專利名稱：一種易于散熱的led路燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明技術(shù)領(lǐng)域，特別是ー種結(jié)構(gòu)簡單，易于裝配，散熱性能優(yōu)良的路燈。
背景技術(shù)：
大功率LED路燈，是單顆功率大于30瓦以上，采用新型LED半導(dǎo)體光源的路燈，在新興城市照明中有非常好的應(yīng)用前景。散熱和可靠性是影響大功率LED應(yīng)用主要因素。隨著LED芯片輸出功率的不斷提高，對(duì)大功率LED燈具散熱技術(shù)也提出了更高的要求。LED封裝光源的散熱問題，一直是LED產(chǎn)品開發(fā)中遇到非常重要的問題，其中產(chǎn)品材料的導(dǎo)熱性能就非常之關(guān)鍵。目前大功率白光LED的散熱系統(tǒng)制作的還不是很完善，LED路燈采用的散熱方式主要為強(qiáng)制對(duì)流散熱，受燈體外形，散熱肋板材料的制約，而很少采用更加高效的自然對(duì)流散熱。而且散熱肋板的材·料散熱效率也不高，直接影響了其散熱效率。當(dāng)LED在高于60攝氏度吋，LED的發(fā)熱效率將降低一半，導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。LED發(fā)光時(shí)所產(chǎn)生的熱能若無法導(dǎo)出，會(huì)使LED結(jié)面溫度過高，進(jìn)而影響產(chǎn)品生命周期、發(fā)光效率、穩(wěn)定性，而LED結(jié)面溫度、發(fā)光效率及壽命之間的關(guān)系O而且，現(xiàn)有LED路燈內(nèi)部結(jié)構(gòu)過于緊密，各發(fā)熱部件互相影響干擾，不利于燈的整體散熱。因此合理地選用、設(shè)計(jì)散熱器，能有效降低大功率LED的結(jié)溫、提高發(fā)光質(zhì)量和延長使用壽命。熱管散熱具有超長的熱活性和熱敏感性的特點(diǎn)，在受熱條件下，導(dǎo)熱管的內(nèi)部的導(dǎo)熱介質(zhì)吸熱后，利用分子的震蕩、摩擦，將熱能快速激發(fā)，并呈波狀快速傳遞，將熱量從熱管的一端迅速傳導(dǎo)至另一端。在整個(gè)傳熱過程中，熱管的表面呈現(xiàn)出熱導(dǎo)性。由于熱傳導(dǎo)主要通過腔體內(nèi)部的介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱的，因此導(dǎo)熱能力遠(yuǎn)高于普通金屬材料，導(dǎo)熱系數(shù)為
3.2MW/(m · k)，等效導(dǎo)熱總數(shù)最高可達(dá)到表面積形同的金屬硬材料的7000余倍。鎂合金材料導(dǎo)熱性能好，并且質(zhì)量輕、剛性好、具有一定的耐蝕性和尺寸穩(wěn)定性。鎂合金與鋁合金材料制作的相同規(guī)格的燈進(jìn)行溫度變化測(cè)試，對(duì)燈具進(jìn)行200°C加熱IOmin后，撤除熱源，在室內(nèi)空氣溫度23°C下，每隔30sce測(cè)定一次溫度。結(jié)果鎂合金材料制作的燈具，降溫的速度明顯大于鋁合金燈具。在壓鑄試驗(yàn)測(cè)試中，相同規(guī)格型號(hào)鎂合金材料與鋁合金材料的燈具時(shí)，鎂合金材料的開模時(shí)間比鋁合金縮短一半。說明鎂的散熱性能比鋁合金快。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服大功率路燈散熱難的問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供ー種LED路燈，解決現(xiàn)有技術(shù)中LED路燈的散熱和配光問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是ー種LED路燈，包括導(dǎo)熱管，散熱肋板和燈體，所述散熱肋板獨(dú)立設(shè)置在所述燈體夕卜，所述導(dǎo)熱管一端伸入燈體，在燈體內(nèi)部與光源相連接，另一端貫穿該散熱肋板，燈光源產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱管該傳遞到散熱肋板；其中，所述燈體包括上燈罩，下燈罩，反光板，基板，LED光源以及電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述上燈罩和下燈罩扣接形成燈罩，所述反光板、基板、LED光源和電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均位于該燈罩內(nèi)，所述反光板的邊緣卡接在上燈罩和下燈罩連接處，將燈罩分隔為兩部分，所述基板ー側(cè)面上嵌接有所述導(dǎo)熱管，另ー側(cè)面鑲嵌有LED光源，該基板整體附著在反光板上，所述電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置在燈體尾部，用于為LED光源提供電能。進(jìn)ー步的，在燈體內(nèi)用導(dǎo)熱管將熱量散出到燈體外，在燈體外采用自然對(duì)流的方式散熱。散熱肋板采用鎂合金材料，其散熱效果強(qiáng)于常用的鋁合金肋板散熱方式，并且重量輕，易于加工成型。鎂合金材料還擁有很強(qiáng)的抗腐蝕能力，可確保散熱器在戶外長期使用。進(jìn)ー步的，在所述基板與熱管連接銅板間，涂抹ー層導(dǎo)熱膠，使熱量更好的通過導(dǎo)熱管穿過熱板增強(qiáng)散熱效果。
更進(jìn)一歩的，所述導(dǎo)熱管與等連接處采用橡膠圈密封設(shè)計(jì)，在把熱量導(dǎo)出燈罩的同時(shí)，有效地保護(hù)了等體內(nèi)的LED基板和電子箱。更進(jìn)一歩的，所述的基板上部敷銅層設(shè)有凹槽結(jié)構(gòu)，事導(dǎo)熱管下表面與敷銅層全接觸，増大了大熱管的導(dǎo)熱面積。本發(fā)明于銅導(dǎo)熱管外電鍍ー層防腐材料，使導(dǎo)熱管在燈體外部分不受環(huán)境影響，保證散熱器長期正常使用。本發(fā)明所述基板由鋁碳化硅(Al-SiC)復(fù)合金屬構(gòu)成。鋁碳化硅(Al-SiC) —種是金屬基復(fù)合材料(MMC)，能大幅度改善元器件的可靠性和穩(wěn)定性。本發(fā)明所述基板包括三個(gè)布光平面，三布光平面采用外凸式設(shè)計(jì)，其主平面與左右兩復(fù)平面成120度。這樣能保證光源的充足，光照均勻，并且有效的増大了照明范圍。本發(fā)明所述基板的三個(gè)布光平面采用兩種光源模組與之匹配，用光源模組的方式使得燈體可進(jìn)行模塊化安裝，同時(shí)也方便對(duì)于燈的更換與維修。本發(fā)明采用流線型設(shè)計(jì)，易于成型，易于空氣流動(dòng)，美觀大方，増加了散熱效率。由于采用了導(dǎo)管導(dǎo)熱式散熱，以及自然對(duì)流式散熱相結(jié)合的方式，有效解決了大功率LED路燈散熱的問題，提高了大功率LED路燈的散熱效率，延長了大功率LED路燈的使用壽命。密閉式的燈體設(shè)計(jì)，防止了灰塵對(duì)燈體內(nèi)部元器件的污染，延長了燈管的使用壽命，同時(shí)保證了照明質(zhì)量。采用鎂合金材料使燈整體輕便，下殼體處設(shè)計(jì)有與燈管直徑相同的安裝孔可使燈方便快捷的安裝至燈柱頂端，節(jié)省安裝時(shí)間及成本。本發(fā)明所述的熱管散熱結(jié)構(gòu)，還適用作電子散熱領(lǐng)域例如功率驅(qū)動(dòng)電路、線性電源電路等電路中主要熱源的散熱解決方案。


圖I是本發(fā)明具體實(shí)施方式
中LED路燈的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中底部示意圖。圖3是本發(fā)明導(dǎo)熱管與底部基板連接局部示意圖。
圖4是本發(fā)明導(dǎo)熱管與側(cè)部基板連接局部示意圖。圖5是本發(fā)明背部示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說明。如圖1，本具體實(shí)施方式
提供的ー種LED路燈，包括導(dǎo)熱管1，散熱肋板2和燈體。所述散熱肋板2獨(dú)立設(shè)置在燈體外，如燈體后 部等，其設(shè)置位置可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，所述導(dǎo)熱管I 一端伸入燈體，在燈罩內(nèi)部與光源相連接，能加快大功率LED所產(chǎn)熱量從燈罩內(nèi)向外界的傳導(dǎo)速度，在燈罩外部貫穿該散熱肋板2，用于把燈光源組件產(chǎn)生的熱量傳遞給散熱肋板2。導(dǎo)熱管I在與上燈罩3連接處用密封圈9密封。在與外置的散熱肋板2連接吋，導(dǎo)熱管I外部電鍍ー層鎂合金，從而有效的防止了雨水和其它成分對(duì)導(dǎo)熱管I的腐蝕，大大延長了燈罩的使用壽命。散熱肋板2置于燈罩外部，這樣最大限度的増加了空氣的對(duì)流，從而使散熱速度大幅増加，減小了燈罩的表面積，節(jié)約了材料，優(yōu)化了燈體內(nèi)的結(jié)構(gòu)。所述燈體包括上燈罩3，下燈罩4，反光板5，LED基板6，光源組件7，電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
8。所述上燈罩3和下燈罩4相扣接形成燈罩，反光板5、LED基板6、光源組件7和電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)8均位于燈罩內(nèi)；反光板5的邊緣卡接在上燈罩的下沿，LED基板6 —側(cè)與導(dǎo)熱管I嵌接，另ー側(cè)鑲嵌有光源組件7，并整體附著在反光板5上。所述電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)8設(shè)置在燈體尾部，用于為光源組件7提供電能。上燈罩3和下燈罩4連接處通過密封圈9密封。所述導(dǎo)熱管I由多組導(dǎo)熱銅管組成，每組導(dǎo)熱銅管由外部導(dǎo)熱管10和以內(nèi)部導(dǎo)熱管11組成。其材質(zhì)均為中空銅管。導(dǎo)熱管I與上燈罩3的連接孔處通過密封圈9密封。外部導(dǎo)熱管10位于燈體外部，其表面電鍍有ー層鎂合金保護(hù)層，能有效防止雨水等對(duì)導(dǎo)熱管的腐蝕。內(nèi)部導(dǎo)熱管11嵌在基板6上，用于將基板6上熱量導(dǎo)出燈體。所述散熱肋板2設(shè)置在燈體的外部，有多片，可根據(jù)不同地區(qū)的溫度，燈的使用時(shí)間調(diào)整其數(shù)量。散熱肋板2被固定安裝在燈的上燈罩3尾部的卡槽上。散熱肋板2與上燈罩3采用卡槽式連接，安裝簡易方便；外部導(dǎo)熱管10 —次或多次穿過散熱肋板2，這樣能與肋板2進(jìn)行有效地?fù)Q熱,從而增加散熱效率。所述上燈罩3設(shè)置在燈的頂部，與下燈罩4扣接。為了防止雨水等從上殼體流入燈的內(nèi)腔，在上燈罩3與下燈罩4扣接處安裝一密封圈9，所述密封圈9可以為常見的橡膠密封圈，從而有效地使燈體密封起來，減少了來自外界環(huán)境對(duì)于燈體的不良影響。本發(fā)明的燈上燈罩3，與下燈罩4均采用流線型設(shè)計(jì)，均可一次沖壓成型，制造エ藝簡單方便，易于加工。本發(fā)明上燈罩3具體包括燈罩30，下陷凹槽31，導(dǎo)熱管孔32。下陷凹槽31位于燈罩30的后部，導(dǎo)熱管孔32在燈罩30與下陷凹槽31連接的坡面處。所述燈罩為水平，易于通風(fēng)，從而減小其對(duì)于燈體燈柱的干擾。下陷凹槽31，保證散熱肋板能有足夠的有效面積，促進(jìn)了散熱肋板處的空氣流動(dòng)，同時(shí)保證了肋板部分與上燈罩3整體高度一致，從而既增強(qiáng)了散熱，同時(shí)也保證燈體美觀大方。導(dǎo)熱管孔32為導(dǎo)熱管從上燈罩3穿出時(shí)所經(jīng)過的孔，孔周圍用密封圈9密封，防止灰塵雨水等進(jìn)入燈體，達(dá)到保護(hù)燈體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的目的。所述下燈罩4設(shè)置在燈的底部，由透光板40、下底板41和隔離板44組成；透光板40位于下燈罩4的前部，下底板41位于下燈罩4的后部，二者相連接，構(gòu)成燈罩下表面；隔離板44與下底板41組成電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)8的腔體；隔離板44設(shè)有可開關(guān)頂蓋，便于電路部分的安裝固定；腔體內(nèi)用于安裝電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)8 ;該下底板41上開有電路散熱孔42 ;下燈罩后部豎直方向開有燈柱與燈體的連接孔43。其中透光板40與下底板41的材質(zhì)不同，透光板40采用有機(jī)透光玻璃，保證LED燈光充分透射；下底板41采用鋁合金材料，耐磨防水，能有效保護(hù)電路系統(tǒng)。43為燈體與燈柱的連接孔，其中安裝一密封圈9，防止粉塵雨水等進(jìn)入干擾燈的正常實(shí)用。如圖2所不,所述反光板5由側(cè)面反光板50,中部反光板51,頭部反光板52組成。 由兩片側(cè)面反光板50與一片中部反光板51形成倒置的船型，并且頭反光板52為梯形，扣于所形成的船型的前端。其中50，51，52行成不同角度，増加通光面，反光板5采用PET、PVC、PC為基材，表面銀色，有鏡面反光效果，便于反射LED燈所散發(fā)出來光的聚焦，節(jié)約能源且耐高溫。在反光板50、51、52上打有圓形孔洞與基板6相連接，用于固定基板。如圖3，4所示，所述LED基板6由正底面基板模塊60，側(cè)面基板模塊61，連接螺釘621、620，基板敷銅層63，導(dǎo)熱膠組成64。導(dǎo)熱膠64分別粘接基板敷銅層63與正底面基板模塊60、側(cè)面基板模塊61 ;所述正底面基板60，側(cè)面基板模塊61與反光板50、51形狀相吻合，并用螺釘620、621將正底面基板60，側(cè)面基板模塊61分別固定于反光板50、51上；螺釘620、621為市場(chǎng)上常見的標(biāo)準(zhǔn)螺釘。底面基板模塊60、側(cè)面基板模塊61上安裝光源組件7，其發(fā)出的熱量通過導(dǎo)熱膠64，基板敷銅層63傳導(dǎo)到燈腔體與導(dǎo)熱銅管I處。為增大導(dǎo)熱管I與敷銅層63接觸面積，特在敷銅層63設(shè)置ー下凹槽與導(dǎo)熱管I粘合，方便散熱。熱量通過導(dǎo)熱管I連接散熱肋板2將熱量導(dǎo)出燈體。達(dá)到散熱的目的。所述LED基板6由鋁碳化硅(Al-SiC)復(fù)合金屬構(gòu)成。鋁碳化硅(Al-SiC) —種是金屬基復(fù)合材料(MMC)。金屬基復(fù)合將金屬材料的高導(dǎo)熱性和増大材料的低熱膨脹系數(shù)結(jié)合起來，具有熱傳導(dǎo)系數(shù)大(為200wパπι·Κ))、熱膨脹系數(shù)可以調(diào)節(jié)、強(qiáng)度和硬度高、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，能大幅度改善元器件的可靠性和穩(wěn)定性。所示所述光源組件7安裝于LED基板6上，分成兩種模塊安裝。正底面基板安裝模塊60約I 4個(gè)模塊(可根據(jù)燈的大小調(diào)節(jié)數(shù)量)，每個(gè)模塊60上嵌有兩列LED芯片，每列6 10個(gè)LED。兩塊側(cè)面基板安裝模塊61各I 3個(gè)模塊(可根據(jù)燈的大小調(diào)節(jié)數(shù)量)，每個(gè)模塊61上嵌有I 3列LED芯片，每列8 12個(gè)LED。如圖I所示，所述電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)8設(shè)置在燈體內(nèi)，距離光源組件很近，減少了在導(dǎo)電過程中所產(chǎn)生的熱量損耗，節(jié)約能源并延長了燈的使用壽命。當(dāng)燈工作時(shí)，光源模組7和驅(qū)動(dòng)電路8會(huì)產(chǎn)生熱量。光源模組7產(chǎn)生的熱量由導(dǎo)熱膠64，敷銅層63傳遞給導(dǎo)熱管I，再由導(dǎo)熱管將熱量從燈罩內(nèi)傳遞到燈罩外的散熱肋板2上。由散熱肋板2進(jìn)行高效散熱。驅(qū)動(dòng)電路8產(chǎn)生的熱量通過下底板41上的散熱孔42散發(fā)到燈罩外。由于驅(qū)動(dòng)電路安裝于腔體內(nèi)，避免了其散發(fā)的熱量對(duì)光源模組7的干擾。綜上，本發(fā)明有效地解決了燈罩內(nèi)所產(chǎn)生的各部分散熱問題，増加了燈的壽命。
權(quán)利要求
1.ー種LED路燈，包括導(dǎo)熱管(I )，散熱肋板(2)和燈體，所述散熱肋板(2)設(shè)置在所述燈體外，所述導(dǎo)熱管(I)一端伸入燈體，與燈體內(nèi)部的LED光源(7)相連接，另一端貫穿于該散熱肋板(2)，LED光源(7)產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱管(I)傳遞到散熱肋板(2);其中， 所述燈體包括上燈罩(3)，下燈罩(4)，反光板(5)，基板(6)以及電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(8)，所述上燈罩(3)和下燈罩(4)扣接形成燈罩，所述反光板(5)、基板(6)、LED光源(7)和電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(8)均位于燈罩內(nèi)，所述反光板(5)的邊緣卡接在上燈罩(3)和下燈罩(4)連接處，將燈罩分隔為兩部分，所述基板(6) —側(cè)面上嵌接所述導(dǎo)熱管(1)，另ー側(cè)面鑲嵌LED光源(7)，該基板(6)整體附著在反光板(5)上，所述電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(8)設(shè)置在燈體尾部，用于為LED光源(7)提供電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED路燈，其特征在于，所述導(dǎo)熱管(I)由至少ー組導(dǎo)熱銅管組成，每組導(dǎo)熱銅管包括外部導(dǎo)熱管(10)和與其連接的內(nèi)部導(dǎo)熱管(11)，所述外部導(dǎo)熱管(10)位于燈體外部，其表面電鍍有鎂合金保護(hù)層，所述內(nèi)部導(dǎo)熱管(11)嵌在基板(6)上，用于將熱量導(dǎo)出燈體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的LED路燈，其特征在于，所述反光板(5)包括中部反光板(51),頭部反光板(52)和兩塊側(cè)面反光板(50),兩塊側(cè)面反光板(50)及頭部反光板(52)均與中部反光板(51)呈一定傾角相連，整體形成倒置的凹形，以用于聚光，所述反光板(5)上開有孔洞，所述LED光源(7 )容置于所述孔洞中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED路燈，其特征在于，所述反光板(5)基材為PET、PVC或PC0
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4之一所述的LED路燈，其特征在于，所述基板(6)包括正底面基板模塊(60)，側(cè)面基板模塊(61)和基板敷銅層(63)，所述正底面基板模塊(60)，側(cè)面基板模塊(61)分別與所述反光板(5)的中部反光板(51)和側(cè)面反光板(50)形狀相吻合，以分別貼合固定于該中部反光板(51)和側(cè)面反光板(50)上,所述正底面基板(60),側(cè)面基板模塊(61)表面均貼有所述基板敷銅層(63 )，所述LED光源(7 )安裝在該底面基板模塊(61)和/或 側(cè)面基板模塊(61)上，所述內(nèi)部導(dǎo)熱管(11)貼置于所述基板敷銅層(63)上的凹形槽內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的LED路燈，其特征在于，所述上燈罩(3)后部具有坡面，該坡面中部凹陷，形成凹槽(31)，所述上燈罩(3)在該凹槽(31)處開有導(dǎo)熱管孔(32)，所述導(dǎo)熱管(I)通過該導(dǎo)熱管孔(32 )穿過所述燈罩(3 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的LED路燈，其特征在于，所述下燈罩(4)設(shè)置在燈體下部，包括透光板(40)、下底板(41)和隔離板(44)，透光板(40)位于下燈罩(4)的前部，下底板(41)位于下燈罩(4)的后部，二者相連接構(gòu)成燈罩下表面，所述隔離板(44)位于下燈罩(4)后部，與下底板(41)組成腔體，用于容置所述電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(8)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED路燈，其特征在于，所述下底板(41)上開有散熱孔(42)，下燈罩(4)尾部開有用干與燈柱連接的連接孔(43)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的LED路燈，其特征在于，所述透光板(40)為有機(jī)透光玻璃，所述下底板(41)采用鋁合金材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9之一所述的LED路燈，其特征在于，所述燈體各連接處均通過密封圈(9)密封。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED路燈，包括導(dǎo)熱管，散熱肋板和燈體，散熱肋板設(shè)置在燈體外，導(dǎo)熱管一端伸入燈體，與燈體內(nèi)部的LED光源相連接，另一端貫穿于散熱肋板，LED光源產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱管傳遞到散熱肋板；其中，燈體包括上燈罩，下燈罩，反光板，基板以及電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，上燈罩和下燈罩扣接形成燈罩，反光板、基板、LED光源和電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均位于燈罩內(nèi)，反光板的邊緣卡接在上燈罩和下燈罩連接處，將燈罩分隔為兩部分，基板一側(cè)面上嵌接導(dǎo)熱管，另一側(cè)面鑲嵌LED光源，基板整體附著在反光板上，電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置在燈體尾部。本發(fā)明的LED路燈能夠很好地解決現(xiàn)有技術(shù)中LED路燈的散熱和配光問題。
文檔編號(hào)F21V7/22GK102759045SQ201110108369
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者劉浦, 吳小鋒, 孫堂友, 徐智謀, 曹通, 李程程, 王子昊, 肖漢唐 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)