專利名稱：高效散熱的大功率led投光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高效散熱的大功率LED定向投射光燈具(射出光 束的照射范圍角度小于30°時一般稱為"投光燈"，射出光束的照射范圍 角度不小于30。時稱為"泛光燈"，本實用新型中未特殊說明時統(tǒng)稱"投 光燈")的結(jié)構(gòu)，特別是以大功率、高亮度發(fā)光二極管為光源的定向投射 光燈具，屬于半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的投光燈，其光源大多采用鎢絲燈泡、水銀燈、碘鎢燈或高壓鈉 燈等，制成的投光燈粗大笨重、耗電量大、維修費用高、環(huán)境污染嚴重， 照明效果在色彩、變換等方面均不盡人意。
1695年，全球第一款商業(yè)化發(fā)光二極管(LED)誕生，隨著技術(shù)的不 斷進步，LED的發(fā)展相當(dāng)迅速，近年來，某些顏色的LED的發(fā)光效率大 大超過白熾燈，甚至達到熒光燈的發(fā)光效率。與傳統(tǒng)投光燈電光源相比， LED光源基本無毒害、無電磁污染、且具有體積小、能耗低、光效高、發(fā) 熱量相對較低和使用壽命長等多方面優(yōu)點，完全可以替代傳統(tǒng)光源制作投 光燈。
考慮到單片LED發(fā)光亮度不足，LED燈具一般采用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。
在中國專利授權(quán)公告號CN2932071Y文獻中，公開了一種LED投光燈，其LED光源與電器部件均封裝于PCB基板，且密封于燈體內(nèi)部，幾乎沒有 散熱渠道，燈體內(nèi)溫度定然會對LED光源及燈具的正常使用產(chǎn)生不良影 響。
在中國專利授權(quán)公告號CN2767822文獻中，公開了一種圓形大功率 LED投光燈，其燈體內(nèi)部設(shè)置有散熱器，但散熱器并不與外界空氣接觸， 熱量仍聚集在燈體內(nèi)部，無法產(chǎn)生明顯散熱效果。
現(xiàn)今已有LED投射光燈具產(chǎn)品中，LED發(fā)熱對其驅(qū)動控制電路的影響 也常被忽視。LED屬于低壓驅(qū)動元器件，若LED光源與驅(qū)動器間距離過大， 易造成線路損耗大及LED電壓不足等問題;但若LED光源與驅(qū)動器間距離 過小，由于LED熱量較大，易造成其電路穩(wěn)定性降低，能耗大幅增加，使 用壽命大幅減少等各種情況。
在中國專利授權(quán)公告號CN200982544Y文獻中，公開了一種大功率LED 投光燈，其LED光源與電氣部件均封裝于燈殼內(nèi)部，燈殼內(nèi)部還加裝風(fēng)扇， 外部設(shè)散熱筋條，該結(jié)構(gòu)對散熱有一定作用，但該燈具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)維 修麻煩，同時燈體內(nèi)部溫度對電器部件影響大，因此電路穩(wěn)定性不高，能 耗增大，對燈具使用壽命有較大負面影響。
在中國專利授權(quán)公告號CN2886319Y文獻中，公開了一種大功率LED 投光燈，其LED光源封裝于燈體內(nèi)部設(shè)置的隔板上，隔板與外殼熱連接， 電氣部件位于隔板另一側(cè)的密閉空間內(nèi)，該燈具散熱路徑長，散熱截面小， 散熱效果并不明顯，而且LED光源直接與金屬外殼電連接，存在一定安全 隱患。
此外，區(qū)別于傳統(tǒng)投光燈具，LED燈具的LED光源大多為直流低壓驅(qū) 動光源，需要先進行變電轉(zhuǎn)化，單燈供電與多燈供電也存在一定區(qū)別，而 現(xiàn)有LED投光燈具在結(jié)構(gòu)上并不能很好的進行兼容
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是要克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種具有高散 熱效果、低能耗、高穩(wěn)定性、較長使用壽命，同時結(jié)構(gòu)相對簡單，安裝便
捷，應(yīng)用范圍廣的高效散熱的大功率LED投光燈(泛光燈)。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的 一種高效散熱的大功率LED投光 燈，包括燈頭外殼l、燈頭面板2、透光罩板3、 LED光源4、光管理裝置 5、 LED驅(qū)動器6、旋轉(zhuǎn)支架7、安裝底座8。 LED光源4與光管理裝置(5) 置于燈頭外殼l、燈頭面板2與透光罩板3圍成的密閉空間內(nèi)；LED驅(qū)動 器6置于旋轉(zhuǎn)支架7內(nèi)部的另一密閉空間內(nèi)，與LED光源4之間不存在直 接熱傳導(dǎo)；同時，兩個密閉空間相鄰，LED驅(qū)動器6與LED光源4之間的 低壓傳輸距離短，不造成過度的線路損耗。
所述的LED光源4緊貼于燈頭外殼1內(nèi)壁；燈頭外殼1與LED光源4 的接觸壁外側(cè)設(shè)有若干列柵格狀散熱筋條1-1。所述燈頭外殼1與LED光 源4之間的貼合縫隙填充有高導(dǎo)熱性介質(zhì)。
當(dāng)LED光源4的數(shù)量較多時，各LED光源之間的連線比較繁雜，因此 將所有LED光源4封裝于一塊或多塊導(dǎo)熱基板10， LED光源之間的布線連 接結(jié)構(gòu)設(shè)置于導(dǎo)熱基板10內(nèi)，LED光源與導(dǎo)熱基板10之間形成直接熱傳 導(dǎo)，導(dǎo)熱基板10緊貼于燈頭外殼1內(nèi)壁。所述燈頭外殼1與導(dǎo)熱基板10 之間的貼合縫隙填充有高導(dǎo)熱性介質(zhì)。
所述光管理裝置5的作用為調(diào)整燈具的發(fā)光角度與配光效果，具體表 現(xiàn)為透鏡或光反射器。
所述的旋轉(zhuǎn)支架7設(shè)有平行于燈具安裝面的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和垂直于燈具 安裝面的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，使燈具的出光方向可以在空間一定角度范圍內(nèi)進行自 由調(diào)整。所述的平行于燈具安裝面的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)是旋轉(zhuǎn)支架7的上、下兩旋 轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)臂鉸接機構(gòu)7-1的旋轉(zhuǎn)軸線平行于安裝底座面;所述的垂直于燈 具安裝面的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)是旋轉(zhuǎn)支架7下部與安裝底座相鉸接的連接轉(zhuǎn)盤7-2的旋轉(zhuǎn)中心線垂直于安裝底座面。
所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)均帶有鎖定結(jié)構(gòu)。
所述的燈頭外殼l、燈頭面板2、可旋轉(zhuǎn)支架7、安裝底座8、 LED轉(zhuǎn) 換電源容置盒9的外殼9-2、以及LED導(dǎo)熱基板10的基材均為強度和導(dǎo) 熱性能良好的金屬或合金材料;透光罩板3的基材為高透光性的玻璃或塑 料等透明材料。
所述的高效散熱的大功率LED投光燈，當(dāng)輸入電壓、電流不能直接滿 足LED驅(qū)動器6的輸入電要求時，還需加設(shè)一個可拆卸的LED轉(zhuǎn)換電源容 置盒9， LED轉(zhuǎn)換電源容置盒9內(nèi)設(shè)有LED轉(zhuǎn)換電源9-1，對接入LED驅(qū) 動器6的電流進行預(yù)先轉(zhuǎn)換以滿足LED驅(qū)動器6的輸入要求。LED轉(zhuǎn)換電 源容置盒9固定于安裝面，燈具通過安裝底座8固定于LED轉(zhuǎn)換電源容置 盒9。
所述的LED驅(qū)動器6上可根據(jù)需要加載LED控制電路。當(dāng)設(shè)有LED 轉(zhuǎn)換電源容置盒9時，LED驅(qū)動器(6)還可以集成于LED轉(zhuǎn)換電源(9-l )。
本實用新型結(jié)構(gòu)新穎合理簡單，生產(chǎn)制造容易，散熱效果好。具體優(yōu) 點如下
1) "LED光源一燈頭外殼一外界"或"LED光源一導(dǎo)熱基板一燈頭外 殼一外界"的散熱通道，散熱路徑短，散熱環(huán)節(jié)少；散熱壁外部設(shè)有散熱 筋條，散熱面積大。因此可以有效散發(fā)LED光源產(chǎn)生的熱量，控制LED 結(jié)溫，利于提高光效，減少能耗，抑制光衰，提高使用壽命。
2) LED光源、LED驅(qū)動器、LED轉(zhuǎn)換電源分處于不同密閉空間，三個 密閉空間之間的距離不大，且不存在直接熱交換，在不增加線路損耗的基 礎(chǔ)上有效抑制了 LED光源、變壓器等發(fā)熱部件所產(chǎn)生的熱量對LED驅(qū)動器 上的熱敏元器件造成的不良影響，進一步減小了能耗，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定 性與使用壽命。3) 結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)了投射光燈具的光線投射方向在空間一定方向區(qū)域內(nèi) 具有可調(diào)性，使燈具的安裝、應(yīng)用更為靈活可靠，拓展了燈具的應(yīng)用范圍。
4) 可拆裝式的LED轉(zhuǎn)換電源盒，使燈具更方便地兼容高壓交流輸入 與低壓直流輸入，同時在結(jié)構(gòu)上更為靈活，更方便滿足市場客戶的需求， 更利于控制成本，安裝維護更為便捷，進一步拓展了燈具的應(yīng)用實用性。
5) 多種模塊化設(shè)計應(yīng)用，加工便捷，成本低廉，裝配簡易，適用于 批量生產(chǎn)。
以下，結(jié)合附圖與實施例對本實用新型進行進一步說明

圖1是本實用新型的實施例1未安裝LED轉(zhuǎn)換電源容置盒時的立體結(jié) 構(gòu)示意圖2是本實用新型的實施例1安裝了 LED轉(zhuǎn)換電源容置盒時的立體結(jié) 構(gòu)示意圖3是本實用新型的實施例1安裝了 LED轉(zhuǎn)換電源容置盒時的分解結(jié) 構(gòu)示意圖4是本實用新型的實施例1安裝了 LED轉(zhuǎn)換電源容置盒時的截面結(jié) 構(gòu)示意圖5是本實用新型的燈頭部位的散熱結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本實用新型的實施例2未安裝LED轉(zhuǎn)換電源容置盒時的立體結(jié) 構(gòu)示意圖7是本實用新型的實施例2安裝了 LED轉(zhuǎn)換電源容置盒時的立體結(jié) 構(gòu)示意圖。
圖中l(wèi)燈頭外殼，l-l散熱筋條、2燈頭面板，3透光罩板，4 LED 光源，5光管理裝置，6 LED驅(qū)動器，7旋轉(zhuǎn)支架，7-1轉(zhuǎn)臂鉸接機構(gòu)、 7-2連接轉(zhuǎn)盤、8安裝底座，9 LED轉(zhuǎn)換電源容置盒，9-1 LED轉(zhuǎn)換電源，9-2外殼、IO導(dǎo)熱基板。
具體實施方式
實施例1
如圖l、圖2、圖3、圖4、圖5所示，27W高效散熱的LED方形泛光 燈，包括燈頭外殼l、燈頭面板2、透光罩板3、 LED光源4、光管理裝置 5、 LED驅(qū)動器6、可旋轉(zhuǎn)支架7、安裝底座8，以及相應(yīng)的電氣連接結(jié)構(gòu)、 安裝結(jié)構(gòu)與防水結(jié)構(gòu)等(如圖1所示)。燈頭外殼1、燈頭面板2、透光罩 板3組成燈頭部件，裝于可旋轉(zhuǎn)支架7 —端；九顆LED光源4封裝于一塊 整體式LED導(dǎo)熱基板10形成LED光源組件，與光管理裝置5 —起安置于 燈頭部位由燈頭外殼1、燈頭面板2與透光罩板3圍成的密閉腔體內(nèi)；LED 驅(qū)動器6安置于可旋轉(zhuǎn)支架7內(nèi)部的密閉腔體內(nèi)。安裝底座8裝于旋轉(zhuǎn)支 架7的另一端。電源線經(jīng)由安裝底座8、可旋轉(zhuǎn)支架7接入LED驅(qū)動器6， 經(jīng)轉(zhuǎn)換后接入燈頭內(nèi)部的LED光源組件。
本實施例中，LED驅(qū)動器6的輸入要求為24V直流輸入，當(dāng)輸入電源 不足以滿足LED驅(qū)動器6的輸入要求時，在安裝底座8下部加設(shè)LED轉(zhuǎn)換 電源容置盒9，內(nèi)置LED轉(zhuǎn)換電源9-1 (如圖2、圖3、圖4所示)。110 240V的交流電源接入LED轉(zhuǎn)換電源9-1，轉(zhuǎn)換為24V直流電，經(jīng)由安裝底 座8、旋轉(zhuǎn)支架7接入LED驅(qū)動器6，經(jīng)轉(zhuǎn)換后接入燈頭內(nèi)部的LED光源 組件。
本實施例中每顆LED光源4額定功率為3W，九顆LED光源4分三路 并聯(lián)，每一路中的三顆LED光源4串聯(lián)連接，其間的布線結(jié)構(gòu)以印刷電路 形式設(shè)置于LED導(dǎo)熱基板10。 LED驅(qū)動器6內(nèi)加載控制電路，可對三路 LED光源4分別進行調(diào)控。
所述的LED光源4緊貼LED導(dǎo)熱基板10表面形成熱接觸，LED導(dǎo)熱 基板10緊貼燈頭外殼1內(nèi)壁形成熱接觸，燈頭外殼1上與導(dǎo)熱基板10的接觸壁外側(cè)設(shè)置有多列柵格狀散熱筋條I-I,散熱筋條I-I直接裸露于
外界空氣中，形成"LED光源4—導(dǎo)熱基板10—燈頭外殼1—外界"的散 熱通道(如圖5所示)，有效散發(fā)LED光源4產(chǎn)生的熱量。
本實施例中所述的熱接觸是用高導(dǎo)熱性的硅脂材料填充貼合縫隙形 成的導(dǎo)熱接觸。
本實施例中，LED光源4和LED轉(zhuǎn)換電源9-1中的部分元器件為發(fā) 熱部件，特別是LED光源4的發(fā)熱量較大，LED驅(qū)動器6中的部分元器件 對溫度較為敏感。因為LED光源4、 LED驅(qū)動器6、 LED轉(zhuǎn)換電源9-1分處 于不同密閉腔體，各腔體之間不存在直接熱傳導(dǎo)，最大限度減小了發(fā)熱元 器件所發(fā)散的熱量對熱敏元器件的影響，提高了電路工作穩(wěn)定性。另一方 面，所有元器件均處于燈具內(nèi)部，低壓傳輸線路并不長，因此，提高電路 穩(wěn)定性并沒有增加線路能耗。
本實施例中，燈頭外殼l、燈頭面板2、可旋轉(zhuǎn)支架7、安裝底座8、 LED轉(zhuǎn)換電源容置盒9的外殼9-2均為強度和導(dǎo)熱性能良好的金屬鋁材壓 鑄成型；LED導(dǎo)熱基板10的基材為高導(dǎo)熱性能的鋁合金薄板；透光罩板3 的基材為高透光性的鋼化玻璃，為提高美觀性，透光罩板3上除了出光區(qū) 域外內(nèi)表面噴涂，進行遮光處理；當(dāng)燈具對防眩光要求較高時，透光罩板 3內(nèi)表面可作磨砂或菱晶處理。
旋轉(zhuǎn)支架7為可旋轉(zhuǎn)調(diào)整支架，具有上下兩個旋轉(zhuǎn)臂，其轉(zhuǎn)臂鉸接機 構(gòu)7-1帶有平行于安裝面的旋轉(zhuǎn)軸，可繞該旋轉(zhuǎn)軸在±65°范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)， 使燈具的發(fā)射光方向與燈具安裝面夾角在該范圍內(nèi)可調(diào)。同時，旋轉(zhuǎn)支架 7與安裝底座8之間的連接為可旋轉(zhuǎn)連接，旋轉(zhuǎn)支架7下部的連接轉(zhuǎn)盤7-2 置于安裝底座8上相匹配的轉(zhuǎn)盤座中，并與安裝底座8鉸接，該鉸接連接 的旋轉(zhuǎn)軸垂直于安裝底座面，燈頭通過旋轉(zhuǎn)支架7可繞該旋轉(zhuǎn)軸在±180° 范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使燈具的發(fā)射光方向在平行于安裝面的平面內(nèi)可調(diào)。結(jié)合上述兩個旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，燈具投射光的方向可在三維空間的一定方向區(qū)域內(nèi)進行 任意調(diào)整。
另一方面，燈具上還加設(shè)旋轉(zhuǎn)鎖緊結(jié)構(gòu)，使燈頭在上述旋轉(zhuǎn)調(diào)整至合 適位置后可以鎖定。
本實施例中，光管理裝置5為LED透鏡，該LED透鏡的出光角度為 38°,因LED光源4安裝于同一平面，因此燈具的出光角度也為38°，根 據(jù)前文定義，本實施例為LED泛光燈具。
本實施例為戶外應(yīng)用燈具，還加設(shè)防水膠墊、防水接頭等防水結(jié)構(gòu)， 整體防護等級不低于IP65。所有裸露結(jié)構(gòu)的材質(zhì)具備一定的耐腐蝕、抗 老化性能。
實施例2
如圖5、圖6、圖7所示，為9W高效散熱的LED圓形投光燈，包含三 顆LED光源4，每顆LED光源4額定功率為3W，其光管理裝置5為LED 透鏡，該LED透鏡的出光角度為25。，所有LED光源4安裝于同一平面， 因此燈具的出光角度也為25° ，根據(jù)前文定義，本實施例為LED投光燈具。
本實施例其他電氣結(jié)構(gòu)、機械結(jié)構(gòu)均類似于實施例l。
ii
權(quán)利要求1、一種高效散熱的大功率LED投光燈，包括燈頭外殼(1)、燈頭面板(2)、透光罩板(3)、LED光源(4)、光管理裝置(5)、LED驅(qū)動器(6)、旋轉(zhuǎn)支架(7)、安裝底座(8)，其特征在于，LED光源(4)與光管理裝置(5)置于燈頭外殼(1)、燈頭面板(2)與透光罩板(3)圍成的密閉空間內(nèi)；LED光源(4)緊貼于燈頭外殼(1)內(nèi)壁；燈頭外殼(1)與LED光源(4)的接觸壁外側(cè)設(shè)有若干列柵格狀散熱筋條(1-1)；LED驅(qū)動器(6)置于旋轉(zhuǎn)支架(7)內(nèi)部的另一密閉空間內(nèi)，兩個密閉空間相鄰。
2、 如權(quán)利要求1所述的高效散熱的大功率LED投光燈，其特征在于， 所有LED光源(4)封裝于一塊或多塊導(dǎo)熱基板(10)內(nèi)，LED光源之間 的布線連接結(jié)構(gòu)設(shè)置于導(dǎo)熱基板(10)內(nèi)，導(dǎo)熱基板(10)緊貼于燈頭 外殼(1)內(nèi)壁。
3、 如權(quán)利要求1至3所述的高效散熱的大功率LED投光燈，其特征 在于，所述燈頭外殼(1)與LED光源(4)之間的貼合縫隙，或燈頭外 殼(1)與導(dǎo)熱基板(10)之間的貼合縫隙填充有高導(dǎo)熱性介質(zhì)。
4、 如權(quán)利要求1所述的高效散熱的大功率LED投光燈，其特征在于， 所述光管理裝置(5)為透鏡或光反射器。
5、 如權(quán)利要求1所述的高效散熱的大功率LED投光燈，其特征在于， 所述的旋轉(zhuǎn)支架(7)設(shè)有平行于燈具安裝面的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和垂直于燈具安 裝面的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，其特征進一步在于，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)均帶有鎖定結(jié)構(gòu)。
6、 如權(quán)利要求5所述的高效散熱的大功率LED投光燈，其特征在于， 所述的平行于燈具安裝面的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)是旋轉(zhuǎn)支架(7)的上、下兩旋轉(zhuǎn)臂 的轉(zhuǎn)臂鉸接機構(gòu)(7-l)的旋轉(zhuǎn)軸線平行于安裝底座面平行于安裝底座面。
7、 如權(quán)利要求5所述的高效散熱的大功率LED投光燈，其特征在于， 所述的垂直于燈具安裝面的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)是旋轉(zhuǎn)支架(7)下部與安裝底座相 鉸接的連接轉(zhuǎn)盤(7-2)的旋轉(zhuǎn)中心線垂直于安裝底座面。
8、 如權(quán)利要求1至7所述的高效散熱的大功率LED投光燈，其特征 在于，還設(shè)有一個可拆卸的LED轉(zhuǎn)換電源容置盒(9)， LED轉(zhuǎn)換電源容置 盒(9)內(nèi)設(shè)有LED轉(zhuǎn)換電源(9-1)，對接入LED驅(qū)動器(6)的電流進 行預(yù)先轉(zhuǎn)換；LED轉(zhuǎn)換電源容置盒(9)固定于安裝面，燈具通過安裝底 座(8)固定于LED轉(zhuǎn)換電源容置盒(9)。
9、 如權(quán)利要求1所述的高效散熱的大功率LED投光燈，其特征在于， 所述的LED驅(qū)動器(6)上加載LED控制電路。
10、 如權(quán)利要求1所述的高效散熱的大功率LED投光燈，其特征在 于，所述的LED驅(qū)動器(6)集成于LED轉(zhuǎn)換電源(9_1)。
專利摘要高效散熱的大功率LED投光燈，屬于半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域。包括燈頭外殼、燈頭面板、透光罩板、LED光源、光管理裝置、LED驅(qū)動器、旋轉(zhuǎn)支架、安裝底座，其特征在于，LED光源與光管理裝置置于燈頭外殼、燈頭面板與透光罩板圍成的密閉空間內(nèi)；LED光源緊貼于燈頭外殼內(nèi)壁；燈頭外殼與LED光源的接觸壁外側(cè)設(shè)有若干列柵格狀散熱筋條；LED驅(qū)動器置于旋轉(zhuǎn)支架內(nèi)部的另一密閉空間內(nèi)，兩個密閉空間相鄰。本實用新型散熱路徑短，散熱面積大，可以有效散發(fā)LED光源產(chǎn)生的熱量，控制LED結(jié)溫，提高光效，減少能耗，抑制光衰，提高使用壽命。同時，通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)與可拆裝結(jié)構(gòu)進一步拓展了燈具的應(yīng)用范圍。
文檔編號F21V15/02GK201259153SQ20082016160
公開日2009年6月17日 申請日期2008年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月8日
發(fā)明者杰 史 申請人:杰 史