CN207621708U - 无需金属散热器的主动散热led灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无需金属散热器的主动散热LED灯，所述主动散热LED灯包括LED芯片、灯头；承载件，承载件呈筒状，一端封闭；至少二个基板，基板固定在所述承载件的外壁，LED芯片呈串联或并联或串并联地设置在所述基板上；所述承载件、基板和LED芯片设置在所述保护罩内；保护罩临着所述承载件的封闭端的一端具有开口，所述承载件的外壁到保护罩的内壁间的距离大于零；所述保护罩透过所述LED芯片的出射光；另设的开口远离所述保护罩的开口设置，所述另设的开口、保护罩和承载件间的空间以及保护罩的开口形成气体通道；风扇设置在所述气体通道上。本实用新型具有散热好、发光效率高、成本低、无金属散热器、重量轻等优点。

Description

无需金属散热器的主动散热LED灯

技术领域

本实用新型涉及LED灯，特别涉及一种高光通量主动散热的无需金属散热器的主动散热LED灯。

背景技术

现有技术的主动散热LED灯主要用于制造几十到2000Lm中小功率灯，还难于制成几千至几万Lm的大功率高光通量灯。

现有技术的高光通量大功率LED灯、例如10KLm级灯，都是用大功率LED芯片直接或经过一个MPCB(金属基电路板)粘贴在一个带有散热鳍片的金属散热器上，LED工作时产生的热经散热鳍片发散到空气中；由于灯功率大、产生的热量大，所需要的金属散热器很大很重，致使整灯重量大、体积大、成本高。

现有技术的另一类高光通量LED灯是金属散热器加电风扇，风扇加速金属散热器的散热鳍片之间的空气流动、以加速散热，可缩小整灯的体积和重量；此风扇强制空气流散热的效果远优于单纯带鳍片的金属散热器；现有技术的某些散热器的鳍片密度很高、鳍片面积很大，看起来散热面积很大，散热效果应该很好，但实际上，如果鳍片之间的气体不流动，由于静止气体是良绝热体，因此对散热有实际贡献的仅仅只有散热器外围的一圈，其内部的散热鳍片形同虚设；若加一风扇，使鳍片之间的空气流动，其散热效果将明显提高；目前已经有这类产品在销售；但对风扇、用户一般会担心它的噪音和寿命问题，实际上，扁平小散热风扇随着平板电脑等移动设备的CPU的散热需要的发展，噪音和寿命等问题都已经有很好的改进。

这二类现有技术的高光通量LED灯都需要带有鳍片的金属散热器，散热器鳍片暴露在空气中，长期使用、鳍片表面会聚积尘埃油气等污染层，降低鳍片的散热效果，影响LED灯的使用寿命，特别是在道路照明等室外场合。

这二类现有技术的高光通量LED灯可替换现有的金卤灯、钠灯等，其优点是具有更长的使用寿命、更高的显色指数和更高的发光效率，开灯和关灯后可即刻启动、无需等待约10分钟后启动，可用于厂房、大卖场、大厅、广场、道路等照明。

这二类现有技术的高光通量LED灯已经被用于道路照明，制成路灯、庭院灯等；但用于都需要笨重的金属散热器，难于规范化、一厂一个样，维修更换不能像钠灯那样、灯泡坏了可在现场更换灯泡即可；同时，目前这类LED灯的成本太高、重量太大、实际使用寿命不够理想，推广缓慢。

此外，现有这二类高光通量LED灯都是用大功率LED芯片粘贴在金属散热器上制成，LED芯片的出光立体角都小于2π，LED灯也不能全方位4π出光，灯的发光效率一般都小于100Lm/W。

实用新型内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种散热效果好、成本低、发光效率高的无需金属散热器的主动散热LED灯。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种无需金属散热器的主动散热LED灯，所述主动散热LED灯包括LED芯片、灯头；所述主动散热LED灯进一步包括：

承载件，所述承载件呈筒状，一端封闭；

至少二个基板，所述基板固定在所述承载件的外壁，所述LED芯片呈串联或并联或串并联地设置在所述基板上；

保护罩，所述承载件、基板和LED芯片设置在所述保护罩内；所述保护罩临着所述承载件的封闭端的一端具有开口，所述承载件的外壁到保护罩的内壁间的距离大于零；所述保护罩透过所述LED芯片的出射光；

另设的开口，所述另设的开口远离所述保护罩的开口设置，所述另设的开口、保护罩和承载件间的空间以及保护罩的开口形成气体通道；

风扇，所述风扇设置在所述气体通道上。

根据上述的主动散热LED灯，可选地，所述主动散热LED灯进一步包括：

发光粉层，所述发光粉层覆盖所述LED芯片。

根据上述的主动散热LED灯，优选地，所述发光粉层还覆盖所述基板的LED芯片安装面的背面，所述基板透过所述LED芯片的出射光。

根据上述的主动散热LED灯，可选地，所述承载件与所述保护罩之间具有固定件，固定件之间具有缝隙。

根据上述的主动散热LED灯，优选地，所述另设的开口设置在所述保护罩上，且远离临着承载件封闭端设置的开口；或者，

所述另设的开口设置在连接件上，所述保护罩通过所述连接件与所述灯头固定连接。

根据上述的主动散热LED灯，可选地，所述主动散热LED灯进一步包括：

和风扇并联的稳压管、电容，所述风扇和LED灯丝串联；所述稳压管的电压比风扇额定电压低30％以内。

根据上述的主动散热LED灯，优选地，所述风扇设置在所述承载件和灯头之间。

根据上述的主动散热LED灯，可选地，所述承载件的远离封闭端的一端通过绝缘支架固定。

根据上述的主动散热LED灯，可选地，所述承载件远离封闭端的一端被所述绝缘支架封闭。

根据上述的主动散热LED灯，优选地，所述基板的宽度为4-30mm。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：

1.散热效果好。

风扇将气体送入承载件和保护罩之间，从而将由LED芯片传导至基板(整个基板的表面均是LED芯片的散热面)的热量带走，并排出；还有，气体对流和传导的无源散热，散热效果更好，可制成几千至几万Lm的高光通量主动散热LED灯，替换金卤灯、钠灯、高压汞灯、大功率荧光节能灯等，用于厂房、大卖场、大厅、广场、道路等照明；

2.发光效率高。

LED芯片以及主动散热LED灯均为4π出光，LED芯片发出的光几乎都可无阻挡地出射，LED的外量子效率高，灯丝灯的发光效率高，其效率比现有技术2π出光的LED灯高30％以上；

3.结构简单、成本低。

无需笨重的金属散热器，灯具的重量轻、成本低；主动散热的风扇与LED芯片形成的灯丝串联，并和稳压管并联，无需用变压器单独供电，所述稳压管的电压可小于风扇额定电压，噪音小、使用寿命长、效率高。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：

图1为本实用新型实施例的无需金属散热器的主动散热LED灯的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的承载件、基板和LED芯片的截面示意图；

图3为本实用新型的实施例的无需金属散热器的主动散热LED灯的电路示意图。

具体实施方式

图1-3和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图1-2示意性地给出了本实用新型实施例的无需金属散热器的主动散热LED灯的结构简图，如图1-2所示，所述主动散热LED灯包括：

LED芯片24，所述LED芯片是2π或4π出光，具体结构和工作方式是本领域的现有技术，在此不再赘述；所述LED芯片经连接线相互串联、并联或串并联；

承载件22，所述承载件呈筒状，一端开口，并采用非金属材料，如采用高导热率的玻璃、陶瓷和塑料等，可为透明、乳白、磨砂、不透明或有色的，其形状可为圆管、灯泡形状或其它形状；

至少二个基板23，所述基板固定在所述承载件的外壁，如沿着承载件的径向延伸；基本采用高导热率材料，并优选对LED芯片出射光透光的材料(当然，也可以不透光)，如玻璃、塑料、陶瓷；

保护罩21，所述LED芯片、承载件和基板设置在所述保护罩内，保护所述LED芯片以抵挡外界冲击；所述保护罩的顶部有开口26，如通孔，以作为气体出口，该通孔临着所述承载件的封闭端；所述保护罩的内壁与承载件的外壁间的距离大于零，适于气体流过基板之间；所述保护罩的内壁与基板间的距离等于零或大于零；所述保护罩由玻璃、塑料或陶瓷等能透过LED芯片出射光的材料制成，可为透明、乳白、磨砂、有色或有花纹的，其形状可为金卤灯、钠灯、白炽灯等形状或按需要设计形状；所述保护罩的远离开口的一端与灯头固定连接；

另设的开口34，所述另设的开口34远离保护罩的开口26设置，如设置在保护罩的远离承载件的封闭端的一端，至少一个通孔以作为气体进口，其形状如扁长矩形、椭圆形，防止飞蛾等昆虫进入；所述保护罩和承载件的顶端相互接触固定，之间具有缝隙以流过气体；所述另设的开口、承载件和保护罩间的空间以及保护罩的开口形成气体通道，便于气体的流动，以吹扫所述基板、承载件外壁；

风扇41，所述风扇41设置在所述气体通道上，如所述承载件远离封闭端的一端，也即承载件的底端，处于承载件和灯头之间；

驱动器10，如图3所示，所述驱动器经连接线16通过电连接器11连接外电源17，并驱动所述风扇和LED灯丝；LED灯丝的二端的电极引出线13的一端直接连接驱动器10的输出，另一端经过风扇3再连接驱动器10的输出；所述风扇3与LED灯丝2串联、同时并联稳压管18，也可再并联电容19，以保证其工作稳定，所述稳压管18的电压可低于风扇3的额定电压，例如低30％以内，以保证风扇3低噪音和有可与LED寿命匹配的长寿命。

本实用新型实施例的上述无需金属散热器的主动散热LED灯的工作方式为：

固定在基板上的LED芯片发光，出射光透过所述保护罩；

所述LED芯片产生的热量传导至所述基板，整个基板的表面作为LED芯片的散热面；

在风扇作用下，外界空气从气体进口进入保护罩内，之后进入承载件和保护罩之间空间，穿过基板之间的空间，吹扫基板以及承载件的外壁，从而带走热量，最后从保护罩的气体出口排出。

根据实施例1达到的益处在于：LED芯片产生的热量传导至大面积的基板上，热量的小部分通过保护罩内的空气传导到保护罩内，并散发到外界；热量的大部分被气体通道内流动的空气带走，最后排出保护罩；通过各种传导、对流等方式将LED芯片产生的热量及时地带出保护罩内，从而无需金属散热器，提高了整灯的光通量。

所述风扇与LED芯片串联，风扇的工作电压仅5--12V，其工作电压可由与风扇并联的稳压管调节并设定，以保证风扇的低噪音和长寿命；风扇的工作电压仅为灯丝电压的百分之几，消耗的功率很小，并无需用变压器单独给风扇供电，整灯效率高。

实施例2：

本实用新型实施例的无需金属散热器的主动散热LED灯，如图1所示，与实施例1不同的是：

1.保护罩采用玻璃或陶瓷等硬质材料，保护罩和电连接器之间设有连接件33，另设的开口，如通孔设置在连接件上；所述连接件由塑料、陶瓷或金属制成。

2.发光粉层25设置在所述基板上，覆盖LED芯片，并覆盖基板的LED芯片安装面的背面。

3.承载件远离封闭端的一端通过支架32固定，该绝缘支架封闭了承载件；风扇设置在所述支架和灯头之间。

4.承载件的封闭端与保护罩的内壁之间具有固定件31，用于将承载件稳固地固定在保护罩内；固定件之间具有缝隙，便于气体的通过。

实施例3：

根据本实用新型实施例2的无需金属散热器的主动散热LED灯的应用例。

在该应用例中，采用透光材料的基板的宽度为4-30mm，固定在圆筒形承载件的外壁，并沿着承载件的径向设置，如8个；承载件采用透光材料制成；LED芯片呈串联状地固定在基板上，并被发光粉层覆盖，基板的LED芯片的安装面的背面也具有发光粉层；上端封闭的承载件与保护罩内壁间具有固定件连接，从而固定承载件，下端通过绝缘支架固定。

Claims (10)

1.一种无需金属散热器的主动散热LED灯，所述主动散热LED灯包括LED芯片、灯头；其特征在于：所述主动散热LED灯进一步包括：

承载件，所述承载件呈筒状，一端封闭；

至少二个基板，所述基板固定在所述承载件的外壁，所述LED芯片呈串联或并联或串并联地设置在所述基板上；

保护罩，所述承载件、基板和LED芯片设置在所述保护罩内；所述保护罩临着所述承载件的封闭端的一端具有开口，所述承载件的外壁到保护罩的内壁间的距离大于零；所述保护罩透过所述LED芯片的出射光；

另设的开口，所述另设的开口远离所述保护罩的开口设置，所述另设的开口、保护罩和承载件间的空间以及保护罩的开口形成气体通道；

风扇，所述风扇设置在所述气体通道上。

2.根据权利要求1所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述主动散热LED灯进一步包括：

发光粉层，所述发光粉层覆盖所述LED芯片。

3.根据权利要求2所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述发光粉层还覆盖所述基板的LED芯片安装面的背面，所述基板透过所述LED芯片的出射光。

4.根据权利要求1所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述承载件与所述保护罩之间具有固定件，固定件之间具有缝隙。

5.根据权利要求1所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述另设的开口设置在所述保护罩上，且远离临着承载件封闭端设置的开口；或者，

所述另设的开口设置在连接件上，所述保护罩通过所述连接件与所述灯头固定连接。

6.根据权利要求1所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述主动散热LED灯进一步包括：

和风扇并联的稳压管、电容，所述风扇和LED灯丝串联；所述稳压管的电压比风扇额定电压低30％以内。

7.根据权利要求1所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述风扇设置在所述承载件和灯头之间。

8.根据权利要求1所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述承载件的远离封闭端的一端通过绝缘支架固定。

9.根据权利要求8所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述承载件远离封闭端的一端被所述绝缘支架封闭。

10.根据权利要求1所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述基板的宽度为4-30mm。