CN208107682U - 一种主动散热led灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种主动散热LED灯，所述主动散热LED灯包括保护罩、LED芯片；气体进口和气体出口，气体从所述气体进口进入所述保护罩内，从所述气体出口排出；LED发光模块，所述LED发光模块设置在所述保护罩内，且处于气体流通通道上；所述LED发光模块包括：承载件，所述LED芯片固定在所述承载件上，且LED芯片之间电连接；发光粉层，所述发光粉层覆盖所述LED芯片和部分承载件表面，所述承载件的固定LED芯片的承载面的无发光粉层的裸露面积大于所述承载面表面面积的20％，所述承载件的非承载面的表面100％裸露。本实用新型具有散热好、输出光通量大、发光效率高、成本低、重量轻等优点。

Description

一种主动散热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的主动散热LED灯。

背景技术

现有LED灯丝灯的原理为：利用多个小LED芯片分散安装在细长的基板上制成LED灯丝，所述灯丝被安装在一个充有散热气体的泡壳内、构成LED灯丝灯；所述LED芯片被分散安装、工作时产生的热被分散分布，再经散热气体的对流和传导到周围环境散发掉，散热效果良好。所述灯丝灯具有无笨重的金属散热器、4π全方位出光、发光效率高、重量轻、成本低等优点，可制成几十至几千Lm、可直接替换10-100W的白炽灯和相当光通量的荧光节能灯，已经成为一种新的LED通用照明灯。但还难于制成光通量为5000至几万Lm的万Lm级高光通量灯，其主要限制是LED灯和灯丝的散热能力有待进一步提高。

现有万Lm级高光通量大功率LED灯有以下二类：

1.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，是一种被动散热的通用LED灯；由于高光通量灯的功率大、产生的热量大，所需要的金属散热器很大很重，以致这类LED灯需要系保险带、以防灯脱落砸伤行人，而且成本高、价格高，难于广泛替换现有的相当光通量的金卤灯、钠灯等。

2.金属散热器加风扇，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。现有的某些散热器的鳍片密度很高，看起来散热面积很大，散热效果应该很好，但实际上，由于鳍片之间的气体不流动，而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。

上述两类高光通量LED灯的不足主要在于：

1.均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。

2.用于都需要笨重的金属散热器，难于规范化、一厂一个样，维护费用高，价格太高、重量太大、实际使用寿命不够理想，推广缓慢。

3.均是用大功率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、重量轻、体积小、发光效率高的主动散热LED灯。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种主动散热LED灯，所述主动散热LED灯包括保护罩、LED芯片；所述主动散热LED灯进一步包括：

气体进口和气体出口，气体从所述气体进口进入所述保护罩内，从所述气体出口排出；

LED发光模块，所述LED发光模块设置在所述保护罩内，且处于气体流通通道上；所述LED发光模块包括：

承载件，所述LED芯片固定在所述承载件上，且LED芯片之间电连接；

发光粉层，所述发光粉层覆盖所述LED芯片和部分承载件表面，所述承载件的固定LED芯片的承载面的无发光粉层的裸露面积大于所述承载面表面面积的20％，所述承载件的非承载面的表面100％裸露。

根据上述的主动散热LED灯，可选地，覆盖相邻的LED芯片的发光粉层呈连续状或间隔状。

根据上述的主动散热LED灯，优选地，所述承载件仅有一个面作为承载面，所述LED芯片在承载面上的投影总面积与所述承载面的面积之比小于0.07。

根据上述的主动散热LED灯，进一步地，所述承载件的承载面具有导电线路，所述LED芯片倒装和正装在所述承载面上，优选倒装，并利用所述导电线路电连接。

根据上述的主动散热LED灯，进一步地，所述LED发光模块进一步包括：

电流控制装置，包括限流、恒流和开关电流的电路，所述电流控制装置设置在所述承载件上，且连接所述导电线路。

根据上述的主动散热LED灯，进一步地，所述LED芯片被包裹在所述承载件和发光粉层之间。

根据上述的主动散热LED灯，进一步地，所述主动散热LED灯进一步包括：

驱动电路，所述驱动电路的输入端适于连接外界电源，输出端连接所述LED单元。

根据上述的主动散热LED灯，进一步地，所述主动散热LED灯进一步包括：

风扇，所述风扇设置在所述气体进口和气体出口之间形成的气体流通通道上。

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。

承载件裸露面积大，LED芯片倒装或正装在大散热面积的承载件上，LED芯片的PN结直接与承载件接触，风扇产生的强制气流直接与承载件的大散热面积的裸露部分接触，散热效果极佳；容易制成几千至几万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、园艺、农业等照明；

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、体积小、成本低；

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1的LED发光模块结构示意图；

图2为本实用新型实施例1的LED发光模块的另一结构示意图；

图3为本实用新型实施例2的LED发光模块的结构示意图；

图4为本实用新型实施例3的LED发光模块的结构示意图。

具体实施方式

图1-4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：

本实用新型实施例的主动散热LED灯，所述主动散热LED灯包括：

保护罩，LED发光模块设置在所述保护罩内，保护所述LED发光模块以抵挡外界冲击；所述保护罩由玻璃、塑料或陶瓷等能透过LED发光模块出射光(出射光来自芯片和发光粉)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；所述保护罩的一端与灯头固定连接；

气体出口，所述气体出口设置在所述保护罩的顶部，如通孔；

气体进口，所述气体进口远离气体出口设置，如设置在保护罩的临着灯头的一端，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；如，设置在连接件上，所述保护罩通过所述连接件与灯头固定连接；

风扇，所述风扇设置在所述保护罩一端或设置在连接件内，其处于气体进口、气体出口和保护罩内部形成的气体流通通道上；

驱动器和灯头；驱动器和灯头是本领域的现有技术，具体结构和工作方式在此不再赘述；

LED发光模块，如图1-4所示，所述LED发光模块包括：

承载件11，所述承载件采用导热材料，例如金属、陶瓷、玻璃或塑料，优选陶瓷；所述承载件仅有一个面作为承载面，承载面具有导电线路12，多个LED芯片21倒装或正装在所述承载面上、优选倒装，并利用所述导电线路电连接，所述LED芯片相互串联、并联或串并联，所述LED芯片在承载面上的投影总面积与所述承载面的面积之比小于0.07；所述承载件的非承载面的面以及承载面的非发光粉层覆盖区域裸露，便于与风扇产生的强制气流接触；

发光粉层31，所述发光粉层覆盖所述LED芯片：所述LED芯片被包裹在所述承载件和发光粉层之间，覆盖相邻的LED芯片的发光粉层呈间隔状；所述发光粉层在所述承载件的固定LED芯片的承载面上的投影总面积(发光粉层在承载面上的投影为矩形，总面积即为多个矩形面积的相加)与所述承载面的面积之比小于0.8。

本实用新型实施例的上述主动散热LED灯的工作方式为：

固定在承载件上的LED芯片发光，出射光透过所述透光保护罩；

所述LED芯片产生的热量传导至所述承载件，整个承载件的裸露表面作为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，吹扫承载件裸露的部分及发光粉层，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：承载件仅在一个面上部分地覆盖发光粉层，其它部分均为裸露以作为散热面；在工作时，LED芯片产生的热量传导至大面积裸露的承载件上，被气体流通通道内流动的空气带走，最后排出保护罩；散热效果好，从而无需金属散热器，可制成高光通量灯。

实施例2：

本实用新型实施例的主动散热LED灯，与实施例1不同的是：

如图3所示，在LED发光模块中，覆盖相邻的倒装或正装LED芯片21的发光粉层31呈连续状，但所述LED芯片21仍然被包裹在所述承载件11和发光粉层31之间。

实施例3：

本实用新型实施例的主动散热LED灯，如图4所示，与实施例1不同的是：

1.在LED发光模块中，覆盖LED芯片21的发光粉层31在承载面上的投影为椭圆形，但所述LED芯片21仍然被包裹在所述承载件11和发光粉层31之间。

2.在LED发光模块中，承载件11上还设置有电流控制装置41：所述电流控制装置例如为恒流、限流电路或开关电流电路，当外电压过高可能导致LED芯片电流过大而失效时，可吸收高出部分的电流，保证灯丝正常工作；电流控制装置产生的热量传导至大面积裸露的承载件上，以便气体流通通道上流动的气体与裸露的承载件接触，从而带走热量，进而保证LED芯片在外电压过高时仍能正常工作；此时，灯的驱动器仅配置整流电路即可。

实施例4：

根据本实用新型实施例3的主动散热LED灯的实施例。

在该应用例中，保护罩通过连接件与灯头固定连接，驱动电路设置在灯头内或外置，并与灯头电连接；风扇设置在连接件内，连接件上具有气体进口，如通孔；保护罩的远离灯头的一端具有气体出口；风扇的上端设置筒形部件，使得气体进口、筒形部件内部和气体出口形成气体流通通道，冷空气从气体进口进入保护罩内，热空气从气体出口排出；LED发光模块设置在所述筒形部件内。

上述主动散热LED灯的工作方式为：

固定在承载件上的LED芯片发光，出射光透过所述筒形部件、保护罩和挡体；

所述LED芯片产生的热量传导至所述承载件，整个承载件的表面作为LED芯片的散热面；

在风扇作用下，外界空气依次经过气体进口、风扇后进入筒形部件内，吹扫承载件裸露的部分及发光粉层，从而带走热量，最后从保护罩的气体出口排出。

可见，LED芯片产生的热量大部分传导至承载件上，小部分传导至发光粉层；进入筒形部件的空气吹扫承载件的裸露部分及发光粉层，从而将热量带走，显著地提高了LED灯的散热效果。

上述实施例仅是示例性地给出了外界空气通过气体进口进入保护罩内，并从气体出口排出。所谓的“气体进口”仅是一个便于气体进出的通道而已，并不意味着仅能作为“进口”使用，当然也可以作为“出口”使用；“气体出口”也是同样道理。

Claims (10)

1.一种主动散热LED灯，所述主动散热LED灯包括保护罩、LED芯片；其特征在于：所述主动散热LED灯进一步包括：

气体进口和气体出口，气体从所述气体进口进入所述保护罩内，从所述气体出口排出；

LED发光模块，所述LED发光模块设置在所述保护罩内，且处于气体流通通道上；所述LED发光模块包括：

承载件，所述LED芯片固定在所述承载件上，且LED芯片之间电连接；

发光粉层，所述发光粉层覆盖所述LED芯片和部分承载件表面，所述承载件的固定LED芯片的承载面的无发光粉层的裸露面积大于所述承载面表面面积的20％，所述承载件的非承载面的表面100％裸露。

2.根据权利要求1所述的主动散热LED灯，其特征在于：覆盖相邻的LED芯片的发光粉层呈连续状或间隔状。

3.根据权利要求1所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述承载件仅有一个面作为承载面，所述LED芯片在承载面上的投影总面积与所述承载面的面积之比小于0.07。

4.根据权利要求1所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述承载件的承载面具有导电线路，所述LED芯片倒装或正装在所述承载面上，并利用所述导电线路电连接。

5.根据权利要求1所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述LED发光模块进一步包括：

电流控制装置，包括限流、恒流和开关电流的电路，所述电流控制装置设置在所述承载件上，且连接所述导电线路。

6.根据权利要求1所述的主动散热LED灯，其特征在于：所述LED芯片被包裹在所述承载件和发光粉层之间。

7.根据权利要求1或5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：

驱动电路，所述驱动电路的输入端适于连接外界电源，输出端连接所述LED单元。

8.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：

筒形部件，所述筒形部件设置在所述保护罩内；气体依次经过气体进口、筒形部件内部和气体出口。

9.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：

风扇，所述风扇设置在所述气体进口和气体出口之间形成的气体流通通道上。

10.根据权利要求9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：

连接件，所述保护罩通过连接件与灯头固定连接，所述风扇设置在所述连接件内。