CN213236995U - 一种led照明设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种LED照明设备，其特征在于，包括：灯头；壳体，其与所述灯头连接；热交换单元，其与所述壳体连接；以及发光单元，所述发光单元与所述热交换单元连接并形成导热路径；所述热交换单元包括第一散热件和第二散热件，所述第一散热件与所述第二散热件以其相互位置的不同，使所述热交换单元具有一收拢状态及一展开状态，所述热交换单元在收拢状态时的宽度尺寸小于所述热交换单元在展开状态时的宽度尺寸。

Description

一种LED照明设备
本实用新型申请是2020年5月8日提交中国专利局、申请号为202020738115.1、新型名称为“一种LED照明设备”的分案申请。
技术领域
本实用新型涉及一种LED照明设备，属于照明领域。
背景技术
LED灯因为具有节能，高效，环保，寿命长等优点而被广泛采用诸多照明领域中。LED 灯作为节能绿色光源，高功率LED的散热问题益发受到重视，由于过高的温度会导致发光效率衰减，高功率LED运作所产生的废热若无法有效散出，则会直接对LED的寿命造成致命性的影响，因此，近年来高功率LED散热问题的解决成为许多相关者的研发重要课题。
LED灯在某些应用中，需要配合灯具使用，将LED灯安装至灯具过程中，LED灯过大的体积(主要是散热器的体积)，将会影响到LED灯的安装，特别是散热器容易磕碰到灯具，进而可能损坏灯具，影响灯具的正常使用。另外，LED灯过大的体积，将会影响到产品的包装盒运输。
有鉴于上述问题,以下提出本实用新型及其实施例。
实用新型内容
本实用新型实施例主要解决的技术问题是提供一种LED照明设备，以解决上述问题。
本实用新型实施例提供一种LED照明设备，其特征在于，包括：
灯头；
壳体，其与所述灯头连接；
热交换单元，其与所述壳体连接；以及
发光单元，所述发光单元与所述热交换单元连接并形成导热路径；
所述热交换单元包括第一散热件和第二散热件，所述第一散热件与所述第二散热件以其相互位置的不同，使所述热交换单元具有一收拢状态及一展开状态，所述热交换单元在收拢状态时的宽度尺寸小于所述热交换单元在展开状态时的宽度尺寸。
本实用新型实施例所述热交换单元在展开状态时的宽度尺寸与所述热交换单元在收拢状态时的宽度尺寸的比值不小于1.1，且不大于2。
本实用新型实施例所述热交换单元在展开状态时的宽度尺寸与所述热交换单元在收拢状态时的宽度尺寸的比值不小于1.2，且不大于1.8。
本实用新型实施例所述第一散热件包括第一散热鳍片，所述第二散热件包括第二散热鳍片，在所述收拢状态时，所述第一散热鳍片与所述第二散热鳍片在一第一方向上至少部分重叠。
本实用新型实施例在所述收拢状态或展开状态时，所述第一散热鳍片与所述第二散热鳍片不接触。
本实用新型实施例所述第一散热鳍片与所述第二散热鳍片平行设置。
本实用新型实施例所述热交换单元还包括一调节单元，所述调节单元设置在所述壳体的面对所述热交换单元的表面上。
本实用新型实施例所述调节单元包括滑轨，所述滑轨供所述第一散热件和所述第二散热件可沿所述滑轨定向移动。
本实用新型实施例还提供一种LED照明设备，其特征在于，包括：
第一部分，所述第一部分包括灯头，所述灯头沿一第一方向延伸设置；
第二部分，所述第二部分包括壳体和电源，所述电源设置于所述壳体内；以及
第三部分，所述第三部分中设置热交换单元、发光单元和光输出单元，所述发光单元与所述热交换单元连接并形成导热路径，所述发光单元与所述电源电连接，当所述LED照明设备横向安装后，所述LED照明设备的所述发光单元工作时提供向下的出光；
所述热交换单元包括第一散热件和第二散热件，所述第一散热件与所述第二散热件以其相互位置的不同，使所述热交换单元具有一收拢状态及一展开状态，所述热交换单元在收拢状态时具有一宽度尺寸，所述热交换单元在展开状态时具有一宽度尺寸，所述热交换单元在收拢状态时的宽度尺寸小于所述热交换单元在展开状态时的宽度尺寸。
本实用新型实施例所述热交换单元在展开状态时的宽度尺寸与所述热交换单元在收拢状态时的宽度尺寸的比值不小于1.1，且不大于2。
本实用新型实施例所述热交换单元在展开状态时的宽度尺寸与所述热交换单元在收拢状态时的宽度尺寸的比值不小于1.2，且不大于1.8。
本实用新型实施例所述第一散热件包括第一散热鳍片，所述第二散热件包括第二散热鳍片，在所述收拢状态时，所述第一散热鳍片与所述第二散热鳍片在所述第一方向上至少部分重叠。
本实用新型实施例在所述收拢状态或展开状态时，所述第一散热鳍片与所述第二散热鳍片不接触。
本实用新型实施例所述第一散热鳍片与所述第二散热鳍片平行设置。
本实用新型实施例所述发光单元包括发光体和基板，所述基板设置有安装面，所述发光体安装在所述安装面上，所述安装面与所述第一方向平行设置。
本实用新型实施例所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分依次设置。
本实用新型实施例所述LED照明设备沿水平安装后，所述灯头安装后的力矩F＝d1*g*W1+ (d2+d3)*g*W2，该力矩满足以下条件：
1NM<d1*g*W1+(d2+d3)*g*W2<2NM；
其中，d1为所述第一部分至所述第二部分的重心所在的平面的距离，
W1为所述第二部分的重量；
d2为所述第二部分的长度；
d3为所述第二部分至所述第三部分Ⅲ的重心所在的平面的距离；
W2为所述第三部分的重量。
本实用新型实施例所述灯头的力矩满足以下条件：1NM<d1*g*W1+(d2+d3) *g*W2<1.6NM。
本实用新型实施例给所述LED照明设备提供不超过110瓦的电能，所述发光单元点亮，且使所述LED照明设备发出至少15000流明的光通量。
本实用新型实施例给所述LED照明设备提供不超过80瓦的电能，所述发光单元点亮，且使得所述LED照明设备发出至少12000流明的光通量。
本实用新型实施例给所述LED照明设备提供不超过60瓦的电能，所述发光单元点亮，且使得所述LED照明设备发出至少9000流明的光通量。
本实用新型实施例给所述LED照明设备提供不超过40瓦的电能，所述发光单元点亮，且使得所述LED照明设备发出至少6000流明的光通量。
本实用新型实施例所述热交换单元重量不超过0.9kg，当所述LED照明设备点亮时，可发出至少15000流明、16000流明、17000流明、18000流明、19000流明或20000流明。
本实用新型实施例所述热交换单元还包括一调节单元，所述调节单元设置在所述壳体的面对所述热交换单元的表面上。
本实用新型实施例所述调节单元包括滑轨，所述滑轨供所述第一散热件和所述第二散热件可沿所述滑轨定向移动。
本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型包括以下任一效果或其任意组合：(1)热交换单元具有收拢状态和展开状态，当热交换单元处于收拢状态时，热交换单元具有更小的体积(亦或具有更小的宽度尺寸)，有利于LED照明设备的包装、运输及安装。从安装角度来讲，当LED照明设备需要装入灯具内使用时，当热交换单元处于收拢状态时，更利于LED照明设备以旋转的方式装入灯具，使得热交换单元不易碰撞到灯具，而造成灯具的损伤。当热交换单元处于展开状态，其具有更大的可用作散热的面积或空间，更利于LED 照明设备的散热。从使用角度来讲，当安装时，可先将热交换单元收拢，而利于安装，安装完成后，再将热交换单元展开，以利于LED照明设备的散热。(2)第一散热鳍片和第二散热鳍片不接触，热交换单元在收拢状态与展开状态之间切换时，第一散热鳍片与第二散热鳍片之间不发生相互抵接摩擦。
附图说明
图1是一实施例中LED照明设备的主视结构示意图；
图2是一实施例中的灯头模块的示意图；
图3是图1的仰视图；
图4是图3去掉光输出单元的示意图；
图5是图1中的LED照明设备的剖视结构示意图；
图6是一实施例中的LED照明设备的结构示意图；
图7是图6中的LED照明设备的结构示意图，显示其与水平面成一夹角；
图8是一实施例中的LED照明设备的结构示意图；
图9是图8去掉光输出单元后的仰视图；
图10是一实施例中的第二部分的剖视结构示意图；
图11是一实施例中的第二部件的立体结构示意图；
图12是一实施例中的第一部件的立体结构示意图；
图13是一些实施例中的散热鳍片的各种形状；
图14是其他实施例中的LED照明设备的主视示意图，显示热交换单元处于收拢状态；
图15是图14的后视结构示意图；
图16是图15去掉光输出单元的结构示意图；
图17是图14的剖视结构示意图；
图18是图14中的LED照明设备的主视示意图，显示热交换单元处于展开状态；
图19是图14中的LED照明设备的立体图一；
图20是图14中的LED照明设备的立体图二；
图21是图14中的LED照明设备去掉第三部分上的构件时的示意图；
图22是图21的D处的放大图；
图23是图14中的LED照明设备去掉第一部分和第二部分上的构件时的示意图；
图24是图14中的LED照明设备的是第一散热件的立体结构示意图；
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于下面所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。
参见图1，本实用新型一实施例中，涉及一种LED照明设备，其包括第一部分Ⅰ、第二部分Ⅱ及第三部分Ⅲ。如图1所示，第一部分Ⅰ、第二部分Ⅱ及第三部分Ⅲ用虚线划分示意，其中，第一部分Ⅰ、第二部分Ⅱ及第三部分Ⅲ依次设置。
参见图1和图2，第一部分Ⅰ主要用以对应连接外部供电设备(例如灯座)，其中第一部分Ⅰ包括灯头模块7，灯头模块7至少包括灯头71，所述灯头71具有连接外接灯座的外部螺纹，可以理解，灯头模块7还可以具有灯头转接器711，其可以具有外接灯座的外部螺纹712和内部螺纹713。
参见图1、图4和图5第二部分Ⅱ主要用以设置LED照明设备的电子组件，其中第二部分Ⅱ包括壳体3、电源4，壳体3限定第一部分Ⅰ的外形尺寸，且壳体3内限定一腔体301，使电源4可设置在腔体301内。参见图10，电源4可包括电源板41及电子元件42，电子元件42设于电源板41上。其中，电源板41垂直或大致垂直于第一方向X。
参见图1，图3，图4和图5，第三部分Ⅲ主要用以提供LED照明设备的散热(针对光输出单元5的散热)和光输出功能，第三部分Ⅲ中设置热交换单元1、发光单元2及光输出单元5。发光单元2与热交换单元1连接并形成第三部分Ⅲ的导热路径，当LED照明设备工作时，发光单元2产生的热量可通过热传导的方式传导至热交换单元1，并借由热交换单元1 进行散热。电源4与发光单元2电连接，以对发光单元2提供电力。光输出单元5罩设于发光单元2外，当LED照明设备工作时，发光单元2产生的光至少部分射入光输出单元5，并随后射出所述光输出单元5而投射至LED照明设备外部。
参见图1，第一部分I和第二部分II以灯头模块7和壳体3的连接面(在照明设备长度方向上的连接面)为界限，具体的，可以以灯头71轴向的端面7101作为所述连接面，第二部分II及第三部分III以壳体3和热交换单元1的连接面(在照明设备长度方向上的连接面)为界限，可以以壳体3在LED灯长度方向上的端面301作为连接面。
在此需特别说明，在本实施例中，虽然第一部分Ⅰ、第二部分Ⅱ和第三部分Ⅲ是沿LED 照明设备的长度延伸方向依序设置，然而在其他实施例中，依据LED照明设备不同的设计需求，第一至第三部分可在不同方向上重叠设置，本实用新型并不以此为限。
参见图1、图4和图5，灯头71沿一第一方向X(LED灯的长度方向)延伸设置。发光单元2包括发光体21和基板22，所述基板22提供一安装面221，所述发光体21安装在所述安装面221上。安装面221与所述第一方向X平行设置。从使用角度来讲，当LED照明设备横向安装后(第一方向X和安装面221均平行于水平面)，LED照明设备的发光单元2提供向下的出光，以使LED照明设备的下方的区域被照亮。也就是说，本实施例中的LED照明设备为横向安装的。另外，当LED照明设备横向安装后，第一方向X或安装面221也可与水平面之间形成锐角，该锐角角度小于45度，从而主要提供向下的出光。LED照明设备可以用于室外照明，如用于路面照明(路灯)，也可用于室内，采用壁式的安装(安装于墙壁)，如用于仓库、停车场、运动场等。本实用新型所有实施例中所称的“发光体”，可以是以LED (发光二极管)为主体的发光源，包括但不限于LED灯珠、LED灯条或LED灯丝等。
在某些应用中，对于整个LED照明设备可能存在重量限制。例如，当LED照明设备采用E39灯头时，LED照明设备的最大重量限制到1.7千克以内。在一实施例中，在LED照明设备采用横向安装，且各部分重量分布受限时，给LED照明设备提供不超过150瓦的电能，所述发光单元2(具体为设置在发光单元2的发光体21)点亮，且使得LED照明设备发出至少15000流明的光通量。进一步的，当提供140瓦电能，LED照明设备发出至少15000流明、 16000流明、17000流明、18000流明、19000流明、20000流明或更高流明的光通量(小于 40000流明)。在一实施例中，热交换单元1的重量限制在不超过0.9kg，当LED照明设备点亮时，可发出至少15000流明、16000流明、17000流明、18000流明、19000流明、20000 流明或更高流明的光(小于40000流明)。也就是说，热交换单元1在不超过0.9kg的重量限制下，可消散来自产生至少15000流明的LED照明设备所产生的热。在一实施例中，热交换单元1的重量限制在0.8kg或以下，当LED照明设备点亮时，可发出至少20000流明的光。上述示例中，由于总体重量限制，LED照明设备发出的总的光通量小于40000流明。在一实施例中，在LED照明设备采用横向安装，且各部分重量分布受限时，给LED照明设备提供不超过110瓦的电能，所述发光单元2(具体为设置在发光单元2的发光体21)点亮，且使得LED照明设备发出至少15000流明的光通量(不超过24000流明)。在一实施例中，在LED 照明设备采用横向安装，且各部分重量分布受限时，给LED照明设备提供不超过80瓦的电能，所述发光单元2(具体为设置在发光单元2的发光体21)点亮，且使得LED照明设备发出至少12000流明的光通量(不超过20000流明)。在一实施例中，在LED照明设备采用横向安装，且各部分重量分布受限时，给LED照明设备提供不超过60瓦的电能，所述发光单元2(具体为设置在发光单元2的发光体21)点亮，且使得LED照明设备发出至少9000流明的光通量(不超过18000流明)。在一实施例中，在LED照明设备采用横向安装，且各部分重量分布受限时，给LED照明设备提供不超过40瓦的电能，所述发光单元2(具体为设置在发光单元2的发光体21)点亮，且使得LED照明设备发出至少6000流明的光通量(不超过15000流明)。在一实施例中，在LED照明设备采用横向安装，且各部分重量分布受限时，给LED照明设备提供不超过20瓦的电能，所述发光单元2(具体为设置在发光单元2 的发光体21)点亮，且使得LED照明设备发出至少3000流明的光通量(不超过10000流明)。另外，上述实施例中的LED照明设备，均满足在工作环境温度-20度至70度时，50000小时的寿命。
参见图1和图5，第一部分Ⅰ、第二部分Ⅱ及第三部分Ⅲ的重量分布及长度设计时，需考虑灯头71力矩问题。
在LED照明设备重量固定时(重量为一确定值或在一确定的范围内，如重量在1kg～1.7kg 之间)，LED照明设备的重心将会影响灯头71所承受的力矩。参见图1和图5，一实施例中， LED照明设备的长度为L，灯头71端部至LED照明设备的重心所在的平面(该平面垂直于 LED照明设备的灯头的轴线)的直线距离为a，LED照明设备的长度L与灯头71端部至LED照明设备的重心所在的平面的直线距离a满足以下关系：a/L＝0.2～0.45。优选的，LED照明设备的长度L与灯头71端部至LED照明设备的重心所在的平面的直线距离a满足以下关系：a/L＝0.2～0.4。在满足上述关系式时，可在LED照明设备整灯重量确定的情况下(LED照明设备整灯重量限制在1kg～1.7kg)，降低灯头71承受的力矩，同时保证第二部分Ⅱ和第三部分Ⅲ具有足够的重量来设置部件及进行散热设计。
参见图1和图5，第二部分Ⅱ的起始至LED照明设备的重心所在的平面(该平面垂直于 LED照明设备的灯头的轴线)的距离b满足以下关系：
(L2+L3)/5<b<3(L2+L3)/7
其中，L2为第二部分Ⅱ的长度；
L3为第三部分Ⅲ的长度。
为了顾及LED照明设备具有足够的散热面积，同时使LED在水平安装的状态下能减少力矩对连接部(例如灯头71)的影响，在一实施例中可以针对热交换单元1的形式进行不对称设计(热交换单元1的不同设计，均满足以下公式)。参见图1和图6，LED照明设备水平安装后，灯头71安装后的力矩F＝d1*g*W1+(d2+d3)*g*W2；
其中，d1为第一部分Ⅰ至第二部分的重心所在的平面(该平面垂直灯头的轴向)的距离；
g为9.8N/kg；
W1为第二部分Ⅱ的重量；
d2为第二部分Ⅱ的长度；
d3为第二部分Ⅱ至第三部分Ⅲ的重心所在的平面(该平面垂直灯头的轴向)的距离；
W2为第三部分Ⅲ的重量。
在LED照明设备整灯总量确定的情况下(或整灯重量受限制，如重量为1kg至1.7kg)，灯头71的力矩满足以下条件：
1NM<d1*g*W1+(d2+d3)*g*W2<2NM
本实施例中，第二部分Ⅱ的重量包括供电元件(电源4)及对供电元件散热的部件的重量，第三部分Ⅲ的重量包括发光单元2的重量及对发光单元2进行散热的部件的重量。第二部分Ⅱ的长度设置，用于提供容纳供电元件(电源4)的纵向空间，第三部分Ⅲ的长度设置，用于提供设置发光体21的纵向空间及散热部件的纵向空间。上述的设计，在确保灯头71的力矩不超过灯头71所能承受的范围的前提下，保证每部分的供电、发光或散热的功能。
其他实施例中，灯头71的力矩满足以下条件：
1NM<d1*g*W1+(d2+d3)*g*W2<1.6NM
参见图10，电源4与灯壳32的端面(该端面设置于灯壳32靠近第三部分Ⅲ的一端)保持间距，以防止第三部分Ⅲ(发光单元2)工作时产生的热传导至电源4，或者防止电源4产生的热与第三部分Ⅲ产生的热相互影响。具体的，电源4的电源板41与灯壳32的端面保持间距。该间距内具有空气，以形成较好的热隔离。具体的，可在灯壳32内设置凸块3201，以使电源板41可支撑于所述凸块3201上，从而使电源板41与灯壳32的端面保持间距。另外，由于间距的设置，可进一步调整第二部分Ⅱ的重心，以最终降低灯头71的力矩。
本实施例中，由于LED灯是横向安装，考虑到灯头71的承重，当LED灯重量相对确定的情况下，力矩的大小主要取决于力臂，即整灯的重量分布。在综合考量灯头71的承重及发光单元2、电源4的散热后，本实施例中，第二部分Ⅱ为更靠近灯头71的部分，LED灯第二部分Ⅱ的重量配置为占整灯的重量的30％以上，优选的，LED灯第二部分Ⅱ的重量配置为占整灯的重量的35％以上，更优选的，LED照明设备第二部分Ⅱ的重量配置为占整灯的重量的35％～50％，以使得第二部分Ⅱ具有更多的可用作散热的重量，且这部分重量相对靠近第一部分Ⅰ，因此相对第一部分Ⅰ，其力臂较短。而第三部分Ⅲ的重量占整灯的重量不超过60％，优选的，第三部分Ⅲ的重量占整灯的重量不超过55％，更优选的，第三部分Ⅲ的重量占整灯的重量的50％～55％，以此，一方面可满足发光单元2的散热，另一方面控制第三部分Ⅲ的重量，从而利于控制力矩。
在具体到第一部分Ⅰ、第二部分Ⅱ及第三部分Ⅲ的重量分布设计时，其中的第二部分Ⅱ的长度占LED灯整体的长度不超过25％，以控制第二部分Ⅱ的力臂(控制力臂长度，利于控制第二部分Ⅱ相对灯头71的力矩)。优选的第二部分Ⅱ的长度占LED灯整体的长度不超过20％。更优选的，第二部分Ⅱ的长度占LED灯整体的长度的15％～25％，以此，在控制力矩的同时，提供足够的空间来容纳电源4。其中的第三部分Ⅲ的长度占LED灯整体的长度不超过70％，优选的，第三部分Ⅲ的长度占LED灯整体的长度的60％～70％，从而使第三部分Ⅲ的力矩与散热能力间达到平衡(第三部分Ⅲ长度越长，热交换单元1的设置更加合理，可拥有更多的用于散热的空间，第三部分Ⅲ长度越短，则第三部分Ⅲ的力矩相对较小)。
[第一部分I]
参见图1，一实施例中，第一部分I的灯头模块7，是提供连接外部供电端与LED照明设备的电性连接端口。所述灯头模块7可以包括灯头71，灯头71配置为用于连接至与之相配的灯座，灯头71具有连接外接灯座的外部螺纹。
所述灯头71可沿着第一方向X的方向设置，例如LED照明设备的长度方向延伸设置，所述灯头71可按照LED照明灯具的具体应用场景设置，所述灯头71可以是E型灯头，例如E39或者E40的灯头，其中E代表爱迪生螺口灯泡，即带有可旋入灯座的螺纹，39/40指代灯泡螺纹的公称直径。E39是美国标准规格，E40是欧州标准规格，材质可含有铜镀镍、铝合金等。
灯头模块7还可以包括如图2所示的灯头转接器711，灯头转接器711具有连接外部灯座的外部螺纹712，以及具有内部螺纹713。灯头转接器711可以提供第二部分II与第一部分 I之间的连接，灯头转接器711还可以设计成方便不同灯头与灯座之间的适配。例如，通过灯头转接器711可将E27的灯头安装在E40灯座上。
[第二部分Ⅱ]
参见图1和5，一实施例中，第二部分II的壳体3用于容纳电源4且限定了第二部分Ⅱ的外形尺寸，壳体3还分别与灯头模块7和热交换单元1相连接。考虑到绝缘爬电距离要求，壳体3通常采用塑料材质。
图10为一局部剖视图，显示第二部分Ⅱ的剖面结构。如图1和图10所示，一实施例中，第二部分Ⅱ具有第一区域302、第二区域303和第三区域304，其中，第三区域304为壳体3外部的区域，电源4通过第二区域303与第一区域302对电源4形成导热路径，第一区域302和第二区域303的导热系数均大于第三区域304的导热系数。从而使得LED照明设备工作时，电源4产生的热量可快速通过热传导的方式而散至LED照明设备的外部。具体的，第一区域302的导热系数为第三区域304的8倍以上，优选的，第一区域302的导热系数为第三区域304的9-15倍。第二区域303的导热系数为第三区域304的5倍以上，优选的，第二区域303 的导热系数为第三区域304的6至9倍。第一区域302的具体的导热系数在0.2～0.5之间，第二区域303的具体的导热系数在0.1至0.3之间。优选的第一区域302的具体的导热系数在0.25～0.35之间，第二区域303的具体的导热系数在0.15至0.25之间。而第三区域304的导热系数在0.02至0.05之间。
以上述各区域的导热系数，应当被理解为各区域中所包括的材料的平均导热系数值。
本实施例公开内容中的第二区域303设置导热材料305，电源4通过第二区域303的导热材料305而与第一区域302形成导热路径。示例性的，所述导热材料305可以为导热胶。也就是说，前述所讲的第二部分Ⅱ设置散热装置，该散热装置可以是第二区域302的导热材料305。
参见图10，图11和图12，壳体3包括第一部件32和第二部件33，其中，灯头71与第一部件32固定连接。具体的，第一部件32外表面具有与灯头71的内螺纹713相匹配的结构 (如设于第一部件32外表面的外螺纹)。而第一部件32与第二部件33可转动式的连接。因此，当灯头71安装至灯座时，通过转动第二部件33，可调节LED灯的出光方向。
[第三部分Ⅲ]
参见图1，图4和图9，在一实施例，在第三部分Ⅲ中设置的热交换单元1与发光单元2 连接并形成导热路径，当LED照明设备工作时，发光单元2产生的热量可通过热传导的方式传导至热交换单元1，并借由热交换单元1进行散热。
热交换单元1为一体式构件形成，其包括散热鳍片101及一基座102，散热鳍片101连接至基座102。散热鳍片101提供散热面积，以消散发光体21(例如是LED照明设备的灯珠)工作时产生的热量，防止发光体21过热(温度超出发光体21的正常工作范围，如温度超过120度)，而影响发光体21的寿命。
散热鳍片101沿一第二方向Y延伸设置，其中，第二方向Y为LED照明设备的宽度方向，其垂直于前述的第一方向X。散热鳍片101沿第二方向Y的方向设置时，其具有相对较短的长度(相比于散热鳍片101沿第一方向X设置)，因此，相邻两散热鳍片101之间形成对流通道时，假设空气沿LED照明设备的宽度方向对流，则其具有相对较短的对流路径，利于将散热鳍片101处的热量快速散去。本实施例中，散热鳍片101之间平行设置，且散热鳍片101在第一方向X上均匀分布。
热交换单元1在第一方向X方向上，其重量均匀或大致均匀的分布。在一实施例中，在 X方向上，任意截取一段热交换单元1，与另一任意截取的相同长度的另一段热交换单元1 的重量比值为1:0.8～1.2(这两段热交换单元包括相同或大致相同的散热鳍片101的数量)。
散热鳍片101之间的间距值为8～30mm。在一实施例中，散热鳍片101之间的间距值为 8～15mm。间距值可根据散热时的辐射和对流进行确定。
为了顾及LED照明设备具有足够的散热面积，同时使LED在水平安装的状态下能减少力矩对连接部(例如灯头)的影响，可以针对热交换单元的形式进行不对称设计。在第一方向X上的任意两个散热鳍片101，其中，更靠近灯头71的散热鳍片101具有更多的散热面积(靠近灯头71的散热鳍片101高度相对更高，因此可具有更多的散热面积)。
在一实施例中，散热鳍片101在其高度方向上具有一第一部分及一第二部分，该第一部分设置为靠近基座102，该第二部分设置为远离基座102，该第一部分的任意位置的截面厚度大于第二部分的任意位置的截面厚度。一实施例中，散热鳍片101高度上分为高度相同的两部分，即第一部分和第二部分。由于散热鳍片101下部主要用于传导发光单元2工作时产生的热量，而上部主要用于将热量辐射至周围空气，基于此，设置散热鳍片101靠近散热基板的部分(即第一部分)的截面厚度较大，而远离散热基板的散热鳍片部分(即第二部分)的截面厚度较小，因此，第一部分可保证将发光单元2工作时产生的热量传导散热鳍片，而第二部分在保证热辐射的前提下，可减轻整个散热鳍片101的重量。总的来说，上述设置方式，不但可以实现良好的散热效果，也可减轻整个LED照明设备的重量。
如图13所示，在一些实施例中，散热鳍片101形状可以选自方形，扇形，弧形，曲线型等中的一种或多种的组合；散热鳍片101的形状还可以选自中间高，两侧低的凸形形状，或者中间低，两侧高的凹形形状；至少一个散热鳍片101可以是连续的一整片结构也可以是不连续的多个小散热鳍片的组合结构；在至少一个散热鳍片101表面上可以设置有导流槽和/或通孔，以增强流体的扰动作用，强化传热效果。参见图13，(a)-(d)给出了根据本实施例内容的散热鳍片的可选的几种形状的示意图，(e)-(h)示出了其上还具有通流孔和导流槽的示意图。
如图1，图4和图5所示，在一实施例中，发光体21设置于基板22上，并与电源4电连接。在一实施例中，发光体21之间可以是以并联、串联或串并联的方式连接的。
其他实施例中，热交换单元1还可以采用分体结构。如图14，图15，图16，图17和图18所示，在一实施例中，热交换单元1包括第一散热件11和第二散热件12。第一散热件11 和第二散热件12的基本结构大致同前述实施例的一体式结构的热交换单元1。第一散热件11与第二散热件12在第二方向Y上排布设置。在第二方向Y上，所述第一散热件11和所述第二散热件12以其相互位置的不同，使热交换单元1具有一收拢状态及一展开状态。所述热交换单元1可在收拢状态及展开状态间切换。所述热交换单元1在收拢状态时具有一宽度尺寸A，所述热交换单元1在展开状态时具有一宽度尺寸B，所述热交换单元1在收拢状态时的宽度尺寸A小于所述热交换单元1在展开状态时的宽度尺寸B。当热交换单元1处于收拢状态时，热交换单元1具有更小的体积(亦或具有更小的宽度尺寸)，有利于LED照明设备的包装、运输及安装。从安装角度来讲，当LED照明设备需要装入灯具内使用时，当热交换单元 1处于收拢状态时，更利于LED照明设备以旋转的方式装入灯具，使得热交换单元1不易碰撞到灯具，而造成灯具的损伤。当热交换单元1处于展开状态，其具有更大的可用作散热的面积或空间，更利于LED照明设备的散热。从使用角度来讲，当安装时，可先将热交换单元 1收拢，而利于安装，安装完成后，再将热交换单元1展开，以利于LED照明设备的散热。本实施例中的第二方向Y为LED灯使用状态时的宽度方向。其他实施例中，第二方向Y可以是不同的方向，比如第二方向Y与基板22呈一定的角度，又比如第二方向Y是沿一圆周的方向。
如图14和图18所示，本实施例中，所述热交换单元1在展开状态时的宽度尺寸B与所述热交换单元1在收拢状态时的宽度尺寸A的比值不小于1.1，且不大于2。优选的，所述热交换单元1在展开状态时的宽度尺寸B与所述热交换单元1在收拢状态时的宽度尺寸A的比值不小于1.2，且不大于1.8。以此，使热交换单元1获得足够的调节空间。以使得热交换单元1具有足够的调节空间。
如图14所示，第一散热件11包括第一散热鳍片111，所述第二散热件12包括第二散热鳍片121，在所述收拢状态时，所述第一散热鳍片111与所述第二散热鳍片121在所述第一方向X上至少部分重叠。在所述展开状态时，所述第一散热鳍片111与所述第二散热鳍片121在所述第一方向X上不重叠，或者所述第一散热鳍片111与所述第二散热鳍片121在所述第一方向X上重叠的部分的尺寸较收拢状态时小。在一实施例中，第一散热鳍片111和第二散热鳍片121在第一方向X上具有间距，因此，不论是收拢状态或展开状态时，第一散热鳍片111和第二散热鳍片121均不接触，以避免热相互影响。本实施例中的第一散热鳍片111与第二散热鳍片121平行或大致平行的设置。
第一散热鳍片111之间的间距值8～25mm，优选值为8～15mm，间距值可根据散热时的辐射和对流进行确定。第二散热鳍片121之间的间距值可与第一散热鳍片111之间的间距值相同，这样不但使得在控制重量的情况下可以满足散热需求，还可以便于热交换单元1在收拢状态与展开状态之间切换时，第一散热鳍片111与第二散热鳍片121之间不发生相互抵接摩擦。当然也可以在第一散热鳍片111与第二散热鳍片121之间不发生相互抵接摩擦的设计范围内，去设置第二散热鳍片121之间的间距值不同于第一散热鳍片111。
如图14至图23所示，为实现热交换单元1的收拢状态和展开状态，具体还包括一调节单元8，调节单元8可直接设置在壳体3的面向热交换单元1的表面上，且与壳体3一体成型，也可采用其他方式形成，然后固定于壳体3上。所述调节单元8包括滑轨81、第一定位单元82、第二定位单元83和弹性部件84，所述滑轨81沿所述第二方向Y延伸设置，所述第一散热件11和所述第二散热件12均设置相应构件来匹配所述滑轨81，以使得第一散热件 11和所述第二散热件12可沿滑轨81(第二方向Y)定向移动。具体的，第一散热件11设置有第一元件112来匹配滑轨81，而第二散热件12设置有第二元件122来匹配滑轨81。滑轨 81的数量可设置多组，以提供连接的稳定性。举例来讲，壳体3的端部在LED照明设备的厚度方向上的一侧设置一个长度较长的长滑轨，由所述第一散热件11的第一元件112和所述第二散热件12的第二元件122共用，而壳体3的端部在LED照明设备的厚度方向上的另一侧部则分别设置两个长度较短的短滑轨，分别匹配第一散热件11的第一元件112和所述第二散热件12的第二元件122。可以理解的是，滑轨的设置还可以为其他任意数量。示例性的，壳体3的上下端部分别设置两个短滑轨以分别匹配第一散热件11的第一元件112和所述第二散热件12的第二元件122等。
通过第一定位单元82和第二定位单元83来限制第一散热件11及第二散热件12的滑动时的行程，也就是说，收拢状态和展开状态的保持分别是通过所述第一定位单元82和第二定位单元83来实现。当热交换单元1处于收拢状态时，第一定位单元82将第一散热件11和第二散热件12定位固定，当热交换单元1处于展开状态时，第二定位单元83定位第一散热件 11和第二散热件12，以限制第一散热件11和第二散热件12展开的尺寸。热交换单元1在收拢状态时，弹性部件84设置在热交换单元1上并以其弹性势能同时施力于第一散热件11和第二散热件12。当解除第一定位单元82对第一散热件11和第二散热件12定位固定时，第一散热件11和第二散热件12将自动展开，由第二定位单元83限制第一散热件11和第二散热件12的展开尺寸。
第一定位单元82包括第一扣合部821、第二扣合部822、弹性臂部823及按压部824，所述第一扣合部821、第二扣合部822和按压部824均固定在所述弹性臂部823上，所述弹性臂部823固定至所述壳体3。所述第一散热件11上具有第一凹部113，所述第一凹部113 与所述第一扣合部821匹配。所述第二散热件12上具有第二凹部123，所述第二凹部123与所述第二扣合部822匹配。在收拢状态时，第一扣合部821卡入第一凹部113，第二扣合部 822卡入第二凹部123，当按下按压部824时，弹性臂部823以其弹性变形而改变第一扣合部 821、第二扣合部822的位置，使第一扣合部821、第二扣合部822从第一凹部113和第二凹部123中脱出，此时，第一散热件11和第二散热件12通过弹性部件84的作用而自动展开。
第二定位单元83包括第一定位部831和第二定位部832，第一定位部831和第二定位部832均设置在壳体3上，第一散热件11上开设有第一定位孔114，第二散热件12上开设有第二定位孔124，第一定位部831与第一定位孔114匹配，第二定位部832与第二定位孔124匹配，从而限制第一散热件11和第二散热件12展开时位置。第一定位部831和第二定位部832在无外力情况下，其均凸起于壳体3的端面。其他实施例中，第一定位部831和第二定位部832可设置在热交换单元1上，而第一定位孔114和第二定位孔124可设置在壳体3上。
第二定位单元83的第一定位部831和第二定位部832各自包括一弹性臂8311,8321，在将第一散热件11和第二散热件12组装到壳体3上时，随着第一散热件11和第二散热件12 的第一元件112以及第二元件122沿着滑轨81由壳体3的两侧向中轴线移动，第一定位部 831和第二定位部832各自的弹性臂8311,8312先被下压，然后分别在第一散热件11的第一定位孔114以及第二散热件12上的第二定位孔124中弹起，以实现第一散热件11和所述第二散热件12的限位固定。
在其他实施例中，也可采用非弹性势能施力于第一散热件11和第二散热件12的方式来实现热交换单元1在收拢状态与展开状态之间的切换，例如直接采用外力的方式实现。
如图19至图23所示，还可以在壳体3上设置第三定位单元85，与之相匹配的分别在第一元件112和第二元件122上设置第一定位凹槽1121与第二定位凹槽1221，当热交换单元处于收拢状态时，第三定位单元85分别抵接第一定位凹槽1121与第二定位凹槽1221，从而限制第一散热件11和第二散热件12在收拢状态时继续相向移动。
具体的，弹性臂部823上设置所述第三定位单元85，可选的，第三定位单元85为一凸起结构。在一实施例中，第三定位单元85形成为圆柱状。第一散热件11的第一元件112上对应于第三定位单元85的位置处设置有第一定位凹槽1121，第一定位凹槽1121设置为与第三定位单元85相匹配的形状，当第三定位单元85为圆柱状时，则第一定位凹槽1121设置为半圆形凹槽。同样的，第二散热件12的第二元件122上对应于第三定位单元85的位置处设置有第二定位凹槽1221，第二定位凹槽1221同样设置为与第三定位单元85相匹配的形状，当第三定位单元85设置为圆柱状时，第二定位凹槽1221设置为半圆形凹槽。基于此设计，当热交换单元1处于收拢状态时，第三定位单元85的圆柱状凸起分别抵接所述第一定位凹槽1121与所述第二定位凹槽1221，从而进一步限制第一散热件11和第二散热件12在收拢状态时继续相向移动。
在一其他实施例中，第三定位单元85也可形成为任意其他凸起形状，例如椭圆形，方形，菱形，球形，任意多边形等等，只需能够满足限位的功能即可，数量上可以是1个，2个或者多个。
在一其他实施例中，第三定位单元85的位置可以设置于壳体3上的除弹性臂部823之外的其他合适位置，优选设置于壳体3的面向热交换单元1的表面的中轴线上。
在一其他实施例中，第三定位单元85也可仅仅只在第一散热件11的第一元件112和第二散热件12的第二元件122上相互对应的位置处分别设置定位部件(图未示)来进一步限制第一散热件11和第二散热件12在收拢状态时继续相向移动，例如在所述第一元件112和所述第二元件122的相对应位置处分别设置一凸起，当热交换单元处于收拢状态时，所述第一元件112的凸起抵接所述第二元件122的对应凸起，从而进一步限制第一散热件11和第二散热件12在收拢状态时继续相向移动。凸起可形成为任意合适的凸起形状，只需能够满足限位的功能，数量也可以是1个，2个或者多个。
如图16至图20所示，在一实施例中，为了增加第一散热件11和第二散热件12相对滑动的稳定性，并进一步在展开时减少第一散热件11和第二散热件12相互倾斜的问题，可设计相应的导向结构。具体来讲，第一散热件11和第二散热件12上分别设置导向孔115,125，然后通过一定位轴穿设过导向孔115,125，从而提升第一散热件11和第二散热件12相对滑动时的稳定性，避免在展开时发生第一散热件11和第二散热件12相互倾斜。一实施例中，导向孔115,125设于第一散热鳍片111和第二散热鳍片121靠近发光单元2的端部。一实施例中，弹性部件84可设置于其中一导向孔内，通过与定位轴上的定位部件(例如凸起)来实现对第一散热件11和第二散热件12的弹性势能的施加。在一实施例中，仅在所述第一散热件11和第二散热件12任意之一上设置导向孔，在另一散热件上相应于导向孔的位置处设置定位轴，从而通过将所述导向定位轴穿插于所述导向孔内，以提升第一散热件11和第二散热件12相对滑动时的稳定性，避免在展开时发生第一散热件11和第二散热件12相互倾斜。
在一实施例中，上述导向孔115,125的数量在每个散热件上至少设置一个。在一实施例总，导向孔115,125在热交换单元1的长度方向上可设置多个，例如，在热交换单元1靠近壳体3处的一端及远离壳体3处的一端各设置一个。
如图15至图18所示，在一实施例中，第一散热件11的一第一散热鳍片111设置间隔部1111，以此，一方面可在间隔部1111处设置连接孔116，另一方面，可增加间隔处1111的对流。连接孔116的设置，用于固定基板22，以防止基板22隆起，从而使基板22与热交换单元1的接触面积降低，并最终降低热传导效率。具体的，通过连接孔116的设置，可采用螺栓、铆钉等穿过连接孔116，实现基板22与热交换单元1的连接。由于第一散热鳍片111和第二散热鳍片121的位置关系，则第二散热鳍片121上的连接孔126位于两第二散热鳍片121 之间，因此，无需设置连接孔116。其他实施例中，也可通过连接孔116的调整，而不设置间隔部，因此，第一散热件11的连接孔116和第二散热件12上的连接孔126的在第一方向 X上的位置不同。
如图15至图18所示，在一实施例中，当热交换单元1具有第一散热件11和第二散热件 12时，对应设置两组发光单元2和两组光输出单元5。具体的，第一散热件11包括第一基座 117，第二散热件12包括第二基座127，两组发光单元2分别设置于第一基座117和第二基座127上。两组光输出单元5分别罩设于两组发光单元2上。
如图15至图24所示，第一基座117与第二基座127的任意一个上对应导向孔115或125 的位置处设置有开槽128，开槽128设置在第二散热基板127上，当定位轴插进导向孔115,125 后，外部冲压设备通过开槽128冲压定位轴，使定位轴固定，另外，在设置开槽128的情况下，基板22在工艺上更容易加工。
如图16所示，一实施例中，当热交换单元1处于展开状态时，两组发光单元2(具体指的是两组发光单元2的基板22)之间距离随之增加，使得所述LED照明设备的出光范围更大。
如图16所示，一实施例中中，两组基板22均开设孔洞2211，使用状态时，基板22的两侧通过上述孔洞2211而连通，有利于热交换单元1的对流散热。每组基板22上的孔洞2211的数量可设置为一个或多个。
应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为实用新型人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。

Claims (25)

1.一种LED照明设备，其特征在于，包括：
灯头；
壳体，其与所述灯头连接；
热交换单元，其与所述壳体连接；以及
发光单元，所述发光单元与所述热交换单元连接并形成导热路径；
所述热交换单元包括第一散热件和第二散热件，所述第一散热件与所述第二散热件以其相互位置的不同，使所述热交换单元具有一收拢状态及一展开状态，所述热交换单元在收拢状态时的宽度尺寸小于所述热交换单元在展开状态时的宽度尺寸。
2.根据权利要求1所述的LED照明设备，其特征在于：所述热交换单元在展开状态时的宽度尺寸与所述热交换单元在收拢状态时的宽度尺寸的比值不小于1.1，且不大于2。
3.根据权利要求2所述的LED照明设备，其特征在于：所述热交换单元在展开状态时的宽度尺寸与所述热交换单元在收拢状态时的宽度尺寸的比值不小于1.2，且不大于1.8。
4.根据权利要求1或2或3所述的LED照明设备，其特征在于：所述第一散热件包括第一散热鳍片，所述第二散热件包括第二散热鳍片，在所述收拢状态时，所述第一散热鳍片与所述第二散热鳍片在一第一方向上至少部分重叠。
5.根据权利要求4所述的LED照明设备，其特征在于：在所述收拢状态或展开状态时，所述第一散热鳍片与所述第二散热鳍片不接触。
6.根据权利要求4所述的LED照明设备，其特征在于：所述第一散热鳍片与所述第二散热鳍片平行设置。
7.根据权利要求1所述的LED照明设备，其特征在于：所述热交换单元还包括一调节单元，所述调节单元设置在所述壳体的面对所述热交换单元的表面上。
8.根据权利要求7所述的LED照明设备，其特征在于：所述调节单元包括滑轨，所述滑轨供所述第一散热件和所述第二散热件沿所述滑轨定向移动。
9.一种LED照明设备，其特征在于，包括：
第一部分，所述第一部分包括灯头，所述灯头沿一第一方向延伸设置；
第二部分，所述第二部分包括壳体和电源，所述电源设置于所述壳体内；以及
第三部分，所述第三部分中设置热交换单元、发光单元和光输出单元，所述发光单元与所述热交换单元连接并形成导热路径，所述发光单元与所述电源电连接，当所述LED照明设备横向安装后，所述LED照明设备的所述发光单元工作时提供向下的出光；
所述热交换单元包括第一散热件和第二散热件，所述第一散热件与所述第二散热件以其相互位置的不同，使所述热交换单元具有一收拢状态及一展开状态，所述热交换单元在收拢状态时具有一宽度尺寸，所述热交换单元在展开状态时具有一宽度尺寸，所述热交换单元在收拢状态时的宽度尺寸小于所述热交换单元在展开状态时的宽度尺寸。
10.根据权利要求9所述的LED照明设备，其特征在于：所述热交换单元在展开状态时的宽度尺寸与所述热交换单元在收拢状态时的宽度尺寸的比值不小于1.1，且不大于2。
11.根据权利要求10所述的LED照明设备，其特征在于：所述热交换单元在展开状态时的宽度尺寸与所述热交换单元在收拢状态时的宽度尺寸的比值不小于1.2，且不大于1.8。
12.根据权利要求9或10或11所述的LED照明设备，其特征在于：所述第一散热件包括第一散热鳍片，所述第二散热件包括第二散热鳍片，在所述收拢状态时，所述第一散热鳍片与所述第二散热鳍片在所述第一方向上至少部分重叠。
13.根据权利要求12所述的LED照明设备，其特征在于：在所述收拢状态或展开状态时，所述第一散热鳍片与所述第二散热鳍片不接触。
14.根据权利要求12所述的LED照明设备，其特征在于：所述第一散热鳍片与所述第二散热鳍片平行设置。
15.根据权利要求9所述的LED照明设备，其特征在于：所述发光单元包括发光体和基板，所述基板设置有安装面，所述发光体安装在所述安装面上，所述安装面与所述第一方向平行设置。
16.根据权利要求9所述的LED照明设备，其特征在于：所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分依次设置。
17.根据权利要求9或16所述的LED照明设备，其特征在于：所述LED照明设备沿水平安装后，所述灯头安装后的力矩F＝d1*g*W1+(d2+d3)*g*W2，该力矩满足以下条件：
1NM<d1*g*W1+(d2+d3)*g*W2<2NM；
其中，d1为所述第一部分至所述第二部分的重心所在的平面的距离，
W1为所述第二部分的重量；
d2为所述第二部分的长度；
d3为所述第二部分至所述第三部分Ⅲ的重心所在的平面的距离；
W2为所述第三部分的重量。
18.根据权利要求17所述的LED照明设备，其特征在于：所述灯头的力矩满足以下条件：1NM<d1*g*W1+(d2+d3)*g*W2<1.6NM。
19.根据权利要求9所述的LED照明设备，其特征在于：给所述LED照明设备提供不超过110瓦的电能，所述发光单元点亮，且使所述LED照明设备发出至少15000流明的光通量。
20.根据权利要求9所述的LED照明设备，其特征在于：给所述LED照明设备提供不超过80瓦的电能，所述发光单元点亮，且使得所述LED照明设备发出至少12000流明的光通量。
21.根据权利要求9所述的LED照明设备，其特征在于：给所述LED照明设备提供不超过60瓦的电能，所述发光单元点亮，且使得所述LED照明设备发出至少9000流明的光通量。
22.根据权利要求9所述的LED照明设备，其特征在于：给所述LED照明设备提供不超过40瓦的电能，所述发光单元点亮，且使得所述LED照明设备发出至少6000流明的光通量。
23.根据权利要求9所述的LED照明设备，其特征在于：所述热交换单元重量不超过0.9kg，当所述LED照明设备点亮时，可发出至少15000流明、16000流明、17000流明、18000流明、19000流明或20000流明。
24.根据权利要求9所述的LED照明设备，其特征在于：所述热交换单元还包括一调节单元，所述调节单元设置在所述壳体的面对所述热交换单元的表面上。
25.根据权利要求24所述的LED照明设备，其特征在于：所述调节单元包括滑轨，所述滑轨供所述第一散热件和所述第二散热件可沿所述滑轨定向移动。
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