专利名称：Led户外灯具及led路灯、led广场灯、led庭院灯、led隧道灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种户外灯具，尤其是一种采用LED光源的户外灯具，同时还涉及运 用该LED户外灯具的LED路灯、LED广场灯、LED庭院灯和LED隧道灯，属于灯具技术领域。
背景技术：
目前全球各国都在大力推广LED照明，然而在照明领域LED还未能普及。这主要 是因为LED照明成本高，技术不成熟。但究其更深层的原因在于，LED照明的散热问题还未 能很好地解决。我们可以从LED温度与其发光效率之关系看出LED散热的重要性当结面 温度由25t:上升至IO(TC时，其发光效率将会衰退20%到75%不等，其中又以黄色光衰退 75%最为严重。此外，当LED的操作环境温度愈高，其寿命亦愈低，当操作温度由63t:升到 74t:时，LED平均寿命将会减少3/4。因此，LED照明的散热问题构成了 LED照明推广普及 的瓶颈，户外照明更是如此。 检索现有关于LED灯具散热的技术文献有 —、专利号200920112089. 5的中国专利公开了一种COB封装的大功率LED路灯用 模组，该模组包括透镜、硅胶、金线、芯片、散热板，芯片直接固接在散热板的凸台上。该模组 安装到户外灯具(如路灯等)上后，散热板吸收的热量无法迅速传给别处(比如灯杆、灯罩 或空气等)，而且凸起小平台减少了导热面积，不利散热，因此这种模组实际不能有效完成 LED芯片的散热。此外，该模组制作带凸台散热板的工艺烦琐，封装LED芯片的成本高。
二、申请号200710031038. 5的中国专利公开了一种带外置散热器大功率LED路 灯灯具，包括灯具主壳体、灯罩、LED灯、外置散热器、电源电路系统，灯具主壳体包括壳体、 热管连接器、LED灯座、热管、散热构件组合构成，其灯具主壳体的一端设有不少于一根或一 组热管连接于LED灯座，热管连接器的另一端设有不少于一根或一组热管连接于外置散热 器。该LED灯具通过热管将LED灯座与外置散热器连接已进行热传导，但却没有解决LED 产生的热量如何快速传给LED灯座的问题，热管并不能把LED产生的热量直接完全带走；而 且采用热管的灯具制作工艺复杂、成本太高，难以在一般户外灯具上普及应用。
三、申请号200710028778. 3的中国专利公开了一种大功率LED路灯灯杆，由灯杆 与散热器组合而成，是灯杆穿过散热器或散热器侧挂在灯杆上的连结方式。该灯杆只提及 了灯杆散热问题，并未提及LED产生的热量如何传给灯杆；而且灯杆与散热器的间接连结 方式也影响灯杆与散热器的传热速率和效率。 上述例举的现有关于LED灯具散热技术都或多或少地存在这样那样的问题，均未 能彻底解决户外LED灯具的散热问题，因此仍然无法带来户外LED灯具的普及。
发明内容
本发明解决的技术问题是提出一种彻底解决户外LED灯具散热问题的户外LED 灯具。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是一种LED户外灯具，包括灯 座、灯座支撑件、LED驱动模块和安置于灯座上的LED，所述灯座和灯座支撑件制成整体散 热器结构，所述灯座上制有平台，所述LED直接封装在所述平台上。 本发明的户外LED灯具，由于创造性地将LED直接封装在灯座上而不是封装在散 热板后再装在灯座上，大大减少了现有技术中LED热传导中的过多中间环节，加上灯座的 整体散热器结构，使得LED产生的热量可以直接从灯座这个大散热器快速散发，从而彻底 解决LED灯具的散热问题。 值得一提的是，本发明将LED直接封装在灯座上以及将灯座和灯座支撑件制成整 体散热器结构的构思并非在本发明公开之前就能显而易见地从现有技术中得出，尤其是现 有技术中没有将LED直接封装在灯座上的实施工艺，更限制了这种构思的产生。本发明人 则突破了现有技术中单独在灯座或灯座支撑件设置零星散热器以及LED不直接封装在灯 座上的双重传统思维习惯，从而开辟了 LED直接通过具有大面积散热器结构的灯座和灯座 支撑件进行散热的结构模式。本发明人所解决的LED直接在灯座封装的工艺则另案描述。
上述技术方案的改进是所述LED上设有反光罩，所述反光罩具有彼此相通、对中 且面积不等的大、小两端口和连接大、小两端口之间的罩体，所述小端口位于LED的正上方 并与LED的周边对齐，所述罩体的内表面是抛物面。 本发明人对LED发热机理进行深入研究后发现(1)目前户外灯具封装LED时用 到不少胶粘剂(如环氧树脂或硅胶)，这些胶粘剂固化后会在LED的发射光出射线路上形成 透光层(环氧树脂层或硅胶层)。由于这些透光层各处的折射率变化很大，LED发射光有相 当一部分在经过透光层时会形成反复来回不规则的反射，加上LED本身的折射率不同，从 透光层反射后的部分光再经LED本身不规则反射，使得相当一部分LED发出的光消耗在无 谓的反射中并产生大量热量。(2)LED的发射光是散射光，LED灯具上彼此挨近的多个LED 发射光就会互相形成干涉，这些互相干涉的发射光就会耗费光能同时也产生热能。因此实 际上，LED的发热量有很大部分是来自于LED发射光经过透光层无谓反射后的光能消耗和 多个LED发射光之间互相干涉的光能消耗。基于此发现，本发明人创造性地运用在现有反 射式LED显示屏中的反光碗技术， 一是使LED发射光在经过透光层时不再反复反射，光一折 射到反光罩壁上就被反射出来，二是每个LED发射光经反光罩后可以平行射出，多个LED发 射光之间不再形成干涉。这样，既提高光的利用率，又大量减少了 LED发射光因为光能消耗 所产生的热量。 本发明人突破传统一味对LED发热量进行散发的定式思维，逆向考虑去对LED发 热量进行控制，并成功找到减少LED发热量的技术手段，从而为户外LED灯具散热问题的彻 底解决提供了一种全新道路。需要说明的是，本发明运用的反光罩技术手段明显不同于反 射式LED显示屏中反光碗技术手段，不仅不是轻而易举可以想到的，而且所解决的技术问 题和技术效果也完全不同，因此是对现有技术的创造性运用。 上述技术方案的进一步改进是所述反光罩采用导热材料制成，其周边处设制有 小型散热器。这样，LED发射光所产生的热量还可以经反光罩及小型散热器散发，进一步提 高本发明灯具的散热能力。 上述技术方案的更进一步改进是所述抛物面是复合抛物面。这样，LED发射光可 以更多地转成平行光发射出去，提高发射光利用率的同时进一步避免光能消耗为热能以减少LED发热量。 上述技术方案的再进一步改进是所述反光罩的大端口外侧设有凹透镜。这样， LED发射光再经过凹透镜后可以形成各种照射形状和覆盖面，从而满足各种实际场所的照 明要求。 上述技术方案的完善是所述LED和反光罩彼此对齐排成阵列，所述导热材料是 金属或陶瓷，所述小型散热器与LED反光罩阵列合为一体，所述灯座和灯座支撑件的表面 涂有软陶瓷涂层。 本发明在上述技术方案基础上推出的第一种技术方案是一种LED路灯，包括LED 户外灯具，所述灯座支撑件是灯杆。 上述第一种技术方案的完善是所述灯杆中间有贯通其上下端的通道，其底部有 一小门；所述小门上设有通风进孔，所述灯座底面设有通风出孔。 本发明在上述技术方案基础上推出的第二种技术方案是一种LED广场灯，包括 LED户外灯具，所述灯座支撑件是灯杆，所述灯座是环形灯座，所述平台沿环形灯座的环面 上制有二个以上。 本发明在上述技术方案基础上推出的第三种技术方案是一种LED庭院灯，包括 LED户外灯具，所述灯座支撑件是灯杆，所述灯座和灯杆合为一体，所述灯座位于灯杆的顶 端并贴有反光膜，所述灯座上设有倒置发曲面反光锥体，所述灯座和曲面反光锥体的周边 镶嵌有透明罩。 本发明在上述技术方案基础上推出的第四种技术方案是一种LED隧道灯，包括 LED户外灯具，所述灯座与灯座支撑件合为一体制成箱体状。
下面结合附图对本发明的LED户外灯具及其衍生的LED路灯、LED广场灯、LED庭 院灯和LED隧道灯作进一步说明。 图1是实施例一装有LED户外灯具的LED路灯的结构示意图。 图2是图1中灯杆截断后的局部结构示意图。 图3是图1中灯座的结构示意图。 图4是图3中I处的局部放大结构示意图。 图5是图4中LED和反光罩阵列部分的局部放大结构示意图。 图6是图5中单个LED和反光罩的剖面结构示意图。 图7是实施例二装有LED户外灯具的LED广场灯的结构示意图。 图8是实施例三装有LED户外灯具的LED庭院灯的结构示意图。 图9是图8中分解的灯杆部分的结构示意图。 图10是实施例四装有LED户外灯具的LED隧道灯的结构示意图。
具体实施方式
实施例一 本实施例是装有LED户外灯具的LED路灯。如图1和图2所示，其中LED户外灯 具包括灯座1、作为灯座支撑件的灯杆2、LED驱动模块和安置在灯座1上的LED3，灯座1和灯杆2连接成整体散热器结构，在灯座1上制有平台4，如图3和图4所示，LED3直接封装 在平台4上并排成阵列。LED驱动模块安置在灯杆2内，LED3制成芯片状。灯座1和灯杆 2采用金属材料，以浇铸或压铸的方式一体制成，在灯座1和灯杆2的表面形成有散热鳍片， 从而构成整体散热器结构。在灯杆2中间还设有贯通上下端的通道；在灯杆2的底部还设 有一小门5，便于安装和维护LED驱动模块。小门5上设有通风进孔10-1 ，灯座1底面设有 通风出孔10-2。在灯座1和灯杆2的表面涂有软陶瓷涂层，既防腐又利于散热。
如图4、图5和图6所示，LED户外灯具中的LED3上设有反光罩6，反光罩6也排 成和LED彼此对齐的阵列，反光罩采用金属或陶瓷等导热材料制成，在反光罩6的周边处整 体一次成型设制有小型散热器13，在反光罩6的大端口 7-l外侧设置有凹透镜8。如图7 所示，反光罩6具有彼此相通、对中且面积不等的大、小两端口7-l、7-2和连接大、小两端口 7-l、7-2之间的罩体9。小端口 7-2位于LED3的正上方并与LED3的周边对齐。小端口 7_2 为正方形，大端口为多边形。罩体9的内表面是抛物面，该抛物面通常是复合抛物面。从图 7可看出，LED3发射的散射光经过硅胶14折射及反射后再经罩体9内表面的反射，均基本 以平行光射出。 在使用时，冷空气从灯杆2底部小门5的通风小孔10进来，灯座1和灯杆2中的 热空气向上升从通风出孔10-2排出，一方面在灯座1和灯杆2内形成空气流动，带走灯座 1和灯杆2上的热量，另一方面从通风出孔10-2排出的风吹过反光罩及小型散热器进一步 带走反光罩及小型散热器上的热量，并最终散失到大气中。 显然，从本实施例可以想见的变化有1)上述灯座1和灯杆2也可以彼此焊接或 其他联接制成整体散热器结构；2)上述灯座1、灯杆2和反光罩6也可以采用其他导热材 料；3)上述反光罩6和LED也可以彼此对齐排成非阵列；4)小型散热器也可以与LED反光 罩阵列分体联接或者去掉；5)LED驱动模块也可以安置在灯座1内；6)LED3也可以制成其 他形状；7)反光罩6的大、小两端口也可以制成其他形状；等等。
实施例二 本实施例是在实施例一基础上变化出来的装有LED户外灯具的LED广场灯，其与 实施例一除相同之外所不同的是如图7所示，灯座1是环形灯座，平台4沿环形灯座的环 面上制有二个以上。
实施例三 本实施例是在实施例一基础上变化出来的装有LED户外灯具的LED庭院灯(草坪 灯)，其与实施例一除相同之外所不同的是如图8和图9所示，灯座1和灯杆2合二为一 体，并制成整体散热器结构，灯座1位于灯杆2的顶端。灯座1上还贴上反光膜，将作好的 曲面反光锥体11倒置在灯座1上，在曲面反光锥体11的周边和灯座1的周边镶嵌有由玻 璃、亚克力或其他透明材料制成的透明罩15。 LED3发出的光照射在曲面反光锥体上再反射 出来照亮四周。
实施例四 本实施例是在实施例一基础上变化出来的装有LED户外灯具的LED隧道灯(投影 灯)，其与实施例一除相同之外所不同的是如图7所示，作为灯座支撑件的灯杆2与灯座1 合二为一体制成箱体状，在该箱体上制有散热片12形成箱式整体散热器结构。
本发明的LED户外灯具及其衍生出来的LED路灯、LED广场灯、LED庭院灯和LED隧道灯均不局限于上述实施例所述的具体技术方案，凡采用等同替换形成的技术方案均为 本发明要求的保护范围。
权利要求
一种LED户外灯具，包括灯座、灯座支撑件、LED驱动模块和安置于灯座上的LED，其特征在于所述灯座和灯座支撑件制成整体散热器结构，所述灯座上制有平台，所述LED直接封装在所述平台上。
2. 根据权利要求1所述LED户外灯具，其特征在于所述LED上设有反光罩，所述反光 罩具有彼此相通、对中且面积不等的大、小两端口和连接大、小两端口之间的罩体，所述小 端口位于LED的正上方并与LED的周边对齐，所述罩体的内表面是抛物面。
3. 根据权利要求2所述LED户外灯具，其特征在于所述反光罩采用导热材料制成，其 周边处设制有小型散热器。
4. 根据权利要求3所述LED户外灯具，其特征在于所述抛物面是复合抛物面。
5. 根据权利要求4所述LED户外灯具，其特征在于所述反光罩的大端口外侧设有凹 透镜。
6. 根据权利要求5所述LED户外灯具，其特征在于所述LED和反光罩彼此对齐排成 阵列，所述导热材料是金属或陶瓷，所述小型散热器与LED反光罩阵列合为一体，所述灯座 和灯座支撑件的表面涂有软陶瓷涂层。
7. —种LED路灯，其特征在于包括权利要求1-6之任一所述LED户外灯具，所述灯座 支撑件是灯杆。
8. 根据权利要求7所述LED路灯，其特征在于所述灯杆中间有贯通其上下端的通道， 其底部有一小门；所述小门上设有通风进孔，所述灯座底面设有通风出孔。
9. 一种LED广场灯，其特征在于包括权利要求1-6之任一所述LED户外灯具，所述灯 座支撑件是灯杆，所述灯座是环形灯座，所述平台沿环形灯座的环面上制有二个以上。
10. —种LED庭院灯，其特征在于包括权利要求1-6之任一所述LED户外灯具，所述 灯座支撑件是灯杆，所述灯座和灯杆合为一体，所述灯座位于灯杆的顶端并贴有反光膜，所 述灯座上设有倒置发曲面反光锥体，所述灯座和曲面反光锥体的周边镶嵌有透明罩。
11. 一种LED隧道灯，其特征在于包括权利要求1-6之任一 LED户外灯具，所述灯座 与灯座支撑件合为一体制成箱体状。
全文摘要
本发明涉及一种LED户外灯具，同时还涉及由LED户外灯具衍生出来的LED路灯、LED广场灯、LED庭院灯和LED隧道灯，属于灯具技术领域。该LED户外灯具包括灯座、灯座支撑件、LED驱动模块和安置于灯座上的LED，灯座和灯座支撑件制成整体散热器结构，灯座上制有平台，LED直接封装在平台上。该LED路灯、LED广场灯、LED隧道灯和LED庭院灯均包括LED户外灯具。本发明创造性地将LED直接封装在灯座上，大大减少了现有技术中LED热传导中的过多中间环节，加上灯座和灯座支撑件制成整体散热器结构，因此可以解决LED灯具的散热问题。
文档编号F21V19/00GK101718412SQ201010017650
公开日2010年6月2日 申请日期2010年1月12日 优先权日2010年1月12日
发明者肖西昌 申请人:肖西昌