CN201884968U - 发光二极管灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的一实施例提供了一种发光二极管灯，其包括灯体(或壳体)、固定连接在灯体上的印制电路板(PCB)、封装于印制电路板上的LED光源、与灯体连接的灯头。其中，灯体包括一腔体，该腔体包括塑料外层和塑料内层以及设置在塑料外层和塑料内层间的金属夹层；印制电路板与该金属夹层热连接。因此，由LED光源、印制电路板、灯体以及灯头形成一热传导路径，该热传导路径能促进发光二极管到灯头有效的热扩散。
Description
本实用新型是2009年12月14日提交的专利申请号为200920292218.3的专利申请的分案申请。
技术领域
本实用新型涉及发光二极管(LED)灯，尤其涉及优化发光二极管灯的散热功能而作出的灯机构的改进。
背景技术
由于节能和超长寿命，发光二极管(LED)灯，尤其是高功率发光二极管灯，在将来是一个巨大的商机。但目前大规模商用的发光二极管产品中只有15％～25％的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，使发光二极管的温度升高。而发光二极管的性能(如光输出，可靠性等)对温度很敏感，温度上升会引起性能的明显衰减。因此，发光二极管到灯头和环境有效的散热措施对于保证发光二极管灯工作在正常温度是至关重要的。当前，高功率发光二极管灯的一个瓶颈是散热设计。
发光二极管产生的热量需要从其封装底部导出，然后传导到散热器(或热沉)以避免发光二极管过热。通常，热量通过印制电路板(PCB)扩散到散热器。出于散热的考虑，铝基板印制电路板(MCPCB)广泛应用于高功率发光二极管灯产品中。金属基板印制电路板的不足在于价格过高、工艺复杂、安全隐患和可靠性低等。
另一方面，为了增加散热面积，发光二极管灯的壳体(或灯体)通常有复杂的翅片结构。壳体一般是全金属或全塑料结构。金属有良好的导热特性，但是生产制造工艺复杂并且对几何形状有很多限制，同时金属因导电而在高电压(220伏，380伏...)应用下导致触电的安全风险增加。塑料具有电绝缘和适于大规模生产的优点，但是塑料导热性差会导致LED温度很高。
实用新型内容
针对背景技术中的上述问题，本实用新型一方面提出了一种发光二极管灯结构，其通过提供从LED印制电路板到灯头的良好热传导通路，提高了LED灯的散热性能。本实用新型另一方面提出了一种发光二极管灯结构，其能有效改善热从LED印制电路板到灯体的热传导扩散。
根据本实用新型的一方面，提供了一种发光二极管灯，其包括灯体(或壳体)、固定连接在灯体上的印制电路板(PCB)、封装于印制电路板上的LED光源、与灯体连接的灯头。其中，灯体包括一腔体，该腔体包括塑料外层和塑料内层以及设置在塑料外层和塑料内层间的金属夹层；印制电路板与该金属夹层热连接。因此，由LED光源、印制电路板、灯体以及灯头形成一热传导路径，该热传导路径能促进发光二极管到灯头有效的热扩散。
由于金属比塑料的导热性更好，本实施例通过金属夹层而使LED散发的热量快速地扩散到灯体的塑料外层和灯头；同时金属夹层设置在塑料外层和塑料内层间，也能满足电气绝缘的要求。因此，本实施例既能将热量高效的从LED传导到灯头，同时又能保证机械结构件和环境的电气绝缘。
可选择地，该发光二极管灯还包括散热板，该散热板与印制电路板直接相连，用于将印制电路板与腔体的金属夹层结构热连接。
可选择地，灯体与灯头通过导热但不导电的材料构成的连接件，如导热性好的塑料制成的连接件相连接。
可选择地，在灯体的顶部还设置有散热器，如金属散热器，用于从顶部将热扩散。
可选择地，灯头包括金属外壳，该金属外壳足够厚以使热能较快地扩散。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种发光二极管灯，其包括灯体(或壳体)、固定连接在灯体上的印制电路板(PCB)、封装于印制电路板上的LED光源、与灯体连接的灯头。其中，该发光二极管灯还包括散热板，该散热板被设置成将印制电路板与灯体热连接。
散热板能把发光二极管光源的热量有效传导到灯体上。
可选择地，该散热板与灯体固定连接，且印制电路板设置在该散热板上。
可选择地，该散热板由金属制成，而灯体由塑料制成。
可选择地，该散热板是在成型过程中被嵌入到灯体上的。
可选择地，印制电路板为环氧树脂印制板。
附图说明
通过阅读以下结合附图对非限定性实施例的描述，本实用新型的其它目的、特征和优点将变得更为明显和突出。
图1为本实用新型的一实施例提供的发光二极管灯的结构示意图；
图2为本实用新型的另一实施例提供的发光二极管灯的结构示意图；
图3为本实用新型的再一实施例提供的发光二极管灯的结构示意图；
图4为三种发光二极管灯的LED结温和时间的关系图。
其中，相同的附图标记表示相同或相似的步骤特征/装置(模块)。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。
图1为本实用新型的一实施例提供的发光二极管灯10的结构示意图。该发光二极管灯10包括灯体(或壳体)11、固定连接在灯体11上的印制电路板(PCB)12、封装于印制电路板12上的LED光源13、与灯体11连接的灯头14。其中，灯体11包括一腔体，该腔体包括塑料外层111和塑料内层113以及设置在塑料外层111和塑料内层113间的金属夹层112；印制电路板12与该金属夹层112热连接。因此，由LED光源13、印制电路板12、灯体11以及灯头14形成一热传导路径，该热传导路径能促进发光二极管到灯头有效的热扩散。
可选择地，灯体11与灯头14通过导热但不导电的材料构成的连接件18，如导热性好的塑料制成的连接件相连接。从而能使热有效地从灯体11扩散到灯头14。
可选择地，灯头14包括金属外壳141，该金属外壳141足够厚以使热能从灯头14较快地扩散出去。
可以理解的是本实施例的发光二极管灯10还可以包括其他元件，如泡壳16等，因非本实用新型的重点，在此不再赘述。
通常LED灯的灯头和灯座没有散热功能。然而实验表明灯头和/或灯座能有效冷却灯产生的一定热量，进而提高灯的光输出。通过保证LED和灯头、灯座的良好热接触能显著加大有效散热面积。本实施例通过使发光二极管和灯头，甚至同灯座形成良好的散热协同效应达到减小总热阻的目的。
由于金属比塑料的导热性更好，本实施例通过金属夹层112而使LED散发的热量快速地扩散到灯体11的塑料外层111和灯头14；同时金属夹层112设置在塑料外层111和塑料内层113间，也能满足电气绝缘的要求。因此，本实施例既能将热量高效的从LED传导到灯头，同时又能保证机械结构件和环境的电气绝缘。
图2为本实用新型的另一实施例提供的发光二极管灯20的结构示意图。发光二极管灯20具有与图1所示的发光二极管灯10相似的结构，不同的是发光二极管灯20还包括散热板15和散热器17。散热板15与印制电路板12直接相连，用于将印制电路板12与腔体的金属夹层112热连接。优选地，散热板15由金属制成，金属散热板15更有助于将发光二极管产生的热传给灯体11，并进而提高灯的散热能力。散热器17设置在灯体11的顶部，用于从顶部将热扩散，其可由金属制成。散热器17增加了散热面积能直接提高发光二极管灯的散热能力，进而提高灯光输入。
可选择地，散热器17也可设置在其他结构(如全塑料制成)的灯体11的顶部。
图3所示为本实用新型的再一实施例提供的发光二极管灯30的结构示意图。该发光二极管灯30包括灯体31、印制电路板32、封装于印制电路板32上的发光二极管光源33、与灯体31连接的灯头34，与灯体31固定连接的散热板35，其中该散热板35被设置成将印制电路板32与灯体31热连接。这样，散热板35能把发光二极管光源33的热量有效传导到灯体31上。
可选择地，散热板35是在成型过程中被嵌入到灯体31上的，或者通过其他方式将其侧端固定连接在灯体31的内侧上。优选地，散热板35为金属材质或者高导热性塑料制成。印制电路板32设置在散热板35上。
灯体31可由塑料制成或者如前实施例所揭示的由塑料和金属的混合结构形成。如果灯体31由塑料制成，推荐使用高导热性塑料。
由于散热板35的高效导热性能，印制电路板32不仅可采用铝基板印制电路板，还可用环氧树脂印制板，比如热强化的环氧树脂印制板。
图4所示为三种发光二极管灯的LED结温和时间的关系图，其中三种发光二极管灯有如图3所示的结构但散热板35和灯体31由不同的材料制成。曲线L1代表散热板35和灯体31均由塑料制成(纯塑料结构)的发光二极管灯，曲线L2代表散热板35和灯体31均由金属制成(纯金属结构)的发光二极管灯曲线，L 3代表散热板35由金属制成但灯体31由塑料制成(混合结构)的发光二极管灯。从图可比较得出，在灯启动稳定后，纯塑料结构的发光二极管灯的LED结温较高，散热性较差；纯金属结构和金属塑料混合结构的发光二极管灯的LED结温相当，散热特性相差无几，比纯塑料的结构有8℃温度改善。
另一方，混合结构的发光二极管灯能显著提高可制造性、可靠性和成本优势。同时，混合结构能降低电绝缘设计的困难。
可以理解的是，本实用新型实施例所描述的各种结构，如灯体、散热板、散热器等是可以有不同的组合的，并不限于以上实施例所列举的。
以上对本实用新型的具体实施方式进行了描述。需要说明的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变型或修改。
Claims (5)
1.一种发光二极管灯，包括灯体、固定连接在所述灯体上的印制电路板、封装于所述印制电路板上的发光二极管光源、与所述灯体连接的灯头，其中，该发光二极管灯还包括散热板，该散热板被设置成将所述印制电路板与所述灯体热连接。
2.如权利要求1所述的发光二极管灯，其特征在于，所述散热板由金属制成，所述灯体由塑料制成。
3.如权利要求1所述的发光二极管灯，其特征在于，所述散热板与所述灯体固定连接，且所述印制电路板设置在所述散热板上。
4.如权利要求1所述的发光二极管灯，其特征在于，所述散热板是在成型过程中被嵌入到所述灯体上的。
5.如权利要求1所述的发光二极管灯，其特征在于，所述印制电路板为环氧树脂印制板。
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