專利名稱：一體化led燈管光源和燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種普通室內(nèi)照明用的LED燈管和燈具，特別是具有燈管、支架、 驅(qū)動電源組合成一體化結(jié)構(gòu)特點的LED燈管和燈具。
背景技術(shù)：
LED照明是一種前景廣闊的節(jié)能照明技術(shù)，具有許多優(yōu)點。熒光燈管俗稱日光燈， 應(yīng)用廣泛，數(shù)量眾多。鑒于節(jié)能、壽命、環(huán)保緣故，傳統(tǒng)熒光燈管被LED燈管取代的進(jìn)程已經(jīng) 開始。但是，LED燈管除價格偏高和市場認(rèn)知度低之外，目前比較突出的性能問題是燈管出 光均勻性較差，溫升較大和電源指標(biāo)較差，而比較突出的應(yīng)用問題在于結(jié)構(gòu)不盡合理導(dǎo)致 新安裝和替換安裝均感不便。傳統(tǒng)熒光燈燈具結(jié)構(gòu)由幾部分組成，燈管、支架、啟動器和鎮(zhèn)流器。新安裝燈具時， 支架安裝在房屋頂棚上，燈管通過其兩端的燈頭固定在支架兩端的燈坐中。多年前，支架用 薄鋼板材料做成反射罩形式，反射罩頂上安裝啟動器和鎮(zhèn)流器，燈坐裝在反射罩下側(cè)兩端。 現(xiàn)多用鋁合金型材支架，截面形狀為開口向上的方槽形或矩形，燈坐裝在支架下側(cè)兩端，啟 動器和鎮(zhèn)流器裝在支架空腔中或含有內(nèi)腔的燈坐中，這種新結(jié)構(gòu)的熒光燈燈具所占比例也 日漸增多。在新安裝燈具時，新結(jié)構(gòu)熒光燈燈具便于減少在房屋頂棚處的空中安裝工程量； 在替換安裝燈管和維護(hù)時，也便于減少人工費用。LED燈管燈具的組成與傳統(tǒng)熒光燈具相似，包括LED燈管、支架、驅(qū)動電源。其中， LED燈管又由管殼、LED光源板、散熱器和燈頭組成。行業(yè)將LED燈管所需的驅(qū)動電源分成 電源外置式和內(nèi)置式兩種類型，外置式的燈管和電源分離，用引線通過支架上的燈坐、燈管 上的燈頭完成電源直流輸出與燈管的連接；內(nèi)置式將燈管和電源組合在一起，無須在燈具 安裝時另行連接。在新安裝燈具和替換安裝燈管時，電源內(nèi)置式均比外置式方便，安裝費用更低。目 前，電源內(nèi)置式LED燈管大致有兩種結(jié)構(gòu)形式。一種將電源裝在燈管兩端的塑料圓筒內(nèi)， 圓筒外徑與燈管外徑相近，稱之為端裝內(nèi)置式；另一種將電源裝在燈管內(nèi)的LED光源板背 面，位于印制板和散熱器之間，稱之為背裝內(nèi)置式。這兩種內(nèi)置式LED燈管由于結(jié)構(gòu)不盡合 理，不僅安裝不便，也影響了性能，增加了成本。端裝內(nèi)置式明顯存在三個缺陷。首先，裝電 源的兩端圓筒不出光，其合計長度一般約60 80mm，導(dǎo)致不發(fā)光區(qū)長度超過600mm燈管的 10%，1200mm燈管的5%，影響照明強(qiáng)度分布和照明效果。第二，圓筒的形狀、長度和直徑受 限，驅(qū)動電源板被限制到很小，只能設(shè)計較簡單的電路，使得電路效率低，恒流特性不好，功 率因數(shù)和諧波特性差。第三，電源壽命總是低于LED光源壽命，用戶維修換電源時，需進(jìn)行 制造工廠的燈管拆卸和裝配工藝，這不可行。背裝內(nèi)置式目前的用量多于端裝內(nèi)置式，它有 可能克服端裝內(nèi)置式的三個問題，但也明顯存在兩個問題。首先，燈管直徑小，例如標(biāo)準(zhǔn)T8 燈管外徑僅26 28mm，燈管內(nèi)半徑不大于12 13mm，為在半圓空間內(nèi)安裝下電源板，光源 板背后得有足夠的高度，反過來使得光源板正面的LED到管壁的距離縮短，甚至短到IOmm 以內(nèi)，燈管出光均勻性變差。其次，也為安裝下電源板，散熱器的散熱性能難以做好，導(dǎo)致燈
3管溫升較大，例如達(dá)30°C以上，使LED結(jié)溫偏高，溫升所致的光輸出衰減有可能達(dá)到15 %。 此外，無論電源外置式還是兩種結(jié)構(gòu)形式的電源內(nèi)置式，都沒有實現(xiàn)燈管與燈具支架的一 體化結(jié)構(gòu)。本實用新型了解上述技術(shù)背景，因此提出一種新穎的一體化LED燈管和燈具的技 術(shù)方案。方案具有燈管、支架、驅(qū)動電源組合成一體的結(jié)構(gòu)特點，不僅更加便于安裝，同時也 具有多項性能優(yōu)勢和成本優(yōu)勢。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有LED燈管和燈具中的管殼、光源板、散熱器、燈頭、支架、驅(qū)動電源等主 要構(gòu)件的組合結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致的多種問題，本實用新型提出一種一體化LED燈管和燈具的 技術(shù)方案。本方案的結(jié)構(gòu)主體是支架，除了起到傳統(tǒng)熒光燈支架和LED燈管支架原有的燈具 安裝作用外，同時它還是光源板的散熱器和驅(qū)動電源板的外殼散熱器，管殼和燈頭也裝配 在支架上。支架由鋁合金材料熱拉制成型，截面形狀為下長邊帶凹槽的近似矩形，凹槽截 面為沒有下底邊的等腰正梯形，凹槽的兩個外側(cè)有兩條內(nèi)凹的卡槽。LED安裝在金屬基印 制板上形成光源板，光源板通過導(dǎo)熱界面與支架的凹槽平底貼緊裝配。管殼由光學(xué)塑料材 料擠壓成型，截面形狀一般為帶開口的半圓形，也可為帶開口的其它形狀，例如園弧、正方、 長方、橢圓等形狀，開口外側(cè)有兩條外凸的卡條，將管殼的外凸卡條安裝到支架的內(nèi)凹卡槽 中。上述兩個裝配步驟完成光源板和管殼到支架的組合裝配。這種情況下，驅(qū)動電源無須 外殼，將驅(qū)動電源板安放在支架空腔中，固定在不帶凹槽的上長邊或者內(nèi)側(cè)邊上，完成驅(qū)動 電源板到支架的組合裝配。根據(jù)支架與管殼組合結(jié)構(gòu)的截面形狀和尺寸，在燈頭內(nèi)側(cè)，設(shè)計 相對支架與管殼截面的凹坑形狀和尺寸，將燈頭蓋住支架與管殼封口，完成燈頭與支架、管 殼的組合裝配。在燈頭外側(cè)，照常例尺寸安裝標(biāo)準(zhǔn)的燈管插足，但插足之間的連線不如常例 那樣與燈頭的中線相重合，而是偏在中線之上。除上述機(jī)械裝配外，在相應(yīng)步驟，也依次完 成驅(qū)動電源板、光源板和燈頭的電路連接。本方案將管殼、光源板、散熱器、燈頭、支架、驅(qū)動電源等主要構(gòu)件合理組合成一 體，結(jié)構(gòu)既適合燈具的新安裝，又便于燈管的替換安裝，還具有多項性能好、成本低的優(yōu)勢。本實用新型的一體化LED燈管和燈具有許多優(yōu)點。首先是應(yīng)用安裝方便易行。新 安裝燈具時，將支架固定或者吊裝在頂棚上即可，省卻了將燈管裝配到支架，驅(qū)動電源輸出 連接到燈管光源板的過程；替換傳統(tǒng)熒光燈管安裝時，將整個一體化結(jié)構(gòu)作為燈管，安裝到 替換前原來的支架上即可。其次是有利于改進(jìn)性能。支架凹槽內(nèi)的LED到管壁的距離甚至 可加大到20mm，燈管內(nèi)側(cè)的出光均勻性得以改善；當(dāng)用管壁散射方式獲得燈管外側(cè)出光的 高均勻性時，因燈管內(nèi)側(cè)的出光均勻性業(yè)已改善，即可采用輕度散射以降低光能損失，其結(jié) 果是若功率不變則光輸出更高，或同樣光輸出則功率更低更省電；用光源板通過導(dǎo)熱界面 安裝在支架散熱器中，散熱面積更大，散熱性能更好，散熱器溫升更低，LED結(jié)溫也更低，溫 升所致光輸出衰減小于10% ；安放電源板的支架空腔足夠長，電源板尺寸設(shè)計裕度充分，既 利于將效率、恒流、諧波和功率因數(shù)等指標(biāo)做好，又利于電源散熱和改善電源穩(wěn)定性。第三， 在經(jīng)濟(jì)性方面，既降低了廠家的產(chǎn)品成本，又節(jié)省了用戶的安裝和維修的費用。以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。


圖1是一種電源板安裝在上長邊的支架示意圖。圖2是一種LED光源板示意圖。圖3是一種管殼示意圖。圖4是一種與
圖1和圖3配合的燈頭示意圖。圖5是一種驅(qū)動電源板示意圖。圖6是一種具有
圖1支架的一體化LED燈管和燈具的裝配示意圖。圖7是電路連接示意圖。圖8是另一種電源板安裝在側(cè)邊的支架示意圖。圖9是另一種與圖8配合的燈頭示意圖。
圖10是另一種具有圖8支架的一體化LED管形光源和燈具的裝配示意圖。附
圖1 7示意一種實施例，圖中，101為支架，102為支架卡槽，103是支架凹槽； 201為LED光源板；301為管殼，302為管殼卡條；401為燈頭，402為插足，403是燈頭中線； 501為驅(qū)動電源板。附圖8 10示意另一種實施例，該實施例中，LED光源板同圖2，管殼同圖3，驅(qū)動 電源板同圖5，電路連接同圖7，其余801為支架，802為支架卡槽，803是支架凹槽；901為 燈頭，902為插足，903是燈頭中線。具體實施一種實施例支架101的截面形狀近似矩形，支架凹槽103的截面為沒有下底邊的等腰正梯形， 103的兩個外側(cè)有兩條內(nèi)凹的支架卡槽102。將LED光源板201通過導(dǎo)熱界面與103的上平 底貼緊裝配。管殼301的截面形狀為半圓形，301的開口外側(cè)有兩條外凸的燈管卡條302， 將302裝配到102中。上述兩個裝配步驟完成管殼和光源板到支架的組合裝配。將驅(qū)動電 源板501裝配在101不帶凹槽的上長邊上，完成驅(qū)動電源板到支架的組合裝配。將燈頭401 蓋住支架101與管殼301的封口，完成燈頭與支架、管殼的組合裝配，可見插足402的連線 位于燈頭中線403之上。在上述機(jī)械裝配過程中，將驅(qū)動電源板501的輸入端分別與兩個 燈頭的插足402連接，驅(qū)動電源板的輸出端按正負(fù)分別與LED光源板201正負(fù)端連接，完成 電路裝配。至此，完成一體化LED燈管和燈具的全部裝配。另一種實施例其實施步驟與前一個實施例相同，實施內(nèi)容存在差異，這些差異包括用支架801 代替101，支架卡槽802代替102，支架凹槽803代替103 ；燈頭901代替401，插足902代替 402，驅(qū)動電源板501裝配在801的內(nèi)側(cè)邊上。
權(quán)利要求一種一體化LED燈管和燈具，其特征是管殼、光源板、燈頭、散熱器、支架、驅(qū)動電源等主要構(gòu)件全部組合成一體結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化LED燈管和燈具，其特征在于，所述支架的截面形狀為 下長邊帶凹槽的近似矩形，凹槽截面為沒有下底邊的等腰正梯形，凹槽的兩個外側(cè)有兩條 內(nèi)凹的卡槽，LED光源板安裝在支架凹槽的平底上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化LED燈管和燈具，其特征在于，所述管殼的截面形狀為 帶開口的半圓形，也可為帶開口的園弧、正方、長方、橢圓等形狀，開口外側(cè)有兩條外凸的卡 條，管殼的外凸卡條安裝在支架的內(nèi)凹卡槽中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化LED燈管和燈具，其特征在于，所述驅(qū)動電源板安放在 支架空腔中，固定在不帶凹槽的上長邊或者內(nèi)側(cè)邊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化LED燈管和燈具，其特征在于，所述燈頭插足之間的連 線位于燈頭中線之上。
專利摘要本實用新型涉及一種普通室內(nèi)照明用的LED燈管和燈具，特別是具有燈管、支架、驅(qū)動電源組合成一體化結(jié)構(gòu)特點的LED燈管和燈具。本方案的結(jié)構(gòu)主體是支架，除了起到傳統(tǒng)熒光燈支架和LED燈管支架原有的燈具安裝作用外，同時它還是光源板的散熱器和驅(qū)動電源板的外殼散熱器，管殼和燈頭也裝配在支架上。驅(qū)動電源無須外殼，將驅(qū)動電源板安放在支架空腔中，固定在不帶凹槽的上長邊或者內(nèi)側(cè)邊上。燈頭蓋住支架與管殼封口，燈頭插足之間的連線偏在中線之上。本方案將管殼、光源板、散熱器、燈頭、支架、驅(qū)動電源等主要構(gòu)件合理組合成一體，結(jié)構(gòu)既適合燈具的新安裝，又便于燈管的替換安裝，還具有溫升低、光輸出高、電源性能好的優(yōu)勢，既降低產(chǎn)品成本，又節(jié)省安裝和維修的費用。
文檔編號F21V21/00GK201731286SQ200920242738
公開日2011年2月2日 申請日期2009年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月26日
發(fā)明者楚鵬, 范亦岷 申請人:成都鼎明光電科技有限公司