CN103047569A - 一种led球泡灯结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED球泡灯结构，包括碳纤维管、散热器、PCB板、LED芯片、透镜和灯罩；所述散热器内部为空心，设置在灯罩内；多个碳纤维管设置在散热器空心中，散热器侧面开有多个通风孔；碳纤维管一端与散热器的底部基板连接，另一端贯穿散热器顶部，与灯罩连接；散热器与PCB板连接，LED芯片安装在PCB板上，透镜与散热器的底部连接。本发明利用了碳纤维的单向的高导热性能，将LED芯片产生的热量迅速导到散热器和灯罩上，实现芯片的控温要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种大功率电子产品的散热，特别是涉及一种LED球泡灯的散热结构的设计。
背景技术
LED照明作为第四代照明技术，与传统的白炽灯、节能灯相比它具有光效高、环保、寿命长、方向性强，显色性好等优点，广泛应用于显示、装饰、道路及一些特殊照明领域，然而LED的光电转化效率仅达到10-20％，约80-90％的能量转换热，如果不及时将热量移走，将会导致光源的性能下降，影响LED的寿命。
在现有的LED照明散热技术中，通常利用散热器将LED芯片产生的热量转移到环境中，散热的材料一般是铝、铜或者其他的导热材料，对于大功率的LED灯，散热器的质量一般体积较大，比较笨重，同时也存在通风性不好的缺点，影响了散热器的散热效果。现有的LED求泡灯散热设计也很少充分利用灯罩的散热来减少LED散热器的本身的重量，因此成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现在LED球泡灯散热设计存在的缺点，提供一种LED高效的LED球泡灯散热结构。
本发明利用现在材料的碳纤维的单向高导热性能和灯罩的散热性能，可以将LED芯片产生的热量迅速移走，降低LED芯片的温度，使其在正常的温度范围内工作。
为了实现上述的目的，本发明提出如下的技术方案：
一种LED球泡灯结构，包括碳纤维管、散热器、PCB板、LED芯片、透镜和灯罩；所述散热器内部为空心，设置在灯罩内；多个碳纤维管设置在散热器空心中，散热器侧面开有多个通风孔；碳纤维管一端与散热器的底部基板连接，另一端贯穿散热器顶部，与灯罩连接；散热器与PCB板连接，LED芯片安装在PCB板上，透镜与散热器的底部连接。
为进一步实现本发明目的，所述碳纤管选用MitsubishiK13D2U的高导热系数沥青基碳纤维材料，直径在2-10mm之间。
所述通风孔的个数9-15个，通风孔的宽度为3-5mm，高度为20-50mm。
所述散热器的壁厚为3-5mm。
所述散热器顶部开孔，孔径在2-10mm之间。
所述散热器顶部中心还设有圆孔。
所述LED芯片排布在PCB板一个同心圆上。
所述透镜呈半球形，与散热器的底部通过旋接的方式连接。
相对现有的技术，上述发明具有以下的优点：
1)本发明的所用的碳纤维管是一种高导热系数材料。LED芯片产生的热量通过PCB板、散热器的底部传给碳纤维管；由于碳纤维管是一种高导热系数材料，它的导热系数远大于铝与铜材料的导热系数，它可以将热量迅速的传递给散热器的底部和灯罩，在通过灯罩和散热器将热量传递到环境空气中，可以有效的降低LED芯片的温度，达到控温的要求；
2)本发明的散热器内部为空心，节省了散热器的用材；散热器的材料可以塑料或者其他的导热材料，节省散热器的成本；散热的侧面开了通风孔，可以增加散热器内部空气的流动，提高散热的散热性能；
3)本发明的灯罩与碳纤维管连接，碳纤维管传递的热量可以迅速通过灯罩的表面散失到空气中，减少了散热的热负荷；灯罩的表面可以喷涂辐射散热涂料增加其表面的散热性能；灯罩的表面可以增加一些艺术图案，提高灯具的美术欣赏性；同时由于灯罩对散热器可以防止灰尘在散热的积聚，避免了由于灰尘在散热器的积聚而影响散热器的性能；灯罩呈半球形可以起到聚光的作用。
附图说明
图1本发明LED球泡灯结构的示意图。
图中示出：LED芯片1、通风孔2、碳纤维管3、散热器4、灯罩5、透镜6和PCB板7。
具体的实施方式
一种LED球泡灯结构是一种高效散热的LED球泡灯，包括碳纤维管3、散热器4、PCB板7、LED芯片1、透镜6和灯罩5。散热器4呈圆筒状，内部为空心，设置在灯罩5内；碳纤维管3设置在散热器4空心中，碳纤维管3一端与散热器4的底部基板连接，另一端贯穿散热器4顶部，并与灯罩5连接；散热器4的底部通过高导热系数的导热胶与PCB板7连接，LED芯片11安装在PCB 7板上，优选所有LED芯片1排布在一个同心圆上；透镜6呈半球形，与散热器4的底部通过旋接的方式连接；
碳纤管3选用日本三菱化学公司生产的型号为MitsubishiK13D2U的高导热系数沥青基碳纤维材料，导热为：800W/K·m，直径在2-10mm之间；它一端与散热器4的底部基板连接，另一端与灯罩5连接，中间贯穿散热器4的顶部。
散热器4的材料优选铝或铝合金；其内部为空心，侧面开了通风孔2，通风孔2的个数9-15个，通风孔2的宽度优选为3-5mm，高度为20-50mm；散热器4的壁厚优选为3-5mm；散热器4顶部开孔，孔径在2-10mm之间；散热器4中心还设有圆孔，用于外部电源线与PCB板7的连接；
灯罩5材料是铝或者其他的导热材料；呈半球状，顶部开孔，孔径为2-10mm；灯罩5表面可以喷涂散热涂料增加散热器4的散热性能，同时在表面设计图案增加灯罩的关观性；
PCB板7通过高导热系数的硅胶与散热器4的底部连接在一起；LED芯片1与PCB板7焊接在一起；
本发明一种高效散热的LED球泡灯结构，在工作时LED芯片1产生的热量传递给PCB板7，再由PCB板传给散热器4的基板，散热器4受热温度上升，与外部空气存在温度差，散热器4表面以热辐射的方式将热量传递到环境中，由于散热器4周围的空气的受热，密度变小，存在压力差形成自然对流，通过自然对流的方式将散热器4的热量传递给空气；由于散热器4存在通风孔2，增加了散热器4内部的空气的流动性，提高了散热器的散热性能；同时散热器4的基板与碳纤维管3连接，通过高导热的碳纤维管3可以将热量传递到散热器4的顶部和灯罩5，灯罩5与环境空气接触，以热传导、自然对流传热与辐射传热的方式将LED芯片1传递的热量传到环境空气中。灯罩5在工作状态下，不仅可以将热量传递到环境中，同时它可以对LED芯片发出的光起到聚光的作用，同时也可以防止灰尘在散热器4内部积聚而影响散热器4的性能。
Claims (8)
1.一种LED球泡灯结构，其特征在于：包括碳纤维管、散热器、PCB板、LED芯片、透镜和灯罩；所述散热器内部为空心，设置在灯罩内；多个碳纤维管设置在散热器空心中，散热器侧面开有多个通风孔；碳纤维管一端与散热器的底部基板连接，另一端贯穿散热器顶部，与灯罩连接；散热器与PCB板连接，LED芯片安装在PCB板上，透镜与散热器的底部连接。
2.根据权利要求1所述的LED球泡灯结构，其特征在于：所述碳纤管选用MitsubishiK13D2U的高导热系数沥青基碳纤维材料，直径在2-10mm之间。
3.根据权利要求1所述的LED球泡灯结构，其特征在于：所述通风孔的个数9-15个，通风孔的宽度为3-5mm，高度为20-50mm。
4.根据权利要求1所述的LED球泡灯结构，其特征在于：所述散热器的壁厚为3-5mm。
5.根据权利要求1所述的LED球泡灯结构，其特征在于：所述散热器顶部开孔，孔径在2-10mm之间。
6.根据权利要求1所述的LED球泡灯结构，其特征在于：所述散热器顶部中心还设有圆孔。
7.根据权利要求1所述的LED球泡灯结构，其特征在于：所述LED芯片排布在PCB板一个同心圆上。
8.根据权利要求1所述的LED球泡灯结构，其特征在于：所述透镜呈半球形，与散热器的底部通过旋接的方式连接。
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