CN218645289U - Uvc-led光源装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种UVC‑LED光源装置，该UVC‑LED光源装置包括：散热器，所述散热器用于提供散热，透光外壳，所述透光外壳固定在所述散热器上方，并与散热器的上表面形成空腔，光源板，位于所述空腔内并固定连接在所述散热器的上方，所述光源板包括电路板以及UVC‑LED，其中，所述电路板用于所述固定UVC‑LED并电连接所述UVC‑LED，其中，所述UVC‑LED发光过程中产生的热量通过所述散热器传导到外部。本申请实施例的技术方案可以使散热器的底面和侧面在无透光外壳覆盖的情况下进行散热，换热面积大，散热效率高。

Description

UVC-LED光源装置

技术领域

本申请涉及紫外线杀菌消毒领域，尤其涉及一种UVC-LED光源装置。

背景技术

随着生活质量的不断提高，个人防护以及公共区域的消毒灭菌与卫生安全问题越来越受到重视。传统的消杀方式已逐渐不能满足人们的需求。于是紫外线消杀细菌病毒逐渐走入大众视野。

与传统消杀方式相比，紫外线消杀细菌病毒有高效、环保和效果好等优势，对几乎所有细菌和病毒都能高效率灭杀、无二次污染。

过去市场上的UVC灯管主要用汞灯来发出紫外光线杀菌消毒，利用电流激发汞蒸气，使其放出特定波长的深紫外辐射，达到杀菌的目的，由于汞灯污染大，很多行业禁止使用，特别是消费品。因此现在逐渐用LED来替代汞灯。但是由于LED技术的局限性，使得UVC-LED光源装置的散热功率无法达到相应的需求。

需要说明的是，上述内容并不必然是现有技术，也不用于限制本申请的专利保护范围。

实用新型内容

本申请实施例提供一种UVC-LED光源装置，以解决或缓解上面提出的一项或更多项技术问题。

作为本申请实施例的一个方面，本申请实施例提供一种UVC-LED光源装置，包括：

散热器，所述散热器用于提供散热；

透光外壳，所述透光外壳固定在所述散热器上方，并与散热器的上侧面形成空腔；

光源板，位于所述空腔内并固定连接在所述散热器的上方；所述光源板包括电路板以及UVC-LED，其中，所述电路板用于所述固定UVC-LED32并电连接所述UVC-LED；

其中，所述UVC-LED发光过程中产生的热量通过所述散热器传导到外部。

可选地，所述散热器的底面设置有鳍片。

可选地，所述UVC-LED通过共晶方式固定于所述电路板上。

可选地，所述电路板上设有通孔；

所述散热器上设有螺纹孔；

所述电路板和所述散热器之间还填充有导热材料；

其中，所述电路板和所述散热器通过螺丝、所述通孔和所述螺纹孔固定在一起。

可选地，所述散热器上表面的两侧分别设有沟槽；

其中，所述沟槽用于固定所述透光外壳和所述散热器。

可选地，所述电路板上设有第一过线孔以及连接有供电导线；

所述散热器上设有第二过线孔，所述第二过线孔为密封结构；

其中，所述供电导线经由所述第一过线孔与所述第二过线孔构成的路径，延伸到装置外部。

可选地，所述UVC-LED光源装置还包括：

堵头，所述堵头设置有卡配槽，所述卡配槽用于固定所述透光外壳的端部和所述散热器的端部。

可选地，所述光源板还包括：

电子元器件，所述电子元器件用于变压稳流。

可选地，所述散热器的形状包括长条型材结构；

所述散热器的材料包括铝合金或不锈钢。

可选地，所述电路板包括基材为金属的印刷电路板；其中，所述基材包括铝、铜；

所述透光外壳的材质包括石英玻璃、蓝宝石玻璃、氟系树脂中的其中一种。

本申请实施例采用上述技术方案可以包括如下优势：

将光源板固定设置在空腔中，所述空腔由透光外壳和散热器固定连接形成。此时，散热器未被透光外壳覆盖，完全外露，换热面积大。通过透光外壳与散热器的结构设计，可以使散热器在无透光外壳覆盖的情况下进行散热，换热面积大，散热功率高。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。

图1是本申请实施例提供的UVC-LED光源装置的结构示意图。

图2是本申请实施例提供的UVC-LED光源装置的拆分图。

图3是本申请实施例提供的UVC-LED光源装置中透光外壳、散热器和堵头的装配图。

附图标记说明：

透光外壳1；

螺丝2；

光源板3；电路板31；UVC－LED32；电子元器件33；通孔；过线孔35；

散热器4；螺纹孔41；过线孔42；沟槽43；鳍片44；

堵头5；卡配槽51；螺钉固定孔52；

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以下提供本申请的术语解释。

UVC即为紫外线中的C波段，波长介于100-280nm，但由于200纳米以下的波长为真空紫外线，故可被空气吸收，因此UVC可穿越大气层的波长介于200-280nm。

传统UVC灯管：在UVC-LED出现之前市面上唯一大规模使用的人造深紫外线光源。原理是利用电流激发汞蒸气，使其放出特定波长的深紫外辐射，达到杀菌的目的。

UVC-LED：即深紫外线发光二极管。与传统的白光LED类似，但其发射出的是不可见的深紫外光，该波长的光线可以破坏微生物的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)分子结构，使细菌死亡或不能繁殖，从而达到杀菌的目的。UVC-LED是一种新型的人造深紫外线光源。

为方便本领域技术人员理解本申请实施例提供的技术方案，下面相关技术进行说明：

发明人发现，UVC-LED的散热器被透光外壳(如石英玻璃管)包裹，无法直接与外界空气发生热传导，散热效果十分有限，使得散热功率只有10W左右。而10W热功率的UVC-LED辐射出的深紫外线功率只有500mw左右(光电转换效率按照5％计算)，远远无法达到替换同规格UVC灯管需要的1500mw要求。

为此，本申请实施例提供了一种UVC-LED光源装置技术方案。在本申请中，散热器未被透光外壳覆盖，完全外露。换热面积大，散热功率可达到30W以上，换算为深紫外辐射功率是1500mw，可以达到替换同规格UVC灯管需要的1500mw要求。具体见后文。

下面，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施例。须知，这些示例性实施例可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。

图1至图3所示，该UVC-LED光源装置可以包括：透光外壳1、光源板3和散热器4。

散热器4，所述散热器4用于提供散热。在一些实施例中，散热器4使用导热系数较高的铝合金制成，通常有压铸铝散热器、挤压铝散热器、冲压铝散热器。

透光外壳1，所述透光外壳1固定在所述散热器4上方，并与散热器4的上表面形成空腔。在一些实施例中，透光外壳1的形状可以为弧形、矩形、半圆形等，根据实际情况，透光外壳1的形状也可以选择其他形状，例如长条形槽体等。透光外壳1和散热器4之间的固定方式可以使用卡扣、螺栓或通过粘合剂进行粘连。

光源板3，位于所述空腔内并固定连接在所述散热器4的上方。所述光源板3包括电路板31以及UVC-LED32，其中，所述电路板31用于所述固定UVC-LED32并电连接所述UVC-LED32。

在一些实施例中，UVC-LED 32可以是单颗或者多颗的UVC-LED芯片，UVC-LED芯片的尺寸可以是10×20mil、20×20mil、30×30mil等等，发光波长为200-280nm。

通电情况下，UVC-LED 32将电能转化为光能，并同时会一部分热能。一方面，UVC-LED 32发射出深紫外光，利用深紫外光破坏微生物的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)分子结构，使细菌死亡或不能繁殖；另一方面，UVC-LED 32产生的热能会影响使用寿命，因此需要将热能通过热传导、热对流、热辐射等方式散发。未通电情况下，UVC-LED 32停止发光，停止将电能转化为光能和热能。

其中，所述UVC-LED32发光过程中产生的热量通过所述散热器4传导到外部。UVC-LED32发出深紫外线的过程中产生的热量通过散热器4可传导到空气，墙壁等外界环境中。

在本实施例中，散热器4可以为透光外壳1，光源板3可以提供结构支撑与固定。在通电状态下，电路板31驱动UVC-LED32发光，UVC-LED32发出的深紫外线通过透光外壳1发射到待灭菌物件上。所述待灭菌物件可以包括碗筷等，也可以是其他物件。在UVC-LED32发出深紫外线的过程中，会相应的产生热量，由于电路板31和散热器4固定在一起，UVC-LED32的热量可以通过散热器4进行传导，并且在本实施例中，散热器4的下底面和侧面未被透光外壳1所覆盖，因此，热量透过散热器4，可以直接传导到外界环境中，加快散热速度。即，本实施例中的UVC-LED光源装置的整体结构并非圆管状，散热器4的下底面和侧面未被透光外壳1所覆盖，通电后热量可以直接传导到外界环境中，加快散热速度。

UVC-LED 32在外加电能量作用下，大概有30-40％的输入电能转化为光能，其余60-70％的能量主要以非辐射复合发生的点阵振动的形式转化热能。在本实施例，由于散热能力增大，即使UVC-LED光源装置加大输入电能(即增大输入功率)，UVC-LED 32也不会因发热而导致温度过高。因此，本实施例中的UVC-LED装置可以承受较大的电能输入，从而可以实现更大的辐射，即可增加深紫外辐射功率。

在一些实施方式中，所述散热器4的底面设置有鳍片44。

散热器4接收热量以后，用对流的形式将热散发掉，在对流散热的过程中散热能力主要由散热表面积的大小决定的，表面积越大，散热效果越好；表面积越小，散热效果就越差。在散热器4的底面设置有鳍片44，可增加散热器4与空气的接触面积，提升散热能力。

在一些实施方式中，所述UVC-LED32通过共晶方式固定于所述电路板31上。

共晶方式固定具有热导率高、电阻小、传热快、可靠性强，适用于高频、大功率器件中芯片与基板的焊接，适用于散热要求非常高的功率器件。在一些实施例中，UVC-LED32也可以通过导电连接、非导电连接、烧结银/铜等方式固定于电路板31上。

在一些实施方式中，所述电路板31上设有通孔34；所述散热器4上设有螺纹孔41，其中，所述电路板31和所述散热器4之间还填充有导热材料，其中，所述电路板31和所述散热器4通过螺丝2、所述通孔34和所述螺纹孔41固定在一起。

导热材料可选用导热硅脂、导热胶贴等等，在电路板31与散热器4的接触面用导热材料填充，使电路板31产生的热量能够高效的传输到散热器4中，增大导热能力，进而提高散热效率。

通过螺丝2、通孔34与螺纹孔41这三者将电热板和散热器固定，从而达为光源板3提供结构支撑与固定。

在一些实施方式中，所述散热器4上表面的两侧分别设有沟槽43，其中，所述沟槽43用于固定所述透光外壳1和所述散热器4。

在一些实施方式中，所述电路板31上设有第一过线孔35以及连接有供电导线，所述散热器4上设有第二过线孔42，所述第二过线孔42为密封结构，其中，所述供电导线经由所述第一过线孔35与所述第二过线孔42构成的路径，延伸到装置外部。

将电路板上的供电导线穿过散热器4，延伸到装置外部，从而为电路板提供电源，使之通电后可发出深紫外线。

将供电导线通过散热器而不通过两端灯头延伸到装置外部，从而使UVC-LED光源装置更加方便使用。

过线孔使用电子灌封胶等方式进行密封，从而达到防水防尘，在一些实施例中，可以采用LED灌封胶进行密封，LED灌封胶具有高折射率和高透光率，可以起到保护LED芯片增加LED的光通量，粘度小，易脱泡，适合灌封及模压成型，使LED有较好的耐久性和可靠性。

在一些实施方式中，所述UVC-LED光源装置还包括：堵头5，所述堵头5设置有卡配槽51，所述卡配槽51用于固定所述透光外壳1的端部和所述散热器的4端部。

在本实施例中，UVC-LED光源装置可设置两个堵头5，两个堵头5分别设置有两个相应的卡配槽51，透光外壳1与散热器4的两端分别插入两个卡配槽51中，以进行限位；

堵头5的材料可以选择塑胶、铝合金等易成型的材料。

传统的灯头是指接在电灯线末端、供安装灯泡用的接口，灯头是灯泡的末端，是光源与外接电源的连接部分，光源通过灯头接电，产生发光现象，一般需谨慎使用。

在本实施例中，将供电导线通过散热器4延伸到装置外部，堵头5设置有卡配槽51，通过卡配槽51固定透光外壳和散热器的位置，利用堵头5而并非使用传统灯管的灯头，是更灵活的接插端子方式，从而更加灵活的使用。

透光外壳1与散热器4插入卡配槽51，三者通过粘合剂进行粘连，从而达到防水防尘的要求。

在一些实施方式中，所述光源板3还包括：电子元器件33，所述电子元器件33用于变压稳流。

电子元器件33可以提供变压稳流等，电子元器件33可以用来转换外界供电，使UVC-LED 32正常工作。

在一些实施方式中，所述散热器4的形状包括长条型材结构，所述散热器4的材料包括铝合金或不锈钢。

散热器的材料可以选择铝合金或不锈钢，但不限于其他导热能力强的材料，上述材料可以提高散热效率。

在一些实施方式中，所述电路板31包括基材为金属的印刷电路板，其中，所述基材包括铝、铜。

所述透光外壳1的材质包括石英玻璃、蓝宝石玻璃、氟系树脂中的其中一种。需要说明的是，上述描述并不用于限定本申请，在实际中，还可以选用其他。使用上述材料，可以达到保护内部结构以及防尘防水的效果，同时使得深紫外线能够良好的穿过透光外壳1。

下面结合图1至图3示例性的描述本申请UVC-LED光源装置的一个实例。

①散热器4，散热器4设有鳍片44、沟槽43、螺纹孔41以及第二过线孔42。

散热器4的底面设置有鳍片44，鳍片44可增加散热器与空气的接触面积，进一步提升散热能力。

散热器4上表面的两侧分别设有沟槽43，沟槽43用于固定透光外壳1和散热器4。

散热器4上设有螺纹孔41以及第二过线孔42。

散热器4的形状包括长条型材结构，散热器4的材料包括铝合金或不锈钢等导热能力强的材料。

散热器的作用：一、为透光外壳1、光源板3提供结构支撑与固定。二、起到导热、散热的作用。

②光源板3，位于空腔内并固定连接在所述散热器4的上方，光源板3包括电路板31、UVC-LED32以及电子元器件33。

电路板(31)上设有通孔34以及第一过线孔35，电路板31用于所述固定UVC-LED 32并电连接所述UVC-LED 32。

所述电路板31包括基材为金属的印刷电路板；其中，所述基材包括铝、铜；

UVC-LED 32是单颗的UVC-LED芯片，尺寸可以是10×20mil、20×20mil、30×30mil等等，发光波长为200-280nm，UVC-LED32通过共晶等方式固定于电路板31上。

电子元器件33，可以提供变压稳流等，即转换外界供电，使UVC-LED 32正常工作。

光源板3作用：提供电路板31、UVC-LED32以及电子元器件33。

UVC-LED 32可发出深紫外线，用于杀菌。

③透光外壳1，透光外壳1固定在散热器4上方，并与散热器4的上表面形成空腔。

透光外壳1的形状可以为弧形、矩形、半圆形等。

透光外壳1的材质包括石英玻璃、蓝宝石玻璃、氟系树脂中的其中一种。

透光外壳1的作用是保护内部结构(防尘防水)，同时还对深紫外线有良好的透过率。

④堵头5，堵头5设置有卡配槽51以及螺钉固定孔52。

卡配槽51用于固定透光外壳1的端部和所述散热器4的端部。

螺钉固定孔52，可以方便的通过螺钉，将整个装置固定在需要安装的位置上。

本实施例利用堵头5而并非使用传统灯管的灯头，是一种更灵活的接插端子方式。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

通过透光外壳1与散热器4的结构设计，可以使散热器的底面和侧面在无透光外壳覆盖的情况下进行散热，换热面积大，散热效率高，本实施例的UVC-LED光源装置能够增大散热功率，进而增大深紫外辐射功率。

需说明的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了便于描述，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发申请的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

还需要说明的是，以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利保护范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种UVC-LED光源装置，其特征在于，包括：

散热器(4)，所述散热器(4)用于提供散热；

透光外壳(1)，所述透光外壳(1)固定在所述散热器(4)上方，并与散热器(4)的上表面形成空腔；

光源板(3)，位于所述空腔内并固定连接在所述散热器(4)的上方；所述光源板(3)包括电路板(31)以及UVC-LED(32)，其中，所述电路板(31)用于所述固定UVC-LED(32)并电连接所述UVC-LED(32)；

其中，所述UVC-LED(32)发光过程中产生的热量通过所述散热器(4)传导到外部。

2.根据权利要求1所述的UVC-LED光源装置，其特征在于，所述散热器(4)的底面设置有鳍片(44)。

3.根据权利要求1所述的UVC-LED光源装置，其特征在于，

所述UVC-LED(32)通过共晶方式固定于所述电路板(31)上。

4.根据权利要求1所述的UVC-LED光源装置，其特征在于，

所述电路板(31)上设有通孔(34)；

所述散热器(4)上设有螺纹孔(41)；

所述电路板(31)和所述散热器(4)之间还填充有导热材料；

其中，所述电路板(31)和所述散热器(4)通过螺丝(2)、所述通孔(34)和所述螺纹孔(41)固定在一起。

5.根据权利要求1所述的UVC-LED光源装置，其特征在于，

所述散热器(4)上表面的两侧分别设有沟槽(43)；

其中，所述沟槽(43)用于固定所述透光外壳(1)和所述散热器(4)。

6.根据权利要求1所述的UVC-LED光源装置，其特征在于，

所述电路板(31)上设有第一过线孔(35)以及连接有供电导线；

所述散热器(4)上设有第二过线孔(42)，所述第二过线孔(42)为密封结构；

其中，所述供电导线经由所述第一过线孔(35)与所述第二过线孔(42)构成的路径，延伸到装置外部。

7.根据权利要求1所述的UVC-LED光源装置，其特征在于，所述UVC-LED光源装置还包括：

堵头(5)，所述堵头(5)设置有卡配槽(51)，所述卡配槽用于固定所述透光外壳(1)的端部和所述散热器的(4)端部。

8.根据权利要求1所述的UVC-LED光源装置，其特征在于，所述光源板(3)还包括：

电子元器件(33)，所述电子元器件(33)用于变压稳流。

9.根据权利要求1所述的UVC-LED光源装置，其特征在于，

所述散热器(4)的形状包括长条型材结构；

所述散热器(4)的材料包括铝合金或不锈钢。

10.根据权利要求1所述的UVC-LED光源装置，其特征在于，

所述电路板(31)包括基材为金属的印刷电路板；其中，所述基材包括铝、铜；

所述透光外壳(1)的材质包括石英玻璃、蓝宝石玻璃、氟系树脂中的其中一种。

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