一种LED灯具的结构制造技术

本实用新型专利技术是一种LED灯具的结构，包括灯具外壳、反射灯杯、透镜及带LED光源的PCB电路板组成，其特征在于由LED光源正负极和散热极→PCB电路板的覆铜箔→反射灯杯→金属支架(多个反射灯杯时)→灯具外壳内台阶→灯具外壳构成LED光源的PN结散热导热结构；由LED光源→反射灯杯→双面凹透镜→透明玻璃构成LED灯具光的投射结构；通过为每个LED光源配备比铝基板散热形式大数倍面积和体积的反射灯杯，使LED光源PN结上的结温能在瞬间内被吸附走，并使PN结处于120℃以下的热平衡状态；通过采用相互垂直的多楞条状双面凹透镜，使透镜的光损减少、提高了灯具光的投射能力和穿透能力，使灯具的照明效果更好。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及LED照明灯具，具体涉及ー种LED灯具的结构。
技术介绍
目前用白光LED光源制作的照明灯具在市场上已推广使用多年，但其在市场上的表现却不理想其ー是使用过程中光衰较快致使灯具使用寿命较短；其ニ是灯具靠LED光源发出的漫射光直接照明，光的投射乏カ致使照明效果欠佳，以上两点成为LED灯具在照明领域推广使用的技术瓶颈。LED灯具在使用过程中光衰较快致使灯具使用寿命较短的主要原因之一，是LED光源在发光照明时其PN结上产生的结温得不到控制，使结温升高到120°C以上所致，在LED灯具行业内普遍认为将结温控制在120°C以下是降低LED灯具光衰、保障LED灯具长寿命的关键。为了实现LED结温的热平衡控制，LED灯具生产商提出了多种解决方案，其中采用铝基板散热形式是目前生产应用的主流，由于铝板的导热吸热性好，其通常用于需要散热导热的CPU芯片焊装方面，将铝基板用于LED灯具，LED光源的正负极和散热极直接焊装在PCB板上，能做到热阻最小而热导出的速度最快，同时铝基板有一定的体积和面积进行吸热和导热，使PN结处于120°C以下的热平衡状态，因此这种散热方案在小功率LED照明方面的应用较为成功，如小功率照明灯泡、手机及液晶显示屏的背光照明等。如果将铝基板散热形式用于大功率(十几瓦乃至上百瓦)LED照明灯具，比如路灯，其需LED光源几十个甚至上百个，并还需要排列成矩阵结构，这种情况下由于铝基板相对于每个光源所对应分配到的面积和体积较小，不能在瞬间内将LED光源PN结上的结温带走，不能使PN结处于120°C以下的热平衡状态，这种状况下生产出的灯具其光衰是较大的，生产厂家为了使PN结处于120°C以下的热平衡状态，就在铝基PCB电路板上加装较大体积和面积的金属散热器，但这种措施已失去了瞬间吸热散热机会，很难使PN结处于120°C以下的热平衡状态。为了解决这个问题，有的厂家还提出了利用风扇风冷散热的解决方案，有的也提出了利用散热液体在金属管道里流动的散热解决方案等，但均存在灯具长期运行的稳定性、可靠性以及经济性等问题，从而导致目前大功率LED照明灯具在市场上的推广应用呈停滞不前的状況。传统光源白炽灯、高汞灯、高钠灯、日光灯以及节能灯等的发光呈近似360°立体角度的全球体状，它们很容易通过反光罩、反射镜等措施将不能投射到照明面的光汇集后反射到照明面上去，从而增加灯具在照明面上的投射能力。而LED光源由于发光原理和制造技术的不同，它的发光近似180°立体角度的半球体状，只能有半球状的立体发光面，另半球被LED光源焊装的PCB电路板遮挡住，因此LED灯具不能简单的通过反光罩、反射镜等措施增强其投射能力。为了增强LED灯具的投射能力，灯具生产商在LED光源外面均会添加一光学透镜，调整灯具的照射角度，使灯具发出的光更合理的投射到欲照明的面积上，目前大功率LED灯具上安装的调光透镜均为单面凹透镜，为了达到欲照明面积长方向和宽方向的设计照度Lx值，凹透镜底部便设计成椭圆型，其为同一凹面而有两种R曲率分别对长方向和宽方向进行分光投射，当LED光源发出的光被这种透镜折射分光时,光在两种R曲率相贯线处会产生干渉性和排它性以致出现光损较大问题。同吋，LED光源光的投射方向由半球球心向半球球面福射，呈无穷个方向的漫射形式，其方向太多则投光能力就差，当这种漫射光通过透镜调整光的照射角度时，因漫射光的入射角一致性差而导致经透镜折射调整后出射光的损失较大，以上情况致使灯具投射出来的光乏カ而显得照明效果欠佳，其大大削弱了 LED光源Lm/w值高的优势。
技术实现思路
本技术是为解决目前LED灯具在照明领域推广使用中存在的PN结散热及热平衡问题以及投射能力欠佳等问题，提出ー种LED灯具的结构。本技术采取的技术方案是、ー种LED灯具的结构，包括灯具外壳、反射灯杯、透镜及带LED光源的PCB电路板组成，其特征在于由LED光源正负极和散热极通过相互联接的PCB电路板的覆铜箔、反射灯杯、灯具外壳内台阶以及灯具外壳等构成LED光源的PN结散热导热结构，使得由LED光源发光时PN结发出的热量沿LED光源正负极和散热极经PCB电路板的覆铜箔至反射灯杯至灯具外壳内台阶至灯具外壳路径传导到空气中；由LED光源通过其上方设置的反射灯杯、双面凹透镜及透明玻璃等构成LED灯具光的投射结构。本技术还具有以下技术特征反射灯杯为多个吋，由LED光源正负极和散热极通过相互联接的PCB电路板的覆铜箔、反射灯杯、金属支架、灯具外壳内台阶及灯具外壳构成LED光源的PN结散热导热结构。所述PCB电路板的覆铜箔与反射灯杯的外底部通过铆钉或者螺钉紧密贴合。所述灯具的照射面是单个反射灯杯时，灯具外壳内台阶与反射灯杯的边沿紧密贴合，所述灯具的照射面为多个反射灯杯组成吋，反射灯杯装配在金属支架上，再由金属支架的边沿与灯具外壳内台阶紧密贴合。所述双面凹透镜为相互垂直的多楞条状双面凹透镜，它的一面是内透镜，另一面是外透镜，内外透镜可通过调整其R曲率而调整灯具的照射角度。所述相互垂直的多楞条状双面凹透镜为ー单件，其面积依LED灯具的发光面而定，它可以是ー个反射灯杯的面积大小，也可以是多个反射灯杯排列成的矩阵面积。本技术的特点和有益效果是①为每个LED光源配备比铝基板散热形式大数倍面积和体积的反射灯杯，使LED光源PN结上的结温能在瞬间内被吸附走，并使PN结处于120°C以下的热平衡状态，从而有效地控制了光源的光衰。②将LED光源发出的漫射光改变为ー个方向的直射光，为LED灯具添加光学透镜而调整灯具的照射角度奠定了良好的基础。③将已有技术调整光照射角度的单面凹透镜(或单面凸透镜)改为相互垂直的多楞条状双面凹透镜，使透镜的光损减少、从而提高了光的投射能力和穿透能力，投光的均匀性和方向性较好。④由LED光源正负极和散热极通过相互联接的PCB电路板的覆铜箔、反射灯杯、金属支架(多个反射灯杯吋)、灯具外壳内台阶以及灯具外壳构成LED光源的PN结散热导热结构，使得由LED光源发光时PN结发出的热量沿LED光源正负极和散热极经PCB电路板的覆铜箔至反射灯杯至金属支架(多个反射灯杯吋)至灯具外壳内台阶至灯具外壳路径传导到空气中，解决了 LED光源发光时PN结散热问题。⑤由LED光源通过其上方设置的反射灯杯、双面凹透镜及透明玻璃构成LED灯具光的投射结构，具有改善LED灯具投射能力的作用，增强了灯具的照明效果。附图说明图I是本技术实施例之一射灯泡的结构剖视图；图2是图I的右视图；图3是图2的A-A剖视图； 图4是图I中标号20部分的局部放大图；图5是LED光源发出漫射光的示意图；图6是漫射光经反射灯杯折射后呈直射光的示意图；图7是本技术由多个反射灯杯组成照射面的实施例之一示意图。图中标号分别表示1-双面凹透镜，2-灯具外壳，3-灯头，4-绝缘座，5-透明玻璃，6-反射灯杯，7-LED光源，8-LED光源正负极和散热极，9-PCB电路板，10-覆铜箔，11-双面凹透镜的内透镜，12-双面凹透镜的外透镜，13-铆钉，14-螺钉，15-0型密封圏，16-0型密封圏，17-0型密封圏，18-电源引线，19-外壳内台阶，20-局部放大，21-金属支架，22-六个反射灯杯灯具的双面凹透镜，R-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED灯具的结构，包括灯具外壳、反射灯杯、透镜及带LED光源的PCB电路板组成，其特征在于：由LED光源正负极和散热极通过相互联接的PCB电路板的覆铜箔、反射灯杯、灯具外壳内台阶以及灯具外壳构成LED光源的PN结散热导热结构，使得由LED光源发光时PN结发出的热量沿LED光源正负极和散热极经PCB电路板的覆铜箔至反射灯杯至灯具外壳内台阶至灯具外壳路径传导到空气中；由LED光源通过其上方设置的反射灯杯、双面凹透镜及透明玻璃构成LED灯具光的投射结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪华，王春华，
申请(专利权)人：武汉南格尔科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：