專(zhuān)利名稱(chēng)：一種大功率led照明燈具的一體化模組結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光電子與新材料技術(shù)應(yīng)用及照明領(lǐng)域，尤其涉及的是一種大功率LED照明燈具結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
大功率LED作為新興照明光源，具有環(huán)保節(jié)能、無(wú)污染、高亮度、高光效、顯色自然、無(wú)頻閃、壽命長(zhǎng)、低壓安全等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又存在發(fā)光點(diǎn)小、局部溫度高等不足性；隨著技術(shù)研發(fā)的不斷進(jìn)步，大功率LED逐步替代傳統(tǒng)照明光源已是一個(gè)必然的趨勢(shì)。
現(xiàn)有技術(shù)的LED照明燈具，如圖1所示的，其一般包括一反光杯111、一散熱器112、一承托基板113、至少一LED光源114以及一恒流驅(qū)動(dòng)器115；所述LED光源114設(shè)置在一導(dǎo)熱片116上，該導(dǎo)熱片116設(shè)置在所述反光杯111的底端，所述反光杯116的底端設(shè)置有開(kāi)口，所述LED光源114向該反光杯內(nèi)發(fā)光。
由于LED光源在發(fā)光時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的熱量，而熱量的積聚程度決定了整個(gè)照明燈具的使用壽命，因此，現(xiàn)有技術(shù)的LED照明燈具更多的需要考慮散熱問(wèn)題。
現(xiàn)有的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)置如圖1和圖2所示的，在導(dǎo)熱片116的后側(cè)緊挨設(shè)置有具有導(dǎo)散熱能力的承托基板113，并在該承托基板113后緊挨設(shè)置有散熱器112，各個(gè)功能器件被包裹在燈具的外殼體117內(nèi)，如圖1所示的，為設(shè)置多個(gè)LED光源的較大燈具。如圖2所示的，為設(shè)置單個(gè)LED光源的燈具。并且，為增加散熱能力，現(xiàn)有技術(shù)的燈具的外殼都設(shè)置為增加散熱能力的金屬材質(zhì)，尤其如圖2所示的單個(gè)LED照明的燈具中，常見(jiàn)將散熱器直接設(shè)置在了外殼上。
目前已開(kāi)發(fā)了眾多品種的LED燈光器具，但是這些產(chǎn)品普遍存在器件結(jié)構(gòu)不合理、功能重復(fù)、感觀欠佳、兼容性差等缺點(diǎn)，其大致以如下結(jié)構(gòu)方式來(lái)制作生產(chǎn)首先選取一塊(約直徑15-25mm圓形或其它形狀)導(dǎo)熱性良好的單面覆銅金屬片，在覆銅面制作用于固定LED和電源導(dǎo)入電路，制成導(dǎo)熱片，由于導(dǎo)熱片的基片是導(dǎo)熱能力較強(qiáng)的金屬，如鋁、鐵等，在金屬基片與表面覆銅之間是由同時(shí)具有絕緣和導(dǎo)熱性能材料制成的導(dǎo)熱絕緣層，因此，導(dǎo)熱片整體導(dǎo)熱性能很高。
將大功率LED光源成品焊接固定在導(dǎo)熱片正面電路上，LED與這個(gè)金屬導(dǎo)熱片的結(jié)合體是在大功率LED應(yīng)用領(lǐng)域中的基本光源結(jié)構(gòu)單位體，為市場(chǎng)上可購(gòu)買(mǎi)之成品元件。
制作一個(gè)具有導(dǎo)散熱功能的金屬承托基板，然后將一個(gè)或多個(gè)LED具有基本光源結(jié)構(gòu)單位體的導(dǎo)熱片安裝固定在承托基板上，當(dāng)通電點(diǎn)亮LED時(shí)產(chǎn)生的熱量，將通過(guò)導(dǎo)熱片傳導(dǎo)入金屬基板上，該金屬基板同時(shí)起到散熱和承托光源的作用，這個(gè)安裝了一個(gè)或多個(gè)光源導(dǎo)熱片單位的金屬基板整體一般稱(chēng)之為L(zhǎng)ED發(fā)光模組。
然后，再將發(fā)光模組安裝固定在燈具殼體中；在LED光源前端加上反光杯或光學(xué)透鏡，再安裝上前罩，最后接通恒流電源，燈具成品制成。
目前的大功率LED照明燈具中，其發(fā)光模組、散熱器等功能器件是被安裝包裹在燈具殼體內(nèi)，內(nèi)部熱量不能直接導(dǎo)散；為了幫助散熱，通常還會(huì)在基板后面加裝散熱片，或直接用導(dǎo)熱良好的，帶散熱器的金屬燈具殼體來(lái)幫助散熱，或在大型燈具中增加風(fēng)扇等散熱結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有技術(shù)的LED照明燈具由于燈具功能器件多，并且以金屬材料制成，消耗大量的金屬原材料，不環(huán)保；金屬材料加工難度大，增加生產(chǎn)成本和生產(chǎn)難度；器件多、功能重復(fù)，器件功能相互抵消，器件間銜接固定復(fù)雜繁瑣，工業(yè)生產(chǎn)實(shí)施難度大。由于散熱器等功能器件被包裹在燈具殼體內(nèi)部，LED點(diǎn)亮產(chǎn)生的熱不能直接向外界導(dǎo)散，散熱效果差；為了容納散熱器和反光杯等眾多器件，燈體需要預(yù)留足夠空間，燈具體積難以做??；從而不能充分的發(fā)揮LED可制作超薄燈具、迷你燈具的優(yōu)勢(shì)，燈具殼體尺寸往往比標(biāo)準(zhǔn)尺寸大，不易實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有市場(chǎng)流行的標(biāo)準(zhǔn)燈具直接置換使用。
為了解決大功率LED散熱等問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)的LED照明燈具需要以金屬材料代替玻璃等傳統(tǒng)材料來(lái)制作燈具的外殼，金屬殼體質(zhì)感單調(diào)冷硬，不如以玻璃等傳統(tǒng)材質(zhì)制作的燈具體質(zhì)感細(xì)膩和品種豐富。以MR16射燈為例，金屬燈杯體外殼就完全失去了玻璃燈杯體的晶瑩剔透、細(xì)膩高貴的亮麗外觀，而且以金屬材料制作的器件及外殼絕緣防水性能差。
因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，而有待于改進(jìn)和發(fā)展。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種大功率LED照明燈具功能器件的一體化模組結(jié)構(gòu)，通過(guò)改進(jìn)散熱器導(dǎo)熱片與LED光源之間的導(dǎo)光導(dǎo)熱散熱結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)精巧、能實(shí)現(xiàn)適配各種現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)燈型的大功率LED照明燈具。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案包括一種大功率LED照明燈具的功能器件一體化模組結(jié)構(gòu)，所述LED照明燈具包括至少一LED光源，設(shè)置于對(duì)應(yīng)的導(dǎo)熱片上；以及一恒流驅(qū)動(dòng)器，用于連接驅(qū)動(dòng)所述LED光源；其中，還設(shè)置一可導(dǎo)光導(dǎo)熱散熱的模組結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置有出光通道，該出光通道的底部為納光開(kāi)口；所述模組結(jié)構(gòu)前置于所述LED光源前，并將所述LED光源納置在所述納光開(kāi)口中；并且所述模組結(jié)構(gòu)的出光口側(cè)設(shè)置為一散熱表面，其底納光開(kāi)口側(cè)觸接所述導(dǎo)熱片。
所述的模組結(jié)構(gòu)，其中，所述恒流驅(qū)動(dòng)器還設(shè)置在所述導(dǎo)熱片上的相對(duì)于所述LED光源的另一側(cè)面，從而所述導(dǎo)熱片設(shè)置為雙面覆銅電路板。
所述的模組結(jié)構(gòu)，其中，所述模組結(jié)構(gòu)的出光通道，從所述納光開(kāi)口始，設(shè)置為一凹面反光杯。
所述的模組結(jié)構(gòu)，其中，所述模組結(jié)構(gòu)的散熱表面設(shè)置為溝槽結(jié)構(gòu)。
所述的模組結(jié)構(gòu)，其中，所述出光通道內(nèi)還設(shè)置有改變光照效果的光學(xué)透鏡。
所述的模組結(jié)構(gòu)，其中，所述LED照明燈具還包括一外殼，用于納置所述模組結(jié)構(gòu)及導(dǎo)熱片。
所述的模組結(jié)構(gòu)，其中，所述模組結(jié)構(gòu)底側(cè)與所述導(dǎo)熱片之間通過(guò)絕緣導(dǎo)熱膠或金屬面觸接。
本實(shí)用新型所提供的一種大功率LED照明燈具功能器件的一體化模組結(jié)構(gòu)，由于采用上述前置的導(dǎo)熱散熱結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了在現(xiàn)有各種標(biāo)準(zhǔn)燈型外殼中設(shè)置大功率的LED照明燈具，并且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)化，成本低，可在更小燈具空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大功率的LED照明。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的多LED光源的照明燈具結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的單LED光源的照明燈具結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖3為本實(shí)用新型的多LED光源照明燈具的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖4為本實(shí)用新型的單LED光源照明燈具的第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)剖視圖；圖5為本實(shí)用新型的單LED光源照明燈具的第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，將對(duì)本實(shí)用新型的各較佳實(shí)施例進(jìn)行更為詳細(xì)的說(shuō)明。
本實(shí)用新型的核心構(gòu)思是將大功率LED照明燈具的內(nèi)部主要的功能器件，即反光杯、散熱器、承托基板、LED光源、恒流驅(qū)動(dòng)器、導(dǎo)熱片等主要功能器件，通過(guò)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)功能器件一體化、模組化結(jié)構(gòu)，從而可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，并能在現(xiàn)有的各標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型的較小外殼的燈型中實(shí)現(xiàn)大功率LED的照明燈具。
本實(shí)用新型所述的大功率LED照明燈具功能器件的一體化模組結(jié)構(gòu)，如圖3所示的，所述LED照明燈具包括至少一LED光源211，設(shè)置在對(duì)應(yīng)的導(dǎo)熱片212上；以及一恒流驅(qū)動(dòng)器213，連接驅(qū)動(dòng)所述LED光源211。本實(shí)用新型所述的模組結(jié)構(gòu)200，如圖3和圖4所示的，可選用厚約20mm導(dǎo)熱性良好的平面金屬板材作為主基板，先在金屬主基板上通過(guò)壓鑄、車(chē)銑等生產(chǎn)工藝制作出一個(gè)或多個(gè)內(nèi)凹陷反光杯體，作為導(dǎo)光部分，例如通過(guò)打磨、拋光、電鍍、噴涂等手段將反光杯體表面處理成高光面(或根據(jù)不同要求處理成毛面及粗糙面)，以形成出光通道214，該出光通道214的底部為一納光開(kāi)口215，可以將所述LED光源211納置于該納光開(kāi)口中。
但顯然，本實(shí)用新型的所述模組結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光部分并不限于反光杯體的構(gòu)造，本實(shí)用新型的模組結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光部分也可以設(shè)置為任意截面形狀的出光通道，然后在該出光通道中設(shè)置改變光照效果的光學(xué)透鏡，例如凸透鏡或凹透鏡。
本實(shí)用新型的所述模組結(jié)構(gòu)須前置于所述LED光源前，從而前置于所述導(dǎo)熱片212前，所述模組結(jié)構(gòu)的出光口側(cè)設(shè)置為一散熱表面216，該散熱表面較好的是暴露于空氣中，并且可在其上設(shè)置有增加散熱面積的溝槽結(jié)構(gòu)217；在所述模組結(jié)構(gòu)的納光口底側(cè)則與所述導(dǎo)熱片212保持觸接，其觸接方式可以采用增加導(dǎo)熱性能的任意方式，例如在所述模組結(jié)構(gòu)200的底側(cè)與所述導(dǎo)熱片212之間涂有絕緣導(dǎo)熱的硅膠層，或者，通過(guò)螺釘方式保持兩者金屬面之間的觸接。
為增加導(dǎo)熱效果，本實(shí)用新型所述的模組結(jié)構(gòu)中，其底側(cè)可設(shè)置為一觸接平面218，用于與所述導(dǎo)熱片212的對(duì)應(yīng)部分進(jìn)行觸接導(dǎo)熱。同時(shí)，所述導(dǎo)熱片的觸接部分可以是覆銅層，或者是去掉覆銅層后的導(dǎo)熱絕緣層，也可以是去掉覆銅層和導(dǎo)熱絕緣層后的金屬基層。
本實(shí)用新型所述導(dǎo)熱片212的觸接部分可做如下處理，在其LED光源安裝電路的外側(cè)周邊空閑部分進(jìn)行蝕洗，露出導(dǎo)熱片的覆銅層或?qū)峤^緣層或金屬基層，然后再與所述模組結(jié)構(gòu)的底側(cè)觸接，以達(dá)到更好的導(dǎo)熱效果。
本實(shí)用新型所述模組結(jié)構(gòu)中的反光杯可以設(shè)置為上大下小呈漏斗狀，杯體上下口均完全貫穿基板上下表面，位于所述模組結(jié)構(gòu)的底側(cè)表面的為一納光開(kāi)口，可以設(shè)置為一圓孔。其出光側(cè)表面的反光杯出光開(kāi)口形狀，則視實(shí)際光照設(shè)計(jì)要求來(lái)確定。
在所述反光杯的齊平所述模組結(jié)構(gòu)出光開(kāi)口處，可加蓋一個(gè)與反光杯外口尺寸相應(yīng)的透明鏡片219，用以隔絕LED光源、反光燈杯體與外界直接接觸，起到對(duì)LED光源、反光燈杯體的保護(hù)作用。
本實(shí)用新型的所述LED照明燈具中，由于上述散熱結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱性能較好，所述導(dǎo)熱片還可以采用雙面覆銅基板(單面覆銅金屬板的表層為銅箔線路層，中層為導(dǎo)熱絕緣層，基層為金屬板，也可雙面覆銅)，將導(dǎo)熱片正反兩面都制作電路，即在該導(dǎo)熱片的背面印制上LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，焊接上恒流驅(qū)動(dòng)器元件，制作成大功率LED光源、恒流驅(qū)動(dòng)器一體化導(dǎo)熱片。
如此，可以在所述導(dǎo)熱片的一側(cè)設(shè)置為所述LED光源，另一側(cè)設(shè)置為所述恒流驅(qū)動(dòng)器電路，這樣，由于恒流驅(qū)動(dòng)器電路也會(huì)在工作過(guò)程中產(chǎn)生一部分熱量，可以通過(guò)所述導(dǎo)熱片以及本實(shí)用新型的模組結(jié)構(gòu)向外導(dǎo)散熱，從而在本實(shí)用新型的LED照明燈具內(nèi)，無(wú)須額外設(shè)置更多的散熱結(jié)構(gòu)，即可實(shí)現(xiàn)大功率LED照明時(shí)所需的散熱要求，并能使本實(shí)用新型的LED照明燈具體積更小，生產(chǎn)工藝更為簡(jiǎn)單。
在該采用雙面覆銅的導(dǎo)熱片時(shí)，本實(shí)用新型的所述恒流驅(qū)動(dòng)器與所述LED光源之間的連接可通過(guò)導(dǎo)熱片上的印刷電路實(shí)現(xiàn)，從而減少燈具內(nèi)的電路連接點(diǎn)，以進(jìn)一步降低燈具的故障率。
本實(shí)用新型的LED照明燈具的上述結(jié)構(gòu)，可以納置于任何一種現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的燈具外型中，例如射燈MR16，如圖5所示的、射燈HR16、泛光燈、輪廓燈、路燈等；由于本實(shí)用新型的上述結(jié)構(gòu)的散熱效率高，使得本實(shí)用新型的工作電路及器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，從而實(shí)現(xiàn)了大功率LED照明在各種燈具中的應(yīng)用。
綜上，本實(shí)用新型的上述大功率LED照明燈具的一體化模組結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了燈具功能器件的一體化，使得器件個(gè)體數(shù)量減少，節(jié)省了原材料，從而節(jié)省了資源。
本實(shí)用新型的燈具殼體部分可以采用非金屬化，從而使生產(chǎn)成本降低，并且設(shè)計(jì)制作的隨意性大大提高，可輕易設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各種燈具的外型；其電路和器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝銜接簡(jiǎn)單化，從而降低了生產(chǎn)難度；而且由于燈具殼體等器件非金屬化，絕緣防水性能得到大幅度提高，提高了燈具的安全系數(shù)。
本實(shí)用新型的LED照明燈具實(shí)現(xiàn)了器件一體化、模組化，減小了成品體積，可充分發(fā)揮LED燈具超薄小型化優(yōu)勢(shì)，可制成各種標(biāo)準(zhǔn)化的燈具，并與標(biāo)準(zhǔn)燈具直接置換使用。
本實(shí)用新型LED照明燈具的散熱功能是由觸接導(dǎo)熱片的前置模組結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，該模組結(jié)構(gòu)的前端散熱表面直接暴露在外界空氣中，向外導(dǎo)散熱量，散熱效果極佳。
應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
的描述較為詳細(xì)，但不能因此而認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利保護(hù)范圍的限制，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述技術(shù)構(gòu)思做出各種可能的改變或替換，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種大功率LED照明燈具的一體化模組結(jié)構(gòu)，所述LED照明燈具包括至少一LED光源，設(shè)置于對(duì)應(yīng)的導(dǎo)熱片上；以及一恒流驅(qū)動(dòng)器，用于連接驅(qū)動(dòng)所述LED光源；其特征在于，還設(shè)置一用于導(dǎo)熱散熱的模組結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置有出光通道，該出光通道的底部為納光開(kāi)口；所述模組結(jié)構(gòu)前置于所述LED光源前，并將所述LED光源納置在所述納光開(kāi)口中；并且所述模組結(jié)構(gòu)的出光口側(cè)設(shè)置為一散熱表面，所述模組結(jié)構(gòu)的底側(cè)觸接所述導(dǎo)熱片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模組結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述恒流驅(qū)動(dòng)器還設(shè)置在所述導(dǎo)熱片上的相對(duì)于所述LED光源的另一側(cè)面，從而所述導(dǎo)熱片設(shè)置為雙面覆銅電路板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模組結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述模組結(jié)構(gòu)的出光通道，從所述納光開(kāi)口始，設(shè)置為一凹面反光杯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模組結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述模組結(jié)構(gòu)的散熱表面設(shè)置為溝槽結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模組結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述出光通道內(nèi)還設(shè)置有改變光照效果的光學(xué)透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模組結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述LED照明燈具還包括一外殼，用于納置所述模組結(jié)構(gòu)及導(dǎo)熱片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模組結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述模組結(jié)構(gòu)底側(cè)與所述導(dǎo)熱片之間通過(guò)絕緣導(dǎo)熱膠或金屬面觸接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種大功率LED照明燈具的一體化模組結(jié)構(gòu)，所述LED照明燈具包括至少一LED光源，設(shè)置于對(duì)應(yīng)的導(dǎo)熱片上；以及一恒流驅(qū)動(dòng)器，用于連接驅(qū)動(dòng)所述LED光源；一可導(dǎo)光導(dǎo)熱散熱的模組結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置有出光通道，該出光通道的底部為納光開(kāi)口；所述模組結(jié)構(gòu)前置于所述LED光源前，并將所述LED光源納置在所述納光開(kāi)口中；并且所述模組結(jié)構(gòu)的出光口側(cè)設(shè)置為一散熱表面，其底側(cè)觸接所述導(dǎo)熱片。本實(shí)用新型產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了在現(xiàn)有各種標(biāo)準(zhǔn)燈型外殼中設(shè)置大功率LED的照明燈具，并且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)化，成本低，可在更小燈具空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大功率LED的照明。
文檔編號(hào)F21V23/00GK2932084SQ20062001776
公開(kāi)日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2006年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月17日
發(fā)明者黃志高 申請(qǐng)人:黃志高