專利名稱：大功率led高亮度照明燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)能、長壽命高亮度照明燈，尤其是采用低功耗的大功率LED高亮度照明燈。
背景技術(shù)：
LED具有極高的電能利率，以及長的壽命，防震性好等優(yōu)點(diǎn)，因此開發(fā)采用使用壽命長、省電、工作電壓低、安全性好的LED發(fā)光組件，代替鎢絲發(fā)光白熾燈用于高亮度照明，為人們所追求。
中國專利CN2524072Y公開的太陽能高架路燈裝置，將多個(gè)LED裝于方錐形聚光罩內(nèi)，并在其側(cè)面設(shè)置有鏡面反射板，使各LED彎曲朝向鄰近鏡面，以此來提高反射聚光能力。
中國專利CN2679487Y公開的太陽能LED路燈，是在燈頭內(nèi)設(shè)置120個(gè)或180個(gè)或300個(gè)LED光管串聯(lián)或并聯(lián)組成平面或弧面或格柵狀LED光源，設(shè)置于反光板上。
中國專利CN2743676Y公開的LED投光器，在曲面安裝座上設(shè)置若干LED，外由不透明或半透明或全透明燈罩。
中國專利CN1710318A公開的低安裝高度道路照明用路燈，由10顆3-5W的發(fā)白光的LED，整合在一個(gè)反射器組板上，照明亮度為1cd/m2。
上述LED照明裝置，都是僅將若干LED組合使用，以及采用反光板，以增加照明亮度。然而，大功率高亮度例如1瓦以上LED芯片，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的熱量(芯片功率越大，產(chǎn)生熱量越多)，如得不到及時(shí)散發(fā)，溫升會(huì)導(dǎo)致LED光衰嚴(yán)重，甚至失效，有研究報(bào)導(dǎo)LED使用壽命與工作溫度成冪指數(shù)關(guān)系，例如在25℃下工作，LED使用壽命可以達(dá)到10萬小時(shí)，而大約在90℃下工作，則使用壽命減小到小于7000小時(shí)。因此LED在實(shí)際使用中由于受散熱限制，通常只能降低供電電流，這樣又會(huì)造成LED的發(fā)光亮度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到應(yīng)有值。散熱已成為影響大功率LED高效工作及器件壽命的重要關(guān)鍵因素，上述LED照明裝置，都因散熱效果不夠理想，而缺乏實(shí)用價(jià)值，不僅使用壽命達(dá)不到LED正常壽命，而且發(fā)光亮度受到很大影響。
中國專利CN1535482公開一種大功率LED照明設(shè)備的散熱方式，包括LED；向所述LED供應(yīng)電能的模；固定在所述模上的導(dǎo)熱材料部分，所述模內(nèi)的熱量被傳導(dǎo)至所述導(dǎo)熱材料部分；以及所述導(dǎo)熱材料部分周圍的外體，所述熱量經(jīng)由所述外體從所述導(dǎo)熱材料部分轉(zhuǎn)移至外部環(huán)境。此結(jié)構(gòu)僅適用于單個(gè)LED照明，不能用于LED列陣照明，而且散熱材料熱量傳導(dǎo)給外體后，仍需通過對流轉(zhuǎn)移至環(huán)境中，散熱效果仍然較差。
中國專利CN2750186Y公開的一種具有散熱功效的LED路燈，結(jié)構(gòu)是在路燈上座鎖設(shè)散熱片或直接固定高功率LED，上座外周有多個(gè)散熱鰭片，使高功率LED產(chǎn)生的熱能可通過增加的散熱鰭片向外快速散熱。此路燈雖然通過增大的散熱鰭片散熱，但其僅是依靠自然散熱，實(shí)際散熱仍不夠理想，仍然不能滿足大功率LED散熱要求。
由于大功率高亮度LED的散熱問題一直未能得到優(yōu)良解決，使其用作高亮度照明燈受到極大限止，實(shí)際使用效果不佳。
再就是，LED通常以直線方式投射光源，其光源特性為發(fā)光時(shí)角度愈小，光源就會(huì)愈亮；反之角度愈大，則發(fā)光亮度愈暗，因而此種直線投射方式發(fā)光難以直接用于高亮度及照射面積大的照明燈。然而上述LED照明燈僅是采用簡單反光，不僅照明亮度低，而且照射距離短，照射范圍小，難以滿足實(shí)際照明要求，尤其是用于遠(yuǎn)距離、大面積路燈照明。
因此，LED優(yōu)良散熱，遠(yuǎn)距離、高亮度、大面積照射，一直是困擾大功率LED作為照明燈的嚴(yán)重障礙，仍有值得改進(jìn)的地方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種不僅散熱效果好，發(fā)光效率高，使用壽命長，可高亮度遠(yuǎn)距離照射的大功率LED高亮度照明燈。
本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)，主要改進(jìn)是LED芯片采用二級(jí)熱傳導(dǎo)散熱，加風(fēng)扇強(qiáng)制散熱；各LED采用雙反光碗反光結(jié)構(gòu)，從而較好解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的二大技術(shù)難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。具體說，本發(fā)明大功率LED高亮度照明燈，包括若干大功率LED芯片組成的發(fā)光列陣和反光板及散熱板，其特征在于照明燈由LED發(fā)光列陣，前側(cè)的與LED列陣芯片對應(yīng)的反光碗列陣板，后側(cè)的帶散熱翅片金屬散熱板，及冷卻風(fēng)扇疊合組成，所說LED發(fā)光列陣由LED發(fā)光單元設(shè)置在絕緣電路板上組成，所說LED發(fā)光單元由LED芯片直接安裝在表面有絕緣層的金屬散熱片上，LED芯片外有帶反光碗的透明罩。
本發(fā)明中所說冷卻風(fēng)扇，可以是吹風(fēng)型，也可以是排風(fēng)型，本發(fā)明較好采用吹風(fēng)型，有利于強(qiáng)制散熱，提高散熱效果；所說絕緣電路板，較好采用印刷電路板，可以省略芯片間另行連接電路；所說反光碗列陣板，一種較好是各反光碗反光角大于芯片反光碗反光角，并較好采用塑料模壓制成，可以較大降低整燈重量，降低造價(jià)；并在反光面上鍍有金屬反光層；此外為方便組裝，反光碗列陣板背側(cè)設(shè)有若干帶內(nèi)螺紋的連接凸柱，可以簡便將燈整體連接組合；所說LED發(fā)光列陣，一種較好是使相鄰LED以間距呈20±3mm相間排列，這樣結(jié)合雙反光碗，可使各LED芯片發(fā)光相互搭接，不僅可使照射面積得到擴(kuò)大，而且在照射面積內(nèi)光強(qiáng)均勻性好。
本發(fā)明更好是使LED列陣各金屬散熱片與金屬散熱板間涂刷有導(dǎo)熱硅膠，這樣可以進(jìn)一步減小發(fā)光單元與大散熱板間的熱阻，提高散熱效率。
此外，為方便燈的安裝使用，一種較好是在組燈上直接設(shè)置連接燈頭，以方便直接替換現(xiàn)有照明燈。
本發(fā)明由于采用上述二級(jí)熱傳導(dǎo)散熱(而不是輻射或?qū)α?，加風(fēng)扇強(qiáng)制散熱，使列陣芯片產(chǎn)生的熱量得以快速散發(fā)，顯著提高了LED散熱效率，滿足大功率LED芯片對溫度限止要求，使LED可在大電流工作環(huán)境下始終保持正常工作，可以將幾十甚至上百個(gè)大功率LED組成高集成度的照明列陣，并且確保使用壽命和效率；列陣各LED芯片外設(shè)置帶反光碗的透明反光罩，及透明罩外再增設(shè)反光碗的雙反光碗反光結(jié)構(gòu)，使芯片發(fā)出的光源一部分直接射出，其他方向發(fā)射光經(jīng)第一反光碗反射聚光射出，并經(jīng)第二反光碗再次反射聚光，不僅可使內(nèi)反光碗邊緣散發(fā)的光再次定向聚集，而且二次聚光反射、疊加，不僅使發(fā)光更集中，增強(qiáng)了定向照射光強(qiáng)，使亮度大大提高，而且還使照射角得到擴(kuò)大，使得相間排列的照明列陣，照射面積內(nèi)光強(qiáng)均勻，滿足了照明大照射面積要求。單燈散熱基板與大面積金屬散熱板間涂刷導(dǎo)熱硅脂，更是減小了傳導(dǎo)散熱熱阻，提高了散熱效果，較好解決了大功率LED高亮度照明燈二大技術(shù)難點(diǎn)，可用于高懸吊路燈照明，并且具有足夠的亮度。自帶連接燈頭，又可以充分利用現(xiàn)有燈座直接更換，降低了改造成本。
以下結(jié)合二個(gè)具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步說明本發(fā)明，附圖僅是為了描述優(yōu)選實(shí)施例，而不應(yīng)被理解為對本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例照明路燈分解結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1組合結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為實(shí)施例反光碗列陣板俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖3截面剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為實(shí)施例LED發(fā)光列陣示意圖。
圖6為圖5截面剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為單個(gè)LED發(fā)光單元結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為實(shí)施例二LED發(fā)光列陣與散熱板壓接示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1參見圖1-圖7，大功率LED高亮度照明路燈，按光投射方向，分別有固定2個(gè)冷卻風(fēng)扇2的帶散熱窗的鏤空蓋1，電源安裝板3，帶翅片的鋁散熱板4，LED發(fā)光列陣5，反光碗列陣7相互疊合壓接，螺釘拉緊組成，并且鋁散熱板上固定有柄9的螺口連接燈頭10。
其中冷卻風(fēng)扇2為吹風(fēng)型風(fēng)扇；反光碗列陣7(圖3、4)，由塑料整體模壓而成，按中心相間20mm規(guī)整排列有7*7個(gè)95度反射角反光碗6，表面鍍有銀白色反光鍍層11，背面有若干伸出連接柱8，其上加工有內(nèi)螺紋；LED發(fā)光列陣5(圖5、6)，在印刷電路板5上按相間距20mm開有7*7個(gè)通窗口，一面蝕刻有連接串聯(lián)各LED印刷電路，一面通過兩電極焊接有7*7個(gè)帶Ф20*2mm鋁散熱片的大功率LED12；LED發(fā)光單元(圖7)，由1瓦LED芯片17通過導(dǎo)電銀漿高溫?zé)Y(jié)在表面有絕緣層的Ф20*2mm鋁散熱片13上，LED芯片外有帶90度反射角反光碗18的透明罩16，構(gòu)成第一反光腔15；外套反光碗列陣構(gòu)成第二反光腔14。
LED發(fā)光產(chǎn)生熱量，通過熱傳導(dǎo)給發(fā)光單元鋁散熱片13，再通過與之壓接的鋁散熱板4傳導(dǎo)散熱，并由吹風(fēng)扇2強(qiáng)制散熱；LED發(fā)光由第一反光碗18反射，再由第二反光碗6反射。
實(shí)施例2參見圖8，如實(shí)施例1，LED發(fā)光列陣5，背面的LED散熱片13與鋁散熱板4間有導(dǎo)熱硅脂19，使各發(fā)光單元散熱片與散熱板間形成無氣隙熱傳導(dǎo)接觸，可進(jìn)一步減小熱阻，增強(qiáng)散熱效果。
實(shí)施例路燈測試，8米及10米照度可以分別達(dá)到30lx和20lx，顯色指數(shù)81，色溫5570，完全可以替代現(xiàn)有照明路燈。
很明顯，在參考本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例基礎(chǔ)上，可以對本發(fā)明作改進(jìn)和改變，例如LED列陣可以是多種，如橢圓形、圓形，多邊形等，鋁散熱板上還可加工有增大表面積的慣通散熱孔、槽或盲孔、槽等，本發(fā)明權(quán)利要求范圍包含了其等同物及非實(shí)質(zhì)性改變。
權(quán)利要求
1.大功率LED高亮度照明燈，包括若干大功率LED芯片組成的發(fā)光列陣和反光板及散熱板，其特征在于照明燈由LED發(fā)光列陣，前側(cè)的與LED列陣芯片對應(yīng)的反光碗列陣板，后側(cè)的帶散熱翅片金屬散熱板，及冷卻風(fēng)扇疊合組成，所說LED發(fā)光列陣由LED發(fā)光單元設(shè)置在絕緣電路板上組成，所說LED發(fā)光單元由LED芯片直接安裝在表面有絕緣層的金屬散熱片上，LED芯片外有帶反光碗的透明罩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述大功率LED高亮度照明燈，其特征在于所說冷卻風(fēng)扇為吹風(fēng)型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述大功率LED高亮度照明燈，其特征在于所說風(fēng)扇有鏤空蓋固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述大功率LED高亮度照明燈，其特征在于所說絕緣電路板為印刷電路板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述大功率LED高亮度照明燈，其特征在于所說反光碗列陣板由塑料模壓制成，反光碗面上有反光鍍層。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述大功率LED高亮度照明燈，其特征在于所說反光碗列陣板背側(cè)有帶內(nèi)螺紋的連接凸柱。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述大功率LED高亮度照明燈，其特征在于所說反光碗列陣各反光碗反光角大于芯片反光碗反光角。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述大功率LED高亮度照明燈，其特征在于所說LED發(fā)光列陣各發(fā)光芯片相間20±3mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述大功率LED高亮度照明燈，其特征在于照明燈固定有連接燈頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述大功率LED高亮度照明燈，其特征在于所說LED列陣各散熱片與金屬散熱板間有導(dǎo)熱硅膠。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于對LED大功率照明燈的改進(jìn)，其特征是照明燈由LED發(fā)光列陣，前側(cè)的與LED列陣芯片對應(yīng)的反光碗列陣板，后側(cè)的帶散熱翅片金屬散熱板，及冷卻風(fēng)扇疊合組成，LED發(fā)光列陣由LED發(fā)光單元設(shè)置在絕緣電路板上組成，LED發(fā)光單元由LED芯片直接安裝在表面有絕緣層的金屬散熱片上，LED芯片外有帶反光碗的透明罩。二級(jí)熱傳導(dǎo)散熱，加風(fēng)扇強(qiáng)制散熱，顯著提高了LED散熱效率；列陣各LED芯片二級(jí)反光碗結(jié)構(gòu)，發(fā)光更集中，亮度大大提高，照射角擴(kuò)大，滿足了照明大照射面積要求。本發(fā)明較好解決了大功率LED高亮度照明燈二大技術(shù)難點(diǎn)，用于高懸吊路燈照明，具有足夠的亮度。
文檔編號(hào)F21V29/02GK1807971SQ20061003814
公開日2006年7月26日 申請日期2006年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月27日
發(fā)明者羅正良, 張?jiān)倨? 蘇克強(qiáng) 申請人:江蘇江旭電子有限公司