一種led燈具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種LED燈具，其包括散熱組件和LED發(fā)光組件，所述LED發(fā)光組件包括多個LED，所述散熱組件包括至少一個其截面為擬合所述LED的分布路徑并向相反于所述LED的發(fā)光側(cè)延伸的框壁；所述散熱組件與所述LED發(fā)光組件以熱接觸的方式相連接。上述LED燈具充分利用了散熱原理，對應(yīng)LED的排列形狀或散熱路徑合理設(shè)置了散熱組件的截面形狀，或?qū)?yīng)散熱組件的結(jié)構(gòu)合理布局了LED，同時利用框壁等固有燈具的構(gòu)件設(shè)計了高效的散熱結(jié)構(gòu)，在有效降低LED結(jié)溫升△t的同時，還降低了燈具成本、簡化了裝配工藝、并保持了LED燈具的整體美觀性。
【專利說明】一種LED燈具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種照明設(shè)備，尤其涉及一種LED燈具。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著大功率LED光效的逐步提高，LED燈具已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于照明領(lǐng)域，其中采用LED作為光源的燈具有著節(jié)能、長壽命等技術(shù)特征。但是LED與傳統(tǒng)的光源一樣，其在工作期間也會產(chǎn)生熱量，而產(chǎn)生熱量的多少取決于LED整體的發(fā)光效率。具體地來說，LED元件工作壽命和工作溫度成反比，因而良好的散熱是LED燈具設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。目前現(xiàn)有的LED燈具都采用將LED燈珠集中式固定的布局結(jié)構(gòu)，再借助于專門用于散熱的LED鰭片散熱器將LED熱量帶走并通過鰭片向空氣交換熱量以達(dá)到散熱的目的。
[0003]這樣設(shè)計的問題在于:由于LED燈珠是集中密集地固定在一個相對較小的面積上，大量的熱量由于疊加效應(yīng)推高了溫度的同時也增加了向外傳遞熱量的難度，特別在大功率應(yīng)用時造成了散熱通道不暢的瓶頸現(xiàn)象。同時，采用了體積大、重量重的鰭片散熱器也提高了燈具成本，另外，為了配合鰭片散熱器的安裝、整體的美觀感，還需要設(shè)計復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和外殼將鰭片散熱器固定和包裹。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種能解決上述問題的LED燈具。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種LED燈具，其包括散熱組件和LED發(fā)光組件，所述LED發(fā)光組件包括多個LED，所述散熱組件包括至少一個其截面為擬合所述LED的分布路徑并向相反于所述LED的發(fā)光側(cè)延伸的框壁；所述散熱組件與所述LED發(fā)光組件以熱接觸的方式相連接。
[0006]優(yōu)選地，所述框壁的截面的形狀為圓形、橢圓形、四邊形、五邊形或六邊形其中之
O
[0007]優(yōu)選地，所述框壁的截面面積由設(shè)有所述LED的一端朝另一相對端逐漸減小。
[0008]優(yōu)選地，所述LED發(fā)光組件還包括設(shè)置在所述LED與所述散熱組件之間的電路板，所述電路板與所述散熱組件之間通過熱界面材料相互連接。
[0009]優(yōu)選地，所述散熱組件還包括固接部，所述固接部由所述框壁鄰近所述LED發(fā)光組件的一側(cè)徑向延伸形成，所述固接部與LED發(fā)光組件以熱接觸的方式相連接。
[0010]優(yōu)選地，所述LED燈具還包括連接所述框壁及所述LED發(fā)光組件的連接板，所述連接板與所述框壁及所述LED發(fā)光組件均以熱接觸的方式相連接，且所述框壁及所述連接板共同圍成一閉合狀體。
[0011]優(yōu)選地，所述散熱組件還包括與所述框壁連接的頂壁及底壁，所述頂壁、所述底壁及所述框壁共同形成一閉合狀的殼體。
[0012]本發(fā)明還提供一種LED燈具，其包括至少一個框壁和LED發(fā)光組件，所述LED組件包括多個LED，所述LED以擬合所述框壁的截面形狀為路徑分布設(shè)置于所述框壁的一端；所述框壁與LED發(fā)光組件以熱接觸的方式相連接。
[0013]優(yōu)選地，所述框壁的截面的形狀為圓形、橢圓形、四邊形、五邊形或六邊形其中之
O
[0014]本發(fā)明還提供一種LED燈具，其包括散熱組件和LED發(fā)光組件，所述LED發(fā)光組件包括多個LED，所述散熱組件包括至少一個擬合所述LED的熱量分布路徑并向相反于所述LED的發(fā)光側(cè)延伸形成的框壁；所述散熱組件與所述LED發(fā)光組件以熱接觸的方式相連接。
[0015]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016]上述LED燈具充分利用了散熱原理，對應(yīng)LED的排列形狀或散熱路徑合理設(shè)置了散熱組件的截面形狀，或?qū)?yīng)散熱組件的結(jié)構(gòu)合理布局了 LED，同時利用框壁、頂壁及底壁等固有燈具的構(gòu)件設(shè)計了高效的散熱結(jié)構(gòu)，在有效降低LED結(jié)溫升At的同時，還降低了燈具成本、簡化了裝配工藝、并保持了 LED燈具的整體美觀性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例中LED燈具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為圖1所示LED燈具的平面示意圖,其中所述LED呈圓形排列。
[0019]圖3為圖1所示LED燈具沿A-A線的剖面示意圖,其中所述LED呈圓形排列。
[0020]圖4為圖1所示LED燈具的平面示意圖,其中所述LED呈矩形排列。
[0021]圖5為圖1所示LED燈具沿A-A線的剖面示意圖,其中所述LED呈矩形排列。
[0022]圖6為本發(fā)明另一實施例中LED燈具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖7為本發(fā)明又一實施例中LED燈具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖8為本發(fā)明再一實施例中LED燈具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖9為本發(fā)明另外再一實施例中LED燈具的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0027]請參閱圖1，本發(fā)明實施例提供一種LED燈具100，包括一散熱組件10和一 LED發(fā)光組件20。其中，LED發(fā)光組件20包括呈一定規(guī)則排列的多個LED (發(fā)光二極管)23。
[0028]散熱組件10包括至少一個其截面為擬合LED23的分布路徑并向相反于LED23的發(fā)光側(cè)延伸的框壁11，散熱組件10與LED發(fā)光組件20以熱接觸的方式相連接?？梢岳斫猓艨虮?1的設(shè)計和制造在先，為提高LED燈具100的散熱效果，LED的可以對應(yīng)框壁11的結(jié)構(gòu)進(jìn)行布局，即，LED23以擬合框壁11的截面形狀為路徑分布設(shè)置于框壁11的一端?’另夕卜，若已知LED的熱量分布路徑，框壁11的結(jié)構(gòu)則可以根據(jù)LED23的熱量分布路徑來設(shè)計，即，框壁11可以擬合LED23的熱量分布路徑并向相反于LED23的發(fā)光側(cè)延伸形成。
[0029]LED發(fā)光組件20還包括一電路板21，所述LED23固定于電路板21上。具體的，散熱組件10與電路板21組件之間通過熱界面材料相互連接。進(jìn)一步地，電路板21與散熱組件10之間設(shè)置有熱界面材料(圖中未示出)，以填補電路板21與散熱組件10接合或接觸時產(chǎn)生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞，減少傳熱接觸熱阻，提高電路板21和散熱組件10的散熱性能，以便將LED發(fā)光元件20所散發(fā)的熱量快速傳導(dǎo)給散熱組件10。本實施例在具體使用的過程中，電路板21可以采用導(dǎo)熱膠這種熱界面材料粘接在散熱組件10 —端。
[0030]所謂擬合是指已知某函數(shù)的若干離散函數(shù)值{fl，f2,…，fn}，通過調(diào)整該函數(shù)中若干待定系數(shù)f (λ 1，λ 2，...，λ η)，使得該函數(shù)與已知點集的差別(最小二乘意義)最小。本實施例中，所述離散函數(shù)值{fl，f2，“％fn}為所述LED23在電路板21上的位置數(shù)據(jù)，并通過特定的函數(shù)和待定系數(shù)?.(λ1，λ2，...，λ η)計算出框壁11的截面的形狀，最終計算得到的框壁11的截面形狀接近或相同于LED23的排列形狀。LED23的排列形狀可以為圓形、橢圓形、四邊形、五邊形或六邊形其中之一，相應(yīng)的，框壁11的截面形狀也可以為圓形、橢圓形、四邊形、五邊形或六邊形其中之一。
[0031]請一并參閱圖2-5，圖2示出了當(dāng)LED23的排列形狀為圓形時的結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的，框壁11的截面形狀同樣為圓形(見圖2)，且兩個圓形的大小接近。圖4示出了當(dāng)LED23的排列形狀為矩形時的結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的，框壁11的截面形狀同樣為矩形(見圖5)，且兩個矩形的大小接近。
[0032]請一并參閱圖6及圖7，散熱組件10還包括一固接部13，固接部13由框壁11鄰近LED發(fā)光組件20的一側(cè)徑向延伸形成，固接部13與LED發(fā)光組件10以熱接觸的方式相連接。其中，固接部13的延伸方向既可以是朝框壁11外延伸(見圖6)，也可以朝框壁11內(nèi)延伸(見圖7)。
[0033]請一并參閱圖8，LED燈具100還包括一連接框壁11及LED發(fā)光組件20的連接板30，連接板30與框壁11及LED發(fā)光組件30均以熱接觸的方式相連接，且框壁11及連接板30共同圍成一閉合狀體。本實施例中，連接板30呈一“U”型，且連接板30的“U”型臂部分套設(shè)于框壁11內(nèi)并與框壁11的內(nèi)表壁連接。
[0034]請一并參閱圖9，散熱組件10還包括與框壁11連接的一頂壁15及一底壁17，頂壁15相對底壁17設(shè)置，且頂壁15、底壁17及框壁11共同形成一閉合狀的殼體。其中，框壁11的截面面積由設(shè)有LED23的一端朝另一相對端逐漸減小，即由鄰近底壁17的一端朝鄰近頂壁15的一端逐漸減小。
[0035]框壁11、頂壁15及底壁17的內(nèi)外表面均為光滑表面,使得散熱組件10在使用時，能夠進(jìn)行輻射散熱，即，能提高LED燈具100的散熱效果。同時還能提高LED燈具100的整體美觀度和降低制造成本。進(jìn)一步地，為提高散熱組件10的散熱能力，所述散熱組件10由散熱較好的材質(zhì)制成，如鋁合金，陶瓷等。在本實施例中，散熱組件10由鋁合金制成。
[0036]本實施例中LED燈具100在工作時，其LED發(fā)光組件20所產(chǎn)生的熱量是由熱界面材料傳導(dǎo)至散熱組件10，并在整個散熱組件10上進(jìn)行擴散、散熱。散熱組件10的表面通過輻射方式和對流方式向外界進(jìn)行散熱。其中決定本實施例中LED燈具100散熱效率的散熱路徑存在的總熱阻等于散熱路徑各個環(huán)節(jié)熱阻的和。LED燈具通電工作足夠時間后，在一定的環(huán)境溫度和空氣流速條件下，LED燈具整體會達(dá)到一熱平衡，此時LED燈具的發(fā)光元件20的溫度和空氣之間的溫度差Λ t謂之LED燈具的結(jié)溫升，其中LED燈具結(jié)溫升越低則意味著LED的預(yù)期壽命越長。
[0037]下面就影響LED燈具結(jié)溫升的因素做如下分析:
[0038]由以上對散熱路徑的分析可知LED燈具的LED發(fā)光元件20到散熱表面為傳導(dǎo)散熱，由LED燈具各散熱表面到外界環(huán)境之間有輻射和對流這兩種方式散熱，由于不同的散熱方式涉及不同的影響因素及計算方法，下面進(jìn)行分別討論:
[0039]1、在LED發(fā)光元件20到該LED燈具各散熱表面為至的傳導(dǎo)散熱過程中，影響結(jié)溫升At的因素有LED的耗散功率、散熱路徑上各種散熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)熱體的截面積、傳熱路徑的長度等四項。故此，本段傳熱路徑的溫差可用以下公式表達(dá):
[0040]Atl = L.Q/K.A ；
[0041]其中，Q表示LED燈具的耗散功率，單位為W ;K表示導(dǎo)熱系數(shù)，單位為W/m.V ；A表示導(dǎo)熱體的截面積，單位為Hi2 ; △ tl表示本段傳熱路徑兩端溫差，單位為。C ；L表示傳熱路徑長度，單位為m。
[0042]本實施例采用了將LED23以圓形、橢圓形、四邊形、五邊形或六邊形其中之一的分散設(shè)計，而散熱組件10與LED23鄰近的部分其結(jié)構(gòu)與LED23分布的結(jié)構(gòu)相似，使得單位散熱材料上的等效散耗功率Q大幅度減小，同時增加了等效的導(dǎo)熱體截面積，以達(dá)到更好的散熱效果。
[0043]2、由LED燈具的各散熱表面向環(huán)境散熱的環(huán)節(jié)中，其對流方式進(jìn)行熱傳導(dǎo)中影響結(jié)溫升At的因素有換熱系數(shù)、有效換熱面積、換熱表面與流體的溫差等三個因素。具體可以用以下公式表達(dá)如下:
[0044]M2 = Q/hc.A ；
[0045]其中，Q表示對流散熱量，單位為W ;hc表示換熱系數(shù),單位為W/m2.A汸表示有效換熱面積，單位為m2 ; Λ t2表示換熱表面與流體溫差，單位為。C。
[0046]本實施例以整個LED燈具100的散熱組件10的內(nèi)外表面作為有效換熱面積，其面積已大于傳統(tǒng)鰭片散熱結(jié)構(gòu)，因此本結(jié)構(gòu)具有良好的對流散熱效果。同時傳統(tǒng)的鰭片散熱結(jié)構(gòu)并不太多考慮輻射散熱的作用，事實上，由于鰭片之間相隔不遠(yuǎn)，輻射散熱的作用被相鄰鰭片的吸收作用幾乎完全抵消而不起作用，但在本實施例的LED燈具100中，由于整個散熱組件10的內(nèi)外表面均為光滑的結(jié)構(gòu)，因此，輻射散熱也起到了很大的作用，這進(jìn)一步降低了結(jié)溫升At。
[0047]綜上所述，本實施例中LED燈具100充分利用了散熱原理，對應(yīng)LED23的排列形狀或散熱路徑合理設(shè)置了散熱組件10的截面形狀，或?qū)?yīng)散熱組件10的結(jié)構(gòu)合理布局了LED23，同時利用框壁11、頂壁15及底壁17等固有LED燈具的構(gòu)件設(shè)計了高效的散熱結(jié)構(gòu)，在有效降低LED結(jié)溫升At的同時，還降低了燈具成本、簡化了裝配工藝、并保持了 LED燈具100的整體美觀性。
[0048]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包括在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種LED燈具，其包括散熱組件和LED發(fā)光組件，所述LED發(fā)光組件包括多個LED，其特征在于，所述散熱組件包括至少一個其截面為擬合所述LED的分布路徑并向相反于所述LED的發(fā)光側(cè)延伸的框壁；所述散熱組件與所述LED發(fā)光組件以熱接觸的方式相連接。
2.一種如權(quán)利要求1所述的LED燈具，其特征在于，所述框壁的截面的形狀為圓形、橢圓形、四邊形、五邊形或六邊形其中之一。
3.—種如權(quán)利要求1所述的LED燈具，其特征在于，所述框壁的截面面積由設(shè)有所述LED的一端朝另一相對端逐漸減小。
4.一種如權(quán)利要求1所述的LED燈具，其特征在于，所述LED發(fā)光組件還包括設(shè)置在所述LED與所述散熱組件之間的電路板，所述電路板與所述散熱組件之間通過熱界面材料相互連接。
5.一種如權(quán)利要求1所述的LED燈具，其特征在于，所述散熱組件還包括固接部，所述固接部由所述框壁鄰近所述LED發(fā)光組件的一側(cè)徑向延伸形成，所述固接部與LED發(fā)光組件以熱接觸的方式相連接。
6.一種如權(quán)利要求1所述的LED燈具，其特征在于，所述LED燈具還包括連接所述框壁及所述LED發(fā)光組件的連接板，所述連接板與所述框壁及所述LED發(fā)光組件均以熱接觸的方式相連接，且所述框壁及所述連接板共同圍成一閉合狀體。
7.—種如權(quán)利要求1所述的LED燈具，其特征在于，所述散熱組件還包括與所述框壁連接的頂壁及底壁，所述頂壁、所述底壁及所述框壁共同形成一閉合狀的殼體。
8.一種LED燈具，其包括至少一個框壁和LED發(fā)光組件，所述LED組件包括多個LED，其特征在于，所述LED以擬合所述框壁的截面形狀為路徑分布設(shè)置于所述框壁的一端；所述框壁與LED發(fā)光組件以熱接觸的方式相連接。
9.一種如權(quán)利要求8所述的LED燈具，其特征在于，所述框壁的截面的形狀為圓形、橢圓形、四邊形、五邊形或六邊形其中之一。
10.一種LED燈具，其包括散熱組件和LED發(fā)光組件，所述LED發(fā)光組件包括多個LED，其特征在于，所述散熱組件包括至少一個擬合所述LED的熱量分布路徑并向相反于所述LED的發(fā)光側(cè)延伸形成的框壁；所述散熱組件與所述LED發(fā)光組件以熱接觸的方式相連接。
【文檔編號】F21Y101/02GK104456205SQ201410714953
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】方恒 申請人:方恒