專利名稱：一種具有強制散熱結構的大功率led燈泡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及大功率LED燈技術領域，特別涉及一種具有強制散熱結構的大功率 LED燈泡。
背景技術：
隨著LED制造技術快速的發(fā)展，LED燈以其高性能、緊湊、長壽命、環(huán)保節(jié)能、免維修、營運成本低等優(yōu)點，成為本世紀最具發(fā)展前景的新光源產品之一。將大功率LED應用于照明的光源上，其最大困難就是如何完全解決散熱的問題，業(yè)界也有不少大功率LED散熱的方案，如采用超大面積的散熱器或在散熱器中加入銅導熱管等方法，但上述方案所需散熱器重量重、體積大，因為每IW的散熱器面積不能少于60C m2。根據LED產品數據表顯示， LED照明燈泡的幾個重要性能特征如光通量、正向電壓、顏色和可靠性、壽命等與溫度密切相聯。所有LED照明燈泡的一個共性，也是基于半導體的一個特性，就是隨著工作環(huán)境溫度上升，上述幾個性能參數會發(fā)生臨時性但可恢復的漂移。溫度上升時，光通量會下降，正向電壓也會下降，色溫將會轉變。據相關資料顯示LED最大結溫不得超過最大額定值，當LED 運行時結溫點溫度超過絕對最大額定值時，可能對產品的性能參數造成永久性性能飄移和不可挽回的損害。將大功率LED應用在照明燈泡上，高可靠性的散熱方案是一個關鍵性設計，它應有意識地優(yōu)化燈具內部的熱傳遞和散熱方式，對于大功率LED燈具而言，在規(guī)定的有限尺寸、空間內采用散熱速度最快、散熱裝置體積最小的強制對流散熱方案是最經濟、最實用的解決方案。
對于傳統(tǒng)或常見的自然對流散熱方案中采用大面積鋁散熱器或加入導熱管的散熱器來說，其LED產生的熱沉最終是無法將其熱量傳遞到環(huán)境中去的，而只能將熱量傳遞到燈具中或傳遞到局部有限的空間中，因而散熱效果不是很好。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有強制散熱結構的大功率LED燈泡，它能做到從燈泡前端部進風，經過燈泡內強制對流散熱，將燈泡內部的熱量從燈泡前端部送出，充分利用了燈泡外部大空間環(huán)境的散熱功能，實現大功率燈具的快速散熱。
本發(fā)明所提出的技術解決方案是這樣的一種具有強制散熱結構的大功率LED燈泡，包括燈頭1、外殼2和在外殼2內從后向前依次裝有電源轉換器10、風扇3、太陽齒狀鋁散熱器9、金屬基板7、LED芯片8、透鏡6、透鏡支架5、透鏡壓環(huán)4、電源轉換器10固定在外殼2內頸部，風扇3固裝在太陽齒狀鋁散熱器 9內側端面上，金屬基板7固裝在太陽齒狀鋁散熱器9外側端面上，金屬基板7外側面焊接有一組LED芯片8，每個LED芯片8外側均設有透鏡6，將一組透鏡6嵌裝在透鏡支架5上， 透鏡壓環(huán)4套緊在透鏡支架5上并固定在金屬基板7上，所述外殼2頸部開有一組通風槽， 所述外殼2前端部內側設有懸掛式隔風圓管11，該懸掛式隔風圓管11的圓心和所述的透鏡壓環(huán)4的圓心與外殼2的中心軸心重合，所述太陽齒狀鋁散熱器9固定在所述懸掛式隔風圓管11內后部，所述外殼2外端部與所述懸掛式隔風圓管11之間形成環(huán)形進風通道12，所述懸掛式隔風圓管11與所述透鏡壓環(huán)5和太陽齒狀鋁散熱器9的環(huán)狀散熱片9一1之間形成環(huán)形出風通道13。
所述懸掛式隔風圓管11與所述外殼2整體注塑成型，在懸掛式隔風圓管11與外殼2之間設有一組支承筋17。所述懸掛式隔風圓管11為獨立件，通過螺釘和固定座懸空固定在外殼2前端部內側處。懸掛式隔風圓管11內前部等距設有1 6個彈性扣14。所述懸掛式隔風圓管11或21內后端部設有限位環(huán)15。
所述透鏡支架5中央開有通風孔16。金屬基板7中央開有與透鏡支架5的通風孔 16匹配的通風孔。
所述懸掛式隔風圓管11采用塑料或金屬材料制成。焊接在金屬基板7外側面的一組LED芯片8以圓環(huán)形或矩形或陣列狀布排。所述金屬基板7采用鋁或銅或其他熱阻小的材料制成。電源轉換器10安裝于燈具外面時，該電源轉換器10的輸出電源通過燈頭1 和導線向風扇3和一組LED芯片8供電。
與現有技術相比，本發(fā)明具有如下顯著效果(1)現有采用自然散熱方式的LED燈泡功率> 7W時在標準規(guī)定的燈泡外形尺寸條件下是無法采用自然散熱方式的；即使采用風扇強制散熱，也由于其散熱孔或散熱槽只開在燈泡外殼上，而這些LED燈泡基本上都是嵌裝在天花板上或安裝在一個筒燈外殼中，除燈泡前端與大空間環(huán)境接觸外，其余部分均位于天花板內或筒燈殼內有限的封閉空間內，因而其散熱效果比較差，對于功率達到25 100W的LED燈泡來說，更是無法滿足其散熱要求的。本發(fā)明的大功率LED燈泡的適用功率范圍為5 100W，它能滿足這樣大功率的LED燈泡的散熱要求，主要是在燈泡外殼前端部設有懸掛式隔風圓管，它可以與外殼一體化結構， 也可以獨立件形式懸掛固定在外殼前端部內，這樣就在燈泡前部內形成了環(huán)形進風通道和環(huán)形出風通道，大空間環(huán)境室溫空氣從環(huán)形進風通道進入經風扇強排風將鋁散熱器的熱量從環(huán)形出風通道排至燈外的大空間環(huán)境中，實現大功率LED強制散熱的目的，完全滿足了大功率LED的散熱要求。此時，所使用的鋁散熱器的重量和散熱面積僅是采用自然散熱方式的鋁散熱器的重量面積的10%左右，大大地減少了鋁散熱器的耗材及體積，進而使整個燈泡體積變小，造型美觀。
(2)本發(fā)明所采用的強制散熱結構，制造工藝過程簡單、安裝方便、生產效率高、成本較低，完全滿足100W以下功率的大功率LED燈泡的散熱要求。


圖1是本發(fā)明一個實施例的具有強制散熱結構的大功率LED燈泡的主視圖。
圖2是圖1的A— A剖視圖。
圖3是圖2所示燈頭、外殼結構示意圖。
圖4是圖2所示風扇結構示意圖。
圖5是圖2所示太陽齒狀鋁散熱器結構示意圖。
圖6是圖2所示透鏡支架、透鏡壓環(huán)組件結構示意圖。
圖7是圖2所示透鏡結構示意圖。
圖8是本發(fā)明另一實施例的具有強制散熱結構的大功率LED燈泡的主視圖。
圖9是圖8的B— B剖視圖。
圖10是圖9所示燈頭、外殼結構示意圖。
圖11是圖9所示獨立懸掛式隔風圓管結構示意圖。
圖12是圖9所示透鏡支架、透鏡壓環(huán)組件結構示意圖。
圖13是圖9所示透鏡支架、透鏡壓環(huán)、太陽齒狀散熱器、獨立懸掛式隔風圓管組件結構示意圖。
圖中所示，1、燈頭；2、外殼；3、風扇；4、透鏡壓環(huán)；5、透鏡支架；6、透鏡；7、金屬基板；8、LED芯片；9、太陽齒狀散熱器9一 1、散熱片；10、電源轉換器；11、懸掛式隔風圓管； 12、環(huán)形進風通道；13、環(huán)形出風通道；14、彈性扣；15、限位環(huán)；16、通風孔；17、支承筋；21、 獨立懸掛式隔風圓管；22、固定座。
具體實施方式
通過下面實施例對本發(fā)明作進一步詳細闡述。
實施例1參見圖1 圖7所示，一種具有強制散熱結構的大功率LED燈泡由燈頭1、外殼2、電源轉換器10、風扇3、太陽齒狀散熱器9、金屬基板7、LED芯片8、透鏡6、透鏡支架5、透鏡壓環(huán) 4和設在外殼2前端部內側的懸掛式隔風圓管11組成。向一組LED芯片8供電的電源轉換器10安裝在外殼2內頸部，該外殼2頸部圓周布滿一組通風槽，作為電源轉換器10散熱之用。風扇3固裝在太陽齒狀鋁散熱器9內側端面上，金屬基板7固裝在太陽齒狀鋁散熱器 9外側端面上。金屬基板7外側面焊接有一組以圓環(huán)形或矩形或陣列形布排的LED芯片8， 每個LED芯片8外側均設有透鏡6，將一組透鏡6嵌裝固定在透鏡支架5上，透鏡壓環(huán)4套緊在透鏡支架5上，透鏡支架5通過螺釘緊固在金屬基板7上。所述與外殼2整體注塑而成的懸掛式隔風圓管11的圓心與透鏡壓環(huán)4的圓心和外殼2中心軸心重合，太陽齒狀鋁散熱器9通過設在懸掛式隔風圓管11的四個彈性扣14固定在懸掛式隔風圓管11內后部，并由設在懸掛式隔風圓管11內后端部的限位環(huán)15限位，這樣，在外殼2外端部與懸掛式隔風圓管11之間就形成了一個環(huán)形進風通道12，在懸掛式隔風圓管11與透鏡壓環(huán)5、太陽齒狀鋁散熱器9的環(huán)形散熱片9-1之間就形成了一個環(huán)形出風通道13。環(huán)形進風通道12進風口和環(huán)形出風通道13出風口均在外殼2前端，直接與室內大空間環(huán)境接通，因而，能夠以最小的散熱器面積、最快的散熱速度將該組大功率LED芯片8所產生的熱量傳遞至大空間環(huán)境中，從而獲得了顯著的散熱效果，也完全解決了大功率LED芯片8所產生的熱沉問題。懸掛式隔風圓管11與外殼2前端部內壁之間設有若干根支承筋17，使隔風圓管11能懸空固定在外殼2前端部內。在懸掛式隔風圓管11內前部等距設有1 6個彈性扣14，本實施例對稱設有4個彈性扣14。透鏡支架5中央開有通風孔16，金屬基板7中央也開有通風孔。 外殼2和懸掛式隔風圓管11采用耐熱、阻燃塑料注塑而成。金屬基板7采用鋁板或銅板或其他熱阻小的金屬材料制成。
金屬燈頭1通過導線與電源轉換器10輸入端連接，其輸出端通過導線連接風扇3 和焊有LED芯片的金屬基板7。有需要時，可以根據照明燈泡設計要求將內置的電源轉換器 10外置于燈泡外面。
實施例2另一種具有強制散熱結構的大功率LED燈泡的結構參見圖8 圖13所示。它與實施例1的大功率LED燈泡結構不同之處在于懸掛式隔風圓管11是獨立加工的，與外殼2不是整體注塑而成的，因而，它是一個獨立懸掛式隔風圓管21，在其后端部外壁設有等距布置的2 6個固定座22，通過螺釘將獨立懸掛式隔風圓管21緊固在外殼2前部內壁上，從而， 形成環(huán)形進風通道12和環(huán)形出風通道13。獨立懸掛式隔風圓管21由鋁合金或耐熱阻燃塑料獨立制成。金屬基板7和透鏡支架5不設中心通風孔。其余各部件及其安裝結構基本上與實施例1相同。
權利要求
1.一種具有強制散熱結構的大功率燈泡，包括燈頭(1)、外殼(2)和在外殼(2)內從后向前依次裝有電源轉換器(10)、風扇(3)、太陽齒狀鋁散熱器(9)、金屬基板(7)、LED芯片 (8)、透鏡(6)、透鏡支架(5)、透鏡壓環(huán)(4)、電源轉換器(10)固定在外殼(2)內頸部，風扇 (3)固裝在太陽齒狀鋁散熱器(9)內側端面上，金屬基板(7)固裝在太陽齒狀鋁散熱器(9) 外側端面上，金屬基板(7)外側面焊接有一組LED芯片(8)，每個LED芯片(8)外側均設有透鏡(6 )，將一組透鏡6嵌裝在透鏡支架(5 )上，透鏡壓環(huán)(4)套緊在透鏡支架(5 )上并固定在金屬基板(7)上，所述外殼( 頸部開有一組通風槽，其特征在于所述外殼( 前端部內側設有懸掛式隔風圓管(11)，該懸掛式隔風圓管(11)的圓心和所述的透鏡壓環(huán)(4)的圓心與外殼O)的中心軸心重合，所述太陽齒狀鋁散熱器(9)固定在所述懸掛式隔風圓管(11) 內后部，所述外殼( 外端部與所述懸掛式隔風圓管(11)之間形成環(huán)形進風通道(12)，所述懸掛式隔風圓管(11)與所述透鏡壓環(huán)( 和太陽齒狀鋁散熱器(9)的環(huán)狀散熱片(9一 1)之間形成環(huán)形出風通道(13)。
2.根據權利要求1所述的具有強制散熱結構的大功率LED燈泡，其特征在于所述懸掛式隔風圓管(11)與所述外殼(2)整體注塑成型，在懸掛式隔風圓管(11)與外殼(2)之間設有一組支承筋(17)。
3.根據權利要求1所述的具有強制散熱結構的大功率LED燈泡，其特征在于所述懸掛式隔風圓管(21)為獨立件，通過螺釘和固定座懸空固定在外殼(2)前端部內側處。
4.根據權利要求1或2或3所述的具有強制散熱結構的大功率LED燈泡，其特征在于 所述懸掛式隔風圓管(11或21)內前部等距設有1 6個彈性扣14。
5.根據權利要求1或2或3所述的具有強制散熱結構的大功率LED燈泡，其特征在于 所述懸掛式隔風圓管(11或21)內后端部設有限位環(huán)(15)。
6.根據權利要求1所述的具有強制散熱結構的大功率LED燈泡，其特征在于所述透鏡支架(5)中央開有通風孔(16)。
7.根據權利要求1所述的具有強制散熱結構的大功率LED燈泡，其特征在于所述金屬基板(7)中央開有與透鏡支架(5)的通風孔(16)匹配的通風孔。
8.根據權利要求3所述的具有強制散熱結構的大功率LED燈泡，其特征在于所述獨立懸掛式隔風圓管(21)采用塑料或金屬材料制成。
9.根據權利要求1所述的具有強制散熱結構的大功率LED燈泡，其特征在于焊接在金屬基板(7)外側面的一組LED芯片(8)以圓環(huán)形或矩形或陣列狀布排。
10.根據權利要求1所述的具有強制散熱結構的大功率LED燈泡，其特征在于所述電源轉換器(10)安裝于燈泡外面時，該電源轉換器(10 )的輸出電源通過燈頭(1)和導線向風扇(3)和一組LED芯片(8)供電。
全文摘要
一種具有強制散熱結構的大功率LED燈泡，它在外殼前端部內側設有懸掛式隔風圓管，該懸掛式隔風圓管的圓心和透鏡壓環(huán)與外殼中心軸心重合，太陽齒狀鋁散熱器固定在懸掛式隔風圓管內后部，外殼外端部與懸掛式隔風圓管之間形成環(huán)形進風通道，懸掛式隔風圓管與透鏡壓環(huán)和太陽齒狀鋁散熱器的環(huán)狀散熱片之間形成環(huán)形出風通道。由于環(huán)形進、出風通道的風口均在燈泡外殼前端，直接與室內大空間環(huán)境接通，因而能以最小散熱器面積、最快散熱速度將燈內大功率LED芯片產生的熱量傳遞至大空間環(huán)境中，具有散熱速度快、制造工藝過程簡單、安裝方便、生產效率高、成本低的顯著效果，能完全滿足100W以下功率的大功率LED燈泡的散熱要求。
文檔編號F21V29/02GK102518999SQ201210003188
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月7日 優(yōu)先權日2012年1月7日
發(fā)明者林榮熾 申請人:林榮熾