專(zhuān)利名稱：一種具有雙重散熱結(jié)構(gòu)的led路燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED路燈，尤其涉及一種具有雙重散熱結(jié)構(gòu)的LED路燈。
背景技術(shù)：
隨著LED發(fā)光效率及整體可靠性能不斷地提高，LED功能性照明發(fā)展迅猛，目前已 得到廣泛的應(yīng)用，特別是LED路燈道路照明應(yīng)用領(lǐng)域。但仍然存在很多不足，尤其在散熱處 理方面，造成了 LED光衰較大及燈具整體壽命比較短等諸多問(wèn)題。目前，LED路燈在結(jié)構(gòu)上大多是LED模組化設(shè)計(jì)，多顆LED焊接于一塊鋁基板上， LED工作時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到金屬基板上，熱量在橫向傳輸過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量的相互干擾 問(wèn)題，造成鋁基板溫度分布不均勻及局部溫度過(guò)高等現(xiàn)象，導(dǎo)致LED PN結(jié)結(jié)溫不一致，使 LED壽命存在很大偏差。LED路燈在燃點(diǎn)后，燈具內(nèi)腔溫度會(huì)隨散熱器的溫度升高也相應(yīng)的 提升，燈具外殼是由不同材質(zhì)裝配而成的高防塵防水等級(jí)的封閉空腔，封閉空腔內(nèi)部溫度 也普遍高于環(huán)境溫度很多，再加上各種組件的材質(zhì)特性不一致，特別是熱膨脹系數(shù)值相差 很大，導(dǎo)致燈具整體結(jié)構(gòu)可靠性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有雙重散熱結(jié)構(gòu)的LED路燈。本發(fā)明通過(guò)合理設(shè)計(jì)LED 路燈鋁基板及LED模組間合理化排布，解決LED間熱量相互干擾及燈具溫度分布不均勻問(wèn)題。 進(jìn)一步通過(guò)對(duì)燈具內(nèi)腔做特殊處理，通過(guò)流體的溫度差產(chǎn)生的密度差與外界自然對(duì)流換熱，使 燈具殼體在溫度和壓力變化時(shí)平衡燈具封閉空腔內(nèi)外兩側(cè)的壓力，極大地降低了結(jié)霧和結(jié)露 現(xiàn)象，也減少了終端散熱器有效面積，降低了 LED穩(wěn)態(tài)工作溫度，提高整體燈具結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 能，最終實(shí)現(xiàn)LED正常工作時(shí)LED PN結(jié)結(jié)溫一致性，減少了終端散熱器的有效面積效果。本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種具有雙重散熱結(jié)構(gòu)的LED路燈，包括一殼體，一透明罩體，殼體與透明罩體組 裝成封閉空間；在殼體底部平面固定有LED模組，在LED模組上嵌套有反光罩，其特征在于 由多個(gè)LED模組分段、分排固定在殼體底部平面上，相鄰兩個(gè)LED模組之間留有間距；每個(gè) LED模組的結(jié)構(gòu)為在矩形的鋁基板上焊接有多個(gè)LED，相鄰兩個(gè)LED之間設(shè)置有熱隔離孔， 鋁基板上有印刷電路，鋁基板兩端設(shè)有連接端子；通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)方式使多個(gè)LED模組電 極連接。本發(fā)明還可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)在殼體底部平面上的相鄰兩個(gè)LED模組之 間的間距部分設(shè)置有用于增大LED模組之間傳熱熱阻的溝槽。殼體由散熱主體和堵頭組成；散熱主體為凹槽形鋁合金型材，頂部加工有散熱翅 片；透明罩體為透光板，透光板由壓條固定于散熱主體上；堵頭固定在散熱主體的兩端，形 成封閉空間。在散熱主體底部平面上的相鄰兩個(gè)LED模組之間的間距部分設(shè)置有用于增大 LED模組之間傳熱熱阻的溝槽。堵頭上安裝有呼吸器；呼吸器由旋入式外殼、硅制密封環(huán)和防護(hù)薄膜組成；防護(hù)薄膜嵌入在旋入式外殼中，旋入式外殼下部為螺紋結(jié)構(gòu)，中間加硅制密封環(huán)鎖固于堵頭上。LED模組的鋁基板上表面噴涂有黑色高導(dǎo)熱陶瓷微粒的陶瓷基復(fù)合絕緣材料，反 光罩底面涂覆有用于吸收來(lái)自散熱主體底部平面及鋁基板上表面輻射的能量的黑色材料。
在殼體上還安裝有電源支架、驅(qū)動(dòng)電源、密封蓋和安裝把手；電源支架通過(guò)螺釘與 殼體緊固，驅(qū)動(dòng)電源再固定在電源支架上，保持驅(qū)動(dòng)電源與殼體有一定間距；驅(qū)動(dòng)電源輸出 端與LED模組連接；密封蓋安裝在安裝把手開(kāi)孔處，安裝把手用螺釘緊固于殼體頂部，用于 與燈桿接口連接。在殼體由散熱主體和堵頭組成時(shí)，則在散熱主體上安裝有電源支架、驅(qū)動(dòng)電源、密 封蓋和安裝把手；電源支架通過(guò)螺釘與散熱主體緊固，驅(qū)動(dòng)電源再固定在電源支架上，保持 驅(qū)動(dòng)電源與散熱主體翅片有一定間距，驅(qū)動(dòng)電源輸出端與LED模組連接；密封蓋安裝在安 裝把手開(kāi)孔處，安裝把手用螺釘緊固于散熱主體頂部，用于與燈桿接口連接。LED模組通過(guò)常溫可固化的硅樹(shù)脂粘合劑黏結(jié)于散熱主體底部平面。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本發(fā)明涉及的一種具有雙重散熱結(jié)構(gòu)的LED路燈，通過(guò)對(duì)LED模組及散熱主體進(jìn) 行特殊處理，保證了 LED在正常工作中PN結(jié)結(jié)溫的一致性，提高了 LED路燈的整體使用壽 命。首先，LED模組排布方式為分段式結(jié)構(gòu)，極大地降低LED模組之間的熱量傳遞。其次， 鋁基板上LED與LED導(dǎo)熱焊盤(pán)間都設(shè)有熱隔離孔，增大LED之間傳熱熱阻，極大限度的降低 熱量在鋁基板上橫向傳導(dǎo)，保證每顆LED正常工作狀態(tài)下PN結(jié)結(jié)溫基本一致，鋁基板上表 面噴涂黑色高導(dǎo)熱陶瓷微粒的陶瓷基復(fù)合絕緣材料，鋁基板下表面通過(guò)熱傳導(dǎo)方式把熱量 傳導(dǎo)至散熱主體上，同時(shí)鋁基板上表面可以向四周熱輻射能量及與燈具內(nèi)腔流體進(jìn)行自然 對(duì)流換熱。第三，散熱主體底部平面設(shè)有多條溝槽，目的為增大LED模組間傳熱熱阻，極大 地降低了 LED模組間熱量傳遞。對(duì)外界環(huán)境散熱采用兩種熱傳遞方式，一種是LED通過(guò)熱傳導(dǎo)方式通過(guò)中間介質(zhì) 最終把把熱量傳遞到散熱主體上，散熱主體再通過(guò)其散熱翅片與外界環(huán)境自然對(duì)流換熱方 式進(jìn)行熱交換，達(dá)到主要散熱目的；另外一種是充分利用LED路燈內(nèi)部封閉空腔，把LED通 過(guò)熱傳導(dǎo)方式傳遞到鋁基板及散熱主體上的部分熱量通過(guò)熱輻射方式及熱傳導(dǎo)方式進(jìn)行 傳熱，使腔體內(nèi)流體溫度及壓強(qiáng)與外界環(huán)境形成一定溫度差與壓強(qiáng)差時(shí)，通過(guò)呼吸器進(jìn)行 與外界環(huán)境自然對(duì)流換熱。雙重的散熱方式，提高了整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和可靠性。


圖1是本發(fā)明熱傳遞示意圖；圖2是本發(fā)明LED路燈分解示意圖；圖3是本發(fā)明LED模組結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明LED模組排布及與散熱主體組合示意圖；圖5是本發(fā)明呼吸器示意圖；圖6是本發(fā)明LED路燈剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合

本發(fā)明實(shí)施方式
圖中標(biāo)記說(shuō)明壓條1 ；透光板2 ；反光罩3 ；、LED模組4 ；散熱主體5 ；堵頭6 ；呼吸器7 ；安裝把 手8 ；密封蓋9 ；電源支架10 ；驅(qū)動(dòng)電源11。LED模組4包括LED401、鋁基板402和連接端子403。呼吸器7包括旋入式外殼701、硅制密封環(huán)703和防護(hù)薄膜702。本發(fā)明中的LED模組包括LED、鋁基板和連接端子。LED通過(guò)焊接方式固定在鋁基板上，鋁基板上有印刷電路，鋁基板兩端設(shè)有連接端子，通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)方式使LED模組間 電極連接。鋁基板為長(zhǎng)方形設(shè)計(jì)，鋁基板上LED與LED導(dǎo)熱焊盤(pán)間都設(shè)有熱隔離孔，增大 LED之間傳熱熱阻，極大限度的降低熱量在鋁基板上橫向傳導(dǎo)，保證每顆LED正常工作狀態(tài) 下PN結(jié)結(jié)溫基本一致，鋁基板上表面噴涂黑色高導(dǎo)熱陶瓷微粒的陶瓷基復(fù)合絕緣材料，鋁 基板下表面通過(guò)熱傳導(dǎo)方式把熱量傳導(dǎo)至散熱主體上，同時(shí)鋁基板上表面可以向四周熱輻 射能量及與燈具內(nèi)腔流體進(jìn)行自然對(duì)流換熱。在散熱主體底部平面上的相鄰兩個(gè)LED模組 之間的間距部分設(shè)置有用于增大LED模組之間傳熱熱阻的溝槽，如附圖4中在四段LED模 組中分別設(shè)置三道溝槽。反光罩與LED模組嵌套裝配且反光罩底面與LED模組上表面留有一定距離，反光 罩上設(shè)有卡扣，通過(guò)卡扣固定在LED模組上，LED從反光罩方孔中露出，保證光輸出。散熱 主體上設(shè)有定位槽，透光板放置于定位槽上，通過(guò)壓條壓緊透光板，壓條用螺釘鎖固在散熱 主體上，堵頭安裝在散熱主體兩側(cè)，在一側(cè)堵頭上安裝有呼吸器。通過(guò)各零件的組合在燈具 內(nèi)部行成一個(gè)高防塵防水等級(jí)的封閉腔體，LED路燈在正常工作時(shí)內(nèi)腔中會(huì)進(jìn)行熱輻射和 對(duì)流換熱，當(dāng)腔體內(nèi)部流體壓強(qiáng)達(dá)到一定程度時(shí)，產(chǎn)生流體的運(yùn)動(dòng)，內(nèi)腔流體會(huì)與外界大氣 之間進(jìn)行自然對(duì)流換熱，進(jìn)行熱量傳遞。反光罩底面涂覆黑色吸熱材料，用于吸收來(lái)自散熱主體底部平面及鋁基板上表面 輻射的能量。呼吸器包括旋入式外殼701、硅制密封環(huán)703和防護(hù)薄膜702。旋入式外殼材質(zhì)為 聚酰胺塑料，具有惰性、單一性、抗化學(xué)性及抗紫外線等特點(diǎn)，旋入式外殼下部為螺紋結(jié)構(gòu)， 中間加硅制密封環(huán)鎖固于一側(cè)堵頭上。防護(hù)薄膜嵌入在聚酰胺塑料外殼中，防護(hù)薄膜為細(xì) 微多孔結(jié)構(gòu)，防水耐壓為0. 2Mpa = 2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，高透氣量能夠平衡燈具內(nèi)腔與外界環(huán) 境壓力和保證燈具內(nèi)腔與外界環(huán)境正常的自然對(duì)流換熱。電源支架通過(guò)螺釘與散熱主體緊固，驅(qū)動(dòng)電源再固定在電源支架上，使驅(qū)動(dòng)電源 與散熱主體翅片隔有一定距離，防止熱量相互傳遞，驅(qū)動(dòng)電源輸出端與LED模組連接。密封 蓋安裝在安裝把手開(kāi)孔處，起到防塵防水作用，安裝把手用螺釘緊固于散熱主體頂部，用于 與燈桿接口連接。如圖1所示，LED正常工作中所產(chǎn)生的熱能量主要通過(guò)兩種方式進(jìn)行傳遞，最終 均以自然對(duì)流換熱方式與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換。第一種熱傳遞方式是通過(guò)熱傳導(dǎo)方式 LED—鋁基板一散熱主體，散熱主體再與外界環(huán)境進(jìn)行自然對(duì)流換熱。第二種熱傳遞方式是 鋁基板上表面和散熱主體底部平面通過(guò)熱輻射及熱傳導(dǎo)方式把熱量聚集在LED路燈封閉 空腔中，空腔內(nèi)部流體的溫度差產(chǎn)生密度差，當(dāng)與外界空氣達(dá)到一定壓強(qiáng)差時(shí)，通過(guò)呼吸器 進(jìn)行主動(dòng)的自然對(duì)流換熱，達(dá)到雙重散熱效果。參見(jiàn)圖2-圖6，本發(fā)明主要包括散熱主體5、LED模組4、反光罩3、堵頭6、呼吸器7、透光板2、壓條1、安裝把手8、密封蓋9、電源支架10和驅(qū)動(dòng)電源11組成。所述散熱主體5頂部為與外界環(huán)境直接接觸的散熱翅片，底部平面為與LED模組4固定平面，LED模組4 通過(guò)常溫可固化的硅樹(shù)脂粘合劑DOW CORNING SE4486黏結(jié)于散熱主體5底部平面，LED模 組4排布方式為分段式結(jié)構(gòu)，散熱主體5選用鋁合金工業(yè)型材，頂部散熱翅片再通過(guò)二次機(jī) 械加工，行成橫縱交叉式散熱翅片。LED模組4包括LED401、鋁基板402和連接端子403， LED 401通過(guò)焊接方式固定于鋁基板上，鋁基板402上有印刷電路，鋁基板402兩端設(shè)有連 接端子403，通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)方式用導(dǎo)線使各個(gè)LED模組4之間電極連接。鋁基板402上 為長(zhǎng)方形設(shè)計(jì)，鋁基板402上相鄰兩個(gè)LED 401導(dǎo)熱焊盤(pán)間都設(shè)有熱隔離孔。反光罩3與 LED模組4嵌套且反光罩3底面與LED模組4上表面留有3mm距離，反光罩3上設(shè)有卡扣， 通過(guò)卡扣固定在LED模組4上。散熱主體5上設(shè)有卡槽，透光板2放置于卡槽上，通過(guò)壓條 1壓緊透光板2，壓條1用螺釘鎖在散熱主體5上，堵頭6安裝在散熱主體5兩側(cè)，在一側(cè)堵 頭6上安裝三個(gè)呼吸器7。通過(guò)各零件的組合在LED路燈內(nèi)部行成一個(gè)封閉腔體。電源支 架10通過(guò)螺釘與散熱主體5緊固，驅(qū)動(dòng)電源11固定在電源支架10上，使驅(qū)動(dòng)電源11與散 熱主體5翅片隔有30mm距離，防止熱量相互傳遞，驅(qū)動(dòng)電源11輸出端通過(guò)連接線與LED模 組4電極連接。密封蓋9安裝在安裝把手8開(kāi)孔處，起到防塵防水作用，安裝把手8用螺釘 緊固于散熱主體5頂部，用于與路燈燈桿連接。
權(quán)利要求
一種具有雙重散熱結(jié)構(gòu)的LED路燈，包括一殼體，一透明罩體，殼體與透明罩體組裝成封閉空間；在殼體底部平面固定有LED模組(4)，在LED模組(4)上嵌套有反光罩(3)，其特征在于由多個(gè)LED模組(4)分段、分排固定在殼體底部平面上，相鄰兩個(gè)LED模組(4)之間留有間距；每個(gè)LED模組(4)的結(jié)構(gòu)為在矩形的鋁基板(402)上焊接有多個(gè)LED(401)，相鄰兩個(gè)LED(401)之間設(shè)置有熱隔離孔，鋁基板(402)上有印刷電路，鋁基板(402)兩端設(shè)有連接端子(403)；通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)方式使多個(gè)LED模組(4)電極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙重散熱結(jié)構(gòu)的LED路燈，其特征在于在殼體底部平 面上的相鄰兩個(gè)LED模組(4)之間的間距部分設(shè)置有用于增大LED模組(4)之間傳熱熱阻 的溝槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有雙重散熱結(jié)構(gòu)的LED路燈，其特征在于殼體由散 熱主體(5)和堵頭(6)組成；散熱主體(5)為凹槽形鋁合金型材，頂部加工有散熱翅片；透 明罩體為透光板⑵，透光板⑵由壓條⑴固定于散熱主體(5)上；堵頭(6)固定在散熱 主體(5)的兩端，形成封閉空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有雙重散熱結(jié)構(gòu)的LED路燈，其特征在于堵頭(6)上安 裝有呼吸器(7)；呼吸器(7)由旋入式外殼(701)、硅制密封環(huán)(703)和防護(hù)薄膜(702)組 成；防護(hù)薄膜(702)嵌入在旋入式外殼(701)中，旋入式外殼(701)下部為螺紋結(jié)構(gòu)，中間 加硅制密封環(huán)(703)鎖固于堵頭(6)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的具有雙重散熱結(jié)構(gòu)的LED路燈，其特征在于LED模組(4)的鋁基板(402)上表面噴涂有黑色高導(dǎo)熱陶瓷微粒的陶瓷基復(fù)合絕緣材料，反光罩(3) 底面涂覆有用于吸收來(lái)自散熱主體(5)底部平面及鋁基板(402)上表面輻射的能量的黑色 材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有雙重散熱結(jié)構(gòu)的LED路燈，其特征在于LED模組(4)的 鋁基板(402)上表面噴涂有黑色高導(dǎo)熱陶瓷微粒的陶瓷基復(fù)合絕緣材料，反光罩(3)底面 涂覆有用于吸收來(lái)自散熱主體(5)底部平面及鋁基板(402)上表面輻射的能量的黑色材 料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有雙重散熱結(jié)構(gòu)的LED路燈，其特征在于在殼體上 還安裝有電源支架(10)、驅(qū)動(dòng)電源(11)、密封蓋(9)和安裝把手⑶；電源支架(10)通過(guò) 螺釘與殼體緊固，驅(qū)動(dòng)電源(11)再固定在電源支架(10)上，保持驅(qū)動(dòng)電源(11)與殼體有 一定間距；驅(qū)動(dòng)電源(11)輸出端與LED模組(4)連接；密封蓋(9)安裝在安裝把手⑶開(kāi) 孔處，安裝把手(8)用螺釘緊固于殼體頂部，用于與燈桿接口連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有雙重散熱結(jié)構(gòu)的LED路燈，其特征在于在散熱主體(5) 上還安裝有電源支架(10)、驅(qū)動(dòng)電源(11)、密封蓋(9)和安裝把手⑶；電源支架(10)通 過(guò)螺釘與散熱主體(5)緊固，驅(qū)動(dòng)電源(11)再固定在電源支架(10)上，保持驅(qū)動(dòng)電源(11) 與散熱主體(5)翅片有一定間距，驅(qū)動(dòng)電源(11)輸出端與LED模組(4)連接；密封蓋(9) 安裝在安裝把手(8)開(kāi)孔處，安裝把手(8)用螺釘緊固于散熱主體(5)頂部，用于與燈桿接 口連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的具有雙重散熱結(jié)構(gòu)的LED路燈，其特征在于在散熱主體(5)上還安裝有電源支架(10)、驅(qū)動(dòng)電源(11)、密封蓋(9)和安裝把手⑶；電源支架(10) 通過(guò)螺釘與散熱主體(5)緊固，驅(qū)動(dòng)電源(11)再固定在電源支架(10)上，保持驅(qū)動(dòng)電源(11)與散熱主體(5)翅片有一定間距，驅(qū)動(dòng)電源(11)輸出端與LED模組(4)連接；密封蓋 (9)安裝在安裝把手(8)開(kāi)孔處，安裝把手(8)用螺釘緊固于散熱主體(5)頂部，用于與燈 桿接口連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有雙重散熱結(jié)構(gòu)的LED路燈，其特征在于LED模組(4) 通過(guò)常溫可固化的硅樹(shù)脂粘合劑黏結(jié)于散熱主體(5)底部平面。
全文摘要
一種具有雙重散熱結(jié)構(gòu)的LED路燈，包括一殼體，一透明罩體，殼體與透明罩體組裝成封閉空間；在殼體底部平面固定有LED模組，在LED模組上嵌套有反光罩，其特征在于由多個(gè)LED模組分段、分排固定在殼體底部平面上，相鄰兩個(gè)LED模組之間留有間距；每個(gè)LED模組的結(jié)構(gòu)為在矩形的鋁基板上焊接有多個(gè)LED，相鄰兩個(gè)LED之間設(shè)置有熱隔離孔，鋁基板上有印刷電路，鋁基板兩端設(shè)有連接端子；通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)方式使多個(gè)LED模組電極連接。本發(fā)明通過(guò)對(duì)LED模組及殼體的散熱部位進(jìn)行特殊處理，保證了LED在正常工作中PN結(jié)結(jié)溫的一致性，提高了LED路燈的整體使用壽命。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK101813277SQ20101017759
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者姚博, 張尚超, 朱永華, 楊新民, 雷星宇, 靳彩霞 申請(qǐng)人:武漢迪源光電科技有限公司