专利名称:一种led灯具的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供的LED灯具，包括发光元件、容纳发光元件的外罩、用于散热的上壳体及用于固定发光元件的连接板，其中所述上壳体与外罩分居在所述连接板的两侧，其中所述上壳体中的散热壁远离所述顶壁的一端的直径与所述外罩中的周壁远离所述出光部的一端的直径相等；所述连接板自远离所述上壳体的一面向下延伸形成一散热内壳，所述发光元件固定于所述连接板上，并分居在所述散热内壳的两侧。本实用新型借由外罩的周壁、上壳体的散热壁及散热内壳进行快速地散热，具有优异的散热性能和散热效率，能够适用于大功率LED灯具。同时，由于省却了传统的鳍片散热器，降低了LED灯具的重量及生产制造成本，简化了装配工艺，且具有整体的美观性。
【专利说明】一种LED灯具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种照明设备，尤其涉及一种LED灯具。
【背景技术】
[0002]随着大功率LED光效的逐步提高，LED灯具已经被广泛应用于照明领域，其中采用LED作为光源的灯具有着节能、长寿命等技术特征。但是LED与传统的光源一样，其在工作期间也会产生热量，而产生热量的多少取决于LED整体的发光效率。具体地来说，LED元件工作寿命和工作温度成反比，因而良好的散热是LED灯具设计的重要环节。目前现有的LED灯具都采用将LED灯珠集中式固定的布局结构，再借助于专门用于散热的LED鳍片散热器将LED热量带走并通过鳍片向空气交换热量以达到散热的目的。这样设计的问题在于:由于LED灯珠是集中密集地固定在一个相对较小的面积上，大量的热量由于叠加效应推高了温度的同时也增加了向外传递热量的难度，特别在大功率应用时造成了散热通道不畅的瓶颈现象，同时，由于采用了体积大、重量重的鳍片散热器也提高了灯具成本，另外，为了配合鳍片散热器的安装、整体的美观感还需要设计复杂的结构和外壳将鳍片散热器固定和包裹。
实用新型内容
[0003]有鉴于此，本实用新型提供一种能解决上述问题的LED灯具。
[0004]为解决上述问题，本实用新型提供一种LED灯具，其包括发光元件及容纳所述发光元件的外罩，所述外罩包括环状壳体结构的周壁，所述周壁围成一用于容置所述发光元件的容置腔，所述周壁的一端为出光部；所述LED灯具进一步包括一上壳体和一连接板，所述上壳体包括环状的散热壁、设于所述散热壁一端的顶壁；所述上壳体与所述外罩分居在所述连接板的两侧，其中所述上壳体中的散热壁远离所述顶壁的一端的直径与所述外罩中的周壁远离所述出光部的一端的直径相等；所述连接板自远离所述上壳体的一面向下延伸形成一散热内壳，所述发光元件固定于所述连接板上，并分居在所述散热内壳的两侧。
[0005]优选地，所述周壁的直径由远离所述出光部的一端朝出光部的一端渐增大。
[0006]优选地，所述散热壁的直径由设有所述顶壁的一端朝另一相对端逐渐增大。
[0007]优选地，所述散热内壳的直径自远离所述连接板的一侧逐渐减少。
[0008]优选地，所述外罩的周壁与所述上壳体的散热壁设置成一体式结构。
[0009]优选地，所述连接板与所述外罩设置成一体式结构。
[0010]优选地，所述连接板与所述上壳体设置成一体式结构。
[0011]优选地，所述上壳体中的散热壁在邻近所述顶壁的位置处设置有多个散热孔。
[0012]优选地，所述外罩中的周壁为第一散热路径，所述上壳体中的散热壁为第二散热路径，所述第一散热路径与所述第二散热路径的比值为3:7到7:3。
[0013]优选地，所述第一散热路径与所述第二散热路径的比值为1:1。
[0014]本实用新型具有以下有益效果:
[0015]上述LED灯具，通过合理的结构设计及光源布局，使得发光元件所产生的热量由连接板的传导，经由周壁、散热壁及散热内壳进行快速散热，从而使得LED灯具具有优异的散热性能和散热效率，能够适用于大功率LED灯具。同时，由于省却了传统的鳍片散热器，降低了 LED灯具的重量及生产制造成本，简化了装配工艺，且能使该LED灯具具有整体的美观性。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型第一实施例中LED灯具的结构示意图；
[0017]图2为本实用新型第二实施例中LED灯具的结构示意图；
[0018]图3为本实用新型第三实施例中LED灯具的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0020]请参阅图1，本实用新型的第一实施例提供了一种LED灯具100，包括发光元件20及容纳所述发光元件20的外罩10。
[0021 ] 所述外罩10为一桶状结构，其包括环状壳体结构的周壁11，所述周壁11围成一用于容置所述发光元件20的容置腔，定义所述周壁11的一端为出光部12。所述周壁11的直径可以根据该LED灯具100的使用场合来具体设定，优选地，所述周壁11的直径由远离所述出光部12的一端朝出光部12的一端逐渐增大，即，周壁11的横截面由设有所述出光部12的一端朝另一相对端逐渐减小。可以理解，所述周壁11的形状还可以为圆筒状。本实施例中，通过上述的结构设置，能获得较宽的光分布，从而能适合于大面积、工作面垂直或接近垂直的工作场所，这符合人们对LED灯具使用的需求。所述外罩10周壁11的内外表面均为光滑表面，从而能提高LED灯具100的美观度，且能降低制造成本。进一步地，为提高外罩10的散热能力，所述外罩10是由散热较好的材质制成，如铝合金，陶瓷等。在本实施例中，优选地，所述外罩10由铝合金制成。
[0022]所述发光元件20设置在所述外罩10远离所述出光部12的一侧。所述发光元件20即为该LED灯具100的光源，优选地，所述LED灯具100的光源为大功率光源，即，所述LED灯具光源的功率大于40W。
[0023]所述LED灯具100进一步包括与一上壳体30及一连接板40，所述上壳体30包括环状的散热壁31、设于所述散热壁31—端的顶壁32，优选地，所述散热壁31的直径由设有所述顶壁32的一端朝另一相对端的方向逐渐增大，且所述上壳体30中的散热壁31远离所述顶壁32的一端的直径与所述外罩10中的周壁10远离所述出光部12的一端的直径相等。
[0024]所述上壳体30中的散热壁31在邻近所述顶壁32的位置处开设有多个散热孔33，使得该LED灯具100在使用时能够通过散热孔33进行内外的空气交换，以便进一步促进该LED灯具100进行工作时的散热效率。
[0025]所述连接板40是用于连接固定发光元件20的，所述连接板40是设置在所述上壳体30与所述外罩10相连接的位置处。本实施例中，所述连接板40可以与所述外罩10设置成一体式结构，然后用连接板40来连接固定上壳体30。本实施例中，所述连接板40自远离所述上壳体30的一面向下延伸形成一散热内壳41，而用于发光的发光元件20是分居在所述散热内壳41的两侧。可以理解，所述散热内壳41的内外表面均为光滑表面。为了迎合人们正常使用该LED灯具的习惯，以及该LED灯具100整体的外在美观性，所述散热内壳41的直径自远离所述连接板的一侧逐渐减少。可以理解，所述LED灯具100工作时，其发光元件20所产生的热量沿着连接板40的传导，从所述散热内壳41来进行快速地散热，从而使得LED灯具100具有优异的散热性能和散热效率，能够适用于大功率LED灯具。
[0026]可以理解，本实施例中LED灯具100在使用时，其外罩10周壁11、上壳体30的散热壁31及散热内壳41是相对于对该发光元件20进行散热的散热装置。具体地，定义所述外罩10中的周壁11为第一散热路径，所述上壳体30中的散热壁31为第二散热路径，所述散热内壳41为第三路径。其中所述第一散热路径与所述第二散热路径的比值为3:7到7:3。为了使得本实施例中LED灯具100具有均衡的散热能够，以便提高该LED灯具100整体的散热效率。优选地，所述第一散热路径与所述第二散热路径的比值为1:1。
[0027]所述LED灯具100还包括挂钩50，使得该LED灯具100在使用，通过挂钩50可以方便地把该LED灯具100进行悬挂起来，用于照射其外罩10周壁11所对应的场合中。可以理解，所述挂钩50设于所述上壳体30的顶壁32上。
[0028]可以理解，本实施例中LED灯具100在工作时，其发光元件20所产生的热量是由热界面材料传导至连接板40，经由所述连接板40传导至外罩10周壁11、上壳体30的散热壁31及散热内壳41并进行扩散、散热。可以理解，所述连接板40和周壁11、散热壁31及散热内壳41的散热表面同时通过辐射方式和对流方式向外界进行散热。其中决定本实施例中LED灯具100散热效率的散热路径存在的总热阻等于散热路径各个环节热阻的和。LED灯具通电工作足够时间后，在一定的环境温度和空气流速条件下，LED灯具整体会达到一热平衡，此时LED灯具的发光元件20的温度和空气之间的温度差Δ t谓之LED灯具的结温升，其中LED灯具结温升越低则意味着LED的预期寿命越长。
[0029]下面就影响LED灯具结温升的因素做如下分析:
[0030]由以上对散热路径的分析可知LED灯具的发光元件20到散热表面为传导散热，由LED灯具各散热表面到外界环境之间有辐射和对流这两种方式散热，由于不同的散热方式涉及不同的影响因素及计算方法，下面进行分别讨论:
[0031]1、在发光元件20到该LED灯具各散热表面为至的传导散热过程中，影响结温升At的因素有LED的耗散功率、散热路径上各种散热材料的导热系数、导热体的截面积、传热路径的长度等四项。故此，本段传热路径的温差可用以下公式表达:
[0032]Atl = L.Q1/K.A ;
[0033]其中，Ql表示LED灯具的耗散功率，单位为W ；K表示导热系数，单位为W/m.V ；A表示导热体的截面积，单位为m2 ; Λ tl表示本段传热路径两端温差，单位为。C ;L表示传热路径长度，单位为m。
[0034]本实施例采用了将发光元件20尽量分散布置的布局方案，使得单位散热材料上的等效散耗功率Ql大幅度减小，同时增加了等效的导热体截面积，另外还充分利用结构设计使得LED的散耗热量向连接板40的中心部和外罩10的周壁11及上壳体30的散热壁31以尽量相等的距离传热，以达到更好的散热效果。
[0035]2、由LED灯具的各散热表面向环境散热的环节中，其对流方式进行热传导中影响结温升At的因素有换热系数、有效换热面积、换热表面与流体的温差等三个因素。具体可以用以下公式表达如下:
[0036]Δ t2 = Q2/hc.A ；
[0037]其中，Q2表示对流散热量，单位为W ;hc表示换热系数，单位为W/m2.A ;A表示有效换热面积，单位为m2; Λ t2表示换热表面与流体温差，单位为。C。
[0038]本实施例在连接板40的中心部位设计了向下延展的散热内壳41，由此形成的烟囱效应可以明显地提高此表面的换热系数，同时由于本实施以整个LED灯具的内外表面作为有效换热面积，其面积已大于传统鳍片散热结构，因此本结构具有良好的对流散热效果。同时传统的鳍片散热结构并不太多考虑辐射散热的作用，事实上，由于鳍片之间相隔不远，辐射散热的作用被相邻鳍片的吸收作用几乎完全抵消而不起作用，但在本实施例的LED灯具100中，由于整个LED灯具的内外表面均为光滑的结构，因此，辐射散热也起到了很大的作用，这进一步降低了结温升At。
[0039]综上所述，本实施例中LED灯具100充分利用了散热原理并合理布置了 LED灯具的光源布局，使得发光元件所产生的热量由连接板的传导，经由周壁、散热壁及散热内壳进行快速散热，有效降低LED结温升Λ t，从而使得LED灯具具有优异的散热性能和散热效率，能够适用于大功率LED灯具。同时，由于省却了传统的鳍片散热器，降低了 LED灯具的重量及生产制造成本，简化了装配工艺，且能使该LED灯具具有整体的美观性。
[0040]请参考图2，为本实用新型第二实施例所揭示的LED灯具200，其包括外罩210、容纳在所述外罩210中的发光元件220及连接在所述外罩210上，用于散热的上壳体230及用于固定发光元件220的连接板240。
[0041]相对于本实用新型第一实施例所提供的LED灯具100，本实用新型第二实施例所提供的LED灯具200，其结构与工作原理大致相同，主要区别在于:所述连接板240与所述上壳体230设置成一体式结构，然后用连接板240与所述外罩210连接固定。可以理解，本实用新型第二实施例所提供的LED灯具200与本实用新型第一实施例所述提供的LED灯具100相比，能够起到相同的散热功效，且降低了 LED灯具的重量及生产制造成本，简化了装配工艺，且能使该LED灯具具有整体的美观性。
[0042]请参考图3，为本实用新型第三实施例所揭示的LED灯具300，其包括外罩310、容纳在所述外罩310中的发光元件320及连接在所述外罩310上，用于散热的上壳体330及用于固定发光元件220的连接板240。
[0043]相对于本实用新型第一实施例所提供的LED灯具100，及第二实施例所提供的LED灯具200，本实用新型第三实施例所提供的LED灯具300，其主要区别在于:所述外罩310的周壁311与所述上壳体330的散热壁331设置成一体式结构，然后连接板340固定在所述上壳体330的散热壁331与所述外罩310的周壁311相接触的位置处。可以理解，本实用新型第三实施例所提供的LED灯具300也起到相同的散热效率，具有优异的散热性能和散热效果，能够把热量及时地排放出去，适用于大功率LED灯具。
[0044]本实用新型的LED灯具，通过合理的结构设计及光源布局，使得发光元件所产生的热量由连接板的传导，经由周壁、散热壁及散热内壳进行快速地散热，从而使得LED灯具具有优异的散热性能和散热效率，能够适用于大功率LED灯具。同时，由于省却了传统的鳍片散热器，降低了 LED灯具的重量及生产制造成本，简化了装配工艺，且能使该LED灯具具有整体的美观性。
[0045]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型保护的范围之内。
【权利要求】
1.一种LED灯具，其包括发光元件及容纳所述发光元件的外罩，所述外罩包括环状壳体结构的周壁，所述周壁围成一用于容置所述发光元件的容置腔，所述周壁的一端为出光部；其特征在于:所述LED灯具进一步包括一上壳体和一连接板，所述上壳体包括环状的散热壁、设于所述散热壁一端的顶壁；所述上壳体与所述外罩分居在所述连接板的两侧，其中所述上壳体中的散热壁远离所述顶壁的一端的直径与所述外罩中的周壁远离所述出光部的一端的直径相等；所述连接板自远离所述上壳体的一面向下延伸形成一散热内壳，所述发光元件固定于所述连接板上，并分居在所述散热内壳的两侧。2.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于:所述周壁的直径由远离所述出光部的一端朝出光部的一端渐增大。3.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于:所述散热壁的直径由设有所述顶壁的一端朝另一相对端逐渐增大。4.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于:所述散热内壳的直径自远离所述连接板的一侧逐渐减少。5.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于:所述外罩的周壁与所述上壳体的散热壁设置成一体式结构。6.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于:所述连接板与所述外罩设置成一体式结构。7.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于:所述连接板与所述上壳体设置成一体式结构。8.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于:所述上壳体中的散热壁在邻近所述顶壁的位置处设置有多个散热孔。9.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述外罩中的周壁为第一散热路径，所述上壳体中的散热壁为第二散热路径，所述第一散热路径与所述第二散热路径的比值为3:7 到 7:3。10.根据权利要求9所述的LED灯具，其特征在于，所述第一散热路径与所述第二散热路径的比值为1:1。
【文档编号】F21V29-50GK204284999SQ201420679450
【发明者】方恒 [申请人]杭州制高媒体科技有限公司