專利名稱：高散熱性能大功率led路燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種高散熱性能大功率LED路燈，主要從散熱和配光兩個關(guān)鍵技術(shù) 出發(fā)，提高了大功率LED路燈的性能和可靠性，有利于大功率LED路燈的普及。
背景技術(shù)：
參考標準中華人民共和國國家標準GB 7000. 5-2005/IEC 60598-2-3 2002道路 與街路照明燈具安全要求、中華人民共和國國家標準GB 7000. 1-2007/IEC 60598-1 2003
燈具第一部分等。照明領(lǐng)域的能耗占整個電能的20%，LED自誕生以來，以其高效率、節(jié)能環(huán)保、壽 命長等優(yōu)點受到世界各國的重視。我國目前每年用于道路照明的電能在2500億度左右，倘 若有三分之一的路燈采用LED作為光源，每年可以節(jié)約800億度左右，幾乎相當于三座三峽 電站的發(fā)電量。因此加強大功率LED路燈的研發(fā)工作十分重要LED具有體積小、耗電量低、使用壽命長、熱輻射小、環(huán)保等優(yōu)點。與白熾燈相比， 白光LED可節(jié)電80 % 90 %，與熒光燈相比可節(jié)省50 %的電能；LED壽命可達8 10萬小 時，是白熾燈的20 30倍，是熒光燈的10倍。特別是它與太陽能電池、電磁感應電池聯(lián)合 使用后，更是一種極具競爭力的綠色光源。LED芯片結(jié)溫升高對LED可靠性的影響有(1)發(fā)光強度降低，芯片的發(fā)光效率也 會隨之減少，芯片結(jié)溫越高，發(fā)光強度下降越快。(2)發(fā)光主波長偏移，當LED的溫度升高 時，LED的波長的大致變化規(guī)律為結(jié)溫每升高10°C，波長紅移lnm，主波長的變化將會引起 混色效果的變化，還會偏移黃色熒光粉的激發(fā)峰值，致使光轉(zhuǎn)換效率下降。(3)嚴重降低 LED的壽命，加速LED的光衰。因此加強LED器件及燈具的熱設(shè)計和過熱保護十分重要，也 是大功率LED路燈需要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。鰭片-管換熱器的特點有1)傳熱效率高。2)結(jié)構(gòu)緊湊。3)可使選材合理。因 為鰭片的材料可與基管不同，材料的選擇和利用就更為合理。4)減輕結(jié)垢。采用了鰭片管， 使介質(zhì)與壁面的平均溫差降低，減輕結(jié)垢；并且在鰭片的熱脹冷縮作用下，已結(jié)的硬垢也可 望自行脫落。鑒于鰭片-熱管的這些有點，可將鰭片熱管應用與大功率LED模塊上，將大大 提高LED燈具的散熱性能，從而提高LED燈具的可靠性及壽命。透明陶瓷的折射率可達2.0，并且透明陶瓷的單色性較好、熱導率較高，所以用透 明陶瓷對大功率LED路燈進行二次光學設(shè)計可以提高大功率LED路燈的出光效率和散熱性 能，從而提高大功率LED路燈的出光性能和可靠性。在對LED進行供電時，交流轉(zhuǎn)直流會產(chǎn)生浪涌現(xiàn)象，浪涌現(xiàn)象帶來的瞬間高壓可 能會擊穿LED芯片，為保護LED芯片，在電源控制模塊中增加防浪涌保護裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在針對現(xiàn)有的LED路燈散熱方面存在的缺陷，提供一種高散熱性能大功 率LED路燈，提高了大功率LED路燈的可靠性和使用壽命，滿足道路照明標準的光型，有利于大功率LED路燈的早日普及。為達到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是充分發(fā)揮鰭片熱管的高散熱性能，結(jié)合LED模 組設(shè)計出一種高散熱性能的LED路燈散熱器，改善LED的散熱性能；在散熱器的金屬板上安 裝熱電偶，可實時監(jiān)控金屬板的溫度，當溫度過高時電源控制部分會降低LED的工資電流， 從而降低LED芯片的結(jié)溫。采用多個大功率LED模組作為大功率LED路燈的光源，結(jié)合分 離式二次光學透鏡，即使是在更換LED模組時也無需更換二次光學透鏡，節(jié)約了維護成本。根據(jù)上述的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種高散熱性能大功率LED路燈，包含有一個由燈殼與二次光學透鏡組成閉合空 腔中安裝一個光源組件，其特征在于所述光源組件由一個接通電源的電源控制模塊連接一 個高散熱大功率LED光源組件構(gòu)成。所述高散熱大功率LED光源組件的結(jié)構(gòu)是一塊銅板上裝有熱管和鰭片，一個大 功率LED模塊與所述熱管直接接觸固定連接，所述銅板通過螺釘與所述燈殼固定連接。所述LED模塊是在一塊陶瓷基板上封裝有多顆大功率LED藍光芯片并涂覆YAG熒 光粉；在大功率LED模塊與銅板之間有一層導熱膠。所述熱管的一端嵌在銅板內(nèi)，另一端穿過鰭片，所述鰭片嵌插在固定連接在銅板 的下表面上。所述電源控制模塊通過輸入電源線接通電源，通過輸出電源線連接所述高散熱大 功率LED光源組件，并通過熱電偶連接所述銅板。所述熱電偶的探頭安裝在所述銅板內(nèi)。所述輸入電源線穿過一個路燈安裝套筒，該路燈安裝套筒安裝在燈殼空腔的端頭 處；該路燈安裝套筒為不銹鋼管段。所述二次光學透鏡為透明陶瓷制品，通過螺釘固定在燈殼上。本發(fā)明與現(xiàn)有LED路燈相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點1.合理的散熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計1)采用鰭片熱管技術(shù)作為大功率LED路燈的散熱 器，使得路燈可以在高溫、低對流的環(huán)境下有很好的散熱效果；2)熱管直接與大功率LED模 塊結(jié)合，熱量直接由LED基板傳至熱管，而不是通過銅Cu或者鋁A1塊間接傳到熱管，減小 了散熱器的熱阻；3)鰭片嵌在銅Cu或者鋁A1塊上，LED發(fā)出的熱量不僅可以通過熱管傳至 鰭片，也可通過銅Cu或者鋁A1塊傳至鰭片，增加了傳熱路徑，減小了傳熱熱阻。2.采用多塊以陶瓷作為基板的LED模塊作為大功率LED路燈的光源部分1)陶瓷 基板導熱好、絕緣性好等特點提高了 LED模塊的散熱能力及可靠性；2)多塊LED模塊不僅 避免了熱源過于集中，而且使光源的體積也很合理。3.具有過熱保護功能在散熱器導熱板溫度高于一定溫度時，可通過降低工作電 流來減小發(fā)熱量，從而降低LED芯片的結(jié)溫。4.采用折射率高透明陶瓷制作分離式二次光學透鏡，如果更換LED模塊時，無需 更換透鏡，節(jié)約維修保養(yǎng)成本。5.各更能部分方便拆裝，便于維修。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖。
4
圖2是本發(fā)明涉及到的路燈工作原理圖。圖3是本發(fā)明的光源組件結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明光源組件剖面圖。圖5是鰭片與熱管連接示意圖。圖6是熱管在銅板上的安裝示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的優(yōu)選實例結(jié)合

如下實施例一參見圖1、圖2，本高散熱性能大功率LED路燈，包括一個由燈殼3與二次光學透鏡8組成閉合空腔中安裝一個光源組件，其特征在于所述光源組件由一個接通電 源的電源控制模塊4連接一個高散熱大功率LED光源組件6構(gòu)成。實施例二 本實例與實施例一基本相同，特殊之處如下參見圖1、圖2、圖3、圖4、 圖5和圖6。上述高散熱大功率LED光源組件6的結(jié)構(gòu)是一塊銅板11上裝有熱管10和鰭片 12，一個大功率LED模塊9與所述熱管10直接接觸固定連接，所述銅板11通過螺釘5與所 述燈殼1固定連接。上述大功率LED模塊9是在一塊陶瓷基板上封裝有多顆大功率LED藍光芯片并涂 覆YAG熒光粉；在大功率LED模塊9與銅板10之間有一層導熱膠。上述熱管10的一端嵌在銅板11內(nèi)，另一端穿過鰭片12，所述鰭片12嵌插在固定 連接在銅板11的下表面上。上述電源控制模塊4通過輸入電源線1接通電源，通過輸出電源線14連接所述高 散熱大功率LED光源組件6，并通過熱電偶13連接所述銅板11，具有防電涌保護功能，并且 具有很好的防水和散熱性能。上述熱電偶13的探頭安裝在所述銅板11內(nèi)。上述輸入電源線1穿過一個路燈安裝套筒2，該路燈安裝套筒2安裝在燈殼3空腔 的端頭處；該路燈安裝套筒2為不銹鋼管段。上述二次光學透鏡7為透明陶瓷制品，通過螺釘8固定在燈殼3上。上述鰭片12采用熱導率較高的鋁Al合金板材制得。
權(quán)利要求
一種高散熱性能大功率LED路燈，包括一個由燈殼(3)與二次光學透鏡(8)組成閉合空腔中安裝一個光源組件，其特征在于所述光源組件由一個接通電源的電源控制模塊(4)連接一個高散熱大功率LED光源組件(6)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高散熱性能大功率LED路燈，其特征在于所述高散熱大功率 LED光源組件(6)的結(jié)構(gòu)是一塊銅板(11)上裝有熱管(10)和鰭片(12)，一個大功率LED 模塊(9)與所述熱管(10)直接接觸固定連接，所述銅板(11)通過螺釘(5)與所述燈殼(1) 固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高散熱性能大功率LED路燈，其特征在于所述大功率LED模 塊(9)是在一塊陶瓷基板上封裝有多顆大功率LED藍光芯片并涂覆YAG熒光粉；在大功率 LED模塊(9)與銅板(10)之間有一層導熱膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高散熱性能大功率LED路燈，其特征在于所述熱管(10)的一 端嵌在銅板(11)內(nèi)，另一端穿過鰭片(12)，所述鰭片(12)嵌插在固定連接在銅板(11)的 下表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高散熱性能大功率LED路燈，其特征在于所述電源控制模塊 (4)通過輸入電源線(1)接通電源，通過輸出電源線(14)連接所述高散熱大功率LED光源 組件(6)，并通過熱電偶(13)連接所述銅板(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高散熱性能大功率LED路燈，其特征在于所述熱電偶(13)的 探頭安裝在所述銅板(11)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高散熱性能大功率LED路燈，其特征在于所述輸入電源線 (1)穿過一個路燈安裝套筒(2)，該路燈安裝套筒(2)安裝在燈殼(3)空腔的端頭處；該路 燈安裝套筒(2)為不銹鋼管段。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高散熱性能大功率LED路燈，其特征在于所述二次光學透鏡 (7)為透明陶瓷制品，通過螺釘(8)固定在燈殼(3)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種高散熱性能大功率LED路燈，它包括一個由燈殼與二次光學透鏡組成閉合空腔中安裝一個光源組件，該光源組件由一個接通光源的電源控制模塊連接一個高散熱大功率LED模塊構(gòu)成，提高了大功率LED路燈的性能及可靠性，有利于LED道路照明的早日普及。
文檔編號F21Y101/02GK101813275SQ20101016759
公開日2010年8月25日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者吳軍, 張建華, 李抒智, 楊衛(wèi)橋, 殷錄橋 申請人:上海大學;上海半導體照明工程技術(shù)研究中心