LED光引擎及LED照明灯制造技术

本发明专利技术提出了一种便于实现LED照明设备的标准模块——LED光引擎，包括有LED光源(3)和散热片，散热片采用太阳花式结构，主要特征是肋片(1)上开有横流沟槽(5)，肋片(1)被分割成数段短肋(4)，解决了当散热片轴线水平横置时，空气流通性差，散热性能严重恶化的问题；LED光源(3)与外电源的连接采用插接结构，便于装配及维修。本发明专利技术还提出有优化结构尺寸，以及新结构的LED球泡灯，可实现更低的造价，更高的散热效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于LED照明
，特别涉及采用太阳花式散热片的LED照明装置。
技术介绍
由于节能和环保的优势，LED被认为是人类下一代照明技术。但由于昂贵的造价，以及可靠性性低，阻碍着LED照明普及应用。价高和不可靠的主要原因是LED散热问题所致。LED工作温度不高，IOO0C以下，因而其散热主要靠对流传热，辐射传热所占比例非常小。对流传热过程最终是空气流动将热量带走，因而保证空气流动畅通非常重要，特别是自然对流传热(LED灯所采用的散热方法)，但是该基本原理，并不被LED照明行业所重视。太阳花式散热片(肋片从导热柱侧面伸出的结构)，由于制造容易(可采用铝挤出工艺制造)，被广泛应用。在散热片轴线竖立设置时，自然对流空气由下向上顺着肋片表面流动，空气流通性好，散热性能最佳。但当散热片轴向水平横置时，散热空气不易流经肋片表面，存在许多空气流动死区，流通性差，因而散热性能明显下降。现公开的产品和技术，没有显示出能解决该问题的方案。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述问题，提出一种改进型的太阳花式散热片，只需增加简单加工，就可有效降低，当散热片轴线水平横置时，散热片性能严重下降的问题，为实现LED照明设备的标准模块一LED光引擎，提出一种有效可行的方案。本专利技术还提出有优化结构尺寸，以及全新结构的LED球泡灯，实现更低的造价，更高的散热效果。本专利技术的技术方案部件包括有LED光源和散热片，散热片采用铝挤出工艺制造出的太阳花式结构，散热片中央的导热柱为空心式结构，散热片的平均肋长大于10mm。本专利技术的特征有在散热片上开有横流沟槽，横流沟槽宽大于2mm，其中最深的横流沟槽深大于二分之一的肋长，沿着散热片轴线(也是肋片高度方向)，肋片被横流沟槽分割成数段短肋，短肋的平均高小于4倍的肋片平均间隙；LED光源与外电源的连接采用插接式结构，LED光源的电源插头或插座设置在导热柱内、或从导热柱内伸出。所谓横流沟槽就是开在肋片上，与散热片轴线方向成夹角的沟槽，该夹角应取大于45度角，最好是垂直角。散热片轴线水平横置时，自然对流向上的空气流,就可顺着横流沟槽，横穿散热片，更加直线地向上流动，大大地减小了气流绕流距离，流动更加畅通；空气流动死区减小，提高了散热空气有效流经肋片表面的面积，因而，有效降低，当散热片轴线水平横置时，散热性能恶化程度。散热片轴线横置时，流经肋片表面的散热空气，都集中从横流沟槽流出，因而横流沟槽宽要足够宽，本专利技术提出大于2mm，横流沟槽的深度也要足够深，最深的横流沟槽深应大于肋长的一半，以保证散热片轴线水平横置时，自然对流散热空气流动畅通，减少空气流动死区。为了保证横置时，散热空气能有效地流经整个肋片表面，被横流沟槽分割成的短肋片的高度不能太长，短肋的平均高度应小于4倍肋片的平均间隙，一般取3 8mm之间更为合适。本专利技术中提出散热片的平均肋长大于10mm，是基于当散热肋片肋长足够长，大于IOmm时,采用横流沟槽结构,才能明显改善横置情况下的散热性能。本专利技术中提出，散热片的导热柱为空心结构的原因有LED光源的电源插头或插座可以设置在导热柱内、或从导热柱内伸出，使得LED光源与插头或插座能设计成一体式部件，这样便于LED光源与散热片的装配，还有整体结构简洁，便于外接电源线的插头或插座防脱落，防水密封等。由于开有横流沟槽，解决了散热性能最差姿态一水平横置时，散热严重恶化问题，使得散热片在各中姿态下，具有高的散热性能。因而依照以上所述的本专利技术技术方案，设计的不带驱动电源的LED光引擎，通用性高，可设计出系列标准模块化的LED光引擎，比如3W、5W.......15W、20W的LED光引擎，下游厂商就可简单地拼组成各种样式，各种功率的LED照明灯，比如一盏100W的LED灯，可用5个20W的标准LED光引擎拼组成，这样就可大大地降低成本。采用插接式结构与外电源连接，使得装配以及维修简单、高效。依据以上所述本专利技术技术方案，本专利技术还提出一种LED照明灯，包括有灯头、电源板、散热片、护网和LED光源，散热片采用了铝挤出工艺制造的太阳花式结构，外接电源的电极在灯头上，其特征有在散热片上开有横流沟槽；护网套在散热片的外侧周圈；灯头与和护网为一体的结构件固定连接、或护网采用了和灯头部分结构件为一体的结构，即灯头与护网为固定连接成一体的结构件。附图说明下面结合附图和具体实施方案对本专利技术作进一步说明。图1、2、3分别为三种太阳花式散热片横截面特征示意图，图中e为肋片之间的间隙。图4为一种本专利技术的LED光引擎的特征结构剖面示意图，示出了本专利技术的结构特征。D-散热片外径(肋片尖处的直径)，d-肋片根处的直径，L-肋长，C-横流沟槽深，a-横流沟槽宽，h-短肋高，H-散热片高。图5为一种本专利技术的LED光引擎的特征结构剖面示意图，采用了柱形导热芯。图6为一种本专利技术的LED光引擎的特征结构立体剖视图。采用了空心柱形导热芯。图7为一种本专利技术的LED光引擎的特征结构剖面示意图，采用了空心柱形导热芯，设置有灯杯和灯罩。图8为一种轴芯式插头的特征结构剖面示意图。图9为一种同轴式插头的特征结构剖面示意图。图10为一种本专利技术的LED球泡灯的立体剖视图。图11为一种本专利技术的PAR灯的特征结构剖面示意图。图中1、肋片，2、导热柱，3、LED光源，4、短肋，5、横流沟槽，6、插头或插座，7、导热芯,8、灯杯，9、灯罩，10、电极A，11、绝缘体，12、电极B，13、中轴电极，14、弹性电极，15、护网，16、通气口，17、灯头，18、电源板，19、面板。具体实施方案图1、2、3示出了三种外形不同的太阳花式散热片，肋片I从导热柱2侧面伸出，散热片中央的导热柱2为空心式结构。采用铝挤出方法，就可制造出其型材，经裁切就可制成太阳花式散热片，制造成本低，再由于肋化效率高(省材)，内导热热阻低，则为LED散热首选。图4所示的本专利技术，肋片I被横流沟槽5 (开有两横流沟槽)分成三段，三段短肋4，短肋高h取3 8mm之间最为合适。图中示出的横流沟槽深c大于前面叙述到的二分之一肋长L，设计时，横流沟槽5应尽可能深，有利于横置时，散热空气贯穿散热片，最好选取横流沟槽深c大于三分之二的肋长L。对于外形为圆形、导热柱也为圆形的太阳花式散热片，肋长自然就是散热片的外形直径减导热柱直径，再除2，即L = O. 5 X (D-d)。如果散热片外形以及导热柱不是圆形，则D和d的取值为按面积计算的当量直径，比如散热片外形为40X40mm矩形,面积当量直径就可计算为2X40/1 = 45.1mm。自然对流散热,驱动空气对流的动力是空气受热升温而产生的浮力，驱动力有限。通过加密肋片，增加散热面积，有提高散热量的因素，但还存在有负面因素肋片密度增加，流动阻力增加，导致散热空气减小，为散热性能下降的因素。因而肋片密度不宜太密，存在一散热量最大的优化值，通过大量实验数据分析可得，设计产品时，取散热片的肋高与肋片之间的间隙之比为大于2，小于8，当散热片肋片间隙不均匀时，应取平均间隙，肋高不均匀时应取平均高度。应注意肋高取值应是轴线方向肋片的实际高度，以图4所示为例，肋高不应是H,而是H减去2个横流沟槽宽a,也就是二个短肋闻h之和。图4中LED光源3的电源插头或插座6设置在空心结构的导热柱2内，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED光引擎，包括有：LED光源(3)和散热片，散热片采用了铝挤出工艺制造的太阳花结构，散热片中央的导热柱(2)为空心式结构，散热片的平均肋长大于10mm，其特征在于：在散热片上开有横流沟槽(5)，其中最深的横流沟槽(5)深大于二分之一的肋长，被横流沟槽(5)分割成的短肋(4)的平均高小于4倍的肋片间隙；LED光源(3)与外电源的连接采用插接式结构，LED光源(3)的电源插头或插座(6)设置在导热柱(2)内或从导热柱(2)内伸出。

【技术特征摘要】
1.一种LED光引擎，包括有LED光源(3)和散热片，散热片采用了铝挤出工艺制造的太阳花结构，散热片中央的导热柱(2)为空心式结构，散热片的平均肋长大于10_，其特征在于在散热片上开有横流沟槽(5),其中最深的横流沟槽(5)深大于二分之一的肋长,被横流沟槽(5)分割成的短肋⑷的平均高小于4倍的肋片间隙；LED光源(3)与外电源的连接采用插接式结构，LED光源(3)的电源插头或插座(6)设置在导热柱(2)内或从导热柱⑵内伸出。2.根据权利要求1所述的LED光引擎，其特征在于散热片的平均肋高与肋片之间的平均间隙之比大于2，小于8 ;横流沟槽宽大于2mm，最深的横流沟槽(5)深大于三分之二的肋长，短肋⑷的平均高在3 8mm之间。3.根据权利要求1、或2所述的LED光引擎，其特征在于LED光源(3)的电源插头或插座(6)采用了轴芯式结构或同轴式结构。4.根据权利要求1、或2所述的LED光引擎，其特征在于LED光源(3)设置在柱形或锥形导热芯(7)的前端面上，导热芯(7)的另一头插入导热柱(2)内，LED光源(3)的电源插头或插座(6)穿过导热芯(7)伸出、或全部或部分留在导热芯(7)内。5.根据权利要求4所述的L...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦彪，
申请(专利权)人：秦彪，
类型：发明
国别省市：