[發(fā)明專(zhuān)利]一種浸沒(méi)透鏡LED聚光燈泡

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310163261.0
• 申請(qǐng)日: 2013-05-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103244852A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸鏑萊;陸治國(guó);沈韶瀛;陸宏湜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西北大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F21S2/00
• 分類(lèi)號(hào): F21S2/00;F21V29/00;F21V5/04;F21Y101/02
• 代理公司: 西安西達(dá)專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61202
• 代理人: 謝鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種LED聚光燈泡，屬于照明光源技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

LED由于光效高，已廣泛應(yīng)用在節(jié)能照明領(lǐng)域。

現(xiàn)有白光LED光源通常采用芯片發(fā)出的藍(lán)光照射到發(fā)黃光的熒光粉上，部分透過(guò)的藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光混合后形成白光。熒光粉發(fā)光通常表現(xiàn)為類(lèi)似郎伯輻射體，即空間強(qiáng)度分布不均勻，法線方向光強(qiáng)最大，對(duì)于LED發(fā)光體其光強(qiáng)空間分布中，光強(qiáng)下降到最強(qiáng)光強(qiáng)的一半所在方向之間的夾角可達(dá)120o至140°。這樣大的發(fā)散度在普通照明中可以直接使用，但是在要求更小的光束時(shí)就需聚光，例如在各類(lèi)投射燈中所遇到的問(wèn)題。

另外，輸入LED芯片中的電能部分用于發(fā)光器件，其余主要轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋Ｓ捎贚ED芯片的集成度很高，因此芯片溫度會(huì)隨輸入功率而升高。高的工作溫度會(huì)降低發(fā)光效率，因而功率型LED必須考慮到對(duì)芯片采取有效降溫。

圖2給出了光效為197?lm/w的LED各環(huán)節(jié)能量損失分布，可以預(yù)計(jì)當(dāng)光效低于此值時(shí)熱能所占的比例會(huì)更高，在LED工作時(shí)的熱損失會(huì)占到總輸入能量的一半以上。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種散熱性能良好的浸沒(méi)透鏡LED聚光燈泡，以克服現(xiàn)有技術(shù)在解決LED光源光束發(fā)散度的控制與散熱一體化設(shè)計(jì)上的不足。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

一種浸沒(méi)透鏡LED聚光燈泡，包括LED、引線和電極，LED（1）固定在熱沉（2）頂部，熱沉（2）上半部分置于玻殼（3）內(nèi)部，玻殼（3）內(nèi)充滿散熱光學(xué)液體（4），散熱光學(xué)液體（4）與LED（1）直接接觸，熱沉（2）上設(shè)置有散熱光學(xué)液體（4）膨脹通道（8）。

所述的散熱光學(xué)液體（4）要具備良好的透明度、適當(dāng)?shù)恼凵渎省⒏邔?dǎo)熱率、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和光化學(xué)穩(wěn)定性、流動(dòng)性好、沸點(diǎn)高、凝固點(diǎn)低、不易揮發(fā)、易除氣等，最優(yōu)選的為硅油，如選自甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氫硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羥基硅油、乙基含氫硅油、羥基含氫硅油、含氰硅油。

本發(fā)明填充在玻殼（3）內(nèi)的散熱光學(xué)液體（4）與玻殼（3）曲面共同構(gòu)成透鏡。

本發(fā)明玻殼（3）與熱沉（2）通過(guò)金屬環(huán)固定連接，固定連接方式選用玻璃和匹配金屬燒結(jié)，或采用粘接方式；熱沉（2）下半部分與散熱器（7）固定連接；玻殼（3）下部套有橡皮墊圈（9），散熱器（7）上端通過(guò)金屬壓環(huán)（10）和橡皮墊圈（9）與玻殼（3）密封。

本發(fā)明將LED發(fā)光體及熱沉都浸在散熱光學(xué)液體中，能夠?qū)a(chǎn)生的熱量通過(guò)傳導(dǎo)及對(duì)流有效傳到較冷的部位。散熱光學(xué)液體所處的空間應(yīng)密封良好，在光源壽命期間散熱光學(xué)液體不應(yīng)逸出。考慮到液體被加熱后引起的膨脹，應(yīng)給散熱光學(xué)液體留有可伸縮的空間，本發(fā)明在膨脹通道（8）內(nèi)設(shè)置有可上下移動(dòng)的活塞（6）。

LED器件可以使用普通封裝產(chǎn)品，也可不用凝固的透明膠體材料封裝。本發(fā)明是直接將LED模塊浸在可流動(dòng)的散熱光學(xué)液體中，這樣散熱效果則更好。散熱光學(xué)液體起到控制光源發(fā)散角的光學(xué)作用以及導(dǎo)熱材料的作用。LED所發(fā)出的光線穿過(guò)散熱光學(xué)液體和玻璃外殼后光線發(fā)生折射，起到光學(xué)透鏡的作用，對(duì)充有散熱光學(xué)液體的玻璃外殼通光部位的形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以達(dá)到控制光束發(fā)散角和空間光束強(qiáng)度空間分布的目的。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果：1、本發(fā)明將LED發(fā)光元件浸入特定形狀的散熱光學(xué)液體內(nèi)形成浸沒(méi)透鏡光學(xué)系統(tǒng)，達(dá)到控制光源的光學(xué)特性和散熱的目的，散熱光學(xué)液體既是光學(xué)介質(zhì)又是散熱介質(zhì)；2、填充的散熱光學(xué)液體可作為透鏡，在LED后期封裝過(guò)程不需要額外裝配聚光透鏡或反射型聚光器；3、可以根據(jù)不同照明目的設(shè)計(jì)不同的光束特性，可廣泛用于各類(lèi)照明，如家用照明光源、投影光源、射燈和各種汽車(chē)照明光源等。

附圖說(shuō)明

圖1為浸沒(méi)透鏡聚光燈示意圖；

圖2為L(zhǎng)ED197?lm/w能量損失分布圖；

圖3為中等功率固定式連接聚光燈結(jié)構(gòu)參考方案；

圖4為大功率固定式聯(lián)連接聚光燈結(jié)構(gòu)參考方案；

圖5為利用橡皮墊圈實(shí)現(xiàn)玻璃與金屬可拆卸連接示意圖；

圖6為玻璃與金屬可拆卸連接方案示意圖。

上圖中附圖標(biāo)記代表：1—LED，2—熱沉，3—玻殼，4—散熱光學(xué)液體（硅油），5—封接環(huán)，6—活塞，7—散熱器，8—膨脹通道（注油管），9—（可拆卸連接用）橡皮墊圈，10—（固定橡皮墊圈的）金屬壓環(huán)，11—電極線。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。