一种led工矿灯的制作方法
【专利摘要】一种LED工矿灯，属照明领域。包括依次连接的灯头、灯头连接件、灯壳、导热电源腔、传热部件和LED线路板，在LED线路板前方设置透镜组、透光板和灯盖；导热电源腔一端与灯壳和灯头连接件固接为一体，另一端与传热部件和LED线路板固接为一体；驱动电源设置在导热电源腔内；灯壳为一碗状空心壳体，通过灯盖将透镜组和透光板固定在其前端，其后端设置有与导热电源腔外表面相接触的等径段；导热部件一面为平面，另一面设置有环状导热裙边，环状导热裙边外表面与灯壳内表面之间为面接触式连接；在灯头连接件壳体上设置第一散热槽孔，在灯壳上设置第二散热槽孔，在灯壳的表面涂覆有辐射散热涂料层。可广泛用于模块化结构的非便携式照明装置设计和制造领域。
【专利说明】—种LED工矿灯
【技术领域】
[0001]本实用新型属于照明装置领域，尤其涉及一种用于工矿厂房的室内吊装照明灯具。
【背景技术】
[0002]传统工矿灯主要采用高压钠灯和金卤灯，常见的功率为250瓦或400瓦。
[0003]在工厂的能耗中，照明能耗占有很大比重，例如在一个4万平方米的厂房建筑物中，照明用电负荷通常需要约为400KW。因此，在工厂照明灯具的选用中，如何实现节能、环保是摆在工厂设计者面前的一个重要课题。
[0004]采用新型LED光源为基础的照明灯具，除了节能环保外，它还具有寿命长、响应时间快、光色纯光线集中等优点，近年来，广受消费者的青睐。
[0005]图1、图2所示为现在市面上最常见的LED工矿灯之结构，它的主要部件有:a—LED光源、b一反光罩、c一散热器、d一电源。
[0006]一般LED光源采用大功率COB (Chip On Board，板上芯片封装)封装形式，单颗或多颗组合，整灯功率普遍在100瓦以上。如此大的功率会产生大量的热量，如果LED的温度太高，会导致明显的“光衰”，减少寿命甚至“死灯”等现象。所以目前市面上的LED工矿灯一般采用较大的鳍片式散热器，如图1所示，该散热器材质为铝，散热器内部多为导热铜管，将热量从散热器的一端抽向另一端，然后依靠鳍片对流散热。由于散热器的口径面积与LED光源面积差距不大，直接接触的散热面积有限，热量从一端导向另一端所经过的路径较长(如图1箭头所示)，热阻很大，散热器上、下两端的温差可达20°C，散热效率差。
[0007]现在市场上的LED工矿灯没有很好的散热解决方案，导致散热器的体积越做越大(一般散热器直径约为150?200mm，长度约为300?500mm)，整灯十分笨重，美观不足。这样的散热方案使整灯重量往往在2.5公斤以上，有的甚至达到5公斤，所以通常在安装时，先要在顶棚上设置拉绳或挂钩，才能安装灯具，这样不利于安装与维护。
[0008]由于鳍片散热器一端的表面积有限，光源往往采用多芯片集成的光源，小尺寸大功率的光源会使热量积聚，产生严重的散热，光衰问题。
[0009]另外，工矿灯对出光角度也有一定的要求。工厂的顶棚高度一般大越在2.5米?7米，为了满足加工生产对工作面照度的要求(例如粗加工要求工作面照度>2001ux，一般加工要求工作面照度>3001uX，精密加工要求工作面照度>5001uX)，工矿灯往往会设计反光罩使光源的出光角度减小(增加直射向下的光)，提高光源利用率。根据不同的顶棚高度，根据照明设计需要采用不同角度的灯具来满足照明要求。由于大功率LED光源的面积普遍较大，相应达到效果的反光罩尺寸也较大，进一步增大了整个LED工矿灯的体积。
实用新型内容
[0010]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种LED工矿灯，其摒弃了传统LED工矿灯笨重的鳍片散热器，充分利用灯壳的散热面积，从热源开始打通整个热流通道，使热量不至于积聚在某个角落；采用多颗功率型LED器件分立排布，有效分散热源热量，使热量在传热器件上更好的传导，直至灯壳的各个传热部件，达到良好的散热效果；采用E40或E27标准灯头，整个灯具体积小，灯具的整个重量轻，易于安装与维护；利用透镜对LED器件进行二次配光，组合后配合不同场合要求使用，具有更好的光学性能。
[0011]本实用新型的技术方案是:提供一种LED工矿灯，包括灯头、驱动电源和位于灯壳内的LED线路板，在LED线路板上设置有数个功率型LED发光器件，其特征是:
[0012]所述的LED工矿灯包括依次连接的灯头、灯头连接件、灯壳、导热电源腔、传热部件和LED线路板，在所述LED线路板的前方，设置有透镜组、透光板和灯盖；
[0013]其中，所述导热电源腔的一端与灯壳和灯头连接件固接为一体，其另一端与传热部件和LED线路板固接为一体；所述的驱动电源设置在导热电源腔内；
[0014]所述的灯壳为一碗状空心壳体，其前端/大口径端通过灯盖将透镜组和透光板固定在其前端，其后端/小口径端设置有一段与导热电源腔外表面相接触的等径段；
[0015]所述导热部件承载LED线路板的一面为平面，其另一面设置有环状导热裙边，所述环状导热裙边的外表面与导热部件所在位置灯壳的内表面之间形状相互匹配，所述环状导热裙边的外表面与所述灯壳的内表面两者之间的接触面为面接触式连接；
[0016]所述环状导热裙边的外表面侧面积，至少大于或等于灯壳内侧面表面面积的四分之一;
[0017]在所述灯头连接件的壳体上设置有数个第一散热槽孔，在所述灯壳上设置有数个第二散热槽孔，在灯壳的表面涂覆有辐射散热涂料层。
[0018]具体的，所述环状导热裙边的外侧面形状与所导热部件所在位置至灯头连接件之间一段的灯壳内侧面的形状相匹配，两者接触面的曲率一致，两者之间为面接触式匹配接触。
[0019]在环状导热裙边的外侧面的表面与灯壳内侧面的表面之间，设置有界面填充物。
[0020]进一步的，所述环状导热裙边的外表面侧面积，大于或等于灯壳内侧面表面面积的三分之一。所述的界面填充物包括导热胶。
[0021]其所述的导热电源腔为圆柱状空心结构，其中设置有驱动电源腔；所述驱动电源腔的横截面为矩形，内切于圆柱状的导热电源腔，在驱动电源腔的外壁设置有固定螺丝长通孔，在驱动电源腔的内壁设置有电源卡槽。
[0022]具体的，位于所述圆柱状空心导热电源腔内部的驱动电源腔，一端经紧固件与灯壳和灯头连接件固接为一体，其另一端经紧固件与传热部件和LED线路板固接为一体。
[0023]进一步的，所述导热电源腔的外侧壁与所述灯壳的下半段内侧壁相接触，两者之间为面接触式连接关系。
[0024]其所述的功率型LED发光器件成组地分立设置在LED线路板上，各组LED发光器件对应设置一个透镜，在透光板或LED线路板上与各个透镜对应的位置上，设置有透镜定位孔。
[0025]在所述透光板、LED线路板和传热部件上位置对应地设置有多个散热孔；其所述透光板、LED线路板和传热部件上的各个散热孔位置相互对应。
[0026]其所述的各个散热孔，与所述灯头连接件壳体上的第一散热槽孔、所述灯壳上的第二散热槽孔构成对流散热通道。[0027]其所述的灯头为E40或E27灯头。
[0028]与现有技术比较，本实用新型的优点是:
[0029]1.摒弃了传统LED工矿灯笨重的鳍片散热器，通过增加导热部件上环状导热裙边的侧面积，使之与灯壳的接触面积大大增加，形成面接触式结构，充分利用灯壳的散热面积，提高了导热效率，增大了热流通道，更多的热量能从导热部件的侧壁上传导过去；
[0030]2.采用多颗功率型器件分立排布，有效分散热源热量，使热量在传热器件上更好的传导，直至灯壳的各个传热部件；
[0031]3.通过加强热传导和在灯壳表面的辐射散热处理，从热源开始打通整个热流通道，使热量不至于积聚在某个角落，充分利用散热面积，达到良好的散热效果；
[0032]4.摒弃了传统的大型灯罩，利用透镜对LED器件进行二次配光，组合后形成光源，只要换透镜即可适应不同光形的要求；
[0033]5.采用E40或E27标准灯头，易于安装与维护，光滑的灯具表面，流线型的灯壳设计，使整个灯具的造型美观，适合在展览馆，机场等场合使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是现有LED工矿灯的结构示意图；
[0035]图2是现有LED工矿灯灯壳内的结构示意图；
[0036]图3是本实用新型的整体结构示意图；
[0037]图4是本实用新型的整体外形示意图；
[0038]图5是本实用新型灯壳与传热部件结合部的结构示意图；
[0039]图6是图5中A部的放大结构示意图；
[0040]图7是导热电源腔、传热部件和LED线路板组合为一体后的结构示意图；
[0041]图8是图7的后视立体结构示意图；
[0042]图9是导热电源腔横截面结构示意图；
[0043]图10是图9中B部的放大结构示意图；
[0044]图11是LED线路板俯视结构示意图；
[0045]图12是第一散热槽孔、第二散热槽孔和散热孔位置关系示意图；
[0046]图13是本实用新型灯具的热量传导路径和传导方向示意图；
[0047]图14是组装成型后本实用新型灯具的整体外观结构示意图。
[0048]图中I为E40或E27灯头，2为灯头连接件，3为灯壳，4为导热电源腔，4-1为驱动电源腔，4-2为固定螺丝长通孔，4-3为电源卡槽，5为传热部件，5-1为界面填充物，5-2为环状导热裙边，6为LED线路板,7为透镜组,8为透光板,9为灯盖,10为散热孔,11为透镜定位孔，12为LED器件,13为电源卡槽,14为位于灯头连接件上的第一散热槽孔,15为位于灯壳上的第二散热槽孔，16为透镜定位孔，17为透镜。
【具体实施方式】
[0049]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0050]图3和图4中，本实用新型提供了一种LED工矿灯，包括灯头、驱动电源和位于灯壳内的LED线路板，在LED线路板上设置有数个功率型LED发光器件，其的LED工矿灯包括依次连接的灯头1、灯头连接件2、灯壳3、导热电源腔4、传热部件5和LED线路板6，在LED线路板的前方，设置有透镜组7、透光板8和灯盖9。
[0051]在灯头连接件的壳体上设置有数个第一散热槽孔14，在灯壳上设置有数个第二散热槽孔15，在灯壳的表面涂覆有辐射散热涂料层。
[0052]由于光滑灯壳表面的对流散热能力相对较差，所以本技术方案特别采用增加辐射散热的方法将热量发散出去。
[0053]在本技术方案中，在灯壳的表面均匀地涂覆有一层辐射散热涂料，由于传热部件已经将绝大多数热量从LED线路板/基板传导到了灯壳表面，再配合辐射散热涂料，就形成了一个良好的散热路径。
[0054]图5和图6中，的灯壳3为一碗状空心壳体，其前端/大口径端通过灯盖将透光板固定在其前端。
[0055]灯壳3的后端/小口径端设置有一段与导热电源腔外表面相接触的等径段。
[0056]由图可知，导热部件5承载LED线路板(图中未示出)的一面为平面，其另一面设置有向下凸起的环状导热裙边5-2，环状导热裙边的外表面与导热部件所在位置灯壳的内表面之间形状相互匹配，环状导热裙边的外表面与灯壳的内表面两者之间的接触面为面接触式连接。
[0057]在环状导热裙边的外侧面形状与灯壳的内侧面之间，设置有界面填充物5-1。
[0058]换句话说，环状导热裙边的外侧面形状与所导热部件所在位置至灯头连接件之间一段的灯壳内侧面的形状相匹配，两者接触面的曲率一致，两者之间为面接触式匹配接触。
[0059]优选的，环状导热裙边的外表面侧面积，大于或等于灯壳内侧面表面面积的三分
之一 O
[0060]其所述的界面填充物包括导热胶。
[0061]工矿灯的灯壳是整个灯具中散热面积最大的部分，良好的散热就是要将LED灯板上的热量传导到灯壳上，并将热量发散出去。所以关键为题是灯板与灯壳之间的导热。
[0062]在导热部件上，本技术方案中通过设置环状导热裙边来增加其侧面积，使之与灯壳的接触面积大大增加，形成了面接触，灯壳三分之一的表面积能直接与导热部件接触，提高导热效率。这样，热流通道也就增大了，更多的热量能从导热部件的侧壁上传导过去。
[0063]在图7和图8中，导热电源腔4的一端经紧固件(螺丝)与传热部件5和LED线路板6固接为一体；在传热部件的平面上设置有散热孔10。
[0064]所述的驱动电源(图中未示出)设置在导热电源腔内。
[0065]图9和图10中，其导热电源腔4为圆柱状空心结构，其中设置有驱动电源腔4-1 ；驱动电源腔的横截面为矩形，内切于圆柱状的导热电源腔，在驱动电源腔的外壁设置有固定螺丝长通孔4-2，在驱动电源腔的内壁设置有电源卡槽4-3。
[0066]实际实施时，导热电源腔和驱动电源腔均采用铝制材料，驱动电源固定其中，作为驱动电源的散热器。
[0067]固定螺丝长通孔的一端将LED线路板、传热部件和电源腔连接在一起，固定螺丝长通孔的另一端连接灯头连接件和电源腔，使整个灯具装配成为一体。
[0068]在图11中，所述的功率型LED发光器件12三个一组，成组地分立设置在LED线路板6上，各组LED发光器件对应设置一个透镜17，在透光板或LED线路板上与各个透镜对应的位置上，设置有透镜定位孔16。
[0069]在透光板、LED线路板和传热部件上位置对应地设置有多个散热孔10 ;其透光板、LED线路板和传热部件上的各个散热孔位置相互对应设置。
[0070]透镜可以单个地经紧固件或其他方式固定在LED线路板上，亦可采用一体化的模块结构，直接做成一个载有多个透镜的透镜模组(如图3中的部件7所示)。
[0071]图12中，其所述的各个散热孔10，与灯头连接件壳体上的第一散热槽孔14及灯壳上的第二散热槽孔15构成对流散热通道。
[0072]透光板、线路板和传热部件上的散热孔相互对应，与灯壳和灯头连接件上的散热孔构成对流散热通道，有利于对流散热。
[0073]图13中，圆柱状空心导热电源腔4及其内部的驱动电源腔，一端经紧固件与传热部件5 (及其所承载的LED线路板)固接为一体，其另一端经紧固件与灯壳3和灯头连接件(图中未不出)固接为一体，
[0074]由图可知，导热电源腔的外侧壁与灯壳下半段(即前述的等径段)的内侧壁相接触，两者之间为面接触式连接关系，直接将传热部件上的热量导到灯壳下部分，减少两者之间的热阻，加强传热效果。
[0075]此外，灯壳的下半段与导热电源腔外侧壁的外表面相切，可增加传热效果。
[0076]图中箭头所示为热量传导方向:一方面热量通过传热部件从中心向边缘扩散，通过环状导热裙边(亦称为折边)传递到灯壳，另一方面热量从导热部件中心内部向下传递，通过中间的驱动电源腔传导到灯壳下半部分。最终所有的热量通过灯壳外表面的辐射涂料层对外散发热量。
[0077]图14中，本技术方案的产品组装后外部可见的部分为:灯头1、灯头连接件2和灯壳3，在灯壳的前端(即大口径端)，设置有灯盖9。
[0078]在灯壳的表面涂覆有辐射散热涂料层。
[0079]其所述的灯头为E40或E27灯头(指螺纹口直径为40mm/27mm的螺旋灯头，即俗称符合国标和欧标的工矿用标准灯头)。
[0080]本技术方案的灯具产品在整体上具有光滑的表面，流线型的灯壳设计，使整个灯具的造型美观，适合在厂房、展览馆或机场等场合使用。
[0081]本技术方案主要解决了 LED工矿灯的散热问题,其通过加强灯具内部的热传导和灯壳表面的辐射散热处理，从热源开始打通整个热流通道，使热量不至于积聚在某个角落，充分利用散热面积，达了到良好的散热效果。其采用多颗功率型器件分立排布，有效分散热源热量，使热量在传热部件/传热器件上更好的传导，直至灯壳的各个传热部件。
[0082]本设计摒弃了传统LED工矿灯笨重的鳍片散热器，不仅减小灯具体积，整个灯具的重量也大大减小，采用E40或E27灯头，也易于安装与维护。
[0083]另外，本技术方案摒弃了传统的大型灯罩，利用透镜对LED器件进行二次配光，组合后形成光源。这样的设计较为灵活，在不同光形要求的情况下，只要换透镜即可。
[0084]本实用新型可广泛用于模块化结构的非便携式照明装置的设计和制造领域。
【权利要求】
1.一种LED工矿灯，包括灯头、驱动电源和位于灯壳内的LED线路板，在LED线路板上设置有数个功率型LED发光器件，其特征是: 所述的LED工矿灯包括依次连接的灯头、灯头连接件、灯壳、导热电源腔、传热部件和LED线路板，在所述LED线路板的前方，设置有透镜组、透光板和灯盖； 其中，所述导热电源腔的一端与灯壳和灯头连接件固接为一体，其另一端与传热部件和LED线路板固接为一体； 所述的驱动电源设置在导热电源腔内； 所述的灯壳为一碗状空心壳体，其前端/大口径端通过灯盖将透镜组和透光板固定在其前端，其后端/小口径端设置有一段与导热电源腔外表面相接触的等径段； 所述导热部件承载LED线路板的一面为平面，其另一面设置有环状导热裙边，所述环状导热裙边的外表面与导热部件所在位置灯壳的内表面之间形状相互匹配，所述环状导热裙边的外表面与所述灯壳的内表面两者之间的接触面为面接触式连接； 所述环状导热裙边的外表面侧面积，至少大于或等于灯壳内侧面表面面积的四分之 在所述灯头连接件的壳体上设置有数个第一散热槽孔，在所述灯壳上设置有数个第二散热槽孔，在灯壳的表面涂覆有辐射散热涂料层。
2.按照权利要求1所述的LED工矿灯，其特征是所述环状导热裙边的外侧面形状与所导热部件所在位置至灯头连接件之间一段的灯壳内侧面的形状相匹配，两者接触面的曲率一致，两者之间为面接触式匹配接触；在环状导热裙边的外侧面的表面与灯壳内侧面的表面之间，设置有界面填充物。
3.按照权利要求2所述的LED工矿灯，其特征是所述环状导热裙边的外表面侧面积，大于或等于灯壳内侧面表面面积的三分之一；所述的界面填充物包括导热胶。
4.按照权利要求1所述的LED工矿灯，其特征是所述的导热电源腔为圆柱状空心结构，其中设置有驱动电源腔；所述驱动电源腔的横截面为矩形，内切于圆柱状的导热电源腔，在驱动电源腔的外壁设置有固定螺丝长通孔，在驱动电源腔的内壁设置有电源卡槽。
5.按照权利要求4所述的LED工矿灯，其特征是位于所述圆柱状空心导热电源腔内部的驱动电源腔，一端经紧固件与灯壳和灯头连接件固接为一体，其另一端经紧固件与传热部件和LED线路板固接为一体。
6.按照权利要求1所述的LED工矿灯，其特征是所述导热电源腔的外侧壁与所述灯壳的下半段内侧壁相接触，两者之间为面接触式连接关系。
7.按照权利要求1所述的LED工矿灯，其特征是所述的功率型LED发光器件成组地分立设置在LED线路板上，各组LED发光器件对应设置一个透镜，在透光板或LED线路板上与各个透镜对应的位置上，设置有透镜定位孔。
8.按照权利要求1所述的LED工矿灯，其特征是在所述透光板、LED线路板和传热部件上位置对应地设置有多个散热孔；其所述透光板、LED线路板和传热部件上的各个散热孔位置相互对应设置。
9.按照权利要求8所述的LED工矿灯，其特征是所述的各个散热孔，与所述灯头连接件壳体上的第一散热槽孔、所述灯壳上的第二散热槽孔构成对流散热通道。
10.按照权利要求1所述的LED工矿灯，其特征是所述的灯头为E40或E27灯头。
【文档编号】F21S8/00GK203384939SQ201320434981
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年7月19日 优先权日:2013年7月19日
【发明者】庄美琳, 李抒智, 王峰, 张群力 申请人:上海半导体照明工程技术研究中心