CN212901028U - 一种长条形大功率led灯 - Google Patents

Abstract

一种长条形大功率LED灯，包括铝制基板，铝制基板一面上设置有金属基印刷电路PCB板，金属基印刷电路PCB板上安装有若干LED灯珠，铝制基板另一面上交错设置有三排散热翅片。本实用新型可以实现总功率300W条件下LED灯珠最高温度71℃，电源工作温度59℃，达到大功率LED灯具散热需求，保证灯具安全稳定运行。

Description

一种长条形大功率LED灯

技术领域

本实用新型属于LED照明技术领域，具体涉及一种长条形大功率LED灯。

背景技术

近些年来，随着各国对照明灯具的节能环保要求越来越高，LED灯具作为一种高效照明方式得到了越来越广泛的应用。但在发光的同时，LED灯珠会产生大量的热量，如不将这部分热量及时导出并耗散到空气中，将会使得灯具温度越来越高，最终导致发光强度减弱、发光效率降低甚至灯具损坏，因此对LED灯具进行有效的散热设计有着十分重要的现实意义。

大功率LED灯具散热按照有无运动部件分为主动式和被动式两大类，其中主动式散热一般安装有风扇等部件加快空气流动，因此散热效果较好，但随之故障率升高，且增加了设备成本。在许多要求苛刻的环境中，被动式散热成为了主要的方式，这类方法完全依靠空气的自然对流进行散热，具有很高的可靠性。

针对于温室大棚用长条形大功率LED灯具，市场上现有的产品最大功率被仅为50W左右，散热设计的不合理，严重限制了其功率的进一步提升，因此对其进行合理设计变得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中的问题，目的是提供了一种长条形大功率LED灯，该灯具的散热结构采完全被动式散热，能够有效解决大功率LED灯具散热问题，保证灯具总功率最大300W条件下长时间安全运行。

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种长条形大功率LED灯，包括铝制基板，铝制基板一面上设置有金属基印刷电路PCB板，金属基印刷电路PCB板上安装有若干LED灯珠，铝制基板另一面上交错设置有三排散热翅片。

本实用新型进一步的改进在于，散热翅片高度为50mm，散热翅片厚度为1mm。

本实用新型进一步的改进在于，相邻两排散热翅片间距为3mm，相邻两个散热翅片间距为7mm。

本实用新型进一步的改进在于，铝制基板端部设置有电源仓，电源仓上设置有电源仓翅片。

本实用新型进一步的改进在于，LED灯珠为3排，每排88颗，两颗间距与排间距均为10mm。

本实用新型进一步的改进在于，金属基印刷电路PCB板包括线路铜箔层及铝制金属层，铝制金属层设置在铝制基板上，线路铜箔层设置在铝制金属层上，散热器设置在线路铜箔层上。

本实用新型进一步的改进在于，铝制金属层与铝制基板通过导热胶连接。

本实用新型进一步的改进在于，线路铜箔层的厚度为0.3mm，铝制金属层的厚度为1mm。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果：

本实用新型通过交错设置有三排散热翅片，能够打断热边界层从而提升散热能力，采用交错式翅片加强对空气对流的扰动从而进一步改善散热下效果；本实用新型提出的大功率长条形LED灯具结构采用完全被动式散热，大幅拓展了其使用场景，可以满足在高温高湿无风的温室大棚内长时间工作的要求，并降低了出现故障的可能与使用维护成本。本实用新型提出的大功率长条形LED灯具结构大幅提升了此类灯具的功率。在环境温度30℃条件下，本实用新型提出的大功率长条形LED灯具在总功率为300W时灯珠最高温度71℃，电源工作温度59℃，均大幅低于85℃的LED灯具正常工作温度限制，可以满足长时间连续工作的需求。

进一步的，针对LED灯具电源仓大量发热的问题，在电源仓上设置电源层翅片，避免了现有产品中电源仓发热与灯珠热量叠加的问题，使得其工作温度大幅降低。

进一步的，两颗间距与排间距均为10mm，可以缓解灯珠密集排布带来的热量集中的问题。

进一步的，每排散热翅片宽度为13mm，两排散热翅片间距为3mm，可以有效打断热边界层，提升对流换热效果。

附图说明

图1为本实用新型的总体外观示意图。

图2为本实用新型的散热结构与电源仓示意图(部分)。

图3为本实用新型的翅片布置方式示意图(部分)。

图4为本实用新型基板与PCB板结构示意图。

其中：1.1为电源仓翅片，1.2为电源仓，2为散热翅片，3为基板，4为PCB板，4.1为线路铜箔层，4.2为铝制金属层，5为LED灯珠，6为灯具。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型针对温室大棚补光用长条形LED灯具，提供一种长条形大功率LED灯散热器。

参照图1、图2、图3和图4，本实用新型提出的一种长条形大功率LED灯，灯具6为长条形状，包括LED灯珠、PCB板、电源仓、散热翅片和铝制基板3，铝制基板3一面上设置有金属基印刷电路PCB板4，金属基印刷电路PCB板4上共安装有LED灯珠264颗。为缓解灯珠密集排布带来的热量集中，对灯珠排布进行了分散化设计，将全部灯珠排列为3排，每排88颗，两颗间距与排间距均为10mm。金属基印刷电路PCB板4，由线路铜箔层4.2(厚度0.3mm)及铝制金属层4.1(厚度1mm)构成，铝制金属层4.1设置在铝制基板3上，线路铜箔层4.2设置在铝制金属层4.1上，散热器设置在线路铜箔层4.2上。

金属基印刷电路PCB板4能够减小PCB板整体热阻并提高整体均温性。金属基印刷电路PCB板的铝制金属层4.1与铝制基板3间用导热胶进行连接。

散热器包括若干散热翅片2，散热翅片2是灯具散热的最主要途径，对其合理设计能够有效提升散热效果，降低工作温度。不同于传统结构，本实用新型采用插翅工艺，为方便空气流动强化对流换热，将散热翅片横向布置，可以使空气能够从两侧顺畅流入翅片间隙，高效利用翅片扩展面积。散热翅片2表面附近由于热边界层的存在会大幅降低对流换热效率，且热边界层随着流动方向逐渐加厚。为减小热边界层对换热的阻碍作用，翅片被分割为三段且交错布置，加强了空气在其间流动的扰动作用。具体的，本实用新型采用了间断式翅片，将整体翅片分割为三段，每排散热翅片宽度为13mm，两排散热翅片间距3mm，可以有效打断热边界层，提升对流换热效果。三排翅片采用交错布置，可以增强空气在翅片间流动的扰动作用，从而进一步提升对流换热系数。

散热翅片过高会导致翅片效率降低，同时带来整体重量的大幅增加，而过低的散热翅片无法带来足够的扩展表面积，无法实现有效散热与温度降低，本实用新型采用的散热翅片高度为50mm。散热翅片过厚导致扩展表面积减少不利于高效换热，同时导致重量增加，而过薄的散热翅片会导致导热热阻的增加同样无法实现高效传热，本实用新型采用的散热翅片厚度为1mm。散热翅片间距同样是影响其散热效果的重要因素，间距过小导致空气流动阻力增加导致换热系数降低，而过大的间隙则限制了扩展表面积的增加，无法满足散热要求，为实现二者平衡，本实用新型采用的散热翅片间距为7mm。

铝制基板3对灯具整体起到支撑作用，同时也是热量传递过程的重要环节。基板过薄将增加横向导热热阻，不利于温度分布的均匀性，过厚会增加纵向导热路径上的热阻，使得灯珠工作温度升高，同时也增加了灯具重量。采用厚度为2mm的铝制基板3可以实现两个正交方向上热阻的平衡，并最大程度降低灯珠工作温度。

为解决灯具电源发热与灯珠热量叠加的问题，本实用新型采用将电源单独布置在灯具一侧的设计，并设置有电源仓1.2并配合有电源仓翅片1.1。

LED灯具的电源包括变压器、逆变器等部件，其工作时也会产生大量发热，对其进行有效的热管理对于灯具稳定工作同样有着重要意义。在传统的长条形LED灯具设计中通常将电源沿平行方向布置在灯具上方，这种方案中空气在流经电源前先与灯珠进行对流换热升温，高温空气不利于电源热量向空气的散失，同时二者产生的热量叠加使得局部热量集中形成热点，使得电源侧灯珠的工作温度相较于另一侧升高约20℃，十分不利于灯具的稳定运行。本实用新型中将电源单独布置于灯具一端，具体的设置在铝制基板端部，并单独设置了电源仓1.2进行安置，且在周围通过布置电源仓翅片1.1进行温度控制，有效提升了电源散热效率，降低了工作温度，同时避免了电源与灯珠的热量叠加。

本实用新型提出的LED灯具结构相较于市场上已有的产品，针对散热能力进行了专门的设计，特别对灯珠排布方式进行了优化，改进PCB板材料与结构；并通过合理设计基板结构促进了热量沿横向的扩散，使得背部的散热面积得到充分利用，同时避免了基板过厚带来的纵向传热热阻与不必要的重量和成本；对散热翅片进行了专门的优化设计，通过大量的正交化实验取得了最优的翅片尺寸，并提出采用间断式翅片以打断热边界层从而提升散热能力，采用交错式翅片加强对空气对流的扰动从而进一步改善散热下效果；特别地，针对LED灯具电源仓大量发热的问题，针对电源仓进行了专门的布置与散热设计，避免了现有产品中电源仓发热与灯珠热量叠加的问题，使得其工作温度大幅降低。本实用新型提出的大功率长条形LED灯具结构采用完全被动式散热，大幅拓展了其使用场景，可以满足在高温高湿无风的温室大棚内长时间工作的要求，并降低了出现故障的可能与使用维护成本。

本实用新型提出的长条形大功率LED灯具散热器结构可以实现总功率300W以下灯具的稳定运行。在环境温度30℃条件下，总功率为300W时灯珠最高温度71℃，电源工作温度59℃，均远低于85℃的LED灯具正常工作温度限制。

Claims (8)

1.一种长条形大功率LED灯，其特征在于，包括铝制基板(3)，铝制基板(3)一面上设置有金属基印刷电路PCB板(4)，金属基印刷电路PCB板(4)上安装有若干LED灯珠，铝制基板(3)另一面上交错设置有三排散热翅片(2)。

2.根据权利要求1所述的一种长条形大功率LED灯，其特征在于，散热翅片(2)高度为50mm，散热翅片(2)厚度为1mm。

3.根据权利要求1所述的一种长条形大功率LED灯，其特征在于，相邻两排散热翅片间距为3mm，相邻两个散热翅片间距为7mm。

4.根据权利要求1所述的一种长条形大功率LED灯，其特征在于，铝制基板端部设置有电源仓(1.2)，电源仓(1.2)上设置有电源仓翅片(1.1)。

5.根据权利要求1所述的一种长条形大功率LED灯，其特征在于，LED灯珠为3排，每排88颗，两颗间距与排间距均为10mm。

6.根据权利要求1所述的一种长条形大功率LED灯，其特征在于，金属基印刷电路PCB板(4)包括线路铜箔层(4.2)及铝制金属层(4.1)，铝制金属层(4.1)设置在铝制基板(3)上，线路铜箔层(4.2)设置在铝制金属层(4.1)上，散热器设置在线路铜箔层(4.2)上。

7.根据权利要求6所述的一种长条形大功率LED灯，其特征在于，铝制金属层(4.1)与铝制基板(3)通过导热胶连接。

8.根据权利要求6所述的一种长条形大功率LED灯，其特征在于，线路铜箔层(4.2)的厚度为0.3mm，铝制金属层(4.1)的厚度为1mm。

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