專利名稱：Led照明燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED照明燈泡，本發(fā)明的LED燈泡可以取代普通白熾燈泡 用于照明使用。
技術(shù)背景由于半導(dǎo)體照明具有高效、節(jié)能、環(huán)保、使用壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度快、耐振 動(dòng)、易維護(hù)等顯著優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)際上被公認(rèn)為是最有可能進(jìn)入通用照明領(lǐng)域的新 型固態(tài)冷光源。如同晶體管替代電子管一樣，半導(dǎo)體燈取代傳統(tǒng)的白熾燈和熒 光燈也是大勢(shì)所趨。目前，盡管LED已經(jīng)廣泛應(yīng)用于指示、LCD背光源、交通指示燈、建筑照明 等領(lǐng)域，但用LED實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的半導(dǎo)體照明還有很多問題有待于解決，其中最 主要的是散熱問題。隨著芯片技術(shù)的日益成熟，比較成熟的商品化功率型發(fā)光二極管(LED)芯 片的輸入功率變得越來越高。對(duì)于LED來講，單純地增加輸入功率，亮度會(huì)成 比例地上升。但由于LED的效率遠(yuǎn)沒有達(dá)到100%， LED在工作過程中會(huì)產(chǎn)生熱 量，功率和芯片面積增大，熱流密度就相應(yīng)加大。由于大功率發(fā)光二極管工作 時(shí)，熱量集中在尺寸很小的芯片內(nèi)，使得芯片內(nèi)部的溫度越來越高。芯片溫度 升高，會(huì)引起熱應(yīng)力的非均勻分布、芯片發(fā)光效率和熒光粉激射效率下降等問 題，當(dāng)溫度超過一定值時(shí)，器件的失效率呈指數(shù)規(guī)律增加。統(tǒng)計(jì)資料表明，元 件溫度每上升2。C,可靠性下降10%。當(dāng)多個(gè)LED密集排列，組成白光照明系統(tǒng)時(shí)，熱量的耗散問題更為嚴(yán)重。由于溫度升高而產(chǎn)生的各種熱效應(yīng)會(huì)嚴(yán)重影響到LED器件的使用壽命和可 靠性，所以解決熱量管理問題已成為功率型LED應(yīng)用的先決條件。目前普遍采 用的倒裝焊方法，雖然提高了芯片結(jié)構(gòu)的抗熱性，但是成本很高，很難使LED 光源應(yīng)用于普通照明。也有釆用套簡(jiǎn)型齒狀結(jié)構(gòu)外加散熱器和強(qiáng)制對(duì)流等方式解決散熱問題的，但都沒有從根本上解決功率型LED器件的散熱問題，限制了功率型LED光源的低成本和商品化，以及在普通照明上的廣泛應(yīng)用。其次，目前巿場(chǎng)上一般的LED照明燈是把照明燈的恒流源安裝在散熱器的 內(nèi)部，光源工作發(fā)出的熱量與恒流源工作發(fā)出的熱量聚集在散熱體腔內(nèi)，恒流 源長(zhǎng)期處于一個(gè)高溫的環(huán)境中，對(duì)恒流源元件直接造成了很大的影響，在外部 環(huán)境溫度4(TC時(shí)，散熱體腔內(nèi)部溫度可達(dá)8(TC，使恒流源的壽命大大減少(如 雖然電容的標(biāo)稱溫度為-40 105。C，但實(shí)際工作環(huán)境一旦超過80°C，電容容量 將減少一半， 一些質(zhì)量較差的電容甚至?xí)选Ｍ瑫r(shí)在這樣的環(huán)境溫度下，電 阻、晶體管的性能也變的極其不穩(wěn)定，使照明燈不能穩(wěn)定工作)。因此，將恒流 源安裝在散熱體腔內(nèi)的做法，使整個(gè)產(chǎn)品的使用壽命受限于電源部分，而無(wú)法 最大限度地發(fā)揮LED長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。另外， 一般的LED照明燈是將LED光源焊接在鋁基板上，再將鋁基板與散 熱器連接，這種連接方式在熱傳導(dǎo)過程中無(wú)形增加了熱阻，也使散熱器的熱傳 導(dǎo)能力大為降低。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種LED照明燈，以更有效地提高LED燈光源部分和 電源部分的散熱效果。本發(fā)明的LED照明燈由光源部分、散熱器和電源部分組成，其中所述散熱器包括一個(gè)散熱器基體，以及呈放射狀包圍在散熱器基體周圍的 多個(gè)翅翼，用于將LED照明燈產(chǎn)生的熱能傳導(dǎo)到周圍空氣中；所述的光源部分包括一個(gè)光源固定板，固定連接在散熱器基體的一個(gè)端面上； 鑲嵌在光源固定板上的至少 一個(gè)LED芯片； 一個(gè)反射器，嵌裝在LED芯片上； 以及固定安裝在LED芯片前端的透光燈罩；所述的電源部分包括一個(gè)連接板，固定安裝在散熱器基體的另一個(gè)端面上；恒流源，固定安裝在連接板上，通過導(dǎo)線分別與燈座和LED芯片電路連接；一個(gè)燈殼，安裝在連接板上，用于將恒流源封閉； 以及一個(gè)連接在燈殼上的燈座，用于與外接電源連接。 本發(fā)明的散熱器材質(zhì)為鋁，也可以是銅或其它金屬材料。散熱器的基體部分為實(shí)心結(jié)構(gòu)，在基體周圍分布有T形或者叉形的翅翼，增大了散熱器的有效散熱面積，散熱效果更加明顯。本發(fā)明將LED照明燈的電源部分與光源部分分別設(shè)置在散熱器基體的兩個(gè) 端面上，并將恒流源與散熱器完全分開，在散熱器基體上設(shè)有通槽，通槽內(nèi)設(shè) 置有導(dǎo)線，用于將恒流源與LED芯片連接起來。上述結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可以使得電 源部分與光源部分產(chǎn)生的熱量盡快散發(fā)出去，避免了原來由于光源部分產(chǎn)生的 熱量影響到電源部分，造成LED照明燈壽命縮短的問題出現(xiàn)。其中，將恒流源與散熱器完全分開的方式在連接板上設(shè)置有固定臺(tái)，恒流 源固定安裝在固定臺(tái)上，與連接板保持有一定的間距。在連接板的周邊設(shè)置有一圈通氣孔，通氣孔通向翅翼之間的空隙。在燈殼 與燈座的連接處還設(shè)置有若干個(gè)通氣孔或通氣狹縫。連接板上的通氣孔與燈殼 與燈座連接處的通氣孔或通氣狹縫之間能夠形成一個(gè)空氣對(duì)流通道。LED芯片直接安裝于散熱器表面，其背面的熱沉與散熱器基體的端面直接接觸，減少了散熱環(huán)節(jié)，提高了熱傳導(dǎo)能力。本發(fā)明由于釆用了上述結(jié)構(gòu)，使得LED照明燈的散熱性能明顯提高。工作 中LED芯片產(chǎn)生的熱能可以迅速通過散熱器基體和翅翼散發(fā)到空氣中，恒流源工作的熱量可以通過燈座上的通氣孔或通氣狹縫散發(fā)到空氣中，同時(shí)所形成的 空氣對(duì)流通道還可以進(jìn)一步降低散熱器和恒流源的工作溫度。環(huán)境溫度為25°C時(shí)，散熱器基體溫度基本恒定在40~50°C，恒流源的最高工作環(huán)境溫度也僅為 55°C，從而保證了 LED照明燈長(zhǎng)時(shí)間可靠地工作，為功率型二極管(LED)應(yīng)用于普通照明鋪平了道路。


圖l是本發(fā)明LED照明燈的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的俯向視圖； 圖3是圖1中連接板7的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是連接板7的正面視圖； 圖5是一種散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是另一種散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的LED照明燈如圖1所示，主要由光源部分、散熱器和電源部分三 部分組成，其中散熱器以金屬鋁材制成，由一個(gè)實(shí)心的散熱器基體5以及呈放射狀包圍在 散熱器基體5周圍的多個(gè)翅翼6組成，用于將LED照明燈產(chǎn)生的熱能傳導(dǎo)到周 圍空氣中。散熱器的翅翼6可以制作成各種有利于增大散熱器有效散熱面積的 形狀，如圖5所示的所述的叉形翅翼和圖6所示的T形翅翼。散熱器基體5的兩個(gè)端面為光滑的平面，在散熱器基體5上縱向設(shè)置有兩 個(gè)用于放置導(dǎo)線的通槽51,并在兩個(gè)端面上各設(shè)置有兩個(gè)螺釘固定孔52，如圖 5、圖6所示。光源部分由光源固定板4、 LED芯片2、反射器3和透光燈罩1組成。通過 螺釘固定孔52用螺釘將光源固定板4固定連接在散熱器基體5的端面上，LED 芯片2鑲嵌在光源固定板4的中央，且LED芯片2的背面與散熱器基體5的端面直接接觸，LED芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱能以熱傳導(dǎo)的方式直接傳遞給散熱器，通過散熱器的翅翼6以熱傳導(dǎo)和空氣對(duì)流兩種方式傳播到空氣中。反射器3位于 光源固定板4的前端，嵌裝在LED芯片2上。在散熱器的翅翼6邊緣設(shè)有一圈 卡槽，以把設(shè)在透光燈罩1邊緣的卡座嵌入上述卡槽中的方式，將透光燈罩1 固定在散熱器的前端，封蓋住反射器3和LED芯片2。電源部分由連接板7、恒流源8、燈殼9和燈座10組成。 連接板7的結(jié)構(gòu)如圖3、圖4所示，在連接板7上設(shè)置有固定臺(tái)73、導(dǎo)線 孔74和螺釘孔75，連接板7的周邊設(shè)置有一圈通氣孔72，連接板7的邊緣還 設(shè)置有卡座71。通過螺釘孔75和螺釘固定孔52，用螺釘將連接板7固定安裝在散熱器基體 5的另一個(gè)端面上，恒流源8固定安裝在連接板7的固定臺(tái)73上， 一方面通過 導(dǎo)線與燈座連接， 一方面將導(dǎo)線穿過導(dǎo)線孔74和位于散熱器基體5上的通槽51 后，與LED芯片2電路連接。燈殼9通過連接板7上的卡座71固定安裝在連接 板7上，并連接燈座IO，形成一個(gè)將恒流源8封閉的空腔。在燈殼9與燈座10的連接處設(shè)置有若干個(gè)通氣狹縫11 (如圖2所示)，通 氣狹縫11與位于連接板7上的通氣孔72共同構(gòu)成一個(gè)空氣對(duì)流通道，同時(shí)通 氣孔72又通向翅翼6之間的空隙，很容易在LED照明燈周邊和空腔內(nèi)部形成空 氣對(duì)流， 一方面將恒流源產(chǎn)生的熱能散發(fā)出去， 一方面可以進(jìn)一步降低散熱器 的溫度。
權(quán)利要求
1、LED照明燈，由光源部分、散熱器和電源部分組成，其中所述散熱器包括一個(gè)散熱器基體(5)，以及呈放射狀包圍在散熱器基體(5)周圍的多個(gè)翅翼(6)，用于將LED照明燈產(chǎn)生的熱能傳導(dǎo)到周圍空氣中；所述的光源部分包括一個(gè)光源固定板(4)，固定連接在散熱器基體(5)的一個(gè)端面上；鑲嵌在光源固定板(4)上的至少一個(gè)LED芯片(2)；一個(gè)反射器(3)，嵌裝在LED芯片(2)上；以及固定安裝在LED芯片(2)前端的透光燈罩(1)；所述的電源部分包括一個(gè)連接板(7)，固定安裝在散熱器基體(5)的另一個(gè)端面上；恒流源(8)，固定安裝在連接板(7)上，通過導(dǎo)線分別與燈座(10)和LED芯片(2)電路連接；一個(gè)燈殼(9)，安裝在連接板(7)上，用于將恒流源(8)封閉；以及一個(gè)連接在燈殼(9)上的燈座(10)，用于與外接電源連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明燈，其特征是在連接板(7)的周邊設(shè) 置有一圈通氣孔(72)，所述通氣孔(72)通向翅翼(6)之間的空隙。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明燈，其特征是在燈殼(9)與燈座(10)的連接處設(shè)置有若干個(gè)通氣孔或通氣狹縫(11)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明燈，其特征是所述LED芯片(2)的背 面與散熱器基體(5)的端面直接接觸。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明燈，其特征是所述的翅翼(6 )為T形 翅翼。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明燈，其特征是所述的翅翼(6)為叉形 翅翼。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明燈，其特征是在連接板(7)上設(shè)置有 固定臺(tái)(73)，所述的恒流源(8)固定安裝在固定臺(tái)(73)上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明燈，其特征是在散熱器基體(5)上設(shè) 有通槽(51)，用于連接恒流源(8)與LED芯片(2)的導(dǎo)線被放置在通槽(51) 內(nèi)。
全文摘要
LED照明燈，由光源部分、散熱器和電源部分組成。散熱器包括散熱器基體和圍在其周圍的翅翼；光源固定板固定在散熱器基體的端面上，LED芯片鑲嵌在光源固定板上，其前端安裝有反射器和透光燈罩；連接板安裝在散熱器基體的另一個(gè)端面，其上固定有恒流源，連接板上還連接有燈殼和燈座。本發(fā)明的LED照明燈散熱性能突出，環(huán)境溫度25℃時(shí)，散熱器基體溫度40～50℃，恒流源最高溫度55℃，保證了LED照明燈長(zhǎng)時(shí)間可靠地工作。
文檔編號(hào)F21V15/00GK101294661SQ20081005522
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月16日
發(fā)明者乾 喬, 亢銳英, 敏 許, 許福貴 申請(qǐng)人:山西光宇電源有限公司