专利名称：一种具有强制散热结构的大功率led灯泡的制作方法
技术领域：
本发明涉及大功率LED灯技术领域，特别涉及一种具有强制散热结构的大功率 LED灯泡。
背景技术：
随着LED制造技术快速的发展，LED灯以其高性能、紧凑、长寿命、环保节能、免维修、营运成本低等优点，成为本世纪最具发展前景的新光源产品之一。将大功率LED应用于照明的光源上，其最大困难就是如何完全解决散热的问题，业界也有不少大功率LED散热的方案，如采用超大面积的散热器或在散热器中加入铜导热管等方法，但上述方案所需散热器重量重、体积大，因为每IW的散热器面积不能少于60C m2。根据LED产品数据表显示， LED照明灯泡的几个重要性能特征如光通量、正向电压、颜色和可靠性、寿命等与温度密切相联。所有LED照明灯泡的一个共性，也是基于半导体的一个特性，就是随着工作环境温度上升，上述几个性能参数会发生临时性但可恢复的漂移。温度上升时，光通量会下降，正向电压也会下降，色温将会转变。据相关资料显示LED最大结温不得超过最大额定值，当LED 运行时结温点温度超过绝对最大额定值时，可能对产品的性能参数造成永久性性能飘移和不可挽回的损害。将大功率LED应用在照明灯泡上，高可靠性的散热方案是一个关键性设计，它应有意识地优化灯具内部的热传递和散热方式，对于大功率LED灯具而言，在规定的有限尺寸、空间内采用散热速度最快、散热装置体积最小的强制对流散热方案是最经济、最实用的解决方案。
对于传统或常见的自然对流散热方案中采用大面积铝散热器或加入导热管的散热器来说，其LED产生的热沉最终是无法将其热量传递到环境中去的，而只能将热量传递到灯具中或传递到局部有限的空间中，因而散热效果不是很好。发明内容
本发明的目的在于提供一种具有强制散热结构的大功率LED灯泡，它能做到从灯泡前端部进风，经过灯泡内强制对流散热，将灯泡内部的热量从灯泡前端部送出，充分利用了灯泡外部大空间环境的散热功能，实现大功率灯具的快速散热。
本发明所提出的技术解决方案是这样的一种具有强制散热结构的大功率LED灯泡，包括灯头1、外壳2和在外壳2内从后向前依次装有电源转换器10、风扇3、太阳齿状铝散热器9、金属基板7、LED芯片8、透镜6、透镜支架5、透镜压环4、电源转换器10固定在外壳2内颈部，风扇3固装在太阳齿状铝散热器 9内侧端面上，金属基板7固装在太阳齿状铝散热器9外侧端面上，金属基板7外侧面焊接有一组LED芯片8，每个LED芯片8外侧均设有透镜6，将一组透镜6嵌装在透镜支架5上， 透镜压环4套紧在透镜支架5上并固定在金属基板7上，所述外壳2颈部开有一组通风槽， 所述外壳2前端部内侧设有悬挂式隔风圆管11，该悬挂式隔风圆管11的圆心和所述的透镜压环4的圆心与外壳2的中心轴心重合，所述太阳齿状铝散热器9固定在所述悬挂式隔风圆管11内后部，所述外壳2外端部与所述悬挂式隔风圆管11之间形成环形进风通道12，所述悬挂式隔风圆管11与所述透镜压环5和太阳齿状铝散热器9的环状散热片9一1之间形成环形出风通道13。
所述悬挂式隔风圆管11与所述外壳2整体注塑成型，在悬挂式隔风圆管11与外壳2之间设有一组支承筋17。所述悬挂式隔风圆管11为独立件，通过螺钉和固定座悬空固定在外壳2前端部内侧处。悬挂式隔风圆管11内前部等距设有1 6个弹性扣14。所述悬挂式隔风圆管11或21内后端部设有限位环15。
所述透镜支架5中央开有通风孔16。金属基板7中央开有与透镜支架5的通风孔 16匹配的通风孔。
所述悬挂式隔风圆管11采用塑料或金属材料制成。焊接在金属基板7外侧面的一组LED芯片8以圆环形或矩形或阵列状布排。所述金属基板7采用铝或铜或其他热阻小的材料制成。电源转换器10安装于灯具外面时，该电源转换器10的输出电源通过灯头1 和导线向风扇3和一组LED芯片8供电。
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果(1)现有采用自然散热方式的LED灯泡功率> 7W时在标准规定的灯泡外形尺寸条件下是无法采用自然散热方式的；即使采用风扇强制散热，也由于其散热孔或散热槽只开在灯泡外壳上，而这些LED灯泡基本上都是嵌装在天花板上或安装在一个筒灯外壳中，除灯泡前端与大空间环境接触外，其余部分均位于天花板内或筒灯壳内有限的封闭空间内，因而其散热效果比较差，对于功率达到25 100W的LED灯泡来说，更是无法满足其散热要求的。本发明的大功率LED灯泡的适用功率范围为5 100W，它能满足这样大功率的LED灯泡的散热要求，主要是在灯泡外壳前端部设有悬挂式隔风圆管，它可以与外壳一体化结构， 也可以独立件形式悬挂固定在外壳前端部内，这样就在灯泡前部内形成了环形进风通道和环形出风通道，大空间环境室温空气从环形进风通道进入经风扇强排风将铝散热器的热量从环形出风通道排至灯外的大空间环境中，实现大功率LED强制散热的目的，完全满足了大功率LED的散热要求。此时，所使用的铝散热器的重量和散热面积仅是采用自然散热方式的铝散热器的重量面积的10%左右，大大地减少了铝散热器的耗材及体积，进而使整个灯泡体积变小，造型美观。
(2)本发明所采用的强制散热结构，制造工艺过程简单、安装方便、生产效率高、成本较低，完全满足100W以下功率的大功率LED灯泡的散热要求。
图1是本发明一个实施例的具有强制散热结构的大功率LED灯泡的主视图。
图2是图1的A— A剖视图。
图3是图2所示灯头、外壳结构示意图。
图4是图2所示风扇结构示意图。
图5是图2所示太阳齿状铝散热器结构示意图。
图6是图2所示透镜支架、透镜压环组件结构示意图。
图7是图2所示透镜结构示意图。
图8是本发明另一实施例的具有强制散热结构的大功率LED灯泡的主视图。
图9是图8的B— B剖视图。
图10是图9所示灯头、外壳结构示意图。
图11是图9所示独立悬挂式隔风圆管结构示意图。
图12是图9所示透镜支架、透镜压环组件结构示意图。
图13是图9所示透镜支架、透镜压环、太阳齿状散热器、独立悬挂式隔风圆管组件结构示意图。
图中所示，1、灯头；2、外壳；3、风扇；4、透镜压环；5、透镜支架；6、透镜；7、金属基板；8、LED芯片；9、太阳齿状散热器9一 1、散热片；10、电源转换器；11、悬挂式隔风圆管； 12、环形进风通道；13、环形出风通道；14、弹性扣；15、限位环；16、通风孔；17、支承筋；21、 独立悬挂式隔风圆管；22、固定座。
具体实施方式
通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。
实施例1参见图1 图7所示，一种具有强制散热结构的大功率LED灯泡由灯头1、外壳2、电源转换器10、风扇3、太阳齿状散热器9、金属基板7、LED芯片8、透镜6、透镜支架5、透镜压环 4和设在外壳2前端部内侧的悬挂式隔风圆管11组成。向一组LED芯片8供电的电源转换器10安装在外壳2内颈部，该外壳2颈部圆周布满一组通风槽，作为电源转换器10散热之用。风扇3固装在太阳齿状铝散热器9内侧端面上，金属基板7固装在太阳齿状铝散热器 9外侧端面上。金属基板7外侧面焊接有一组以圆环形或矩形或阵列形布排的LED芯片8， 每个LED芯片8外侧均设有透镜6，将一组透镜6嵌装固定在透镜支架5上，透镜压环4套紧在透镜支架5上，透镜支架5通过螺钉紧固在金属基板7上。所述与外壳2整体注塑而成的悬挂式隔风圆管11的圆心与透镜压环4的圆心和外壳2中心轴心重合，太阳齿状铝散热器9通过设在悬挂式隔风圆管11的四个弹性扣14固定在悬挂式隔风圆管11内后部，并由设在悬挂式隔风圆管11内后端部的限位环15限位，这样，在外壳2外端部与悬挂式隔风圆管11之间就形成了一个环形进风通道12，在悬挂式隔风圆管11与透镜压环5、太阳齿状铝散热器9的环形散热片9-1之间就形成了一个环形出风通道13。环形进风通道12进风口和环形出风通道13出风口均在外壳2前端，直接与室内大空间环境接通，因而，能够以最小的散热器面积、最快的散热速度将该组大功率LED芯片8所产生的热量传递至大空间环境中，从而获得了显著的散热效果，也完全解决了大功率LED芯片8所产生的热沉问题。悬挂式隔风圆管11与外壳2前端部内壁之间设有若干根支承筋17，使隔风圆管11能悬空固定在外壳2前端部内。在悬挂式隔风圆管11内前部等距设有1 6个弹性扣14，本实施例对称设有4个弹性扣14。透镜支架5中央开有通风孔16，金属基板7中央也开有通风孔。 外壳2和悬挂式隔风圆管11采用耐热、阻燃塑料注塑而成。金属基板7采用铝板或铜板或其他热阻小的金属材料制成。
金属灯头1通过导线与电源转换器10输入端连接，其输出端通过导线连接风扇3 和焊有LED芯片的金属基板7。有需要时，可以根据照明灯泡设计要求将内置的电源转换器 10外置于灯泡外面。
实施例2另一种具有强制散热结构的大功率LED灯泡的结构参见图8 图13所示。它与实施例1的大功率LED灯泡结构不同之处在于悬挂式隔风圆管11是独立加工的，与外壳2不是整体注塑而成的，因而，它是一个独立悬挂式隔风圆管21，在其后端部外壁设有等距布置的2 6个固定座22，通过螺钉将独立悬挂式隔风圆管21紧固在外壳2前部内壁上，从而， 形成环形进风通道12和环形出风通道13。独立悬挂式隔风圆管21由铝合金或耐热阻燃塑料独立制成。金属基板7和透镜支架5不设中心通风孔。其余各部件及其安装结构基本上与实施例1相同。
权利要求
1.一种具有强制散热结构的大功率灯泡，包括灯头(1)、外壳(2)和在外壳(2)内从后向前依次装有电源转换器(10)、风扇(3)、太阳齿状铝散热器(9)、金属基板(7)、LED芯片 (8)、透镜(6)、透镜支架(5)、透镜压环(4)、电源转换器(10)固定在外壳(2)内颈部，风扇 (3)固装在太阳齿状铝散热器(9)内侧端面上，金属基板(7)固装在太阳齿状铝散热器(9) 外侧端面上，金属基板(7)外侧面焊接有一组LED芯片(8)，每个LED芯片(8)外侧均设有透镜(6 )，将一组透镜6嵌装在透镜支架(5 )上，透镜压环(4)套紧在透镜支架(5 )上并固定在金属基板(7)上，所述外壳( 颈部开有一组通风槽，其特征在于所述外壳( 前端部内侧设有悬挂式隔风圆管(11)，该悬挂式隔风圆管(11)的圆心和所述的透镜压环(4)的圆心与外壳O)的中心轴心重合，所述太阳齿状铝散热器(9)固定在所述悬挂式隔风圆管(11) 内后部，所述外壳( 外端部与所述悬挂式隔风圆管(11)之间形成环形进风通道(12)，所述悬挂式隔风圆管(11)与所述透镜压环( 和太阳齿状铝散热器(9)的环状散热片(9一 1)之间形成环形出风通道(13)。
2.根据权利要求1所述的具有强制散热结构的大功率LED灯泡，其特征在于所述悬挂式隔风圆管(11)与所述外壳(2)整体注塑成型，在悬挂式隔风圆管(11)与外壳(2)之间设有一组支承筋(17)。
3.根据权利要求1所述的具有强制散热结构的大功率LED灯泡，其特征在于所述悬挂式隔风圆管(21)为独立件，通过螺钉和固定座悬空固定在外壳(2)前端部内侧处。
4.根据权利要求1或2或3所述的具有强制散热结构的大功率LED灯泡，其特征在于 所述悬挂式隔风圆管(11或21)内前部等距设有1 6个弹性扣14。
5.根据权利要求1或2或3所述的具有强制散热结构的大功率LED灯泡，其特征在于 所述悬挂式隔风圆管(11或21)内后端部设有限位环(15)。
6.根据权利要求1所述的具有强制散热结构的大功率LED灯泡，其特征在于所述透镜支架(5)中央开有通风孔(16)。
7.根据权利要求1所述的具有强制散热结构的大功率LED灯泡，其特征在于所述金属基板(7)中央开有与透镜支架(5)的通风孔(16)匹配的通风孔。
8.根据权利要求3所述的具有强制散热结构的大功率LED灯泡，其特征在于所述独立悬挂式隔风圆管(21)采用塑料或金属材料制成。
9.根据权利要求1所述的具有强制散热结构的大功率LED灯泡，其特征在于焊接在金属基板(7)外侧面的一组LED芯片(8)以圆环形或矩形或阵列状布排。
10.根据权利要求1所述的具有强制散热结构的大功率LED灯泡，其特征在于所述电源转换器(10)安装于灯泡外面时，该电源转换器(10 )的输出电源通过灯头(1)和导线向风扇(3)和一组LED芯片(8)供电。
全文摘要
一种具有强制散热结构的大功率LED灯泡，它在外壳前端部内侧设有悬挂式隔风圆管，该悬挂式隔风圆管的圆心和透镜压环与外壳中心轴心重合，太阳齿状铝散热器固定在悬挂式隔风圆管内后部，外壳外端部与悬挂式隔风圆管之间形成环形进风通道，悬挂式隔风圆管与透镜压环和太阳齿状铝散热器的环状散热片之间形成环形出风通道。由于环形进、出风通道的风口均在灯泡外壳前端，直接与室内大空间环境接通，因而能以最小散热器面积、最快散热速度将灯内大功率LED芯片产生的热量传递至大空间环境中，具有散热速度快、制造工艺过程简单、安装方便、生产效率高、成本低的显著效果，能完全满足100W以下功率的大功率LED灯泡的散热要求。
文档编号F21V29/02GK102518999SQ201210003188
公开日2012年6月27日 申请日期2012年1月7日 优先权日2012年1月7日
发明者林荣炽 申请人:林荣炽