專利名稱：一種具有空氣對(duì)流倉的橫式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)流倉散熱結(jié)構(gòu)的橫式半導(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燈耗電量僅 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、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、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，世界上有許多國家不惜投入巨資。如日本于1998年，美國于2000 年相繼啟動(dòng)了 "國家半導(dǎo)體照明計(jì)劃"。我國2001年863計(jì)劃立項(xiàng)，2003年6 月緊急啟動(dòng)了 "國家半導(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、制作難度己被逐漸破解與掌 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LED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，幾乎都采用密封的辦法，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) 流倉散熱結(jié)構(gòu)的橫式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)流倉的橫式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、 燈罩、燈頭、燈蓋組成；
具有散熱功能的殼體外表面后半部為凹凸的矩齒形的圓筒，前半部為凹凸的 矩齒形半圓筒，在圓筒和半圓筒的結(jié)合部內(nèi)側(cè)設(shè)一塊與圓筒直徑相同的圓形鋁散 熱板，圓形鋁散熱板與半圓筒結(jié)合的半圓上設(shè)有進(jìn)氣孔，在圓筒上設(shè)有進(jìn)氣孔， 在半圓筒上設(shè)有出氣孔，LED發(fā)光體連接電路板固定在一塊寬度與半圓筒直徑相 同，長度與半圓筒相同的矩形鋁散熱板上，矩形鋁散熱板固定在半圓筒殼體上， 頂端設(shè)置一塊上面開有進(jìn)氣孔的半圓形鋁散熱板，形成一個(gè)空氣流動(dòng)倉，在空氣 流動(dòng)倉內(nèi)設(shè)有垂直于矩形鋁散熱板的內(nèi)散熱片，在圓筒殼體內(nèi)由兩塊周圍設(shè)有通 氣孔的圓形鋁散熱板將其分為空氣流動(dòng)倉、電源和恒流源一體化電路板放置倉， 電源和恒流源一體化電路板放置在圓筒形鋁散熱板和兩塊圓形鋁散熱板構(gòu)成的 放置倉中，圓筒形鋁散熱板和圓筒殼體內(nèi)壁構(gòu)成空氣流通道，燈蓋裝在圓筒殼體 的頂端，與燈頭連接，燈頭為通用的螺口和插口燈頭，燈蓋和燈頭連接處設(shè)有出 氣孔，外罩罩在端部和LED發(fā)光體外，端部外罩為弧形，上面帶有進(jìn)氣孔。
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 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 做成凹凸矩齒形狀，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，與熱氣進(jìn)行熱交換后，一 路穿過在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，從燈蓋上出氣孔將熱量帶出殼體外， 一路穿過鋁散熱板進(jìn)氣孔從 殼體上的出氣孔將熱量帶出殼體外，冷空氣的另一個(gè)通道是從外罩的進(jìn)氣孔進(jìn) 入，穿過端部的鋁散熱板上的進(jìn)氣孔進(jìn)入空氣流動(dòng)倉，從殼體上的出氣孔將熱量
帶出殼體外。根據(jù)沒有空氣倉和設(shè)有空氣倉的LED燈對(duì)比表明僅空氣倉就能將 內(nèi)部25%以上的熱量帶走。由于有空氣倉，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、 由于散熱效果大大提高，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。我們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、 本發(fā)明的LED燈的制作成本大幅降低，原有市場上的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
原有市場上的LED燈重量為2. 5公斤。
本發(fā)明的LED燈重量僅為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燈與使用原有市場上的LED燈相比，每一盞21W 的LED燈可節(jié)約使用費(fèi)533元。
本發(fā)明解決了 LED燈產(chǎn)品的又一最終目的即LED燈成本昂貴問題。
圖l 21W橫式LED燈結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2 21W橫式LED燈A-A面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3電源和恒流源一體化電路電路。
其中1.進(jìn)氣孔，2.進(jìn)氣孔，3.外罩，4.LED發(fā)光體，5.電路板，6.鋁 散熱板，7.鋁散熱板，8.進(jìn)氣孔，9.空氣流動(dòng)倉，IO.空氣流通道，11.電 源和恒流源一體化電路板，12鋁散熱板，13.殼體，14.鋁散熱板，15.鋁散熱
板，16.燈蓋，17.出氣孔，1S.燈頭，19.進(jìn)氣孔，20.出氣孔，21.鋁散熱 板，22.外罩，23.內(nèi)散熱片，24.螺釘。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例以21W橫式LED燈為例，本實(shí)用新型所述的具有空氣對(duì)流倉的橫式 LED燈是由具有散熱功能的殼體13、電源和恒流源一體化電路板11、 LED發(fā)光 體4、電路板5、鋁散熱板、內(nèi)散熱片、燈蓋16、燈頭18、外罩3組成；
具有散熱功能的殼體13外表面后半部為凹凸的矩齒形圓筒，前半部為凹凸 的矩齒形半圓筒，圓筒和半圓筒的結(jié)合部設(shè)一塊與圓筒直徑相同的圓形鋁散熱板 7，圓形鋁散熱板7與半圓筒連接的半圓上設(shè)有進(jìn)氣孔19，在圓筒上設(shè)有進(jìn)氣孔 8，在半圓筒上設(shè)有出氣孔20， LED發(fā)光體4連接電路板5固定在一塊寬度與半 圓筒直徑相同，長度與半圓筒相同的矩形鋁散熱板6上，矩形鋁散熱板6固定在 半圓筒殼體上，頂端擋置一塊上面開有進(jìn)氣孔1的半圓形鋁散熱板21，形成一 個(gè)空氣流動(dòng)倉，在空氣流動(dòng)倉內(nèi)設(shè)有垂直于矩形鋁散熱板6的用螺釘23固定在 殼體13上的內(nèi)散熱片24，在圓筒殼體內(nèi)固定兩塊周圍設(shè)有通氣孔的圓形鋁散熱 板14、 15將其內(nèi)分隔為空氣流動(dòng)倉9、電源和恒流源一體化電路板ll放置倉， 電源和恒流源一體化電路板11放置在圓筒形鋁散熱板12和兩塊圓形鋁散熱板 14、 15構(gòu)成的放置倉中，圓筒形鋁散熱板12和圓筒殼體13內(nèi)壁構(gòu)成空氣流通 道10，燈蓋16裝在圓筒殼體的頂端，與燈頭18連接，燈蓋16和燈頭18連接 處設(shè)有出氣孔17，端部外罩22為弧形，上面帶有進(jìn)氣孔2，外罩3罩在LED發(fā)
光體4上，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l腳連接；溫度電阻RT的2腳與整流器D1的1腳連接；渦流圈T1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勝卩；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、Ll的l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)流倉的橫式LED燈，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、燈罩、燈頭、燈蓋組成，其特征在于具有散熱功能的殼體外表面后半部為凹凸的矩齒形的圓筒，前半部為凹凸的矩齒形半圓筒，在圓筒和半圓筒的結(jié)合部內(nèi)側(cè)設(shè)一塊與圓筒直徑相同的圓形鋁散熱板，圓形鋁散熱板與半圓筒結(jié)合的半圓上設(shè)有進(jìn)氣孔，在圓筒上設(shè)有進(jìn)氣孔，在半圓筒上設(shè)有出氣孔，LED發(fā)光體連接電路板固定在一塊寬度與半圓筒直徑相同，長度與半圓筒相同的矩形鋁散熱板上，矩形鋁散熱板固定在半圓筒殼體上，頂端擋置一塊上面開有進(jìn)氣孔的半圓形鋁散熱板，形成一個(gè)空氣流動(dòng)倉，在空氣流動(dòng)倉內(nèi)設(shè)有垂直于矩形鋁散熱板的內(nèi)散熱片，在圓筒殼體內(nèi)由兩塊周圍設(shè)有通氣孔的圓形鋁散熱板將其分為空氣流動(dòng)倉、電源和恒流源一體化電路板放置倉，電源和恒流源一體化電路板放置在圓筒形鋁散熱板和兩塊圓形鋁散熱板構(gòu)成的放置倉中，圓筒形鋁散熱板和圓筒殼體內(nèi)壁構(gòu)成空氣流通道，燈蓋裝在圓筒殼體的頂端，與燈頭連接，燈頭為通用的螺口和插口燈頭，燈蓋和燈頭連接處設(shè)有出氣孔，外罩罩在端部和LED發(fā)光體外，端部外罩為弧形，上面帶有進(jìn)氣孔。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有空氣對(duì)流倉散熱結(jié)構(gòu)的橫式半導(dǎo)體LED燈，殼體分為后圓筒和前半圓筒兩部分，由圓形鋁散熱板，矩形鋁散熱板，半圓形鋁散熱板將殼體內(nèi)分為兩個(gè)空氣流動(dòng)倉，在殼體和鋁散熱板上分別設(shè)有進(jìn)氣孔、出氣孔或通氣孔，在空氣流動(dòng)倉內(nèi)分別設(shè)有內(nèi)散熱片或空氣流通道；殼體為凹凸的矩齒形；LED發(fā)光體和電路板、電源和恒流源一體化電路板周圍均由鋁散熱板將其與空氣流動(dòng)倉隔開；燈蓋和燈頭連接處設(shè)有出氣孔，罩在端部的外罩為弧形，上面帶有進(jìn)氣孔；燈頭為通用的螺口和插口燈頭；空氣流動(dòng)倉能將內(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)F21V29/02GK201072112SQ20072017333
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