專利名稱：Led燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED燈具；尤其涉及一種優(yōu)化陣列式大功率LED 燈具的散熱功能，而作出的燈具整體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
LED具有能耗低，發(fā)熱量較低和使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)，完全可以替 代傳統(tǒng)光源?？紤]到單片LED發(fā)光亮度不足，LED燈一般采用LED陣 列式結(jié)構(gòu)，由此產(chǎn)生了LED燈具熱量集中、局部溫度過高，從而引起 電路控制系統(tǒng)不穩(wěn)定、能耗過大，燈具壽命降低等問題，由此，如何 解決散熱則成為陣列式LED燈具所需要面對的難題。
目前，針對LED燈具長時間使用后，出現(xiàn)過熱的問題，有許多制 造、設(shè)計單位或個人提出若干技術(shù)方案，如中國專利申請公開號 CN1277665A文獻(xiàn)，公開了一種LED燈散熱方案，該方案中散熱是通 過燈體內(nèi)的連接柱吸收連接LED的基座的熱量，然后仍在燈體內(nèi)散 熱，由于是多次間接散熱，且在封閉燈體內(nèi)，難以達(dá)到熱量快速傳遞， 散熱效果不佳；中國專利授權(quán)公告號CN2557805Y文獻(xiàn)中，公開了一 種大功率LED燈散熱方案，該方案中其散熱是通過燈體內(nèi)空氣吸收 LED的熱量傳送至與空氣接觸的燈體接觸的燈體散熱件，屬于氣體媒 介間接散熱，因空氣導(dǎo)熱性不夠，效果亦不佳；中國專利申請公開號
CN1359137A文獻(xiàn)中，公開了一種熱管燈散熱方案，該方案中其散熱 是通過超導(dǎo)熱管一端吸收發(fā)光裝置的熱量，在另一端傳送熱量至與空 氣接觸的燈體散熱件，該強(qiáng)制散熱方式的成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；在中國 專利申請公開號CN1603679A文獻(xiàn)中，公開了一種LED燈散熱方案， 該方案中其散熱是LED的熱量(主要是LED基底部的熱量)透過線路 板和導(dǎo)散熱膠層傳送至散熱板，熱量通過線路板時反而更加影響電路 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。以上的各種設(shè)計方案，有的散熱效果較差；有的 未解決線路板長期于高溫中工作的問題；還有的盡管散熱效果好，但 成本過高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
中國專利申請?zhí)?200420112643.7"，名稱為"大功率LED散熱 強(qiáng)化裝配結(jié)構(gòu)"的專利申請，公開了一種采用熱傳導(dǎo)實現(xiàn)LED的熱量 快速傳遞至燈具外殼，進(jìn)而通過外殼與空氣進(jìn)行熱對流散熱的技術(shù)方 案。通過散熱基板、散熱膏及散熱底板的設(shè)置，使大功率LED產(chǎn)生的 熱能可良好散熱，進(jìn)而延長大功率LED的使用壽命。但是其中的LED 芯片設(shè)置于熱散發(fā)的路徑上，沒有根本上解決燈具整體使用可靠性、 使用壽命的問題。此外，該燈具平面形外殼的表面一般都設(shè)置有涂層， 它的散熱效果不好，當(dāng)光源數(shù)量增多時，這種平面形外殼仍難以將熱 量快速交換出燈體。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種散熱效率高，控制電路獨(dú) 立于照明、散熱機(jī)構(gòu)之外，從而能延長使用壽命、降低能耗、光能衰 減小的LED燈具。
本發(fā)明的技術(shù)方案是包括連接在燈體上的LED光源、控制電路， 在燈體上還設(shè)有導(dǎo)熱基板、散熱板，散熱板外表面設(shè)有若干筋條，LED 光源直接封裝于導(dǎo)熱基板之上，LED光源連同導(dǎo)熱基板固定連接在散 熱板內(nèi)表面，導(dǎo)熱基板的兩面分別與LED光源、散熱板內(nèi)表面熱接觸， 由LED光源、導(dǎo)熱基板、散熱板及散熱板外部對應(yīng)筋條形成一熱傳導(dǎo) 路徑。
它還包括固定連接在燈體上的控制電路、電源容置腔，電源容置 腔的位置設(shè)置在LED光源與散熱板的熱傳導(dǎo)路徑之外部；容置腔內(nèi)的 控制電路、電源與LED光源電連接。
在散熱板內(nèi)表面設(shè)有若干用于連接、定位LED光源與導(dǎo)熱基板的 凹槽。
它還設(shè)有燈罩、反光板。
所述的散熱板內(nèi)表面為適合配光要求的平面、曲面、多棱面或以 上組合。
所述的LED光源陣列式布設(shè)于散熱板內(nèi)表面，LED光源之間通過 電線實現(xiàn)串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)，或通過厚膜工藝將電路直接印刷在散 熱板內(nèi)表面在使LED光源之間串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)。
所述的LED光源之上設(shè)具有光有管理作用的透鏡或反光板。 本發(fā)明將LED光源與散熱板(即燈具的結(jié)構(gòu)性外殼)通過一片狀 的導(dǎo)熱基板熱連接，使得LED光源在長期使用過程中發(fā)出的大量熱量 能快速、高效地通過帶有散熱裝置的散熱板"直排"出燈體內(nèi)部，降 低燈體內(nèi)部溫度，確保LED光源不過熱。LED光源與控制電路電連接，
將控制電路設(shè)置于熱傳遞路徑之外，使得控制電路溫度不會過高。工 作環(huán)境溫度對電阻、電容、電感等各電路元器件的工作穩(wěn)定性有很大 影響，超過工作溫度時，溫度升高，電阻(金屬電阻)增大，電路穩(wěn)
定性降低，燈具的能耗增加、光效降低，使用壽命也會大幅縮短。LED 燈具中，主要發(fā)熱部件為LED光源(P-N結(jié))和控制電路上的電阻、 電感線圈，其中LED光源(P-N結(jié))所產(chǎn)生的熱量又占據(jù)了絕大部分， 熱量散發(fā)影響控制電路穩(wěn)定性，從而影響LED光源發(fā)光效果，同時進(jìn) 一步增加燈具局部溫度，造成惡性循環(huán)。在本發(fā)明中， 一是使LED光 源與散熱外殼直接進(jìn)行熱接觸，使LED光源產(chǎn)生的熱量可以更迅速的 通過散熱外殼傳遞往外界，以達(dá)到更好的散熱效果；二是實現(xiàn)了控制 電路與LED光源的空間分離，減少LED發(fā)熱對控制電路的影響，增強(qiáng) 控制電路穩(wěn)定性。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
圖中，1為散熱板，la為筋條，2為控制電路，3為容置腔，4 為外殼，4a為分隔筋，5為燈罩，6為LED光源，7為導(dǎo)熱基板，8 為反光板，9為電源；I所指示虛線框為開放性散熱區(qū)域，II所指示 虛線框為LED電器區(qū)域，III所指示虛線框為LED照明區(qū)域。
圖1-1為圖1中M處局部放大圖
圖2為本發(fā)明中容置腔設(shè)于燈體側(cè)部的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2-1為本發(fā)明中容置腔設(shè)于燈體上部的結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為本發(fā)明應(yīng)用于路燈的結(jié)構(gòu)示意圖
圖4-1為本發(fā)明應(yīng)用于吊燈的一種實施方式結(jié)構(gòu)示意圖
圖4-2為本發(fā)明應(yīng)用于吊燈的另一種實施方式結(jié)構(gòu)示意圖
圖5為本發(fā)明應(yīng)用于吸頂燈的結(jié)構(gòu)示意圖
圖6為本發(fā)明應(yīng)用于雙電器腔吊燈的結(jié)構(gòu)示意圖
圖7為本發(fā)明應(yīng)用于雙照明腔吊燈的結(jié)構(gòu)示意圖
圖8為本發(fā)明應(yīng)用于壁燈的結(jié)構(gòu)示意圖
圖9為本發(fā)明應(yīng)用于LED導(dǎo)光板燈的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施方式
實施例1
如圖1，本發(fā)明包括連接在燈體上的LED光源6、控制電路2， 在燈體上還設(shè)有散熱板1， LED光源6固定連接在散熱板1內(nèi)表面， 散熱板1外表面設(shè)有若干筋條la; LED光源6封裝于導(dǎo)熱基板7之上， LED光源6連同導(dǎo)熱基板7固定連接在散熱板1內(nèi)表面，導(dǎo)熱基板7 的兩面分別與LED光源6、散熱板1內(nèi)表面熱接觸，由LED光源6、 導(dǎo)熱基板7、散熱板1及散熱板外部對應(yīng)筋條la形成一熱傳導(dǎo)路徑。 圖1-1示意出本發(fā)明的熱量傳遞路徑，圖中可看出，筋條la與空氣 對流散熱的散熱面積增大，提高了散熱效果。
本發(fā)明還包括一固定連接在燈體上的控制電路2、電源9的容置 腔3，容置腔3的位置設(shè)置在LED光源6與散熱板1的熱傳導(dǎo)、對流
路徑之外部；容置腔3內(nèi)的控制電路2、電源9與LED光源6電連接。 在散熱板1內(nèi)表面設(shè)有若干用于連接LED光源6與導(dǎo)熱基板7的
它還設(shè)有燈罩5、反光板8。
圖中散熱板1 (即燈體外殼頂部殼體)上通過成型工藝或焊接加 工，設(shè)置若干筋條la，形成開放性散熱區(qū)域I，該區(qū)域具有一由下 至上的散熱路徑，筋條la (類似或等同與散熱翅板)與空氣能形成 高效的熱對流，如圖l-l。在散熱板l的下方，散熱板1與燈罩5形 成一封閉、半封閉或開放的區(qū)域，該區(qū)域為LED照明區(qū)域III;本發(fā)明 將控制電路2、電源9置于一容置腔3內(nèi)，形成一LED電器區(qū)域II， 它設(shè)置在散熱路徑之外，可在外殼4內(nèi)通過分隔筋4a形成，也可獨(dú) 立設(shè)置為一盒體。使LED電器區(qū)域II與LED照明區(qū)域III部分加大了空 間上的分布距離，減少了這兩個區(qū)域各自的工作環(huán)境之間的影響，LED 電器區(qū)域II與LED照明區(qū)域III的合理分布可增加該區(qū)域的外部結(jié)構(gòu) 裸露面積，即與外界的熱交換面積，進(jìn)一步實現(xiàn)了降溫效果。
在絕緣可靠的情況下，散熱板1、外殼4還可置于水等換熱效率 較好的媒介中。
PCB控制電路板2為獨(dú)立設(shè)置，當(dāng)其上的集成電路可以獨(dú)立完成 電路控制(穩(wěn)壓、電路調(diào)控等該燈具電路所要求具備功能)時，可省 略容置腔3;同樣，當(dāng)容置腔3 (內(nèi)含電池組或蓄電池等供電設(shè)備， 及相關(guān)起恒壓、控制等作用的電器件)可以獨(dú)立完成電路控制(穩(wěn)壓、 電路調(diào)控等該燈具電路所要求具備功能)時，可省略PBC控制電路板 2。
LED電器區(qū)域II位于LED照明區(qū)域III至開放性散熱區(qū)域I所形成 的熱傳導(dǎo)、對流路徑之外，其空間相對位置可根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整， 如圖2、 2-1。
用于戶外照明使用的LED燈具的LED電器區(qū)域腔II 、 LED照明區(qū) 域III，該兩區(qū)域的構(gòu)件分別形成密閉設(shè)置，達(dá)到IP65以上防護(hù)等級 要求，戶內(nèi)照明的LED燈具的LED電器區(qū)域II、 LED照明區(qū)域III，其 區(qū)域內(nèi)部達(dá)到IP20防護(hù)等級要求。
本發(fā)明使陣列式大功率LED燈具具備良好的散熱效果，同時結(jié)構(gòu) 合理，便于設(shè)計應(yīng)用，利于生產(chǎn)加工，在各類燈具中都可得到較好的 應(yīng)用，可應(yīng)用于各類燈具。
實施例2
如圖3所示，該LED路燈燈頭包含三個分離的功能性結(jié)構(gòu)腔，由 燈體、LED光源與控制電路組成。外部電源線接入容置腔3內(nèi)的電源 9，轉(zhuǎn)化為LED恒定工作電壓接入PCB控制電路板2，經(jīng)由散熱板l 與外殼4上的分隔筋4a之間的過線槽接入照明區(qū)域III;多顆LED光 源6分別封裝于各自對應(yīng)的LED導(dǎo)熱基板7上，陣列式排布于散熱板 l內(nèi)表面的凹槽內(nèi)，通過接線實現(xiàn)LED光源6之間的串并連接，總線 連接LED電器區(qū)域II引出線。LED光源6產(chǎn)生的絕大部分熱量由導(dǎo)熱 基板7直接傳導(dǎo)入開放式散熱板1下表面直至開放式散熱板1上部分 多根錯落有致的格柵狀導(dǎo)熱筋條la，由于本燈具開放式散熱區(qū)域I
直接裸露于外界空氣中，由溫壓作用與外界自然風(fēng)共同作用形成的空 氣對流通過開放式散熱板1上部分多根錯落有致的格柵狀導(dǎo)熱筋條 間的空隙，實現(xiàn)開放式散熱區(qū)域I內(nèi)的熱空氣與外界的冷空氣交換，
迅速的將LED光源6產(chǎn)生的熱量最大限度的散發(fā)出去，從而實現(xiàn)了高 效的散熱效果。由于封蓋外殼上分隔筋4a的阻擋，LED照明區(qū)域m 的大部分熱量將不會傳至LED電器區(qū)域II，而電器區(qū)域II內(nèi)電阻、電 感線圈等電器件產(chǎn)生的熱量經(jīng)由開放式散熱板1與封蓋外殼4傳至外 界，降低了電器區(qū)域內(nèi)溫度，減小了對控制電路的負(fù)面影響。
實施例3
如圖4、 4-1所示，LED吊燈包含三個分離的功能性結(jié)構(gòu)區(qū)域，LED 電器區(qū)域II空間位置位于開放式散熱區(qū)域I上方；LED照明區(qū)域III空 間位置位于開放式散熱區(qū)域I下方。該燈具通過PCB控制電路板2進(jìn) 行電路控制，電源直接接入容置腔3內(nèi)的PCB控制電路板2，經(jīng)由開 放式散熱板1與封蓋外殼上的分隔筋4a之間的過線槽接入LED照明 區(qū)域m，照明區(qū)域內(nèi)接線與實施例l所述路燈類似。LED光源6產(chǎn)生 的絕大部分熱量由導(dǎo)熱基板7直接傳導(dǎo)入開放式散熱板1下表面直至 開放式散熱板1上部分多根錯落有致的格柵狀導(dǎo)熱筋條la，由于本 燈具開放式散熱區(qū)域部分I直接裸露于外界空氣中，由溫壓作用與外 界自然風(fēng)共同作用形成的空氣對流通過開放式散熱板1上部分多根 錯落有致的格柵狀導(dǎo)熱筋條間的空隙，實現(xiàn)開放式散熱區(qū)域I內(nèi)的熱 空氣與外界的冷空氣交換，迅速的將LED光源6產(chǎn)生的熱量最大限度 的散發(fā)出去，從而實現(xiàn)了高效的散熱效果。由于LED電器區(qū)域n與
LED照明區(qū)域III之間分隔了一個較大的距離，LED照明區(qū)域III的大部 分熱量將不會傳至LED電器區(qū)域II ，而PCB電路控制板2上所產(chǎn)生的 熱量經(jīng)由開放式散熱板1與封蓋外殼4傳至外界，降低了電器腔內(nèi)溫 度，減小了對控制電路的負(fù)面影響。
實施例4
如圖5所示，LED吸頂燈功能結(jié)構(gòu)與實施例2所述吊燈雷同，僅 安裝方式存在區(qū)別。電路實現(xiàn)與散熱實現(xiàn)完全參照實施例2所述吊 燈。
實施例5
如圖6所示，該LED吊燈功能結(jié)構(gòu)與實施例1所述路燈類似，但 共設(shè)有四個分離的功能性結(jié)構(gòu)腔，其中包括一個開放式散熱區(qū)域I、 一個位于開放式散熱區(qū)域I下方的LED照明區(qū)域III與兩個位于燈體 兩端LED電器區(qū)域II。 LED照明區(qū)域in內(nèi)，多顆LED光源6分別封裝 于各自對應(yīng)的LED導(dǎo)熱基板7，沿?zé)艟唛L度方向排布于開放性散熱板 l內(nèi)表面的凹槽內(nèi)，LED光源6分成兩路或多路接線，分別接入位于 燈具兩端的兩個LED電器區(qū)域II以實現(xiàn)對LED光源陣列的分路控制。 LED光源6產(chǎn)生的絕大部分熱量由導(dǎo)熱基板7直接傳導(dǎo)入開放式散熱 板1下表面直至開放式散熱板1上部分多根錯落有致的格柵狀導(dǎo)熱筋 條la，由于本燈具開放式散熱區(qū)域I部分直接裸露于外界空氣中， 由溫壓作用所形成的空氣對流通過開放式散熱板1上部分多根錯落 有致的格柵狀導(dǎo)熱筋條間的空隙，實現(xiàn)開放式散熱區(qū)域I內(nèi)的熱空氣
與外界的冷空氣交換，迅速的將LED光源6產(chǎn)生的熱量最大限度的散 發(fā)出去，從而實現(xiàn)了高效的散熱效果。由于封蓋外殼上分隔筋4a的 阻擋，LED照明區(qū)域III的大部分熱量將不會傳至LED電器區(qū)域n，而 電器區(qū)域II內(nèi)電阻、電感線圈等電器件產(chǎn)生的熱量經(jīng)由開放式散熱板 l與封蓋外殼4傳至外界，降低了電器腔內(nèi)溫度，減小了對控制電路 的負(fù)面影響。
實施例6
如圖7所示，該LED吊燈功能結(jié)構(gòu)與實施例2所述吊燈類似，但 共設(shè)有五個分離的功能性結(jié)構(gòu)腔，其中包括一個沿?zé)趔w長度方向布置 的LED電器區(qū)域II 、兩個分置于LED電器區(qū)域II兩側(cè)的開放式散熱區(qū)
域i 、及分置于兩個開放式散熱區(qū)域i下方的兩個led照明區(qū)域ni。
外部電源線接入容置腔3內(nèi)的電源9，轉(zhuǎn)化為LED恒定工作電壓后分 別接入兩塊PCB控制電路板2，再封蓋外殼上的分隔筋4a上預(yù)留的 過線孔接入LED照明區(qū)域m，由兩塊PCB控制電路板2分別對兩個 LED照明區(qū)域III內(nèi)的LED光源6進(jìn)行電源供給與控制。燈具散熱原理 與實施例1所述路燈類似。
實施例3、實施例5、實施例6所述吊燈適用于吊繩、吊桿、吊 鏈等各類懸吊燈具。實施例4所述吸頂燈同樣適用于墻面安裝。
實施例7
如圖8所示，LED壁燈包含三個分離的功能性結(jié)構(gòu)腔，LED照明 區(qū)域III空間位置位于開放式散熱區(qū)域I下方；LED電器區(qū)域II空間位
置位于LED照明區(qū)域III下方。該燈具通過容置腔3進(jìn)行電路控制，省 略了PCB控制電路板2，外部電源線接入容置腔3內(nèi)的電源9，，經(jīng)由 開放式散熱板1與封蓋外殼上的分隔筋4a之間的過線槽接入LED照 明區(qū)域III，照明區(qū)域內(nèi)接線與實施例5所述吊燈類似。
實施例8
如圖9所示，LED導(dǎo)光板包含五個分離的功能性結(jié)構(gòu)腔，開放式 散熱區(qū)域I空間位置位于LED照明區(qū)域III兩側(cè)；LED電器區(qū)域II空間
位置位于led照明區(qū)域in兩端，led照明區(qū)域III內(nèi)照明主要通過導(dǎo)光
板5實現(xiàn)。該燈具通過PCB控制電路板2進(jìn)行電路控制，電源直接接 入PCB控制電路板2，經(jīng)由與封蓋外殼上分隔筋4a上預(yù)留的過線孔 接入LED照明區(qū)域m，照明腔內(nèi)接線與實施例5所述吊燈類似。
本發(fā)明的功能性分離結(jié)構(gòu)大幅降低了 LED光源發(fā)熱對控制電路工 作溫度的影響，增強(qiáng)了 LED控制電路的穩(wěn)定性；同時具有散熱板l外 部的導(dǎo)熱筋條，增加了散熱面積，而LED光源與散熱板直接進(jìn)行熱接 觸，減少了間接散熱的次數(shù)，進(jìn)一步加速了燈具與外界的熱交換，降 低了光源及電器的工作溫度，從而減少了電路阻耗，提高了光效，延 長了燈具的使用壽命。
權(quán)利要求
1、一種LED燈具，包括連接在燈體上的LED光源、控制電路，其特征在于，在燈體上還設(shè)有導(dǎo)熱基板、散熱板，散熱板外表面設(shè)有若干筋條，LED光源直接封裝于導(dǎo)熱基板之上，LED光源連同導(dǎo)熱基板固定連接在散熱板內(nèi)表面，導(dǎo)熱基板的兩面分別與LED光源、散熱板內(nèi)表面熱接觸，由LED光源、導(dǎo)熱基板、散熱板及散熱板外部對應(yīng)筋條形成一熱傳導(dǎo)路徑。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈具，其特征在于，它還包括固定 連接在燈體上的控制電路、電源容置腔，電源容置腔的位置設(shè)置在 LED光源與散熱板的熱傳導(dǎo)路徑之外部；容置腔內(nèi)的控制電路、電源 與LED光源電連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈具，其特征在于，在散熱板內(nèi)表 面設(shè)有若干用于連接、定位LED光源與導(dǎo)熱基板的凹槽。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的LED燈具，其特征在于，它還 設(shè)有燈罩、反光板。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的LED燈具，其特征在于，所述 的散熱板內(nèi)表面為適合配光要求的平面、曲面、多棱面或以上組合。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的LED燈具，其特征在于，所述 的LED光源陣列式布設(shè)于散熱板內(nèi)表面，LED光源之間通過電線實 現(xiàn)串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)，或通過厚膜工藝將電路直接印刷在散熱板內(nèi) 表面在使LED光源之間串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)。
7、根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的LED燈具，其特征在于，所述 的LED光源之上設(shè)具有光有管理作用的透鏡或反光板。
全文摘要
LED燈具。本發(fā)明涉及一種LED燈具。它包括連接在燈體上的LED光源、控制電路，在燈體上還設(shè)有導(dǎo)熱基板、散熱板，散熱板外表面設(shè)有若干筋條，LED光源直接封裝于導(dǎo)熱基板之上，LED光源連同導(dǎo)熱基板固定連接在散熱板內(nèi)表面，導(dǎo)熱基板的兩面分別與LED光源、散熱板內(nèi)表面熱接觸，由LED光源、導(dǎo)熱基板、散熱板及散熱板外部對應(yīng)筋條形成一熱傳導(dǎo)路徑。本發(fā)明一可使LED光源與散熱外殼直接進(jìn)行熱接觸，使LED光源產(chǎn)生的熱量可以更迅速的通過散熱外殼傳遞往外界，以達(dá)到更好的散熱效果；二可實現(xiàn)控制電路與LED光源的空間分離，減少LED發(fā)熱對控制電路的影響，增強(qiáng)控制電路穩(wěn)定性。
文檔編號F21V17/00GK101377291SQ20071013174
公開日2009年3月4日 申請日期2007年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者杰 史 申請人:杰 史