[发明专利]LED照明装置外壳上的搪瓷

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年8月12日提交的美国临时专利申请No.61/523,070的优先权，其内容作为参考包含在这里。

技术领域

本发明通常涉及用于发光二极管(“LED”)照明，即，照明灯具或装置，的散热器/外壳的改进的表面处理、涂层和设计，包括但不限于包含这种涂覆的散热器/外壳的LED灯。

背景技术

LED照明装置，如LED灯，在工作期间产生较大量的热。为了帮助散逸产生的热，LED照明装置一般由用作散热器的金属外壳构造，通过将热从LED最后传导到周围环境，来散热。为了提供良好的散热，散热器一般由具有良好热传导特性的金属制成，如铝、铜及其合金、或铸铁或钢。

虽然这些金属能进行良好的导热，但用暴露的金属外壳构造LED照明装置有一些缺点。一个缺点是增加了以下可能性：当接触外壳时，例如在安装或拆除LED照明装置期间，LED照明装置的用户将受到危险的电击。如众所周知的，金属是非常好的电导体，随着使用非绝缘的暴露的金属的增加，出现从电源到用户的危险的导电路径的可能性也增加了。

在LED照明装置中使用金属外壳还使得对于这种照明装置通过必要的安全测试变难，如“高压”测试。高压测试(也称为绝缘耐压测试)验证产品或部件的绝缘性是否足以保护用户不受电击。测试一般涉及在测试产品的载流导体和它的金属屏蔽之间施加高压，并允许高压测试仪监测流过或通过绝缘体泄露的电流。如果高的测试电压不会使绝缘体击穿，则断定产品在正常工作条件下对于用户来说是安全的。因为常规的散热器由金属制成，其是高导电性的，确保常规的LED照明装置通过高压测试，使LED照明装置的机械设计和电性设计变复杂。

另一缺点是美学缺点。裸露的金属外壳视觉上不会令用户高兴。常规地，在金属外壳上提供涂层的方案包含应用粉末涂层、e涂层或液体油漆。金属的粉末涂覆包含应用由小颗粒塑料构成的粉末。使用热来熔化塑料并将其接合到表面，形成涂层。电涂覆是将涂层应用到金属上的另一种方法。在该工艺中，通过使将被涂漆的表面和油漆本身带相反电荷，使用电流将油漆应用到金属表面。

另一常规的涂覆技术是液体涂漆，其中将油漆喷射到金属表面上。该技术可以结合上述的粉末涂覆和电涂覆技术使用。

然而，虽然上述的技术可以将例如塑料涂层应用到金属，并且获得了一定程度的电绝缘和着色，但对于该目的应用塑料涂覆有成本、热传导效率的缺点，并需要昂贵的设备。而且，上述常规的涂层有较差的导热性，在大约0.2W/m·k的范围内。同样，一般的粉末涂层和液体油漆涂层具有小于90μm范围内的厚度，因此不会显示出作为绝缘体的较佳的绝缘特性，增加了用户电击的风险，并且不会显示出特别好的抗磨损性和耐久性或颜色坚牢度。

LED照明装置中的另一常规的外壳材料是固体陶瓷，取代了金属。然而，虽然陶瓷是良好的电绝缘体，但固体陶瓷散热器没有提供特别好的导热性，即在大约10-28W/m·k范围内，这比金属的导热性小得多。因此，需要一种提供高电绝缘、高导热性、容易制造和耐久性的LED照明装置外壳/散热器结构。

发明内容

根据本发明的一个方面，LED照明装置包括：(a)外壳，包括：(i)金属内部分；和(ii)搪瓷涂层，在金属内部的至少一部分外表面上；和(b)至少一个LED，所述至少一个LED热耦合至外壳。配置该外壳以将来自所述至少一个LED的热量传导至周围环境。

另一方面，LED照明装置进一步包括：(c)光可传送表面，耦合到外壳上并且配置成将光从LED传送到照明装置外部。

另一方面，LED照明装置进一步包括电耦合到所述至少一个LED的电源单元。

另一方面，电源单元与LED照明装置整体形成。

另一方面，电源单元与LED照明装置分离，并通过导线耦合以向所述至少一个LED提供电能。

另一方面，金属内部由选自铝、铜、铝或铜的合金、铸铁和钢组成的组的材料制成。

另一方面，LED照明装置进一步包括具有外围的板，其中所述至少一个LED安装在该板上，并且至少所述板的外围与一部分外壳热耦合。

另一方面，搪瓷涂层的厚度在大约0.05毫米至1毫米的范围内。

另一方面，搪瓷的电介质强度在每毫米5000至13000伏特的范围内。

另一方面，搪瓷的导热性在大约4.2-12.6W/m·K的范围内。

另一方面，光可传送表面具有球体形状。

另一方面，光可传送表面具有平面形状。