专利名称：Led照明灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用发光二极管即LED制作的照明灯，尤其是一种可以直接替代白炽灯作为普通照明光源的LED照明灯。
背景技术：
LED即发光二极管有其安全、环保、长寿命、节能的优点，用以替代现有的白炽灯、 荧光灯等灯具作为普通照明，有很大的前途。目前已经有很多的LED作为普通照明的技术见诸报道，但是，LED照明的大部分的专利和其他技术是平面照明，由于发光二极管发光的指向性很强，面照明的技术在实际应用中有很大的局限性。部分技术通过球面安装发光二极管等能实现立体照明，例如中国实用新型专利200520099331. 1《超亮发光二极管球形低电压电光源》一是通过在球面上安装发光二极管形成立体照明体，其缺点是1、制作时无法通过自动化加工技术降低制作成本，2、发光二极管的散热无法很好地解决；中国实用新型专利200820047140. 4《层塔型LED节能灯泡》-是通过中间部分发光二极管四周排列， 顶部发光二极管平面排列，其缺点是1、发出的光线不够均勻，2、没有解决散热问题；中国实用新型专利02272882. 1《一种层叠式LED节能灯》一是将发光二极管焊接在大小不同的圆形印刷版电路上，然后依次将印刷版电路层叠起来形成立体照明光源，其缺点是1、立体光线不够均勻，2、散热问题没有解决；中国实用新型专利200720131686. 1《LED灯泡》一是将发光二极管焊接在大小不同的印刷版电路上，发光二极管指向相互垂直的2个方向形成立体光源，缺点和前述几个专利一样1、立体光线不够均勻，2、散热问题没有解决。总结现有技术的缺点解决了立体光线均勻度的技术方案没有解决制作成本高、制作复杂和散热问题，解决了制作成本高问题而制作简单的技术方案没有解决光线均勻度和散热问题。现有技术的相同问题是散热问题，发光二极管如果不能良好地散热，将会严重地影响其使用寿命，在密闭空间没有良好的散热而使用LED，其半光衰期有可能连目前白炽灯的寿命时间都不到。因此，设计一种成本低、制作简单、立体空间光线均勻、又能很好地散热的LED照明灯有一定的前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种制作成本低、制作简单、立体空间光线均勻、能良好地散发掉发光二极管发出的热量的能直接替换白炽灯等现有灯具而用作普通照明的LED照明灯。为解决以上技术问题，本发明所提供的LED照明灯至少包括灯头、散热块、安装层和导热层紧密层叠而成的安装体、数个发光二极管和能透光的外壳，导热层可热连接到散热块，导热层和安装层上的导体之间电绝缘，所述发光二极管安装在安装层上，所述散热块有部分裸露在照明灯外表面，所述灯头、散热块、安装体、数个发光二极管和外壳连接固定成一个整体，发光二极管和安装体在外壳之内，现有技术的LED驱动电路给LED供电。为了使LED的安装更为简便、散热效果更佳，所述安装层和导热层为数块，层叠起
4来形成安装体，各安装层应至少接触一块导热层，导热层和安装层的导电部分电绝缘，散热块上设有连接支架，导热层上有起热桥作用的凸起，导热层的凸起面接触相邻的导热层，并最终接触连接支架，所述导热层的凸起也可以各自接触到散热块的连接支架。为了取得光线立体均勻的效果，所述发光二极管的顶点组合形成的形状是外凸曲面空间体，发光二极管顶部指向照明灯的外部，各个发光二极管管体基本垂直于外凸曲面空间体表面在各该发光二极管顶点的切线，所述安装层可以是印刷电路板，发光二极管安装在安装层的周边，各安装层的发光二极管顶点在同一个平面，各层平面相互平行，每层的发光二极管基本等距排列，灯头接入的电源由现有技术的LED驱动电路处理后驱动发光二极管，现有技术的LED驱动电路放置在照明灯的内部不影响光线的区域，所述外凸曲面空间体可以是球形、半球形、锥形、直筒形、椭球形、半椭球形或现有技术白炽灯的近似梨形等形状的旋转体，发光二极管分布在安装体的外表面，所述外壳的形状可以是球形、半球形、 锥形、直筒形、椭球形、半椭球形或现有技术白炽灯的近似梨形等形状的旋转体，在外壳是球形和椭球形时，外壳至少由2块以上连接而成，安装体用螺栓螺母连接，所述散热块的一端连接灯头，相对的另外一端连接外壳和安装体上的导热层，安装层之间可以通过导线、插头插座等形式电连接。为使发光二极管的指向在装配过程中不易变动，所述安装体的外形是球形、半球形、锥形、直筒形、椭球形、半椭球形或现有技术白炽灯的近似梨形等形状之一的旋转体，所述安装体的外表面全部由导热层的相应表面构成，发光二极管的管脚和安装层在安装体之内，导热层和发光二极管管脚之间电绝缘，所述导热层组成安装体外表面的面相邻的2面是导向面，发光二极管的管脚处于上下2块导热层的导向面之间。为了降低生产成本，本发明所述的安装体还可以包括有间隔层，间隔层组成安装体外表面的面相邻的2面是导向面，发光二极管的管脚处于上下2块间隔层的导向面之间， 间隔层介于2组安装层和导热层的组合之间，所述安装体的外表面全部由间隔层的相应表面构成，安装层、导热层和发光二极管管脚都在安装体之内。安装体外表面设有反光层可以有效增加亮度。在所采用的发光二极管发光指向性很强时，外壳可以在内表面或外表面设有散射光线的花纹，也可以内外表面同时设有散射光线的花纹。在安装层和发光二极管形成空间内部尺寸大于开口尺寸时，导热层或间隔层层在最大尺寸的截面分成四分之一或三分之一，以方便导热层或间隔层能充满所有的安装体空间。本发明的技术方案所述的连接、固定可以采取现有技术的螺栓螺母、自攻螺丝、粘结、焊接、插接等技术，安装层间可采用导线、插头插座等形式电连接。本发明的LED照明灯，在所采用的发光二极管是紫外发光二极管时，在可以密封的外壳内表面均勻涂布三基色荧光粉，就可以达到三基色荧光灯的发光效果，增加LED照明灯的显色性。同样，在所采用的发光二极管是蓝光发光二极管时，在可以密封的外壳内表面均勻涂布蓝光激发黄光的荧光粉，同样可以得到如同白色发光二极管的照明效果。采用其他颜色的单色发光二极管时，在可以密封的外壳内表面均勻涂布受这种单色光激发发出互补成白光的单色光的荧光粉也能达到本发明的目的。
本发明的有益效果是同样数量和质量的发光二极管可以发出最均勻的光线；导热层和散热块能有效地散发掉发光二极管产生的热量，达到延长使用寿命的目的；在使用紫外发光二极管作为光源，利用三基色荧光粉作为白光发光剂时可以大大提高LED照明灯的显色性；平面的安装层焊接LED可以使制作更简单，模块化的安装层、导热层和间隔层使得制造成本可以降低，导热层或间隔层的导向面使LED的方向固定。
图1为含100个发光二极管、球形安装体、安装体外表面全部为铝导热层的球形 LED照明灯实施例的剖视图；图2为含100个发光二极管、球形安装体、安装体外表面全部为酚醛塑料间隔层的球形LED照明灯实施例的剖视图；图3为含100个发光二极管的球形LED照明灯中间间隔层的主视图和剖视图；图4为圆形带中间圆台凸起的导热层的剖面图；图5为含100个发光二极管的球形LED照明灯中间二层18个LED的印刷版安装层主视图；图6为带间隔层的含100个发光二极管的球形LED照明灯所有圆形铝导热层层叠起来后的剖视图，图中最上层一块是散热块的连接支架；图7为导热层凸起直接接触散热层连接支架时，导热层凸起的俯视图。自右至左 图2中的导热层最底部到最顶部的各导热层的凸起，密剖面线的是直接接触散热块连接支架的部分、疏剖面线的是圆台凸起部分接触相邻的导热层、空白的圆环部分用于穿过其他导热层凸起的空洞。图8为导热层凸起直接接触散热层连接支架时，层叠后的凸起的展开图，自左至右图2中的最底部导热层到最顶部导热层；图9为本发明基本的实施例剖面图。图中1、螺口灯头；2、散热块；3、螺栓；4、螺母；5、散热块连接支架；6、发光二极管；7、间隔层；8、外壳；9、导热层；10、安装层
具体实施例方式下面结合附图对本发明的技术方案进行进一步的详细说明。实施例1，是本发明的基本实施例，如图9所示，是含有100颗白色发光二极管的能均勻立体发光、能良好散热的LED照明灯，本实施例适用于民用的220V交流电，包括螺口灯头1、100个发光二极管6、1层导热层9和2层安装层10层叠起来的安装体、上半部圆筒形下半部半球形的外壳8和散热块2，市电通过灯头1接入，经四个1N4007 二极管桥式整流并用电解电容稳压后供电给发光二极管6，所有的发光二极管6串联连接后直接并接到电解电容2端，外壳8连接固定到散热块2上，散热块2另外一端固定到灯头1上，发光二极管 6安装于安装层10上，管脚长短不一，上层安装层10用小螺丝固定在导热层9上，导热层9 通过热桥热连接到散热块2上，100个发光二极管6空间上分成1个、7个、12个、16个、18 个、18个、16个、12个8层，外型形成球体，所述发光二极管6分成1个、7个、12个、16个、 18个5圈安装在下安装层，18个、16个、12个分成3圈安装在上安装层，导热层9和安装层10的导体之间用云母片电绝缘并用螺栓3螺母4固定到散热块2上，散热块2的部分表面裸露在灯体外表面，安装层之间导线连接。本实施例去掉上层安装层10和安装在上面的46 个发光二极管6，同时变压器降压、电阻限直流电流，就组成结构更加简单的实施例。实施例2，是本发明的较佳实施例，如图1所示，是含有100颗白色发光二极管的能均勻立体发光、能良好散热的球形LED照明灯，本实施例适用于民用的220V交流电，包括螺口灯头1、100个发光二极管6、球形的安装体、球形的外壳8，市电通过灯头1接入，经四个 1N4007 二极管桥式整流并用电解电容稳压后供电给发光二极管6，所有的发光二极管6串联连接后直接并接到电解电容2端，外壳8连接固定到散热块2上，散热块2另外一端固定到灯头1上，发光二极管6分布于安装体外表面，安装体由6块铝制导热层9和7块印刷版安装层10层叠用螺栓3螺母4固定到铝制散热块2的铝连接支架5，安装层10和导热层9 顺序层叠并且2者之间垫有绝缘导热的云母薄片，组成安装体外表面的全部是导热层9相应的外表面，安装层10和发光二极管6的管脚全部在安装体之内，导热层9组成安装体表面的这面的相邻2面是导向面，发光二极管6的管脚处于相邻2层导热层9的导向面之间， 导热层9中间有作为热桥的圆台状凸起，凸起的中间是可以穿过螺栓3的圆孔，所述发光二极管6分别安装在7块安装层10的周边，所有的发光二极管6的顶点组合形成的形状是外凸曲面空间体_球体，发光二极管6顶部指向照明灯的外部，发光二极管6管体基本垂直于球体表面在各该发光二极管6顶点的切线，所述安装层10是中间有可以穿过导热层9凸起的圆孔，每块安装层10上的发光二极管6顶点在同一个平面，各平面相互平行，相邻2层的发光二极管6边缘只有不到0. 5mm的距离，每层的发光二极管6基本等距排列。导热层9 的凸起接触相邻的导热层9并最终接触散热块2的连接支架5，散热块2的圆周部分外表面裸露在照明灯的外表面作为散热区。球形的外壳8由均分成2块的半球形连接而成，本实施例的100个发光二极管6分成1个、7个、12个、16个、18个、18个、16个、12个8层，最底部的1个发光二极管6和底部第二层的7个合并焊接在底部第一块安装层10上。发光二极管6垂直印刷版安装层10焊接，通过折弯管脚将发光二极管6指向各该发光二极管6该指向的方向。本实施例的整流电路和电解电容放置在灯头内部空间，安装层10之间用导线电连接。本实施例照明灯(图1中)上部2层、下部3层的黑色部分如果是和所在的导热层9连成一个整体，则应当是发光二极管6的管脚，应当在导热层9就位后折弯，并依次顺序安装。本实施例采取的方法是导热层9的剖面线部分为圆形整体，相邻的黑色部分是由三等分组成的圆环，安装时放入圆环的三个部分一到位后再安装导热层9。还有解决方法是1、当剖面线部分和相邻的黑色部分联合成一体时，整个导热层9分成三等分，可以顺利安装。2、最简便的方法是黑色部分为没有导热层9的空白区域，此种做法的缺点是发光二极管6的管脚有一些没有固定、安装体外表面设有反光层时反光不均勻、导热效果会稍低。 本实施例的各个部件之间的连接也可以现有技术的连接方法如粘结、插接、卡接等方法。实施例2的LED照明灯外壳8的形状、外凸曲面空间体的形状和安装体的形状替换为半球形、锥形、直筒形、椭球形、半椭球形或现有技术白炽灯的近似梨形等形状的旋转体，即构成新的实施例，在外壳8的外型是椭球形时，外壳8也应当是由2块连接而成，这些形状的实施例的结构和实施例1大同小异。实施例3，实施例2中的LED照明灯的安装体中的铝导热层9大部分被酚醛塑料的
7间隔层7代替，导热层9只留和安装层10 —样大小，厚度为Imm的带凸起的圆片，其余结构相同于实施例1。本实施例的材料成本低于实施例1，导热效果低于实施例1。实施例4，实施例2中的LED照明灯的发光二极管6为紫外发光二极管，在可以密封的球形外壳8内壁均勻涂布有三基色荧光粉，其他结构相似于实施例1。同理，发光二极管6为单色光发光二极管，球形外壳6内壁均勻涂布有受此单色发光二极管发出的单色光激发而发出互补为白色光的另一单色光的荧光粉也可以实现白色照明。在本发明实施例2、3、4中的散热块2可使用现有技术的螺口灯头的螺纹部分或卡口灯头的圆筒金属部分直接为散热区，也可以加接散热区_即加长灯头长度而将加长部分的金属外表作为散热区。散热区可以是圆周面，也可以在圆周面上安装翅片；散热区也可以是垂直或倾斜于灯头的圆筒面的圆片，此时，散热区的面积更大，在发光二极管个数较多时，用倾斜或垂直于灯头圆筒面的圆片更能有效散热，垂直灯头的圆筒面的圆片结构类似于实施例1的散热块2的结构-圆片部分的上表面和圆柱体的外表面是散热区，散热区也可以加装散热翅片，这些特征相互结合使用即构成另外的实施例。在本发明的实施例2、3、4中，可以在安装体的外表面镀上一层反光层，构成亮度增大的实施例；导热层9的凸起的宽度可以是实施例2中凸起的圆台的六分之一，长度为各该导热层9到散热块2的连接支架5的下表面，构成传热效果更佳的实施例。实施例2导热层9的圆台凸起的宽度分配，数组顺序一自照明灯底部的导热层9至顶部的导热层9， 数据顺序一接触连接支架5的凸起宽度(图7中密剖面线部分)/原圆台宽度、现圆台宽度(图7中疏剖面线部分)/原圆台宽度、空缺宽度(图7中空白圆环部分)/原圆台宽度分别为1/6、5/6、0 ；1/6,4/6,1/6 ；1/6,3/6,2/6 ；1/6,2/6,3/6 ；1/6,1/6,4/6 ；1/6、0、5/6。
权利要求
1.一种LED照明灯，用现有技术的LED驱动电路供电给发光二极管，其特征是至少包括灯头(1)、散热块(2)、安装层(10)和导热层(9)紧密层叠而成的安装体、数个发光二极管(6)和能透光的外壳(8)，导热层(9)热连接到散热块(2)，导热层(9)和安装层(10)上的导体之间电绝缘，所述发光二极管(6)安装在安装层(10)上，所述散热块(2)有部分裸露在照明灯外表面，所述灯头(1)、散热块(2)、安装体、数个发光二极管(6)和外壳(8)连接固定成一个整体，发光二极管(6)和安装体在外壳(8)之内。
2.根据权利要求1所述的LED照明灯，其特征是所述安装层(10)和导热层(9)都有数块，每块安装层(10)至少接触一块导热层(9)，所述散热块(2)上设有连接支架(5)，所述导热层(9)上有起热桥作用的凸起，导热层(9)的凸起面接触相邻的导热层(9)和/或连接支架(5)。
3.根据权利要求2所述的LED照明灯，其特征是所述发光二极管(6)的顶点组合形成的形状是外凸曲面空间体，各个发光二极管(6)管体基本垂直于外凸曲面空间体表面在各该发光二极管(6)顶点的切线且顶部指向照明灯的外部。
4.根据权利要求3所述的LED照明灯，其特征是所述安装层(10)是印刷电路板，所述发光二极管(6)安装在安装层(10)的周边并折弯管脚使各该发光二极管(6)指向相应的方向，每块安装层(10)上的发光二极管(6)顶点基本在同一个平面，各层平面基本平行，相邻2层的发光二极管(6)边缘基本接触，每层的发光二极管(6)基本等距排列，灯头⑴接入的电源由现有技术的LED驱动电路处理后驱动发光二极管(6)，现有技术的LED驱动电路放置在照明灯的内部不影响光线的区域。
5.根据权利要求4所述的LED照明灯，其特征是所述外凸曲面空间体是球形、半球形、 锥形、直筒形、椭球形、半椭球形或现有技术白炽灯的近似梨形等形状之一的旋转体，所述发光二极管(6)分布在安装体的外表面，所述外壳(8)的形状是球形、半球形、锥形、直筒形、椭球形、半椭球形或现有技术白炽灯的近似梨形等形状之一的旋转体，在外壳(8)是球形和椭球形时，外壳(8)至少由2块以上连接而成，所述安装层(10)和导热层(9)用螺栓 ⑶螺母⑷紧密固定连接，所述安装体的外形是球形、半球形、锥形、直筒形、椭球形、半椭球形或现有技术白炽灯的近似梨形等形状之一的旋转体，所述安装体的外表面全部由导热层(9)的相应表面构成，发光二极管(6)的管脚和安装层(10)在安装体之内，导热层(9) 和发光二极管(6)管脚之间电绝缘，所述导热层(9)组成安装体外表面的面相邻的2面是导向面，发光二极管(6)的管脚处于上下2块导热层(9)的导向面之间。
6.根据权利要求5所述的LED照明灯，其特征是所述散热块(2)的一端连接灯头(1)， 相对的另外一端连接外壳(8)和安装体上的导热层(9)，所述的安装体还包括有间隔层(7)，间隔层(7)介于2组安装层(10)和导热层(9)的组合之间，所述安装体的外表面全部由间隔层(7)的相应表面构成，所述安装层(10)、发光二极管(6)的管脚和导热层(9)在安装体之内，间隔层(7)组成安装体外表面的面相邻的2面是导向面，发光二极管(6)的管脚处于上下2块间隔层(7)的导向面之间，所述安装体外表面设有反光层。
7.根据权利要求2所述的LED照明灯，其特征是所述发光二极管(6)是紫外线发光二极管，所述外壳(8)内壁均勻涂布有三基色荧光粉。
8.根据权利要求2所述的LED照明灯，其特征是发光二极管(6)蓝光发光二极管，所述外壳(8)内壁均勻涂布有蓝光激发后发黄光的荧光粉。
9.根据权利要求6或权利要求7或权利要求8所述的LED照明灯，其特征是所述灯头 (1)是现有技术的螺口灯头或卡口灯头，螺口灯头的螺纹部分、卡口灯头的圆柱金属部分构成散热块(2)裸露部分。
10.根据权利要求9所述的LED照明灯，其特征是所述外壳(8)的内表面和/或外表面具有散光功能的花纹。
全文摘要
本发明的目的是涉及一种LED照明灯，所述LED照明灯包括灯头(1)、散热块(2)、螺栓(3)、螺母(4)、数个发光二极管(6)、外壳(8)、数块导热层(9)和数块安装层(10)，LED分设在数层安装层，各层LED顶点在同一平面，各平面间平行，所有的LED顶点组成立体形状，LED管体垂直于顶点处曲面的切线，用螺栓连接安装层和导热层为安装体，LED分布在安装体外表面，同层二极管等距，导热层的凸起相互接触并接到散热块的连接支架(5)，散热块的外裸露面是散热区。本发明利用分层安装LED，LED指向曲面垂线的方式实现立体均匀发光，利用导热层将LED热量传导至散热块散发到外界，延长LED使用寿命。
文档编号F21V15/02GK102192418SQ20101012699
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月18日 优先权日2010年3月18日
发明者王复甦, 童时睿, 童顺根 申请人:童时睿