專利名稱：一種具有空氣對(duì)流倉(cāng)的直式led燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有空氣對(duì)流倉(cāng)散熱結(jié)構(gòu)的直式半導(dǎo)體LED (Lingt emitting diode)燈。
背景技術(shù)：
LED燈耗電量低、有巨大的節(jié)能效果。 一個(gè)100W距地面高度為8米，照度 為30LUX,光通亮為4800LM的節(jié)能燈，與同一指標(biāo)的LED燈比，LED燈耗電量?jī)H 為節(jié)能燈的五分之一、普通鎢絲燈的二十分之一至三十分之一。LED還具有壽命 長(zhǎng)、體積小、可設(shè)計(jì)強(qiáng)(即實(shí)現(xiàn)照明光的隨意布置)等優(yōu)點(diǎn)。近十年來，為更進(jìn) 一步開發(fā)LED的潛在優(yōu)勢(shì)、在實(shí)現(xiàn)大功率、高效率的LED芯片生產(chǎn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化 技術(shù)等等方面，世界上有許多國(guó)家不惜投入巨資。如日本于1998年，美國(guó)于2000 年相繼啟動(dòng)了 "國(guó)家半導(dǎo)體照明計(jì)劃"。我國(guó)2001年863計(jì)劃立項(xiàng)，2003年6 月緊急啟動(dòng)了 "國(guó)家半導(dǎo)體照明工程"。當(dāng)今，由于在芯片數(shù)、載流子注入產(chǎn)生 不同色彩的激發(fā)源與光亮度的配比關(guān)系等工藝過程、制作難度已被逐漸破解與掌 握，使LED燈實(shí)現(xiàn)了使用電壓低、效能高、體積小、性能穩(wěn)定性強(qiáng)、響應(yīng)時(shí)間短、 顏色可多變的優(yōu)點(diǎn)。作為L(zhǎng)ED發(fā)光體的動(dòng)力源，即電壓和電流則是LED燈的關(guān)鍵。 電源、恒流源是由許多電子器件組成，工作中它們散發(fā)的熱量造成電子器件損毀， 直接影響全系統(tǒng)的工作性能乃至于壽命。原本能正常工作5萬小時(shí)以上的LED燈，就因工作中高熱量無法排出，在實(shí)際應(yīng)用中很難突破一萬小時(shí)，有的只能工
作幾百小時(shí)就不再發(fā)光。為解決LED燈在發(fā)光過程中所散發(fā)出來的熱量和供 LED發(fā)光電路系統(tǒng)散發(fā)出來的熱量，目前世界上對(duì)10W以上大功率LED 燈基本上都是將電源、恒流源、LED分成二部份組裝，將熱量分散處理。 在解決散熱問題上幾乎都采用在LED發(fā)光體的背面以弧形方式通過散熱片散熱 的辦法。為了達(dá)到一定的散熱面積使體積很大且重量很重。不僅成本高，使用 不方便，體積大，還沒有從根本上解決如何以足夠的散熱面積或散熱方式實(shí)現(xiàn) 全電路處于正常溫度下工作的問題。此缺陷在很大程度上限制了 LED燈的廣泛應(yīng) 用。這是造成LED燈特別是大功率LED燈不能普遍應(yīng)用和推廣的原因之一。原因 之二是LED燈價(jià)格昂貴，這是因?yàn)長(zhǎng)ED發(fā)光體自身價(jià)格高，加之在燈具制造和裝 配過程中為減少熱量堆積則將電源和恒流源獨(dú)立制作與裝配，不僅制作成本高， 采用的專用安裝設(shè)備也使價(jià)格居高不下。散熱的關(guān)鍵取決于散熱材料和散熱面積 及通風(fēng)程度。而空氣對(duì)流散熱卻是LED燈的禁區(qū)，為防止空氣進(jìn)入LED燈具，保 護(hù)電路和電器元件不被氧化和腐蝕，幾乎都釆用密封的辦法，強(qiáng)調(diào)防水性能，這 就給散熱造成困難。目前，世界上LED燈的應(yīng)用也僅限于功率在10W以下，如何 解決LED燈用作照明技術(shù)中出現(xiàn)的上述難題，使LED燈特別是大功率LED燈能普 遍應(yīng)用和推廣則是當(dāng)今LED燈應(yīng)用技術(shù)中人們關(guān)注和攻克的焦點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是根據(jù)空氣對(duì)流原理結(jié)合散熱片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一種具有空氣對(duì) 流倉(cāng)散熱結(jié)構(gòu)的直式LED燈，使LED燈體內(nèi)的熱氣與體外的低溫氣體形成對(duì)流， 冷熱氣體的流動(dòng)和交換帶走熱氣，加速散熱和加大散熱面積及通風(fēng)程度，解決在
有限范圍內(nèi)LED燈散熱難的問題。
本實(shí)用新型所述的具有空氣對(duì)流倉(cāng)的直式LED燈是由具有散熱功能的殼體、 電源和恒流源一體化電路板、LED發(fā)光體、電路板、鋁散熱板、內(nèi)散熱片幾部份 組成；具有散熱功能的殼體由外表面為凹凸矩齒形的圓錐形、圓柱形、橢圓形或 長(zhǎng)方形管體構(gòu)成，下端周圍壁上開有二排進(jìn)氣孔，上端周圍壁上開有二排出氣孔, LED發(fā)光體安裝在電路板上，電路板固定在下鋁散熱板上，下鋁散熱板固定在殼 體內(nèi)進(jìn)氣孔下方，內(nèi)散熱片為矩齒形散熱片，緊固在電路板和下鋁散熱板周圍， 安裝電源和恒流源一體化電路板的上鋁散熱板固定在內(nèi)散熱片的上方殼體上，上 下兩塊鋁散熱板和殼體內(nèi)壁形成一個(gè)空氣流動(dòng)倉(cāng)，上鋁散熱板的周邊上開有空氣 流動(dòng)孔，由圓筒形鋁散熱板緊固在電源和恒流源一體化電路板周圍，其上加蓋一 塊鋁散熱板構(gòu)成電源和恒流源一體化電路板放置倉(cāng)，圓形鋁散熱板和殼體內(nèi)壁構(gòu) 成通風(fēng)道，燈蓋與殼體上端部連接，燈頭連接燈蓋，連接處開有出氣口，外罩設(shè) 在殼體下端部，燈頭為通用的螺口和插口燈頭。
LED燈工作時(shí)產(chǎn)生的熱量一部份依靠鋁板的傳導(dǎo)散熱，另一部份通過空氣倉(cāng) 內(nèi)空氣的流動(dòng)帶走。LED燈安裝在電路板上，但LED燈的發(fā)熱部份是緊貼在散熱 鋁板上，此散熱鋁板與帶有散熱功能的殼體是緊固在一起，直接承受了LED燈工 作時(shí)產(chǎn)生熱量的散熱鋁板把熱量傳遞到殼體上散發(fā)熱量。在工藝實(shí)施上，把殼體 做成凹凸巨齒形狀，是為了增加與空氣的接觸面以加大熱交換面積，使其散熱效 果更好。帶有散熱功能的殼體散發(fā)了一部份熱量，其余熱量由空氣倉(cāng)的流動(dòng)空氣 帶走。冷空氣從殼體上的進(jìn)氣孔進(jìn)入殼體內(nèi)的空氣倉(cāng)，與熱氣進(jìn)行熱交換后，穿 過在上鋁散熱板的周邊上開有的散熱空氣流動(dòng)孔、由圓形鋁散熱板和殼體內(nèi)壁構(gòu) 成的通風(fēng)道，從殼體上出氣孔將熱量帶出殼體外。根據(jù)沒有空氣倉(cāng)和設(shè)有空氣倉(cāng)的LED燈對(duì)比表明僅空氣倉(cāng)就能將內(nèi)部25%以上的熱量帶走。由于有空氣倉(cāng)， 空氣對(duì)流的速度加快，帶走的熱量就越多，消除了LED燈在發(fā)光時(shí)熱量會(huì)隨著工 作時(shí)間的增加的積累效應(yīng)，有效的解決了 LED燈散熱難的問題。
本產(chǎn)品中，創(chuàng)造性的應(yīng)用了空氣對(duì)流原理，打破了目前世界上LED燈制作的 禁區(qū)，空氣進(jìn)入LED燈具，電路和電器元件會(huì)被氧化和腐蝕，采用密封的辦法， 強(qiáng)調(diào)防水性能，給散熱造成困難。
本實(shí)用新型效果
1、 由于散熱功能大大提高，有效的提高了 LED發(fā)光體及電器元件的壽命， 從目前世界上大功率LED燈的使用壽命從最長(zhǎng)一萬小時(shí)變成了最短超過一萬小 時(shí)，實(shí)現(xiàn)了壽命達(dá)五萬小時(shí)以上。
2、 現(xiàn)有產(chǎn)品為了分散散熱，通常是把電源和恒流源分開組裝，由于不是一 體，不僅需要特殊安裝，還不能通用。將電源和恒流源改為一體組裝，不僅安裝 方便，可通用，還節(jié)約了成本。例:如目前大街上的路燈，要改換用上LED燈， 用以往的LED燈，除了不美觀外還需將除燈桿以外的其它設(shè)施全部拆除掉，重新 安裝上LED燈。這樣不僅材料(配件)的成本要提高，人工安裝費(fèi)用也將增加。 這樣一拆一裝，每一盞路燈大約要增加安裝成本五百元(特制燈的燈具、配體、 外罩、電源盒可節(jié)約四百元，人工費(fèi)用一百元)。而本發(fā)明只須將LED燈在現(xiàn)有 的路燈上一擰即可，使用高登車、人工費(fèi)的費(fèi)用約為五十元。
3、 本LED燈的制作成本大幅降低，原有市場(chǎng)上的LED燈是在LED發(fā)光體的 背面以弧形或錐形方式來增加散熱面積，面積很大、體積很重。
4、 由于LED燈的體積和體重減小和減輕，使得燈頭可以使用通用的螺口或 插口，便于LED燈的普及使用。
以21W的LED燈為例
原有市場(chǎng)上的LED燈重量為2. 5公斤。
本LED燈重量?jī)H為1公斤。每一盞LED燈可節(jié)約鋁材1.5公斤。按目前鋁錠 的最低市場(chǎng)價(jià)每公斤為22元計(jì)算，每一盞LED燈可節(jié)約鋁材價(jià)為33元。
除此之外，電源單獨(dú)組裝約需增加成本費(fèi)50元。 僅此例表明使用本發(fā)明的LED燈與使用原有市場(chǎng)上的LED燈相比，每一盞21W 的LED燈可節(jié)約使用費(fèi)533元。解決了 LED燈的又一最終目的即LED燈成本昂 貴問題。


圖1 21W直式LED燈結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2 21W直式LED燈A-A結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3電源和恒流源一體化電路電路圖。
其中l(wèi).外罩 2.LED發(fā)光體 3.電路板4.散熱鋁板5.殼體 6.內(nèi) 散熱片7.進(jìn)氣孔8.空氣流動(dòng)倉(cāng) 9.空氣流動(dòng)孔10.電源和恒流源一體 化電路板11.通風(fēng)道12.圓筒形鋁散熱板 13.出氣孔14.散熱鋁板 15. 燈蓋16.出氣孔17.燈頭18.放置倉(cāng)19.散熱鋁板
具體實(shí)施方案
本實(shí)施例以21W直式LED燈為例見圖1、 2，對(duì)具有空氣對(duì)流倉(cāng)的直式LED燈 結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的敘述。
本實(shí)用新型所述的具有空氣對(duì)流倉(cāng)的直式LED燈是由具有散熱功能的殼體
5、電源和恒流源一體化電路板10、 LED發(fā)光體2、電路板3、三塊鋁散熱板、 圓筒形鋁散熱板12、內(nèi)散熱片6組成；具有散熱功能的殼體5由外表面為凹凸 矩齒形的圓錐形、圓柱形、橢圓形或長(zhǎng)方形管體構(gòu)成，下端周圍壁上開有二排共 36個(gè)圓孔為進(jìn)氣孔7，上端周圍壁上開有二排共36個(gè)圓孔為出氣孔13， LED發(fā) 光體2安裝在電路板3上，電路板固定在下鋁散熱板4上，下鋁散熱板4固定在 殼體5內(nèi)進(jìn)氣孔7下方，內(nèi)散熱片6為矩齒形散熱片，緊固在電路板3和下鋁散 熱板4周圍，安裝電源和恒流源一體化電路板10的上鋁散熱板19固定在內(nèi)散熱 片6的上方殼體5上，上下兩塊鋁散熱板4、 19和殼體5內(nèi)壁形成一個(gè)空氣流動(dòng) 倉(cāng)8，上鋁散熱板19的周邊上開有36個(gè)空氣流動(dòng)孔9，由圓筒形鋁散熱板12 緊固在電源和恒流源一體化電路板10周圍，其上加蓋一塊鋁散熱板14構(gòu)成放置 電源和恒流源一體化電路板10的放置倉(cāng)18，圓筒形鋁散熱板12和殼體5內(nèi)壁 構(gòu)成通風(fēng)道ll，燈蓋15與殼體5上端部連接，燈頭17連接燈蓋15，連接處開 有出氣口16,外罩1設(shè)在殼體5下端部，燈頭為通用的螺口和插口燈頭。
恒流源電路如下
電阻R2的1腳與LED發(fā)光體的正極連接，并與+24V電源正極連接；電阻R2 的2腳與三極管Q2的2腳和三極管Q3的1腳的連接點(diǎn)連接；三極管Q2的1 腳與電阻R6的1腳連接后與三極管Q3的3腳連接，電阻R7的1腳與三極管 Q2的1腳和三極管Q3的3腳的連接點(diǎn)連接；三極管Q2的3腳、電阻R6的2 腳、電阻R7的2腳接地；三極管Q3的2腳與LED發(fā)光體的負(fù)極連接；
電源電路如下
電容Cl的1腳分別與渦流圈Tl的1腳和市電+220V連接；電容Cl的2腳 分別與渦流圈Tl的2腳和市電-220V連接；渦流圈Tl的3腳與溫度電阻RT
的1腳連接；溫度電阻RT的2腳與整流器Dl的1腳連接；渦流圈Tl的4腳與 整流器Dl的3腳連接；整流器Dl的4腳接地；整流器Dl的2腳連接穩(wěn)壓管 D2的2腳和變壓器T2的1腳后與電容C2的1腳連接，電容C2的2腳接地； 穩(wěn)壓管D2的1腳與快恢復(fù)二極管D3的2腳連接;快恢復(fù)二極管D3的1腳連接 變壓器T2的2腳后與脈寬調(diào)制變換器Ql的1腳連接；脈寬調(diào)制變換器Ql的2 腳接地；脈寬調(diào)制變換器Ql的3腳連接光耦U2的3腳與電阻R5的1腳的連 接點(diǎn)后與二極管D6的1腳連接，二極管D6的2腳接地；電阻R5的2腳接電容 C8的1腳；電容C8的2腳、電容C7的1腳、電容C5的2腳、變壓器T2的6 腳接地；變壓器T2的3腳與快恢復(fù)二極管D5的1腳連接；快恢復(fù)二極管D5 的2腳與電容C3的1腳、LI的1腳、光耦U2的1腳、二極管D7的1腳連接； 變壓器T2的4腳、電容C3的2腳、電容C4的2腳接地；變壓器T2的5腳與 二極管D4的1腳連接；二極管D4的2腳、電容C5的1腳、光耦U2的4腳連 接；變壓器T2的6腳、電容C5的2腳接地；光耦U2的2腳與電阻Rl的一端 連接；電阻R1的另一端、電壓基準(zhǔn)U1的3腳、二極管D7的2腳、電容C6的 1腳連接；電壓基準(zhǔn)Ul的2腳、電容C7的2腳、電阻R4的2腳與地連接；.電 壓基準(zhǔn)Ul的1腳連接電容C6的2腳和電阻R4的1腳后與電阻R3的2腳連接； 電感Ll的2腳連接電阻R3的1腳和電容C4的1腳連接，再與+24V電源正極 連接，電容C4的2腳接地。
權(quán)利要求1.一種具有空氣對(duì)流倉(cāng)的直式LED燈，由具有散熱功能的殼體、電源和恒流源一體化電路、LED發(fā)光體、電路板、鋁散熱板、內(nèi)散熱片幾部份組成，其特征在于具有散熱功能的殼體由外表面為凹凸矩齒形的圓錐形、圓柱形、橢圓形或長(zhǎng)方形管體構(gòu)成，下端周圍壁上開有二排進(jìn)氣孔，上端周圍壁上開有二排出氣孔，LED發(fā)光體安裝在電路板上，電路板固定在下鋁散熱板上，下鋁散熱板固定在殼體內(nèi)進(jìn)氣孔下方，內(nèi)散熱片為矩齒形散熱片，緊固在電路板和下鋁散熱板周圍，安裝電源和恒流源一體化電路板的上鋁散熱板固定在內(nèi)散熱片的上方殼體上，上下兩塊鋁散熱板和殼體內(nèi)壁形成一個(gè)空氣流動(dòng)倉(cāng)，上鋁散熱板的周邊上開有空氣流動(dòng)孔，由圓筒形鋁散熱板緊固在電源和恒流源一體化電路板周圍，其上加蓋一塊鋁散熱板構(gòu)成電源和恒流源一體化電路板放置倉(cāng)，圓形鋁散熱板和殼體內(nèi)壁構(gòu)成通風(fēng)道，燈蓋與殼體上端部連接，燈頭連接燈蓋，連接處開有出氣口，外罩設(shè)在殼體下端部，燈頭為通用的螺口和插口燈頭。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有空氣對(duì)流倉(cāng)的直式LED燈，殼體由外表面為凹凸矩齒形的管體構(gòu)成，壁上開有進(jìn)、出氣孔，發(fā)光體和電路板固定在下鋁散熱板上，下鋁散熱板固定在殼體內(nèi)，內(nèi)散熱片緊固在電路板和下鋁散熱板周圍，安裝電源和恒流源一體化電路板的上鋁散熱板固定在內(nèi)散熱片的上方殼體上，上下兩塊鋁散熱板和殼體內(nèi)壁形成一個(gè)空氣流動(dòng)倉(cāng)，上鋁散熱板的周邊上開有空氣流動(dòng)孔，由圓筒形鋁散熱板緊固在電源和恒流源一體化電路板周圍，其上加蓋一塊鋁散熱板構(gòu)成電源和恒流源放置倉(cāng)，圓筒形鋁散熱板和殼體內(nèi)壁構(gòu)成通風(fēng)道，空氣流動(dòng)倉(cāng)能將內(nèi)部25％以上的熱量帶走，消除了在發(fā)光時(shí)熱量會(huì)隨著工作時(shí)間的增加的積累效應(yīng)，有效的解決了散熱難的問題。
文檔編號(hào)F21V29/02GK201072111SQ20072017333
公開日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者王其林 申請(qǐng)人:王其林