LED照明器具的制作方法

本实用新型涉及LED照明器具，更详细而言，涉及一种散热特性优秀且配光控制容易的LED照明器具。

背景技术：

利用白炽灯、荧光灯等原有光源手段的照明装置存在耗电多、寿命短等问题。考虑到这点，正在开发把耗电少、寿命长的LED用作光源的照明装置。

当把LED用作光源时，与原有照明装置相比，寿命显著增加。结果，废弃物的量也大幅减少，能够防止环境污染。另外，由于耗电减少，有望还能够为节能作出贡献。

但是，尽管LED有这些优点，却存在发生大量的热的问题。当无法使LED发生的热释放到外部时，造成LED照明器具的寿命缩短，把LED用作光源的长寿命效果难以正常发挥。

另外，LED照明装置需要把外部的交流电源变换成直流电源并供应给LED的电源供应装置(SMPS；Switching Mode Power Supply)。例如，在授权实用新型20-0451090号中，作为内置有SMPS的LED景观照明灯，公开了贴装有LED的基板与SMPS把支撑面置于之间而相向设置情形。可是，SMPS其自身发生热。因此，在所述LED景观照明灯中，SMPS发生的热与LED发生的热进行相互作用，存在SMPS和LED的寿命均低下的问题。

另一方面，在LED照明装置中的高功率LED照明器具(通常100瓦以上)中，作为光源，一般使用高功率LED芯片(例如1瓦LED芯片)。这是因为，就低功率LED芯片而言(图1)，与高功率LED芯片(图2)相比，需使用相对更多数量的芯片(参照图1)，因而难以控制配光。例如，为了提供100瓦的高功率，1瓦高功率芯片需要100个，而0.2瓦低功率芯片需要500个，使得由于光源的数量增加，难以控制配光。特别是当为了替代原有照明而在既定的面积内提供高功率照明时，LED芯片的数量越多，则越难以控制配光，出于这种理由而正在使用高功率LED芯片。

但是，高功率LED芯片与低功率LED芯片相比，发热量多，需要对散热投入更多努力。如上所述，尽管散热特性低下，但为了更容易地进行配光控制，应使用高功率LED芯片。

如上所述，当高功率照明器具使用高功率LED芯片体现时，为了解决散热问题，需要大的散热手段，因此，发生装置的体积和重量增加、制造费用也大幅上升。特别是就泛光照明而言，由于照明器具的尺寸大、耗电量非常大，因而要求一种尺寸小、耗电量小的照明器具。

技术实现要素：

解决的技术问题

为了解决如上所述的问题，本实用新型的一实施例的目的在于提供一种LED照明器具，不仅能够容易地释放从LED发生的热，且能够防止LED发生的热向周边传导，而且能够按所需的形态控制配光。

技术方案

本实用新型一个实施例的LED照明器具包括：照明部，其作为光源，具备多个LED，生成光线；外壳，其在一面具有开口部，在另一面具有把光线释放到外部的光释放部，所述外壳具有内部空间；及反射部，其安装在所述外壳的内部，使从所述照明部生成的光线反射到所述光释放部；所述照明部的前面朝向所述外壳的内部空间安装，以便覆盖所述开口部；所述光释放部安装成能够释放从所述照明部生成的光线或释放从所述照明部生成且通过所述反射部反射的光线；所述LED照明器具还包括：固定框架，其结合于所述外壳的光释放部的外周，固定于与所述照明部的背面隔开的位置；转动框架，其能转动地结合于所述固定框架；向所述照明部供应电源的电源供应部固定于所述固定框架。

另外，所述照明部可以包括基板、配置于所述基板上的多个LED及支撑所述基板的金属板。

另外，所述光源可以为0.2至0.5瓦的低功率LED。

另外，所述低功率LED可以配置为在相同的面积中提供相同的功率，且与功率更高的高功率LED相比，以更窄的间隔及更多的数量进行分布。

另外，所述光源可以为板上芯片(COB，chip on board)类型的LED。

另外，所述金属板可以相对垂直于光释放部的方向，以超过0度、不足45度的角度安装。

另外，所述照明部可以以可拆卸方式安装于所述外壳。

另外，所述反射部可以由多个反射面构成，各个反射面具有互不相同的倾斜角、互不相同的面积或互不相同的曲率或其中两者以上，各个反射面在所述外壳内部的顶棚面形成，以便当光通过所述光释放部释放时，体现预先设置的配光特性。

另外，所述反射部可以安装于所述外壳的两侧面。

另外，所述反射部可以以可拆卸方式安装于所述外壳。

另外，从所述光源直接配光的光线与通过所述反射部反射并配光的光线的光束比率可以为4:6～6:4。

另外，用x表示从所述反射部的最顶点至所述光释放部的垂直线段的高度，用y表示从所述光释放部与所述垂直线段相交的地点至所述光释放部与反射部相接的地点的长度时，长度y与高度x之比为超过2倍至不足7倍，以体现预先设置的配光特性。

另外，所述照明部可以插入结合于所述开口部进行安装。

另外，所述LED照明器具还可以包括覆盖所述光释放部的罩。

另外，所述外壳可以为注塑成型物。

另外，在所述外壳与所述照明部之间还可以包括绝热密封部。

另外，在所述电源供应部的外部可以包括热释放部。

另外，所述热释放部可以包括多个散热针。

另外，所述散热针可以形成为与地面构成倾斜。

另外，所述金属板的导热率与所述热释放部的导热率，可以大于所述外壳的导热率。

另外，所述金属板与所述热释放部可以为挤出成型物。

另外，所述LED照明器具还可以包括：加装于所述电源供应部外部且接收无线信号以便能够调节向照明部提供的电源的天线；及根据通过所述天线接收的无线信号控制电源供应的控制器。

实用新型效果

本实用新型实施例的LED照明器具不仅散热特性优秀、制造效率性卓越、生产率高，而且最终制品的整体重量和体积减小，能够顺利地进行配光控制，可以应用于多样的领域。

附图说明

图1显示了本实用新型一实施例的LED照明器具的LED芯片的排列。

图2显示了本实用新型另一实施例的LED照明器具的LED芯片的排列。

图3是本实用新型一实施例的LED照明器具的分解立体图。

图4是图3所示的LED照明器具的组装状态的剖面图。

图5是图3所示的LED照明器具的反射面的倾斜角的剖面图。

图6是在侧面安装有反射部的本实用新型一实施例的LED照明器具的俯视透视图。

图7是应用于本实用新型一实施例的LED照明器具的固定部的分解立体图。

图8是本实用新型另一实施例的LED照明器具的立体图。

图9是图8的LED照明器具的侧面图。

图10a是LED照明器具的立体图。

图10b是LED照明器具的立体图。

图10c是LED照明器具的侧视图。

图11是本实用新型一实施例的LED照明器具的剖面图。

图12显示了倾斜角a为0度时的LED照明器具的光释放。

图13显示了倾斜角a为45度时的LED照明器具的光释放。

图14显示了本实用新型一实施例的LED照明器具的配光分布图及直下照度表。

具体实施方式

下面参照附图，详细说明本实用新型的实施例的LED照明器具。

图3是本实用新型一实施例的LED照明器具的分解立体图，图4是图3所示的LED照明器具的组装状态的剖面图。

本实用新型一实施例的LED照明器具包括：照明部100，其作为光源，具 备多个LED，生成光线；外壳200，其在一面具备开口部220，在另一面具备把光线释放到外部的光释放部210，所述外壳200具有内部空间；及反射部230，其在所述外壳200的内面，安装成能够使从所述照明部100生成的光线反射到所述光释放部210。在所述LED照明器具中，所述照明部100的前面朝向所述外壳200的内部空间安装，以便覆盖所述开口部220；所述光释放部210安装成能够释放从所述照明部100生成的光线或释放从所述照明部100通过反射部230反射的光线。

1.照明部

如图3所示，根据本实用新型的一实施例，照明部100包括基板110、配置于所述基板110上的多个LED芯片111，及支撑所述基板110的金属板130。作为LED光源，优选使用LED芯片。也可以使用板上芯片(COB，chip on board)类型的LED芯片。

优选所述LED芯片为低功率LED芯片。作为低功率LED芯片，可以使用0.1瓦至0.6瓦的芯片，优选使用0.2瓦至0.5瓦的芯片。低功率LED芯片在相同的面积中提供相同的功率，且与功率更高的高功率LED芯片相比，使用的芯片的个数更多，因而相邻的芯片间的间隔以更窄的方式进行分布。

图1及图2分别显示了本实用新型一实施例的LED照明器具的照明部，具体而言，显示了在基板上多个低功率LED芯片111排列的样子和多个高功率LED芯片111排列的样子。如图1、图2所示，使用多个低功率LED芯片的LED照明器具在单位面积(在图中标识为“A”)内，可以排列5个0.2瓦LED芯片(图1)，相反，使用多个高功率LED芯片的LED照明器具可以排列1个1瓦LED芯片(图2)。如果对此进行观察，在图1中标识为“d1”的多个低功率芯片之间的间隔，比图2中标识为“d2”的多个高功率芯片之间的间隔窄。虽然图中未示出，但本实用新型的变形实施例的LED照明器具，可以根据所需的多个设计规格及/或顾客要求，在单位面积内排列10个0.1瓦LED、4个0.25瓦LED芯片，或2个0.5瓦LED芯片。各个LED芯片111发挥作为传递热的热传递地点及热源的作用，因而使用本实用新型一实施例的多个低功率LED芯片的LED照明器具，可以把从多个LED芯片发生的热更均一(均匀)地传递或释放到基板。低功率LED芯片比高功率LED芯片价格低廉，耗电少，发生比高功率 LED芯片更少量的热。另外，低功率LED芯片具有高于高功率LED芯片的亮度效率。例如，从理论上讲，在5个0.2瓦LED芯片各个的光束与一个1.0瓦LED芯片的光束之间，存在每瓦流明差。即，0.2瓦LED芯片具有约160lm/w，相反，1.0瓦LED芯片具有约140lm/w，这意味着，低功率LED芯片的光效率高于高功率LED芯片的光效率。

根据本实用新型的一实施例，也可以使用高功率LED芯片(假定约1瓦以上的LED芯片)。当使用高功率LED芯片时，芯片发生的热具有比低功率芯片相对较高的温度，因而会引起热岛现象。另外，在相同的面积内，相邻的芯片之间的间隔比在低功率LED芯片中更远，因而热传导会变得困难。在高功率LED芯片中，LED芯片的寿命会因为这点而缩短。因此，在高功率LED芯片中，散热设计重于一切。因此，在使用高功率LED芯片的情况下，优选尽可能具备全部的后面说明的散热设计。根据芯片的种类，芯片的热发生量与配光特性也应各异，因而照明器具的设计及结构也应调节得与其相符。

在本实用新型的一实施例中，照明部100可以加装于外壳200并进行拆卸，可以便利地更换及修理。照明部100朝向外壳200的内部空间进行安装，以便安装了LED的前面覆盖外壳200的开口部220。例如，照明部100可以插入结合于外壳200的开口部220进行安装。

在本实用新型的一实施例中，供所述基板110附着的金属板130安装得相对于地面具有锐角的倾斜角。因此，贴装于基板110的多个LED芯片111成为相对于地面而倾斜的结构。这可以理解为是为了提高本实用新型一个实施例的LED照明器具的直下方向的照度。

另外，在本实用新型的一实施例中，金属板130可以根据多种方法制造。金属板130优选地可以是借助于挤出成型而制造的挤出成型物。当金属板130为挤出成型物、外壳200为注塑成型物时，金属板130比外壳200导热率更大，因此，与外壳200相比，在LED芯片中发生的热可以通过金属板130迅速进行传导。

2.热释放部

如果参照图3，在照明部100的背面配备有热释放部120，其配备得露出于外部，向外部释放热。作为热释放部120，优选使用散热针。此时，在金属板 130背面凸出有多个散热针120，在该金属板130的前面，如图4所示，可以固定安装有基板110。在基板110中，作为光源而贴装有LED芯片111。如果在LED芯片111中发生热，则该热可以通过金属板130迅速传递给散热针120。如上所述，在金属板130的导热率大于外壳200的情况下，可以更迅速地实现向散热针120的热传递。传递到散热针120的热可以在散热针120处通过与外部空气的热交换而容易地释放到外部。散热针120的个数、形状、位置，可以根据所需的设计规格和/或顾客的要求而适宜地选择。例如，散热针120可以水平地形成。另外，如图3所示，散热针120可以沿竖直方向形成，或沿倾斜方向形成。如果散热针120沿竖直方向或至少相对于地面而倾斜的方向形成，那么，能够防止诸如灰尘的异物借助于重力而落下，因异物沉积导致的散热特性低下。特别是如果散热针120沿竖直方向形成，那么空气的对流会变得顺畅。即，如果散热针120沿竖直方向形成，则在散热针120之间的空间进行热交换的空气可以无阻碍地顺畅上升而形成对流。因此，优选散热针120沿相对于地面倾斜的方向形成，更优选沿竖直方向形成。散热针120中至少一个可以水平地形成和/或其中至少一个沿倾斜的方向或竖直地形成。

在一部分实施例中，所述散热针120与金属板130可以个别地形成，并以适宜的方式相互连接。在另外的多个实施例中，他们可以通过诸如挤出成型或注塑成型的工序而形成为一体型。通常而言，即使是相同的材质，挤出成型物比注塑成型物导热率更大。因此，优选散热针120与金属板130为一体成型，更优选以挤出成型制造。此时，导热率高，散热效果大。另外，优选金属板130和散热针120以比外壳110导热率大的材质构成。

3.外壳

根据本实用新型的一实施例，所述外壳200具备底面、与所述底面形成锐角的第一倾斜面，及与所述底面形成锐角并与所述第一倾斜面连接的第二倾斜面。就所述外壳200而言，所述底面、所述第一倾斜面及所述第二倾斜面的两末端连接，使得以底面、所述第一倾斜面及所述第二倾斜面为边界而形成内部空间。在所述外壳200的第一倾斜面配备有开口部220，在底面配备有光释放部210。借助于所述底面与第一倾斜面而形成的角度、借助于所述第一倾斜面与第二倾斜面而形成的角度，及借助于所述第二倾斜面与底面而形成的角度，设置 得可以满足所需的设计规格和/或顾客要求。

在本实用新型的部分实施例中，外壳200可以通过诸如挤出成型或注塑成型的工序形成。优选地，外壳200整体借助于注塑成型而形成。这是因为，作为注塑成型物的外壳200导热率相对低，LED芯片111发生的热可以传导到电源供应部300，或者相反，可以减小电源供应部300的热向LED芯片111传导。

在本实用新型的另一实施例中，作为外壳200，优选使用与金属板130和散热针120相比，导热率相对较低的材料。这是因为，能够进一步减小热通过外壳200在照明部100与电源供应部300之间传导。配备有所述开口部220的第一倾斜面与地面构成倾斜地形成，以便即使不在注塑模具中使用嵌件也能够成型。

根据本实用新型的一实施例，在所述照明部100，特别是贴装了LED芯片的金属板130与所述外壳200之间，配置有绝热密封部140。所述绝热密封部140优选由导热率低的材质构成。所述绝热密封部140在防止水流入外壳200内部的同时，阻断在LED芯片111发生的热传导到外壳200，另外，阻断在电源供应部300发生的热传导到照明部100。

4.反射部

根据本实用新型的一实施例，在所述外壳200的内面，可以安装有反射部230，以便能够使从所述照明部100生成的光线反射到光释放部(参照图3)。

如图5所示，反射部230可以由多个反射面231构成，各个反射面231具有互不相同的倾斜角(θ1,θ2,θ3,…)、互不相同的曲率、互不相同的面积或其中两者以上，以便当光线通过光释放部210进行释放时，体现预先设置的配光特性。如上所述，通过使用具有倾斜度不同的多个反射面231的反射部230，从而可以高效控制配光。特别是当使用低功率LED芯片作为光源时，即，即使在芯片的数量更多而更难以控制配光的情况下，也可以容易地获得所需的配光。如上所述，可以调节低功率LED芯片111的数量和相邻的芯片间的间隔，而且反射部230的结构及形状也可以适宜地设计，以便体现预先设置的配光特性。例如，可以把多个LED芯片搭载于照明部100上，使得从LED芯片111生成的光线的至少一部分可以到达反射部230。根据本实用新型的一实施例，如图5所 示，可以设计成与照明部100越近，反射面的面积越小，与照明部越远，面积越大。

反射部230既可以如图5所示，在外壳200内面的顶棚面形成，也可以如图6所示，在外壳200的两侧面形成，还可以在两者上均形成。图6是本实用新型一实施例的照明器具的俯视透视图。如图所示，在基板110上的LED芯片111发生的光线沿侧面反射后，通过光释放部210释放到外部。

另外，反射部230能拆装地安装于外壳200，从而不仅更换及修理容易，而且能够自由地调节配光特性。

作为反射部230，可以使用铝等多样的材质。另外，在形成反射部230方面，可以使用多样的涂布方法。例如，可以使用在PC(Poly Carbonate)上气相沉积或层叠银(Ag)的方式。

5.光释放部

根据本实用新型的一实施例，在光释放部210安装有覆盖光释放部210的罩240。罩240防止诸如灰尘的外部物质流入外壳200内部。罩240可以通过所属技术领域公知的方法而固定于外壳200。本实用新型一个实施例的LED照明器具包括对罩240进行固定的固定部250。对于该固定部250的构成和作用，后面将详细说明。

6.固定框架及转动框架

本实用新型一实施例的LED照明器具具备固定框架410及转动框架420。固定框架410是结合于外壳的光释放部的外周并固定于从照明部100的背面隔开的位置的框架结构体。如图8所示，固定框架410在中央位置具备安放部，用于安放电源供应部。安放部向大致与照明部100的背面平行的方向延伸。另外，安放部的两端为连结部，连结部在安放部的两端折向照明部侧，结合固定于照明部的两侧端。固定框架410可以通过诸如螺栓的结合机制，结合于外壳200的底面光释放部210外周。另外，电源供应部可以以螺纹方式结合于安放部。借助于这种结构，电源供应部300配置固定于从照明部100背面在空间上隔开的位置，因而可以减小电源供应部与照明部相互间的热传导及辐射热。

另一方面，转动框架420结合于固定框架410的两侧，作为能够相对于固 定框架410转动的框架结构体，一端能转动地与固定框架410的一侧连结部结合，另一端能转动地与固定框架410的另一侧连结部结合。LED照明器具能够相对于转动框架420而倾斜及转动。通过使LED照明器具相对于转动框架420转动，可以调节LED芯片111释放的光线通过反射部230反射的角度以及通过光释放部210释放的角度。借助于这种构成，可以与安装位置无关地调节光释放方向，因此，本实用新型一实施例的LED照明器具可以安装于路灯杆的臂，或安装于壁面、顶棚，可以应用于包括路灯、顶棚灯、港口灯、公园灯的多样领域。

7.电源供应部

根据本实用新型的一个实施例，在所述固定框架410上，可以搭载有向照明部100供应电源的电源供应部300。电源供应部300既可以以能拆装的拆装式进行搭载，也可以以非拆装式进行搭载。从更换或修理等观点而言，更优选拆装式。如图6所示，电源供应部300安装于固定框架410，电源供应部300的外面整体露出于大气中，因而本实用新型一实施例的LED照明器具能够具有优秀的散热特性。特别是电源供应部300，如图6所示，从照明部100在空间上隔开地配置，因而可以减小相互间的热传导可能性。另外，电源供应部300固定于固定框架410，在照明部100与电源供应部300之间形成空间，另外，在该空间配置有前述的热释放部120，具有在照明部100与电源供应部300之间阻断辐射热的效果。光释放部210、开口部220所搭载的外壳200外面的位置，可以根据所需的设计规格和/或顾客要求而决定。例如，在部分实施例中，如图3及4所示，光释放部210可以提供在外壳200的底面上，开口部200可以从底面的一端向上倾斜地形成。

图11至图13是本实用新型一个实施例的LED照明器具的剖面图。在图11至图13中，为了说明的便利，省略了固定框架410、转动框架420及电源供应部的构成。

如果参照图11，本实用新型一个实施例的LED照明器具像前面言及的一样，所述金属板130相对于地面倾斜，相对垂直于光释放部210的方向，倾斜了角度a。倾斜角a如前面所作的说明，考虑到光释放部210的直下方向的照度，倾斜角a的范围可以通过预先确定的配光等设计规格而适宜地调节。

如果倾斜角a过小，则从LED芯片111直接发散到光释放部210的光量过少，无法获得所需的配光。例如，如图12所示，当倾斜角a为0度时，释放光的大部分是通过反射部230的反射光，来自照明部的直接释放光仅为一部分而已，难以获得适宜的配光。相反，如果倾斜角a过大，则直接释放到光释放部210的光量过多，难以获得所需的配光。例如，如图13所示，当倾斜角a为45度时，释放光的大部分是向光释放部210直接释放的直光，通过反射部230的反射光仅为一部分而已，难以获得所需的配光。根据本实用新型的一实施例，所述倾斜角a为非限定性的，可以是超过0度、不足45度的范围。这种倾斜角a的限制是考虑到本实用新型由于低功率LED的使用而使用比以往更多数量的LED，因而对配光进行控制的必要性高。

根据本实用新型的一实施例，当以x代表从所述反射部230最顶点至所述光释放部210的垂直线段的高度，y代表从所述光释放部210与所述反射部230相接的地点至所述光释放部210与所述垂直线段相交地点的长度，则y与x之比也对本实用新型的配光特性产生影响(图11)。。例如，与图12的照明器具相比，可知图13的照明器具的y/x之比相对更大，因而配光特性也完全不同。优选所述长度y与高度x设置得当光线通过所述光释放部210释放时，体现预先设置的配光特性。特别是优选设计成反射部231的长度y超过高度x的2倍、不足高度x的7倍。在这种纵横比的范围内，配光特性更优秀。

根据本实用新型的一优选实施例，从所述光源直接配光的光线(直光)与通过所述反射部反射并配光的光线(反射光)的光束比率，可以在4:6～6:4的范围内调节。

在图14中，图示了本实用新型一实施例的照明器具的配光分布图及直下照度表。所述照明器具是使用0.2瓦低功率LED芯片、耗电300瓦、直光与反射光的光束比率为51.4:48.6的照明器具。图14所示的配光分布图、直下照度表以及直光与反射光的光束比率，可以如上所述地调节倾斜角a、y/x的比率等而获得。

本实用新型的又一实施例提供一种LED照明器具，包括：照明部，其包括贴装有多个低功率LED芯片的基板；外壳，其具备底面、与所述底面形成锐角的第一倾斜面，以及与所述底面形成锐角并与所述第一倾斜面连接的第二倾斜 面，且所述底面、所述第一倾斜面及所述第二倾斜面的两末端连接，使得以所述底面、所述第一倾斜面及所述第二倾斜面为边界形成内部空间；反射部，其在所述外壳的内面安装成能够反射从所述照明部生成的光线；所述照明部的至少一部分通过所述第一倾斜面的一部分而插入，使得所述低功率LED芯片朝向所述外壳的内部空间。

本实用新型所述实施例的LED照明器具具有多样的优点。例如，照明部及电源供应部可以分别与其它结构性要素绝热，可以个别地释放(发散)热，能够阻止照明部与电源供应部之间的热传导，阻止寿命缩短。另外，外壳可以通过注塑成型，以具有相对较低的热传导性的材料制成，可以阻止照明部与电源供应部之间的热传导。此外，外壳具有使覆盖光释放面的罩固定的变形形态的框架，从而能够防止框架的变形和损伤，改善生产率。

另外，照明部与电源供应部可以以分离的独立单件的形态制造，可以体现优化的重量及结构。特别是外壳、照明部及电源供应部可以以分离的单件的形态制造，大量制造时，能够提高生产率，减少制造费用。

另外，LED照明器具即使使用低功率LED芯片，也能够获得所需的配光，能够减小因使用高功率LED芯片而可能引起的发热，能够减小重量及体积。另外，一部分实施例的LED照明器具可以无线控制照明，因此运转非常便利。

本实用新型一实施例的照明器具可以用作100瓦以上的高功率照明，特别是泛光照明。泛光照明作为把从光源发散的光线进行集中而形成光束并照射远处的照明器具，主要用于车辆、船舶等照射远处或者建筑物外墙或野外作业场、体育设施等的照明。特别是室外泛光照明，由于规模大，因而资源及电力消耗量非常大，从而需要最大限度地降低资源和电力的消耗量。本实用新型一个实施例的照明器具可以以相对较小的大小获得所需的散热特性及配光特性，可以在泛光照明方面更有效地使用。

本实用新型参照实施例进行了记述，但本实用新型并不限定于这种实施例，可以在不超出本实用新型范围内的范围内，多样地进行变更及变形，这是本实用新型所属技术领域的技术人员可以了解的。