[发明专利]一种LED灯具的结构

说明书

技术领域

本发明涉及LED照明灯具技术领域，具体涉及一种LED灯具的结构。

背景技术

目前用白光LED光源制作的照明灯具在市场上已推广使用多年，但其在市场上的表现却不理想：其一是使用过程中光衰较快致使灯具使用寿命较短；其二是灯具靠LED光源发出的漫射光直接照明，光的投射乏力致使照明效果欠佳，以上两点成为LED灯具在照明领域推广使用的技术瓶颈。

LED灯具在使用过程中光衰较快致使灯具使用寿命较短的主要原因之一，是LED光源在发光照明时其PN结上产生的结温得不到控制，使结温升高到120℃以上所致，在LED灯具行业内普遍认为将结温控制在120℃以下是降低LED灯具光衰、保障LED灯具长寿命的关键。

为了实现LED结温的热平衡控制，LED灯具生产商提出了多种解决方案，其中采用铝基板散热形式是目前生产应用的主流，由于铝板的导热吸热性好，其通常用于需要散热导热的CPU芯片焊装方面，将铝基板用于LED灯具，LED光源的正负极和散热极直接焊装在PCB板上，能做到热阻最小而热导出的速度最快，同时铝基板有一定的体积和面积进行吸热和导热，使PN结处于120℃以下的热平衡状态，因此这种散热方案在小功率LED照明方面的应用较为成功，如小功率照明灯泡、手机及液晶显示屏的背光照明等。如果将铝基板散热形式用于大功率(十几瓦乃至上百瓦)LED照明灯具，比如路灯，其需LED光源几十个甚至上百个，并还需要排列成矩阵结构，这种情况下由于铝基板相对于每个光源所对应分配到的面积和体积较小，不能在瞬间内将LED光源PN结上的结温带走，不能使PN结处于120℃以下的热平衡状态，这种状况下生产出的灯具其光衰是较大的，生产厂家为了使PN结处于120℃以下的热平衡状态，就在铝基PCB电路板上加装较大体积和面积的金属散热器，但这种措施已失去了瞬间吸热散热机会，很难使PN结处于120℃以下的热平衡状态。为了解决这个问题，有的厂家还提出了利用风扇风冷散热的解决方案，有的也提出了利用散热液体在金属管道里流动的散热解决方案等，但均存在灯具长期运行的稳定性、可靠性以及经济性等问题，从而导致目前大功率LED照明灯具在市场上的推广应用呈停滞不前的状况。

传统光源白炽灯、高汞灯、高钠灯、日光灯以及节能灯等的发光呈近似360°立体角度的全球体状，它们很容易通过反光罩、反射镜等措施将不能投射到照明面的光汇集后反射到照明面上去，从而增加灯具在照明面上的投射能力。而LED光源由于发光原理和制造技术的不同，它的发光近似180°立体角度的半球体状，只能有半球状的立体发光面，另半球被LED光源焊装的PCB电路板遮挡住，因此LED灯具不能简单的通过反光罩、反射镜等措施增强其投射能力。为了增强LED灯具的投射能力，灯具生产商在LED光源外面均会添加一光学透镜，调整灯具的照射角度，使灯具发出的光更合理的投射到欲照明的面积上，目前大功率LED灯具上安装的调光透镜均为单面凹透镜，为了达到欲照明面积长方向和宽方向的设计照度Lx值，凹透镜底部便设计成椭圆型，其为同一凹面而有两种R曲率分别对长方向和宽方向进行分光投射，当LED光源发出的光被这种透镜折射分光时，光在两种R曲率相贯线处会产生干涉性和排它性以致出现光损较大问题。同时，LED光源光的投射方向由半球球心向半球球面辐射，呈无穷个方向的漫射形式，其方向太多则投光能力就差，当这种漫射光通过透镜调整光的照射角度时，因漫射光的入射角一致性差而导致经透镜折射调整后出射光的损失较大，以上情况致使灯具投射出来的光乏力而显得照明效果欠佳，其大大削弱了LED光源Lm/w值高的优势。

发明内容

本发明是为解决目前LED灯具在照明领域推广使用中存在的PN结散热及热平衡问题以及投射能力欠佳等问题，提出一种LED灯具的结构。

本发明采取的技术方案是：、一种LED灯具的结构，包括灯具外壳、反射灯杯、透镜及带LED光源的PCB电路板组成，其特征在于：

由LED光源正负极和散热极通过相互联接的PCB电路板的覆铜箔、反射灯杯、灯具外壳内台阶以及灯具外壳等构成LED光源的PN结散热导热结构，使得由LED光源发光时PN结发出的热量沿LED光源正负极和散热极→PCB电路板的覆铜箔→反射灯杯→灯具外壳内台阶→灯具外壳路径传导到空气中；

由LED光源通过其上方设置的反射灯杯、双面凹透镜及透明玻璃等构成LED灯具光的投射结构。

本发明还具有以下技术特征：