一種LED燈具的結構制造技術

本實用新型專利技術是一種LED燈具的結構，包括燈具外殼、反射燈杯、透鏡及帶LED光源的PCB電路板組成，其特征在于由LED光源正負極和散熱極→PCB電路板的覆銅箔→反射燈杯→金屬支架(多個反射燈杯時)→燈具外殼內臺階→燈具外殼構成LED光源的PN結散熱導熱結構；由LED光源→反射燈杯→雙面凹透鏡→透明玻璃構成LED燈具光的投射結構；通過為每個LED光源配備比鋁基板散熱形式大數倍面積和體積的反射燈杯，使LED光源PN結上的結溫能在瞬間內被吸附走，并使PN結處于120℃以下的熱平衡狀態；通過采用相互垂直的多楞條狀雙面凹透鏡，使透鏡的光損減少、提高了燈具光的投射能力和穿透能力，使燈具的照明效果更好。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及LED照明燈具，具體涉及ー種LED燈具的結構。
技術介紹
目前用白光LED光源制作的照明燈具在市場上已推廣使用多年，但其在市場上的表現卻不理想其ー是使用過程中光衰較快致使燈具使用壽命較短；其ニ是燈具靠LED光源發出的漫射光直接照明，光的投射乏カ致使照明效果欠佳，以上兩點成為LED燈具在照明領域推廣使用的技術瓶頸。LED燈具在使用過程中光衰較快致使燈具使用壽命較短的主要原因之一，是LED光源在發光照明時其PN結上產生的結溫得不到控制，使結溫升高到120°C以上所致，在LED燈具行業內普遍認為將結溫控制在120°C以下是降低LED燈具光衰、保障LED燈具長壽命的關鍵。為了實現LED結溫的熱平衡控制，LED燈具生產商提出了多種解決方案，其中采用鋁基板散熱形式是目前生產應用的主流，由于鋁板的導熱吸熱性好，其通常用于需要散熱導熱的CPU芯片焊裝方面，將鋁基板用于LED燈具，LED光源的正負極和散熱極直接焊裝在PCB板上，能做到熱阻最小而熱導出的速度最快，同時鋁基板有一定的體積和面積進行吸熱和導熱，使PN結處于120°C以下的熱平衡狀態，因此這種散熱方案在小功率LED照明方面的應用較為成功，如小功率照明燈泡、手機及液晶顯示屏的背光照明等。如果將鋁基板散熱形式用于大功率(十幾瓦乃至上百瓦)LED照明燈具，比如路燈，其需LED光源幾十個甚至上百個，并還需要排列成矩陣結構，這種情況下由于鋁基板相對于每個光源所對應分配到的面積和體積較小，不能在瞬間內將LED光源PN結上的結溫帶走，不能使PN結處于120°C以下的熱平衡狀態，這種狀況下生產出的燈具其光衰是較大的，生產廠家為了使PN結處于120°C以下的熱平衡狀態，就在鋁基PCB電路板上加裝較大體積和面積的金屬散熱器，但這種措施已失去了瞬間吸熱散熱機會，很難使PN結處于120°C以下的熱平衡狀態。為了解決這個問題，有的廠家還提出了利用風扇風冷散熱的解決方案，有的也提出了利用散熱液體在金屬管道里流動的散熱解決方案等，但均存在燈具長期運行的穩定性、可靠性以及經濟性等問題，從而導致目前大功率LED照明燈具在市場上的推廣應用呈停滯不前的狀況。傳統光源白熾燈、高汞燈、高鈉燈、日光燈以及節能燈等的發光呈近似360°立體角度的全球體狀，它們很容易通過反光罩、反射鏡等措施將不能投射到照明面的光匯集后反射到照明面上去，從而增加燈具在照明面上的投射能力。而LED光源由于發光原理和制造技術的不同，它的發光近似180°立體角度的半球體狀，只能有半球狀的立體發光面，另半球被LED光源焊裝的PCB電路板遮擋住，因此LED燈具不能簡單的通過反光罩、反射鏡等措施增強其投射能力。為了增強LED燈具的投射能力，燈具生產商在LED光源外面均會添加一光學透鏡，調整燈具的照射角度，使燈具發出的光更合理的投射到欲照明的面積上，目前大功率LED燈具上安裝的調光透鏡均為單面凹透鏡，為了達到欲照明面積長方向和寬方向的設計照度Lx值，凹透鏡底部便設計成橢圓型，其為同一凹面而有兩種R曲率分別對長方向和寬方向進行分光投射，當LED光源發出的光被這種透鏡折射分光時,光在兩種R曲率相貫線處會產生干渉性和排它性以致出現光損較大問題。同吋，LED光源光的投射方向由半球球心向半球球面福射，呈無窮個方向的漫射形式，其方向太多則投光能力就差，當這種漫射光通過透鏡調整光的照射角度時，因漫射光的入射角一致性差而導致經透鏡折射調整后出射光的損失較大，以上情況致使燈具投射出來的光乏カ而顯得照明效果欠佳，其大大削弱了 LED光源Lm/w值高的優勢。
技術實現思路
本技術是為解決目前LED燈具在照明領域推廣使用中存在的PN結散熱及熱平衡問題以及投射能力欠佳等問題，提出ー種LED燈具的結構。本技術采取的技術方案是、ー種LED燈具的結構，包括燈具外殼、反射燈杯、透鏡及帶LED光源的PCB電路板組成，其特征在于由LED光源正負極和散熱極通過相互聯接的PCB電路板的覆銅箔、反射燈杯、燈具外殼內臺階以及燈具外殼等構成LED光源的PN結散熱導熱結構，使得由LED光源發光時PN結發出的熱量沿LED光源正負極和散熱極經PCB電路板的覆銅箔至反射燈杯至燈具外殼內臺階至燈具外殼路徑傳導到空氣中；由LED光源通過其上方設置的反射燈杯、雙面凹透鏡及透明玻璃等構成LED燈具光的投射結構。本技術還具有以下技術特征反射燈杯為多個吋，由LED光源正負極和散熱極通過相互聯接的PCB電路板的覆銅箔、反射燈杯、金屬支架、燈具外殼內臺階及燈具外殼構成LED光源的PN結散熱導熱結構。所述PCB電路板的覆銅箔與反射燈杯的外底部通過鉚釘或者螺釘緊密貼合。所述燈具的照射面是單個反射燈杯時，燈具外殼內臺階與反射燈杯的邊沿緊密貼合，所述燈具的照射面為多個反射燈杯組成吋，反射燈杯裝配在金屬支架上，再由金屬支架的邊沿與燈具外殼內臺階緊密貼合。所述雙面凹透鏡為相互垂直的多楞條狀雙面凹透鏡，它的一面是內透鏡，另一面是外透鏡，內外透鏡可通過調整其R曲率而調整燈具的照射角度。所述相互垂直的多楞條狀雙面凹透鏡為ー單件，其面積依LED燈具的發光面而定，它可以是ー個反射燈杯的面積大小，也可以是多個反射燈杯排列成的矩陣面積。本技術的特點和有益效果是①為每個LED光源配備比鋁基板散熱形式大數倍面積和體積的反射燈杯，使LED光源PN結上的結溫能在瞬間內被吸附走，并使PN結處于120°C以下的熱平衡狀態，從而有效地控制了光源的光衰。②將LED光源發出的漫射光改變為ー個方向的直射光，為LED燈具添加光學透鏡而調整燈具的照射角度奠定了良好的基礎。③將已有技術調整光照射角度的單面凹透鏡(或單面凸透鏡)改為相互垂直的多楞條狀雙面凹透鏡，使透鏡的光損減少、從而提高了光的投射能力和穿透能力，投光的均勻性和方向性較好。④由LED光源正負極和散熱極通過相互聯接的PCB電路板的覆銅箔、反射燈杯、金屬支架(多個反射燈杯吋)、燈具外殼內臺階以及燈具外殼構成LED光源的PN結散熱導熱結構，使得由LED光源發光時PN結發出的熱量沿LED光源正負極和散熱極經PCB電路板的覆銅箔至反射燈杯至金屬支架(多個反射燈杯吋)至燈具外殼內臺階至燈具外殼路徑傳導到空氣中，解決了 LED光源發光時PN結散熱問題。⑤由LED光源通過其上方設置的反射燈杯、雙面凹透鏡及透明玻璃構成LED燈具光的投射結構，具有改善LED燈具投射能力的作用，增強了燈具的照明效果。附圖說明圖I是本技術實施例之一射燈泡的結構剖視圖；圖2是圖I的右視圖；圖3是圖2的A-A剖視圖； 圖4是圖I中標號20部分的局部放大圖；圖5是LED光源發出漫射光的示意圖；圖6是漫射光經反射燈杯折射后呈直射光的示意圖；圖7是本技術由多個反射燈杯組成照射面的實施例之一示意圖。圖中標號分別表示1-雙面凹透鏡，2-燈具外殼，3-燈頭，4-絕緣座，5-透明玻璃，6-反射燈杯，7-LED光源，8-LED光源正負極和散熱極，9-PCB電路板，10-覆銅箔，11-雙面凹透鏡的內透鏡，12-雙面凹透鏡的外透鏡，13-鉚釘，14-螺釘，15-0型密封圏，16-0型密封圏，17-0型密封圏，18-電源引線，19-外殼內臺階，20-局部放大，21-金屬支架，22-六個反射燈杯燈具的雙面凹透鏡，R-本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種LED燈具的結構，包括燈具外殼、反射燈杯、透鏡及帶LED光源的PCB電路板組成，其特征在于：由LED光源正負極和散熱極通過相互聯接的PCB電路板的覆銅箔、反射燈杯、燈具外殼內臺階以及燈具外殼構成LED光源的PN結散熱導熱結構，使得由LED光源發光時PN結發出的熱量沿LED光源正負極和散熱極經PCB電路板的覆銅箔至反射燈杯至燈具外殼內臺階至燈具外殼路徑傳導到空氣中；由LED光源通過其上方設置的反射燈杯、雙面凹透鏡及透明玻璃構成LED燈具光的投射結構。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王洪華，王春華，
申請(專利權)人：武漢南格爾科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：