專利名稱：采用二級散熱的led照明燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型一般地涉及LED照明燈具，更具體地，本實(shí)用新型涉及 一種具有高散熱效率、大照射角度和均勻光照強(qiáng)度的LED照明燈。
背景技術(shù)：
隨著發(fā)光二極管(LED)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的大功率LED燈被 設(shè)計(jì)用于照明，例如居家照明。相對于現(xiàn)有的白熾燈等照明光源，LED 燈具有亮度充足、節(jié)能、可靠性高、壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)，這使其在照明 領(lǐng)域具有更廣闊的應(yīng)用前景。
對于大功率LED，散熱效果的好壞成為決定其性能的重要因素。現(xiàn) 有技術(shù)的LED燈是將至少一個(gè)封裝好的LED芯片設(shè)置在基體上以形成單
獨(dú)的或陣列式的光源，同時(shí)緊貼著基體連接散熱體以促進(jìn)熱量的散發(fā)。 如中國專利號為"200720141005.1"的LED燈泡改良結(jié)構(gòu)專利中，在燈外
部設(shè)有一燈頭，內(nèi)部設(shè)有光源的發(fā)光二極管，在基座底部貼合有一面積 大于基座面積的加大散熱片。中國發(fā)明專利申請CN101349415A則公開了 一種大功率LED燈對流散熱裝置，其采用的技術(shù)方案是在散熱板體的一 側(cè)設(shè)置有一組LED燈，在散熱板體的另一側(cè)設(shè)置一組散熱凸起，并在散 熱板體安裝槽的兩側(cè)設(shè)置帶有輔助散熱凸起及空氣對流孔的輔助散熱 板。這些直接接觸式的散熱結(jié)構(gòu)雖然減少了基座與散熱片之間的熱阻， 但在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較多熱量的情況下，仍然存在熱量聚集的問題。
另外，這些LED燈雖然可以滿足普通的照明需求，但由于其LED發(fā)
光體均位于同一平面內(nèi)，因此所發(fā)射的光指向性強(qiáng)而照射范圍較小。 針對照射角度較小的問題，中國發(fā)明專利申請CN101182916A公開了一種 LED燈具，其包括若干LED和LED承載體，所述LED承載體具有呈平面狀 的第一LED承載面和等角度分布在一圓周上的傾斜的第二LED承載面。 這種結(jié)構(gòu)能夠擴(kuò)大出光范圍，但由于其傾斜面不連續(xù)且傾斜面上的LED僅位于一個(gè)球面上，因此其光照強(qiáng)度的分布并不均勻。
承上所述，需要提供一種散熱效率高、照射角度大且光照強(qiáng)度均勻
易加工生產(chǎn)的LED照明燈，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種新型LED照明燈，此 種LED燈能夠提高散熱效率，增大照射角度，同時(shí)很好地保障光照的平 均強(qiáng)度，達(dá)到良好的照明效果,且易于生產(chǎn)及安裝。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種LED燈，其包括一級散熱體和 二級散熱體，該一級散熱體具有一個(gè)或多個(gè)斜面，每個(gè)所述一級散熱體 頂部設(shè)置有至少一個(gè)LED芯片，所述LED芯片外部設(shè)置有反光燈杯。
優(yōu)選地，所述一級散熱體通過正負(fù)極串聯(lián)形成相互連接的多個(gè)斜面。
優(yōu)選地，所述一級散熱體和二級散熱體至少部分連接或接觸。
優(yōu)選地，所述一級散熱體沿著二級散熱體中心軸呈放射狀周期性分布， 且相鄰斜面具有不同的傾斜角。
優(yōu)選地，所述斜面包括具有一定高度的LED芯片支座，所述LED芯 片坐落于所述支座上。
優(yōu)選地，斜面的傾斜角范圍為10°至80°。
優(yōu)選地，所述一級散熱體為由金屬材料加工而成的支架。
優(yōu)選地，二級散熱體為澆鑄成形的金屬材料塊。
優(yōu)選地，二級散熱體的外部具有翅狀的散熱片。
優(yōu)選地，通過兩級散熱結(jié)構(gòu)，使一級散熱體的溫度保持在80。C一 120°C， 二級散熱體的溫度保持在90。C以下。
優(yōu)選地，LED芯片外部設(shè)置的燈杯是由諸如透明物料或不透明物料 制成的。
優(yōu)選地，所述燈杯為碗形、半球形、拋物面形或圓錐面形等。 為實(shí)現(xiàn)上述及相關(guān)目標(biāo)，本實(shí)用新型包含在下文充分描述并在權(quán)利 要求書中特別指出的特征。以下說明及附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的某 些示例性實(shí)施例。然而，這些實(shí)施例是示例性的，本實(shí)用新型的原理可
以具有一些與這里公開的等同的實(shí)施方式。


通過下面對本實(shí)用新型的詳細(xì)說明并結(jié)合以下附圖，本實(shí)用新型的 其它目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)和新特征將變得明顯，附圖中相同的附圖標(biāo)記指代相同 的部分，其中
圖1是根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的LED燈的側(cè)視圖； 圖2是根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的LED芯片與芯片支架的局部連
接示意圖及3D示意圖3是根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的電路連接示意圖。 圖4是根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的LED燈的俯視圖； 圖5是根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的LED芯片與接線柱的局部放大 示意具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種新型的LED照明燈，其包括具有一級散熱體與 二級散熱體及反光燈杯，且每個(gè)一級散熱體頂部設(shè)置至少一個(gè)LED芯片。 該LED燈采用二級散熱技術(shù)，使一級散熱體的溫度保持在80。C一120。C， 二級散熱體的溫度保持在90°C以下，從而可極大地提高散熱效率。 下面將參考附圖對本發(fā)明的LED照明燈進(jìn)行詳細(xì)描述。 現(xiàn)在參考圖1，其為根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的LED燈的側(cè)視圖。 該實(shí)施例的LED燈主要包括LED芯片1、燈杯3、燈頭12、 一級散熱體 2和二級散熱體8以及虛線部分所示的內(nèi)部直流供電電子板13，其中燈 頭或燈座12用于連接220V交流電源以便為LED燈供電，其與普通照明 燈泡的相應(yīng)燈頭具有相同的規(guī)格，從而該LED燈可以方便地替換當(dāng)前所 用的日光燈。
一級散熱體2是由導(dǎo)熱性能良好且具有一定機(jī)械強(qiáng)度的金屬制成的， 其用作支撐LED芯片或發(fā)光體的支架，該支架可通過常用機(jī)械加工工藝 (如切割)制成，例如利用切削、切割工藝等工藝形成如圖1所示的多 個(gè)斜面15和15，，這些斜面圍繞LED燈的中心軸呈大致放射狀周期性 分布或大致對稱分布，并相對于中心平面向下傾斜(具體可參見圖4)?？梢酝ㄟ^例如電鍍等鍍膜工藝使這些斜面具有非常好的光源反射性，從 而提高光利用率。這些斜面相對于中心平面可以具有相同的或不同的傾 斜角，例如可以對這些斜面進(jìn)行設(shè)置，以使相鄰斜面相對于水平面具有
不同的傾斜角。例如從圖1可以看出，斜面15的傾斜角大于斜面15'的 傾斜角。作為替代，當(dāng)斜面數(shù)量足夠多時(shí)，可以使間隔一個(gè)或一個(gè)以上 斜面的兩斜面具有相同的傾斜角，也就是斜面的傾斜角可以周期性地變 化，從而使LED發(fā)光體在整個(gè)圓周方向上的照射也周期性變化，以提高 各個(gè)方向上光照的均勻度。為了實(shí)現(xiàn)最佳的照明效果，優(yōu)選將所有一級 散熱體2的斜面的傾斜角限定在10。至80。的范圍內(nèi)，如10。、 15°、 20°、 30°、 45°、 60°、 70。、 75?；?0。等。
在每個(gè)斜面上設(shè)置至少一個(gè)容納在燈杯3中的LED芯片作為發(fā)光 源。燈杯3的形狀優(yōu)選為圖1中所示的碗形或半球形，當(dāng)然也可采用其 他的形狀，例如拋物面形、圓錐面形等。燈杯3可以采用透明或非透明 的材料例如PC材料(即聚碳酸酯)或其他聚合物制成。根據(jù)光效的需要， 也可以采用磨砂玻璃或半透明的其他塑料材料制作各種不同形狀的燈杯 3，以增加光線的柔和度及LED燈的美觀度。采用電鍍等工藝對燈杯的 表面進(jìn)行加工，從而增加發(fā)光亮度。且燈杯內(nèi)可以放置透明物質(zhì)如凝膠 等以進(jìn)一步固定LED芯片的安裝及其引線連接。圖2A通過局部放大示 意圖詳細(xì)顯示了 LED芯片的設(shè)置方式，其中LED芯片1被設(shè)置在相對 于燈杯3的底部凸出一定高度的LED芯片支座(即一級散熱體2的頂部) 上。從圖2A可以看出，在燈杯3下方還設(shè)置有絕緣體5，用于固定電源 線接口 4和一級散熱體2，且該電源線接口 4和一級散熱體2進(jìn)一步向前 延伸進(jìn)入燈杯3中，以便進(jìn)行LED芯片1的安裝和引線連接。該絕緣體 可以是柔性絕緣材料，也可以是具有一定硬度的絕緣材料。從圖2A可以 看出一級散熱體2的支架的正負(fù)極可以進(jìn)行串聯(lián)組成多個(gè)斜面，如圖2B 的3D示意圖所示為多個(gè)串聯(lián)的斜面，采用這種串聯(lián)方式可以減少生產(chǎn)成 本，易于生產(chǎn)。
如圖l所示，多個(gè)一級散熱體2通過一固定體33被壓置于二級散熱 體8上，并且用緊固件例如螺絲31與二級散熱體8組裝在一起，以便于 導(dǎo)電線的連接，從圖4中也可以看出這種組裝連接方式。 一級散熱體2可以由金屬或合金材料加工制成，其下部可以如圖2A和圖2B所示進(jìn)行 加寬，從而加大一級散熱體與二級散熱體之間的接觸面積，更有利于熱 量的傳導(dǎo)和散發(fā)。二級散熱體8可以是澆鑄成形的金屬或合金塊，且其 外部優(yōu)選具有相當(dāng)數(shù)量的、可最大限度增加與空氣接觸面積的高效散熱 翅狀結(jié)構(gòu)。通過這種二級散熱結(jié)構(gòu)，LED芯片在通電時(shí)所散發(fā)的熱量首 先被LED芯片支座(即一級散熱體的頂端)和一級散熱體2快速帶走并 傳遞給二級散熱體8，然后經(jīng)由二級散熱體8外部的翅狀結(jié)構(gòu)與空氣的熱 交換實(shí)現(xiàn)較好的散熱效果。通過這種兩級散熱機(jī)構(gòu)，可以使一級散熱體2 的溫度一般保持在80。C一 120°C， 二級散熱體8的溫度則一般保持在90°C 以下。與現(xiàn)有技術(shù)中LED芯片的支撐體與散熱體緊密結(jié)合的結(jié)構(gòu)相比， 這種二級散熱結(jié)構(gòu)不僅增大了散熱面積，而且通過兩個(gè)散熱體的不同溫 度實(shí)現(xiàn)從一級散熱體2到二級散熱體8的快速熱傳遞，避免熱量在一級 散熱體2中積累而影響LED芯片的性能，同時(shí)兩個(gè)散熱體周圍的空氣也 會由于被加熱到不同溫度而形成空氣流動，從而更進(jìn)一步提高散熱效率。 現(xiàn)在參考圖4和圖5，其分別為根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的LED 燈的俯視圖和LED芯片與接線柱的局部放大示意圖。從圖中可以看出， 僅通過一個(gè)固定體33和緊固件31即可實(shí)現(xiàn)多個(gè)一級散熱體2與二級散 熱體8的緊固連接，從而提高LED燈的生產(chǎn)效率并降低成本。如圖所示， LED芯片沿圓周方向呈大致周期性分布，且相鄰LED芯片的主照射方向 (即沿著斜面向上的方向)不同，從而增大LED燈的光照角度并提高平 均光照強(qiáng)度。根據(jù)需要，在同一徑向上可以通過多個(gè)斜面的電源線接口 串聯(lián)來設(shè)置更多個(gè)具有不同傾斜角的斜面層級以實(shí)現(xiàn)更好的照明效果。 每個(gè)LED芯片通過兩條鍵合線20連接到兩個(gè)LED電源線接口 4，該鍵 合線20優(yōu)選為本領(lǐng)域常用的金線。LED電源線接口 4為小塊的金屬管柱， 其嵌入在絕緣體5中而與一級散熱體2形成電絕緣，并與下面的直流供 電電子板13形成電連接，從而為LED芯片1供電。該LED燈的內(nèi)部電 路連接如圖3所示。在該LED燈的內(nèi)部空腔中安置有直流供電電子板13。 該直流供電電子板13是PCB板，其包含將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的轉(zhuǎn)換 器，這種轉(zhuǎn)換器可以使用本領(lǐng)域公知的器件，在此不詳細(xì)描述。同時(shí)該 直流供電電子板還包括控制每個(gè)LED發(fā)光體的電流的控制部分。轉(zhuǎn)換器
8的輸入端通過導(dǎo)線19連接到燈頭12上，以便從燈頭獲得220V的交流電 壓，同時(shí)轉(zhuǎn)換器的輸出端通過直流電源線18連接到PCB板13的輸入端 上，并進(jìn)一步經(jīng)由PCB板13的輸出端、LED電源線接口 4和鍵合線20 向LED芯片1提供轉(zhuǎn)換得到的直流電源。
綜上所述，在所設(shè)計(jì)的新型LED燈的結(jié)構(gòu)中，兩級散熱機(jī)構(gòu)的使用 可以很好地實(shí)現(xiàn)LED芯片的快速散熱，避免熱量在一級散熱體上積累而 導(dǎo)致LED芯片性能退化。同時(shí)， 一級散熱體上設(shè)置LED芯片的斜面可以 實(shí)現(xiàn)較大的光照角度，而同一層級上斜面的大致周期性變化或大致對稱 分布則保證了圓周光照的均勻性，因此整體上更顯著地提高LED燈的光 照角度和平均光照強(qiáng)度。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，通過閱讀前述說明，可以想到許多修改
和改進(jìn)。本實(shí)用新型希望覆蓋權(quán)利要求書的內(nèi)容及任何等價(jià)物。這里所
用的具體實(shí)施例是為了幫助理解本實(shí)用新型，并不將其用于以比權(quán)利要 求書及其等價(jià)物更窄的方式限制本實(shí)用新型的范圍。另外，雖然在上面
已通過優(yōu)選實(shí)施例描述了本實(shí)用新型的具體特征，但某些具體特征可以 變化而不偏離本實(shí)用新型的范圍.
權(quán)利要求1、一種LED燈，其特征在于包括一級散熱體和二級散熱體，該一級散熱體具有一個(gè)或多個(gè)斜面，每個(gè)所述一級散熱體頂部設(shè)置有至少一個(gè)LED芯片，所述LED芯片外部設(shè)置有反光燈杯。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其特征在于所述一級散熱體通 過正負(fù)極串聯(lián)形成相互連接的多個(gè)斜面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其特征在于所述一級散熱體 和二級散熱體至少部分連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其特征在于還包括一固定體， 所述固定體將多個(gè)一級散熱體壓置于二級散熱體上，并且用緊固件與二級 散熱體組裝在一起。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1一4所述的LED燈，其特征在于所述一級散熱 體沿著二級散熱體中心軸呈放射狀周期性分布，且相鄰斜面具有不同的傾 斜角。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1—4中所述的LED燈，其特征在于包括具有一 定高度的LED芯片支座，所述LED芯片坐落于所述支座上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1一4所述的LED燈，其特征在于所述一級散熱 體的傾斜角范圍為10°至80°。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1一4所述的LED燈，其特征在于所述一級散熱 體由金屬材料制成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED燈，其特征在于所述一級散熱體 為由金屬材料加工而成的支架。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1一4所述的LED燈，其特征在于所述二級散熱體為澆鑄成形的金屬材料塊。
11、 根據(jù)權(quán)利要求l一4所述的LED燈，其特征在于所述二級散熱體的外部具有翅狀的散熱片。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1—4所述的LED燈，其特征在于所述一級散熱 體的溫度保持在80。C一120。C，所述二級散熱體的溫度保持在90。C以下。
13、 根據(jù)權(quán)利要求l一4所述的LED燈，其特征在于所述反光燈 杯用透明或非透明材料做成。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1一4所述的LED燈，其特征在于所述反光燈 杯的形狀為碗形、半球形、拋物面形或圓錐面形。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種LED燈，其包括具有多個(gè)斜面的一級散熱體和與該一級散熱體相連接的二級散熱體，在所述一級散熱體頂部安裝有多個(gè)LED芯片，所述LED芯片外部設(shè)置有反光燈杯。該LED燈所采用二級散熱技術(shù)可極大地提高散熱效率。所述LED燈的反光燈杯采用透明或者不透明材料制成，有效地增大光線反射范圍并提高光照亮度。
文檔編號F21V19/00GK201386938SQ200920147539
公開日2010年1月20日 申請日期2009年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月8日
發(fā)明者鄭榕彬 申請人:鄭榕彬