[发明专利]LED多晶集成照明单元

说明书

技术领域

本发明属于LED照明，尤其涉及一种运用在大功率LED照明场所和通用照明环境的高光效、低温度的LED多晶集成照明单元。

背景技术

当前，大功率的LED的发热以及散热的问题，制约了光效的提升，可造成明显的光衰、光谱的漂移，以及成本的上升，体积的增大。主要问题是：

1、高发热：当正向电流流经LED的PN结结电阻时，产生功耗(P_PN＝I²×R)，使结区产生发热性温升。当LED热阻小时，光通量几乎与电流成正比例增加；随着电流和热阻的增大，P-N结功耗和温度随之升高；当正向电流增加到某一定值时，P-N结功耗和温度达到“恒定值”，光通量趋于饱和；当电流和热阻继续增大，P-N结功耗和温度也随之继续增大，而且光通量还呈下降趋势。目前，许多大功率LED驱动电流均在350mA以上，散热器周边的温度高达85℃以上，甚至达到100℃。无谓的功耗，不仅造成了LED结温的升高，也影响了LED的电光转换效率；

2、低光效：目前大功率LED光电转换效率较低。单颗大功率的光效在90-120Lm/W之间，多晶片集成模块大多在70-110Lm/W之间。由大功率LED构成的照明灯具，整灯光效一般不超过90Lm/W。常见LED器件的电热转换过多，电光转换过少，蓝光的激发效率过低，直接影响了LED器件的电光转换效率和整体光通量；

3、短寿命：流明维持率与结点温度成反比。据有关资料统计，大约70％的故障是由于LED的结温过高造成的。在室温附近，温度每升高1℃，LED的发光强度会相应地减少1％左右。在结点T_j温度70℃下，运行1万小时后，就有20％以上的光衰；在结点T_j温度100℃时，LED的荧光粉的寿命便降低30％；在结点T_j温度120℃或以上时，LED的寿命便会大幅缩短并失效；在负载为额定功率一半的情况下，温度每升高20℃，故障就上升一倍，可见LED的发热，严重地影响LED的使用寿命。

4、大漂移：LED晶片结温每升高10℃，主波长便漂移2-3nm，且半峰值宽度随之增加，中色温区的最大流明效率V_(λ)也会随之降低，最终导致照明效果的整体降低；

5、高价位：市场常见1W-3W级大功率LED，无论是单颗封装还是多晶片封装，价格均在15-30元/W之间(光效不同，价格呈非线性上升。)特别是国际“五大联盟”对中国LED技术与市场的控制与壁垒，严重影响了大功率LED的应用进程；

6、维修难：目前的LED光源和器件，均是直接焊接在照明灯具电路板上的，电源也是使用电缆直接供电的。更换照明光源需要投入较多的人力、物理、财力和时间，且难以在现场完成，给灯具的维护、维修到来了极大的不便，有的还需更换整体电路板，造成更换、运输、维修成本的上升。

总之，目前使用的大功率LED照明器件的致命缺陷，制约了LED照明的应用和发展，需要采取新的技术路线来突破。

发明内容

本发明是为了克服现有LED应用技术中的不足，提供一种LED多晶集成照明单元，不仅降低了发热温度，延长了LED晶片的寿命，实现了大功率白光系照明，还提高了照明光效，降低了制造成本。实行独立的“单元化”封装，可方便灯具系统的维护维修，降低维修成本和运输成本，节约维护时间。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种LED多晶集成照明单元，其特征是：主要由导热器与其固接的导光导热基板及LED集成单元构成，所述LED集成单元由若干只串联的小功率蓝光LED晶片组成，所述若干只小功率蓝光LED晶片呈矩阵排列并封装成带有电源引线的LED集成照明单元。

所述导光导热基板呈碟形，所述导光导热基板底部设有若干呈矩阵排列的四棱柱形凹槽，四棱柱凹槽内置有小功率蓝光LED晶片。

所述导光导热基板材料为纯铜，其表面设有复合镀膜层。

所述四棱柱形凹槽表面设有复合镀膜反光层，四边壁呈导光斜面。

所述LED集成照明单元表面封装有硅树脂和复合荧光粉层，所述硅树脂和复合荧光粉层上表面置有PETG聚光型或匀光型的菲涅尔透镜，匀光型菲涅尔透镜为多扇区或多镜段组合型设置。

所述LED多晶集成照明单元电源引线采用非对称、防水型、插拔式接口连接。

所述导热器四角设有安装孔，导热器与锁定机构连接，所述锁定机构由上、下、左、右锁定机构组成，所述锁定机构包括锁定上盖、锁定卡、弹簧，锁定法兰和锁定串钉，所述锁定卡上端为舌形压板，中间套装弹簧，底端套装锁定法兰并插接锁定串钉。