TWI570357B - The heat lamp using LED bulb - Google Patents

Description

使用燈頭散熱之LED球泡燈

本發明係關於LED球泡燈領域，尤其是一種將熱能分散導出至外界而具有極佳散熱效率之使用燈頭散熱之LED球泡燈。

近年來，球泡燈係由早期之白熾燈演變至今，鑒於使用發光二極體(LED)作為光源的態樣，因鑒於LED之高演色性及發光效率等，因此LED已成為目前球泡燈光源的使用趨勢。

LED在照明上雖具有上述諸優點，惟其在應用上係具有嚴重的散熱問題。LED通電使用時，除了作為可視光能量之消耗，其餘能量都轉為熱能，並受限於晶片體積與封裝面積屬微小型態之影響，熱能無法有效透過輻射或對流方式散出，進而皆累積於LED球泡燈中。此外，為可控制與驅動LED的發光狀態，於LED球泡燈中亦搭配設有供以承載LED之電路板及呈電性連接之相關控制元件。同樣地，該些控制元件於照明時也會產生熱能，又LED與控制元件多半同設置於該電路板上，因此電路板部分會是LED球泡燈之最高熱能聚集處。在長時間使用下，若前述熱能無法順利散出，會導致電子電路運行障礙，或是熱膨脹而使材料龜裂或彎曲等，尤其正向式LED球泡燈因其LED與電子元件之設置方式，因此在散熱方面更為艱困，是以如何有效地將熱能散出，係為LED球泡燈廠商於設計時之一重要課題。

故，為了導引熱能，業者遂藉由增設散熱鰭片以藉由鰭片間隙而與空氣產生對流效應，而將熱量傳導至外部達到散熱功效。然而，散熱鰭片之設置則須考量眾多因素，當每一LED球泡燈配置的LED與控制電子元件位置或種類不同，散熱鰭片即須同步變更設計，增據整體設計成本以及生產成本。再者，鰭片扮演著須將LED球泡燈整體熱能導出之角色，如前述，電路板部分同時設置有LED與控制元件，因此為聚集最多熱能之區域，在不斷運行狀態下，鰭片無法運用其有限的導熱面積將熱能盡數散出至外界，進而導致熱能仍大量儲存於內之狀態。若採加大鰭片導熱面積方式，則會使LED球泡燈體積對應提升，不符當前市場需求。

由於利用鰭片散熱係具有上述缺點，因而出現如中華民國專利證書號第M501530號之一種以燈頭散熱的LED燈泡，其包括一燈頭、一燈罩、一設於燈頭內部之驅動電源、一設於燈罩內之電路板上蓋、一設於燈頭之電路板下蓋之一或多片LED燈板，及一設於燈頭內部與LED燈板之間之導熱膠。透過上述設計，LED燈板與驅動電源運行時的熱能會集中於燈頭處，並透過導熱膠傳到燈頭，最終將能量傳導到燈具以達到散熱效果。 然而，該種LED球泡燈，在LED燈板焊接於電路板上下蓋之間並置入燈頭與燈罩後，導熱膠無法採填充方式置入燈頭與LED燈板間，必須將導熱膠塗附於燈頭對應接觸LED燈板之區域或是塗附於LED燈板上，再將LED燈板一端黏貼固定於燈頭內，使導熱膠形成貼附於燈頭及LED燈板間之態樣，此種方式的黏附強度不高，LED燈板不易緊密固定於燈頭。又，此種結構設置之LED燈泡熱量會全數傳導集中至燈頭，對燈頭而言僅有局部區域可藉導熱膠與LED燈板接觸進而導引熱能，因此除了黏性不佳外，亦具 有導熱面積過小而導致導熱效率下降之缺失，在導熱效果不佳且熱能集中於燈頭之情況下，LED燈泡於使用時極易因燈頭區域過熱而不符安全規定甚或產生危險。

有鑑於此，本發明人係構思一種LED球泡燈，希冀可改善習用LED球泡燈之散熱問題。

本發明之一目的，旨在提供一種使用燈頭散熱之LED球泡燈，係將LED與驅動電路分離設置，而可將球泡燈運行時產生之熱能分散避免過於集中，且對於LED與驅動電路分別有對應之散熱結構設計，以使球泡燈具有極佳之散熱效率，並可延長整體使用壽命。

為達上述目的，本發明係於一實施例中揭露一種使用燈頭散熱之LED球泡燈，包括：一座體，為中空狀；一第一基板，供以承載複數LED；一散熱承載座，設於該座體內且一側具有一承載部及至少一支撐肋，該承載部供以設置該第一基板，該支撐肋一端固接於該承載部，另端固接於該散熱承載座內側面；至少一第二基板，設於該散熱承載座內，且該第一基板與該第二基板係垂直並相對設置於該承載部兩側，該第二基板供以承載一驅動電路，且該驅動電路電性連接該等LED；一燈頭，連接設於該座體之一側；一散熱膠，填充於該驅動電路及該燈頭之間，並對應該驅動電路及該燈頭分別形成一第一傳導區及一第二傳導區，其中該第一傳導區係貼附於該驅動電路，該第二傳導區係貼附於該燈頭；及一燈罩，罩設於該座體並將該第一基板及該等LED封閉於內。藉此，LED球泡燈即可透過該第一基板與該第二基板將該等LED與該驅動電路分開設置，而達到分散 熱能存在區域之功效，同時該等LED搭配該散熱承載座，該驅動電路搭配該散熱膠及該燈頭而分別將運行時之熱能傳導至外界，以使LED球泡燈實現高散熱效率。

其中，該第二基板可呈複數設置，當該第二基板為二個時則呈相對設置；該第二基板為三個時，各該相鄰第二基板之夾角為60度；當該第二基板之數量為n，且n≧4時，則各該相鄰第二基板之夾角為度，藉此可分散各該第二基板之該驅動電路熱能，使其均勻透過該散熱膠將熱能傳導至該燈頭之相異區域，亦可避免該燈頭某一區域接收過多熱能導致散熱不均之現象。

此外，使用燈頭散熱之LED球泡燈更具有至少一電連接器，係組設於該第一基板且該承載部對應該電連接器設有至少一開口，該電連接器一側具有一凹槽以固接該第二基板，以供該驅動電路與該等LED電性連接，藉此使該第一基板與該第二基板可透過該電連接器快速組裝或拆卸。

基於本實施例下之另一實施態樣，該散熱承載座內經該支撐肋分隔形成至少一填充孔，供以填充該散熱膠，藉此即可於各元件組設完畢後，直接透過該填充孔將該散熱膠灌注於該驅動電路及該燈頭間，以快速地組裝製成該LED球泡燈。

於本發明另一實施例中，係揭示一種使用燈頭散熱之LED球泡燈，包括：一座體，為中空狀且具有一連接部，該連接部設有至少一缺口；一第一基板，供以承載複數LED；一散熱承載座，設於該座體內且一側具有一承載部及至少一支撐肋，該承載部供以設置該第一基板，該支 撐肋一端固接於該承載部，另端固接於該散熱承載座內側面；至少一第二基板，設於該散熱承載座內，且該第一基板與該第二基板垂直且相對設置於該承載部兩側，該第二基板供以承載一驅動電路，且該驅動電路電性連接該等LED並對應該缺口而為外露狀態；一燈頭，連接設於該連接部；一散熱膠，填充於該驅動電路及該燈頭之間，並對應該驅動電路及該燈頭分別形成一第一傳導區及一第二傳導區，其中該第一傳導區係貼附於該驅動電路，該第二傳導區係貼附於該燈頭；及一燈罩，罩設於該座體並將該第一基板及該等LED封閉於內。

同樣地，該第二基板可呈複數設置，當該第二基板為二個時則呈相對設置；該第二基板為三個時，各該相鄰第二基板之夾角為60度；當該第二基板之數量為n，且n≧4時，則各該相鄰第二基板之夾角為度，藉此可分散各該第二基板之該驅動電路熱能，使其均勻透過該散熱膠將熱能傳導至該燈頭之相異區域，亦可避免該燈頭某一區域接收過多熱能導致散熱不均之現象。

此外，該座體與該燈頭係透過旋合方式組裝，使該散熱膠佈及該連接部，藉此可提升導熱面積，使該燈頭供以散熱之面積增大，獲得更佳之散熱效率。

又，使用燈頭散熱之LED球泡燈更具有至少一電連接器，係組設於該第一基板且該承載部對應該電連接器設有至少一開口，該電連接器一側具有一凹槽以固接該第二基板，以供該驅動電路與該等LED電性連接，藉此使該第一基板與該第二基板可透過該電連接器快速組裝或拆卸。

綜上所述，本發明揭示之使用燈頭散熱之該LED球泡燈， 係透過該第一基板與該第二基板將該等LED與該驅動電路分開設置，已將熱能分散，而該等LED係設置於該第一基板上，以透過該散熱承載座將熱能有效地傳遞至外界，該驅動電路則設置於該第二基板以透過該散熱膠作為傳導介質，使運行時產生之熱能傳遞至該燈頭以散出至外界，藉此即可防止熱能過於集中於特定區域，而導致散熱效能不佳甚或因熱能累積而溫度過高超出安全規定之情況發生。又該散熱膠之設置係具有多種變化態樣，並以填充方式設置於該驅動電路與該燈頭之間，藉此係提升作為傳熱介質之該散熱膠體積或面積而可獲得更佳之散熱效率。同時藉由該電連接器之設置，而使該第一基板與該第二基板之組裝製程更為簡易且快速，於修繕方面亦具有相當之便利性。是以，本發明之使用燈頭散熱之LED球泡燈，係可將電子元件運行熱能分散並分別對應有散熱設計，而具有極佳之散熱效率，同時可延長整體使用壽命。

1‧‧‧LED球泡燈

10‧‧‧座體

101‧‧‧連接部

1011‧‧‧缺口

11‧‧‧第一基板

111‧‧‧LED

12‧‧‧散熱承載座

121‧‧‧承載部

122‧‧‧支撐肋

123‧‧‧填充孔

13‧‧‧第二基板

131‧‧‧驅動電路

14‧‧‧燈頭

15‧‧‧散熱膠

151‧‧‧第一傳導區

152‧‧‧第二傳導區

16‧‧‧燈罩

17‧‧‧電連接器

171‧‧‧凹槽

第1圖，為本發明第一實施例之分解示意圖。

第2圖，為本發明第一實施例之組裝示意圖。

第3圖，為本發明第一實施例剖面示意圖。

第4圖，為本發明第一實施例另一實施態樣之散熱承載座示意圖。

第5圖，為本發明第一實施例另一實施態樣之剖面示意圖。

第6圖，為本發明第二實施例之立體示意圖。

第7圖，為本發明第二實施例之平面示意圖。

第8圖，為本發明第二實施例另一實施態樣之仰視圖。

為使 貴審查委員能清楚了解本發明之內容，謹以下列說明搭配圖式，敬請參閱。

請參閱第1、2及3圖，其係為本發明第一實施例之分解示意圖、組裝示意圖及剖面示意圖。本發明之一種使用燈頭散熱之LED球泡燈1，係包括一座體10、一第一基板11、一散熱承載座12、至少一第二基板13、一燈頭14、一散熱膠15及一燈罩16。

該座體10為中空狀，供以容置該散熱承載座12且其一側係連接該燈頭14，另側係連接該燈罩16。該第一基板11供以承載複數LED111。

該散熱承載座12設於該座體10內且一側具有一承載部121及至少一支撐肋122，且該散熱承載座12相對設有該承載部121及該支撐肋122之側係為中空。該承載部121供以設置該第一基板11，該支撐肋122一端固接於該承載部121，另端則固接於該散熱承載座12內側面，以固定該承載部121，於本實施例中，該支撐肋122係呈複數設置。其中，較佳者，該散熱承載座12可為金屬材料或具散熱特性之塑料製成，當驅動設於該第一基板11之該等LED111後，其產生之熱能則可透過該散熱承載座12傳導至外界，以有效避免熱能聚集於該第一基板11處進而影響使用甚或導致該等LED111損壞。

該第二基板13設於該散熱承載座12內，且該第一基板11與該第二基板13係垂直並相對設置於該承載部121兩側，該第二基板13供以承載一驅動電路131，且該驅動電路131係電性連接該等LED111。其中，該驅動電路131係可包括如IC晶片及金氧半場效電晶體(MOSFET)等電 子元件，以對該等LED111進行發光狀態之控制。

該燈頭14係連接設於該座體10之一側，以供該LED球泡燈1裝設於一燈具上。該散熱膠15填充於該驅動電路131及該燈頭14之間，並對應該驅動電路131及該燈頭14分別形成一第一傳導區151及一第二傳導區152，其中該第一傳導區151係貼附於該驅動電路131，該第二傳導區152係貼附於該燈頭14，藉此，該散熱膠15係可作為該驅動電路131與該燈頭14之傳熱介質，使該驅動電路131運行時產生之熱能自該第一傳導區151，以該散熱膠15整體作為介質繼續傳遞至該第二傳導區152，進而將熱能透過該燈頭14散出至外界，防止熱能累積於該驅動電路131影響使用或造成損壞。該燈罩16則罩設於該座體10並將該第一基板11及該等LED111封閉於內，而形成該LED球泡燈1。

藉此，本發明揭示之該LED球泡燈1係可有效地解決該等LED111及該驅動電路131運作時的散熱問題。該LED球泡燈1係透過該散熱承載座12將供以設置該等LED111之該第一基板11與設置該驅動電路131之該第二基板13區隔，並將該等LED111之熱能藉由該散熱承載座12導引至外部，該驅動電路131之熱能則透過該散熱膠15傳遞至該燈頭14以散出至外界。使該等LED111與該驅動電路131之熱能不會過於集中，導致燈泡局部過熱之情況產生。

其中，該散熱膠15可於該座體10與該燈頭14連接設置後，先行自該座體10填入，再將其餘元件逐一組設完畢，使該散熱膠15對應該驅動電路131形成該第一傳導區151，以及對應該燈頭14形成該第二傳導區152。該散熱膠15之設置係可因應該第二基板13於該散熱承載座內之位 置調整，以確保該第一傳導區151及該第二傳導區152分別貼附於該驅動電路131及該燈頭14，例如當該第二基板13之長度較短而使其設置於該散熱承載座12後係未延伸至該燈頭14內，此時該散熱膠15之填充高度則屬完整填滿該燈頭14並部分填充於該散熱承載座12內之態樣；而當該第二基板13之長度較長使其設置於該散熱承載座12後係延伸至該燈頭14內，此時該散熱膠15僅需部分填充於該燈頭14內而使該第一傳導區151及該第二傳導區152成形即可，惟該散熱膠15之填充態樣並不侷限於前述，係可因應該第二基板13各種設置態樣而做調整。且由於該散熱膠15係採填充方式設置於該驅動電路131及該燈頭14之間，因此整個該散熱膠15皆為傳遞熱能之介質，以提升導熱面積與散熱功效。

此外，該LED球泡燈1係更具有至少一電連接器17，其係組設於該第一基板11，且一側具有一凹槽171供以固接該第二基板13，使該驅動電路131與該等LED111電性連接，該承載部121並對應該電連接器17設有至少一開口1211。該第一基板11設置於該承載部121後，該第二基板13則透過該開口1211以與該電連接器17之該凹槽171連接，透過該電連接器17可確保該等LED111與該驅動電路131之接觸狀態，並可簡化所需的拉線製程，使該LED球泡燈1之組裝更為快速便利，並於修繕上亦具有相當之便利性。

請一併參閱第4及5圖，其係為本發明第一實施例另一實施態樣之散熱承載座示意圖及剖面示意圖。其中，該第二基板13係可為複數設置，當該第二基板13為二個時，其係呈相對設置；該第二基板13為三個時，各該相鄰第二基板13之夾角為60度；當該第二基板13之數量為n， 且n≧4時，各該相鄰第二基板13之夾角為度，於本實施態樣中，係以該第二基板13為二個為例說明，且該承載部121之該開口1211及該電連接器17之數量與位置亦對應該第二基板13設置。該等第二基板13呈相對設置時，係可將各該第二基板13上之該驅動電路131之熱能，透過該散熱膠15均勻分散至該燈頭14以更利於進行散熱。例如呈相對設置之該等第二基板13於運行時，其上之該驅動電路131則可分配至該燈頭14約略一半之區域來傳遞熱能，藉此則可有效地分散熱能傳遞區域，避免過於集中而不利散熱。當該第二基板13之數量超過二個時，使相鄰之該第二基板134夾角限定為上述角度時，亦可達均勻分散熱能傳導區域之功效。該散熱承載座12內係可經該支撐肋122分隔而形成至少一填充孔123，於本實施態樣中，該支撐肋122係呈複數設置，因此該散熱承載座12經該等支撐肋122而分隔形成複數之該填充孔123，供以填充該散熱膠15。亦即，當該第一基板11及該等第二基板13分別組設完畢，且該散熱承載座12及該燈頭14分別設置於該座體10內與連接於該座體10一側後，即可自該等填充孔123將該散熱膠15填入該散熱承載座12與該燈頭14內，藉此可快速並更便利地填充該散熱膠15，並確保該散熱膠15係對應該驅動電路131形成該第一傳導區151及對應該燈頭14形成該第二傳導區152。

請參閱第6及7圖，其係為本發明第二實施例之立體示意圖及平面示意圖。參閱第一實施例，本實施例中與第一實施例相同之技術特徵，於此即不再加以詳述。其中，使用燈頭散熱之該LED球泡燈1，該座體10係具有一連接部101，供以連接組設該燈頭14，且該連接部101設有至少一缺口1011，使設於該散熱承載座12內之該第二基板13之該驅動電 路131係對應該缺口1011而為外露狀態。而該散熱膠15同樣對應填充於該驅動電路131及該燈頭14之間，並對應該驅動電路131及該燈頭14分別形成該第一傳導區151與該第二傳導區152，以將該驅動電路131運行產生之熱能傳遞至該燈頭14以達散熱功效，搭配該散熱承載座12以將該LED球泡燈1整體熱能來源分隔，除可避免熱能過於集中亦可獲得更佳之散熱功效。其中，由於該座體10與該燈頭14可透過旋合方式組裝，因此該散熱膠15係可於該座體10及該燈頭14旋轉組接時而呈佈及該連接部101之態樣，藉此係提升可供傳遞之該散熱膠15面積，以獲得更佳之散熱效能。

請一併參閱第8圖，其係為本發明第二實施例另一實施態樣之仰視圖。同於第一實施例，該第二基板13之數量亦可為複數，當該第二基板13為二個時係呈相對設置，或當該第二基板13為三個時，各該相鄰第二基板13之夾角為60度。而該當該第二基板13之數量為n且n≧4時，各該相鄰第二基板13之夾角為度，且該缺口1011之數量及位置係對應該等第二基板13設置。於本實施例中則以三個該第二基板13為例說明，因此各該相鄰第二基板13之夾角則約為60度。同樣地藉由該種設置方式，可均勻分散各該第二基板13之該驅動電路131產生之熱能，使熱能可分別透過該散熱膠15之該第一傳導區151及該第二傳導區152而傳遞至外界。而該電連接器17及該承載部121之該開口1211數量與位置，亦對應該等第二基板13設置，以使各該第二基板13透過該電連接器17與該第一基板11連接，並使各該驅動電路131與該等LED111呈電性連接。

由於該第二基板13為複數，而該缺口1011之數量與位置亦對應該等第二基板13設置，因此各該第二基板13上之該驅動電路131係會 對應各該缺口1011而外露。在本實施例中填充該散熱膠15之方式，係可於各該第二基板13設置於該散熱承載座12內後，將該散熱膠15分別填充於該缺口1011處，此時該散熱膠15即對應各該驅動電路131而形成複數該第一傳導區151，再將該燈頭14固設於該連接部101，而使該散熱膠15對應該燈頭14形成該第二傳導區152，以分別將各該驅動電路131之熱能傳遞該燈頭14。

綜上所述，本發明揭示之使用燈頭散熱之該LED球泡燈1，係將主要之熱能產生元件，即該等LED111與該驅動電路131分開設置於該LED球泡燈1內並分別具有對應之散熱設計，而有效地將熱能分散同時達到極佳的散熱效果。該等LED111係設置於該第一基板11上，以透過該散熱承載座12將熱能有效地傳遞至外界，該驅動電路131則設置於該第二基板13以透過該散熱膠15作為傳導介質，使運行時產生之熱能傳遞至該燈頭14以散出至外界，採用分離式基板承載相異電子元件之方式即可防止使用該LED球泡燈1時，各種電子元件產生之熱能過於集中於特定區域，而導致散熱效能不佳甚或因熱能累積而溫度過高超出安全規定之情況發生。此外，該散熱膠15之設置係可具有多種變化態樣，並以填充方式設置於該驅動電路131與該燈頭14之間，藉此即可提升作為傳熱介質之該散熱膠15體積或面積，而提升散熱效率。該LED球泡燈1並更透過該電連接器17之設置，而使該第一基板11與該第二基板13之組裝製程更為簡易且快速，於修繕方面亦具有相當之便利性。

惟，以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明實施之範圍；故在不脫離本發明之精神與範圍下所作之均等變 化與修飾，皆應涵蓋於本發明之專利範圍內。

1‧‧‧LED球泡燈

10‧‧‧座體

11‧‧‧第一基板

12‧‧‧散熱承載座

13‧‧‧第二基板

14‧‧‧燈頭

15‧‧‧散熱膠

151‧‧‧第一傳導區

152‧‧‧第二傳導區

16‧‧‧燈罩

17‧‧‧電連接器

171‧‧‧凹槽

Claims (6)

1. 一種使用燈頭散熱之LED球泡燈，包括：一座體，為中空狀且具有一連接部，該連接部設有至少一缺口；一第一基板，供以承載複數LED；一散熱承載座，設於該座體內且一側具有一承載部及至少一支撐肋，該承載部供以設置該第一基板，該支撐肋一端固接於該承載部，另端固接於該散熱承載座內側面；至少一第二基板，設於該散熱承載座內，且該第一基板與該第二基板垂直且相對設置於該承載部兩側，該第二基板供以承載一驅動電路，且該驅動電路電性連接該等LED並對應該缺口而為外露狀態；一燈頭，連接設於該連接部；一散熱膠，填充於該驅動電路及該燈頭之間，並對應該驅動電路及該燈頭分別形成一第一傳導區及一第二傳導區，其中該第一傳導區係貼附於該驅動電路，該第二傳導區係貼附於該燈頭；及一燈罩，罩設於該座體並將該第一基板及該等LED封閉於內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之使用燈頭散熱之LED球泡燈，其中，該第二基板為二個時係呈相對設置，且該缺口之數量及位置係對應該等第二基板設置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之使用燈頭散熱之LED球泡燈，其中，該第二基板為三個時，各該相鄰第二基板之夾角為60度，且該缺口之數量及位置係對應該等第二基板設置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之使用燈頭散熱之LED球泡燈，其中，該第 二基板之數量為n，且n≧4時，各該相鄰第二基板之夾角為度，且該缺口之數量及位置係對應該等第二基板設置。
5. 如申請專利範圍第1至4項其中任一項所述之使用燈頭散熱之LED球泡燈，其中，該座體與該燈頭係透過旋合方式組裝，使該散熱膠佈及該連接部。
6. 如申請專利範圍第5項所述之使用燈頭散熱之LED球泡燈，更具有至少一電連接器，係組設於該第一基板且該承載部對應該電連接器設有至少一開口，該電連接器一側具有一凹槽以固接該第二基板，以供該驅動電路與該等LED電性連接。