功率越大对应双螺旋灯条与镂空泡壳的尺寸也越大，其中包含的贴片式LED灯珠的总功率也越大。将所述双螺旋形的贴片式LED灯条(3)连接与之相匹配的LED驱动电路(2)，再装上灯头(1)以及对应的镂空泡壳(4)，就可以构成各种功率需求的高性价比的LED螺旋灯。其中双螺旋灯条与驱动电路的连接可以是灯条引出电极(10)直接连接驱动电路的输出端，也可通过一段导体连接之。如前所述，由于灯条全方位出光且散热条件很好，加之泡壳无不透光的遮挡部分，使此种LED螺旋灯不仅具有极佳的全方位出光的优点，还可以比相同外壳尺寸的常规LED球泡灯的功率容量与最大输出光通量增加约50％；若在相同功率应用则光效可提高约25％、成本下降约20％，性价比的提升十分显著。

中、小功率的LED螺旋灯的典型结构示意图分别如图1、图6所示，大功率LED螺旋灯的结构示意图如图8所示。为了看清楚灯泡泡壳内的双螺旋LED灯条，上述示意图均为剖视图。本实用新型的功率覆盖范围可从1W直至100W，甚至功率更大。

下面结合附图与实施例对本实用新型进一步加以说明。

附图说明

图1是实施例1“12W-LED螺旋灯”的结构示意图的剖视图；

图2、图7、图9分别为三种长条孔状漏空泡壳的结构示意图；

图3、图4分别为方孔、长方孔状漏空泡壳与圆孔、椭圆孔状漏空泡壳的结构示意图；

图5、图10分别为二种只在泡壳的上、下端分布有锥形孔镂空的泡壳结构示意图；

图6是实施例2“4W-LED螺旋型蜡烛灯”的结构示意图的剖视图；

图8是实施例3“50W-LED螺旋灯”的结构示意图的剖视图；

图11是直条形金属基板PCB的结构示意图；

图12是直条形LED灯条的结构示意图；

图13、图16分别是实施例1中外轮廓呈圆桶形的双螺旋LED灯条的外形结构示意图的俯视图与正视图；

图14、图17分别是实施例2中外轮廓呈圆锥形的双螺旋LED灯条的外形结构示意图的俯视图与正视图；

图15、图18分别是实施例3中外轮廓呈子弹形的双螺旋LED灯条的外形结构示意图的俯视图与正视图。

图中：1为灯头；2为驱动电路；3为LED发光体；4为外壳；5为透明或透光泡壳的实体部分；6为透明或透光泡壳的镂空部分；7为贴片式LED灯珠；8为条形金属基板PCB的宽板区；9为条形金属基板PCB的窄板区；10为双螺旋LED灯条的引出电极；11为条形金属基板PCB的导体层；12为双螺旋LED灯条的顶部。

具体实施方式

本实用新型的实施例1为一种功率12W的LED螺旋灯，色温6500K，输出光通量不低于1100Lm，灯头为E27型，整个外壳为透明或透光的PC塑料构成的长条孔状镂空型泡壳，其外形尺寸等同于A60白炽灯泡壳，如图2所示。LED发光体为一种旋转半径不变的外轮廓呈圆桶形的双螺旋型贴片式LED灯条(图16)。灯条的条形基板为间隔地改变宽度的铝基PCB板(图11)，其宽板区(8)的宽度与长度均为4mm；窄板区(9)的宽度与长度均为1.5mm，铝基板厚度为1mm。采用2835型的0.2W色温6500K的LED灯珠60颗分别贴装在条形铝基板对应的宽板区上，示意图如图12。将此直条形LED灯条放入双螺旋成形设备中弯曲成形为双螺旋灯条，成形后螺旋内径为25mm，共5圈，圈与圈之间的间距4mm；螺旋顶部的LED灯珠的发光面朝向螺旋的轴线方向向外，螺旋侧面的LED灯珠的发光面转变为朝向螺旋的径向向外，其外形结构示意图的俯视图与正视图分别如图13与图16所示；双螺旋灯条的引出电极(10)与驱动电路输出端的连接结构为灯条的引出电极端直接通过电路板的开孔处插入电路板再与电路输出端焊接。本实施例的LED螺旋灯的整体结构示意图的剖视图如图1所示。本实施例也采用其它镂空结构的尺寸相同的镂空型泡壳，如方孔、长方孔状镂空泡壳(如图3)，圆孔、椭圆孔状镂空泡壳(如图4)与仅仅分布在泡壳上下两端的锥形孔状镂空泡壳(如图5)，组成本实施例的产品系列。

本实用新型的实施例2为一种功率4W的LED螺旋型蜡烛灯，色温6500K，输出光通量不低于350Lm，灯头为E14型，镂空型泡壳的外形尺寸等同于C35蜡烛型白炽灯泡壳。LED发光体采用一种外轮廓呈圆锥形(螺旋的旋转半径从顶部到尾端逐步增大)的双螺旋型贴片式LED灯条(外形示意图如图14、图17)，采用20颗1430型的0.2W色温6500K的LED灯珠贴装在条形铝基印刷电路板上。成形后的螺旋圈数为3圈，3圈的内径分别为13mm、17mm与20mm，圈与圈之间的间距4mm。此圆锥形双螺旋LED灯条的引出电极通过焊接一段导体与驱动电路输出端连接，其它未说明之处与实施例1类似。本实施例的LED螺旋型蜡烛灯的整体结构示意图的剖视图如图6，其中由透明PC塑料构成的具有长条形镂空的蜡烛型泡壳示意图的正视图如图7。

本实用新型实施例3为一种功率50W的大功率LED螺旋灯，色温6500K，输出光通量不低于4500Lm，灯头为E27型。整个外壳为透明或透光的PC塑料构成的长条孔状镂空型泡壳，外形呈圆桶形，其外径为80mm，长度为180mm；泡壳的实体部分的条形塑料的宽度为2mm，厚度为1.5mm；长条孔形镂空的宽度为3mm，其结构示意图如图9所示。LED发光体为一种外轮廓呈子弹形的双螺旋贴片式LED灯条，其靠近螺旋顶端的螺旋旋转半径随距顶端的距离增大而增大，其中第一圈内径为25mm，第二圈内径35mm，第三圈至第10圈(最后一圈)内径均为40mm；灯条的条形基板为铝基PCB板，宽板区(8)的宽度与长度均为8mm；窄板区(9)的宽度与长度均为2mm；圈与圈之间的间距6mm；铝基板厚度为1.5mm。采用2835型的0.5W/3V的色温6500K的LED灯珠120颗分别贴装在条形铝基板对应的宽板区上；LED串联之总电压为360V，选用50W升压型驱动电路。其他未说明之处均与实施例1类似。本实施例的大功率LED螺旋灯的整体结构示意图的剖视图如图8所示。本实施例也采用如图10所示的仅仅分布在泡壳上下两端的锥形孔状镂空的泡壳，组成本实施例的产品系列。

Claims (9)

1.一种LED螺旋灯，由灯头(1)、驱动电路(2)、LED发光体(3)以及外壳(4)所组成，其特征为其中的LED发光体(3)为双螺旋形的贴片式LED灯条，且处于螺旋顶部(12)的LED灯珠(7)的发光面朝向螺旋的轴线方向向外，处于螺旋侧面的LED灯珠(7)的发光面转变为朝向螺旋的径向向外，即从螺旋顶部到螺旋侧面，LED灯珠逐步翻转了90度，从而使灯条上的LED灯珠的发光射向四面八方；其中的外壳(4)为透明或透光塑料构成的镂空型泡壳，使泡壳内外的空气通过泡壳的镂空部分能够顺畅流通。

2.如权利要求1所述的一种LED螺旋灯，其特征为其中的LED发光体(3)为双螺旋形的贴片式LED灯条，此螺旋灯条为贴片式LED灯珠(7)贴装在条形金属基板PCB上所构成，且其中的条形金属基板PCB的结构特征为间隔地改变其宽度，具有宽板区(8)与窄板区(9)，宽板区(8)上贴装贴片式LED灯珠(7)，窄板区(9)上不贴装灯珠而用于在灯条弯曲成形时产生形变。

3.如权利要求1所述的一种LED螺旋灯，其特征为其中的LED发光体(3)为双螺旋形的贴片式LED灯条，螺旋灯条的两个尾端分别为其正、负引出电极(10)，并分别与驱动电路(2)的输出端连接，或者通过导体与驱动电路(2)的输出端连接。

4.如权利要求1所述的一种LED螺旋灯，其特征为其中的LED发光体(3)为双螺旋形的贴片式LED灯条，且灯条的每圈螺旋的旋转半径相等。

5.如权利要求1所述的一种LED螺旋灯，其特征为其中的LED发光(3)体为双螺旋形的贴片式LED灯条，且灯条的每圈螺旋的旋转半径随着距螺旋顶端(12)的距离增大而增大。

6.如权利要求1所述的一种LED螺旋灯，其特征为其中的LED发光体(3)为双螺旋形的贴片式LED灯条，且灯条中靠近顶端(12)的螺旋的旋转半径随距顶端的距离增大而增大，如此旋转2至10圈后螺旋半径不再变化而等半径旋转至螺旋灯条的尾端(10)。

7.如权利要求1所述的一种LED螺旋灯，其特征为其中的LED发光体(3)为双螺旋形的贴片式LED灯条，且整个螺旋灯条的内外表面涂覆一层透明或透光的绝缘层。

8.如权利要求1所述的一种LED螺旋灯，其特征为其中的外壳(4)为透明或透光塑料构成的镂空型泡壳，泡壳包含有实体部分(5)与镂空部分(6)，其中镂空部分(6)为长条孔状，或为方孔、长方孔状，或为圆孔、椭圆孔状，或为上窄下宽、上宽下窄的锥形孔状。

9.如权利要求1所述的一种LED螺旋灯，其特征为其中的外壳(4)为透明或透光塑料构成的镂空型泡壳，泡壳的镂空部分(6)分布在泡壳的整个表面，或者镂空部分(6)只分布在泡壳的上下两端。