Led螺旋燈的制作方法
【專利摘要】一種LED螺旋燈，由燈頭、驅(qū)動電路、LED發(fā)光體以及外殼所組成，其特征為其中的LED發(fā)光體為雙螺旋形的貼片式LED燈條，且螺旋頂部的LED燈珠的發(fā)光面朝向螺旋的軸線方向向外，螺旋側(cè)面的LED燈珠的發(fā)光面轉(zhuǎn)變?yōu)槌蚵菪膹较蛳蛲猓磸穆菪敳康铰菪齻?cè)面，LED燈珠逐步翻轉(zhuǎn)了90度，從而使燈條上的LED燈珠的發(fā)光射向四面八方；其中的外殼為透明或透光塑料制成的鏤空型泡殼，泡殼內(nèi)外的空氣能夠通過鏤空處順暢流通。此種LED螺旋燈的突出優(yōu)點是具有較好的全方位出光的照明效果與有利于LED燈珠散熱的空氣流動，因而能夠有效提高整燈的額定功率、輸出光通量與發(fā)光效率，且能大幅降低LED燈泡的成本，適用于各種大小功率的LED燈泡。
【專利說明】
LED螺旋燈
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及半導體照明光源領(lǐng)域，具體為一種采用雙螺旋形的貼片式LED燈條作為發(fā)光體的LED螺旋燈。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，LED燈泡由燈頭(I)、驅(qū)動電路(2)、LED發(fā)光體(3)以及外殼(4)所組成。已有的LED燈泡(亦稱LED球泡燈)，其中的LED發(fā)光體多為貼片式LED燈珠貼裝在圓形鋁基印刷電路板上所構(gòu)成(參閱專利“一種LED球泡燈”，專利號:2014104872358)，其中的外殼的上半部分，均為用于散熱的不透光的外殼，多數(shù)為散熱效果相對較好的塑包鋁外殼;外殼的下半部分為透光泡殼。這種結(jié)構(gòu)存在根本性的缺點:I.出光角度偏小。由于上半部不透光外殼對出光的遮擋，這種目前大量產(chǎn)銷的LED球泡燈無法滿足全方位出光的要求。2.散熱面不容易做大。泡殼內(nèi)的圓形鋁基板的上下表面以及上半部用于散熱的外殼的內(nèi)表面均不接觸泡殼外可以流動而能夠帶走熱量的空氣，能夠有效起散熱作用的僅僅為塑包鋁外殼的可以接觸外部流動空氣的外表面，其面積常常十分有限且不易做大(因越大則擋光越多而受限制)，從而嚴重制約LED球泡燈的額定功率、輸出光通量與光效的提高。3.塑包鋁外殼的內(nèi)腔溫度很高，使安裝于其中的驅(qū)動電路常常因溫度過高而導致可靠性與壽命的顯著降低。4.塑包鋁外殼的成本較高。所述4項，目前已成為阻礙LED燈泡進一步提高性價比的難題。因此，如何提高LED燈泡全方位出光的效果?如何能夠有效增大LED的散熱面積?如何降低驅(qū)動電路周圍的溫度?如何進一步降低外殼成本?已成為LED燈泡發(fā)展急需解決的關(guān)鍵問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決上述關(guān)鍵問題，本實用新型采用雙螺旋形的貼片式LED鋁基板燈條(也可以是其它金屬基板燈條，如銅基板燈條與鐵基板燈條等)取代常規(guī)的圓板形鋁基板LED系統(tǒng)來作為LED燈泡的發(fā)光體，并使這種雙螺旋貼片式LED燈條具有如下結(jié)構(gòu)特點:處于螺旋頂部(12)的LED燈珠(7)的發(fā)光面朝向螺旋的軸線方向向外，處于螺旋側(cè)面的LED燈珠(7)的發(fā)光面轉(zhuǎn)變?yōu)槌蚵菪膹较蛳蛲?。即從螺旋頂部到螺旋?cè)面，LED燈珠逐步翻轉(zhuǎn)了90度，從而使燈條上的LED燈珠的發(fā)光能夠射向四面八方，從根本上克服了已有的圓板形LED發(fā)光體只能單方向出光的缺點，解決了常規(guī)結(jié)構(gòu)無法滿足全方位出光的難題。另一方面，此種雙螺旋貼片式LED鋁基板燈條上的LED燈珠之間的熱量影響較常規(guī)結(jié)構(gòu)大大減少，沒有常規(guī)圓形鋁基板LED系統(tǒng)中靠近中心的燈珠受其外圍燈珠溫升的影響而散熱困難的問題;尤其是，雙螺旋形燈條容易增大每顆LED燈珠對應的散熱鋁基板的面積(只需增加燈條的長度)，不像常規(guī)圓形鋁基板LED系統(tǒng)要受到基板直徑的嚴格限制。如果將此種雙螺旋形LED燈條置于流動的空氣中，其鋁基板燈條的正反兩面均可以通過流動的空氣傳散出熱量，與只能靠外表面散熱的常規(guī)外殼相比，等效于散熱面加倍。計算與實測表明，雙螺旋LED燈條本身散熱面能夠做到比常規(guī)塑包鋁外殼外表面的散熱面增大50%至一倍，從根本上解決了常規(guī)LED球泡燈散熱面偏小的難題。據(jù)此，完全可以去掉不透光的散熱外殼而做到整個外殼為透光泡殼，既有效改善全方位出光的性能。又可大幅降低外殼成本。即從改善全方位出光、增大散熱面積與降低外殼成本三方面有效提高了產(chǎn)品的性價比。
[0004]為使雙螺旋形LED燈條置于可流動的空氣中，本實用新型的透光泡殼不能像常規(guī)產(chǎn)品那樣為密封泡殼，而應該為鏤空型外殼，即外殼除了具有由透明或透光塑料做成的泡殼的實體部分(5)以外，還應有泡殼的鏤空部分(6 )，從而使泡殼內(nèi)外的空氣通過泡殼的鏤空部分(6)能夠順暢地上下流通，有效地傳散LED燈條上的熱量。這種鏤空型外殼的鏤空部分的設計可以多樣，例如為長條孔狀(如圖2、圖7、圖9)，或為方孔、長方孔狀(如圖3)，或為圓孔、橢圓孔狀(如圖4)，或為上窄下寬、上寬下窄的錐形孔狀(如圖5)，還可以為其他各種花樣的鏤空圖形。鏤空部分(6)可以分布在泡殼的整個表面，如圖2、3、4、7、9所示;或者只分布在泡殼的上下兩端，如圖5、圖10所示。由于所述雙螺旋形的貼片式LED燈條處于鏤空的泡殼中，其產(chǎn)生的熱量由泡殼鏤空處進入的冷空氣冷卻，從燈條獲取熱量而升溫的熱空氣又從泡殼鏤空處逸出，整個泡殼的溫度將遠比常規(guī)塑包鋁外殼低，因此安裝于泡殼上部的LED驅(qū)動電路周圍的溫度比常規(guī)結(jié)構(gòu)低20度甚至更多，從根本上解決了常規(guī)結(jié)構(gòu)中驅(qū)動電路周圍溫度過高的問題，顯著提高了驅(qū)動電路及整燈的可靠性與壽命。
[0005]雙螺旋形的貼片式LED燈條的構(gòu)成，首先是做成直條形的金屬基板PCB，其表面制有貼裝與連通LED燈珠的電路導電層(11)，如圖11所示。此條形金屬基板PCB的結(jié)構(gòu)特征為間隔地改變其寬度，具有寬板區(qū)(8)與窄板區(qū)(9)，寬板區(qū)(8)用來貼裝貼片式LED燈珠(7)，窄板區(qū)(9)上不貼裝燈珠而用于在燈條彎曲成形時產(chǎn)生形變，使貼裝在寬板區(qū)(8)的LED燈珠(7)在燈條彎曲成形時不因燈條基板形變而受到不利影響。貼裝好LED燈珠的直條形燈條的結(jié)構(gòu)示意圖如圖12所示，將其放入雙螺旋成形設備中進行類似于螺旋形節(jié)能燈的玻管彎曲成形的加工，可以自動化地將直條形貼片式LED燈條彎曲成形為雙螺旋形的貼片式LED燈條。通過設計雙螺旋成形設備中成形模具的結(jié)構(gòu)，使處于螺旋頂部的LED燈珠的發(fā)光面朝向螺旋的軸線方向向外，處于螺旋側(cè)面的LED燈珠的發(fā)光面轉(zhuǎn)變?yōu)槌蚵菪膹较蛳蛲?，即從螺旋頂部到螺旋?cè)面，LED燈珠逐步翻轉(zhuǎn)了 90度，從而使燈條上的LED燈珠的發(fā)光射向四面八方。通過改變成形模具的結(jié)構(gòu)，還可以使前述直條形LED燈條彎曲成形為每圈螺旋的旋轉(zhuǎn)半徑相等的外輪廓似圓桶形的雙螺旋LED燈條，圖13、圖16分別為其結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖與正視圖；也可以彎曲成形為燈條的每圈螺旋的旋轉(zhuǎn)半徑隨著距螺旋頂端(12)的距離增大而增大的外輪廓似圓錐形的雙螺旋LED燈條，如圖14、圖17所示;還可以彎曲成形為燈條中靠近頂端(12)的螺旋的旋轉(zhuǎn)半徑隨距頂端的距離增大而增大，如此旋轉(zhuǎn)數(shù)圈(例如2至10圈)后螺旋半徑不再變化而等半徑地旋轉(zhuǎn)至螺旋燈條的尾端(10)的外輪廓似子彈形的雙螺旋LED燈條，如圖15、圖18所示。對于較潮濕的應用環(huán)境，燈條的表面涂覆一層透明或透光的絕緣膠;普通環(huán)境下使用的可以不涂覆。
[0006]根據(jù)不同LED燈泡的功率，上述雙螺旋形的貼片式LED燈條與對應的鏤空型泡殼的結(jié)構(gòu)尺寸相應不同，功率越大對應雙螺旋燈條與鏤空泡殼的尺寸也越大，其中包含的貼片式LED燈珠的總功率也越大。將所述雙螺旋形的貼片式LED燈條(3)連接與之相匹配的LED驅(qū)動電路(2)，再裝上燈頭(I)以及對應的鏤空泡殼(4)，就可以構(gòu)成各種功率需求的高性價比的LED螺旋燈。其中雙螺旋燈條與驅(qū)動電路的連接可以是燈條引出電極(10)直接連接驅(qū)動電路的輸出端，也可通過一段導體連接之。如前所述，由于燈條全方位出光且散熱條件很好，加之泡殼無不透光的遮擋部分，使此種LED螺旋燈不僅具有極佳的全方位出光的優(yōu)點，還可以比相同外殼尺寸的常規(guī)LED球泡燈的功率容量與最大輸出光通量增加約50%;若在相同功率應用則光效可提高約25%、成本下降約20%，性價比的提升十分顯著。
[0007]中、小功率的LED螺旋燈的典型結(jié)構(gòu)示意圖分別如圖1、圖6所示，大功率LED螺旋燈的結(jié)構(gòu)示意圖如圖8所示。為了看清楚燈泡泡殼內(nèi)的雙螺旋LED燈條，上述示意圖均為剖視圖。本實用新型的功率覆蓋范圍可從IW直至100W，甚至功率更大。
[0008]下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型進一步加以說明。
【附圖說明】
[0009]圖1是實施例1“12W-LED螺旋燈”的結(jié)構(gòu)示意圖的剖視圖；
[0010]圖2、圖7、圖9分別為三種長條孔狀漏空泡殼的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3、圖4分別為方孔、長方孔狀漏空泡殼與圓孔、橢圓孔狀漏空泡殼的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖5、圖10分別為二種只在泡殼的上、下端分布有錐形孔鏤空的泡殼結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖6是實施例2“4W_LED螺旋型蠟燭燈”的結(jié)構(gòu)示意圖的剖視圖；
[0014]圖8是實施例3“50W_LED螺旋燈”的結(jié)構(gòu)示意圖的剖視圖；
[0015]圖11是直條形金屬基板PCB的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖12是直條形LED燈條的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖13、圖16分別是實施例1中外輪廓呈圓桶形的雙螺旋LED燈條的外形結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖與正視圖；
[0018]圖14、圖17分別是實施例2中外輪廓呈圓錐形的雙螺旋LED燈條的外形結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖與正視圖；
[0019]圖15、圖18分別是實施例3中外輪廓呈子彈形的雙螺旋LED燈條的外形結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖與正視圖。
[0020]圖中:I為燈頭;2為驅(qū)動電路;3為LED發(fā)光體;4為外殼;5為透明或透光泡殼的實體部分;6為透明或透光泡殼的鏤空部分;7為貼片式LED燈珠;8為條形金屬基板PCB的寬板區(qū)；9為條形金屬基板PCB的窄板區(qū)；10為雙螺旋LED燈條的引出電極；11為條形金屬基板PCB的導體層;12為雙螺旋LED燈條的頂部。
【具體實施方式】
[0021]本實用新型的實施例1為一種功率12W的LED螺旋燈，色溫6500K，輸出光通量不低于llOOLm，燈頭為E27型，整個外殼為透明或透光的PC塑料構(gòu)成的長條孔狀鏤空型泡殼，其外形尺寸等同于A60白熾燈泡殼，如圖2所示。LED發(fā)光體為一種旋轉(zhuǎn)半徑不變的外輪廓呈圓桶形的雙螺旋型貼片式LED燈條(圖16)。燈條的條形基板為間隔地改變寬度的鋁基PCB板(圖11)，其寬板區(qū)(8)的寬度與長度均為4mm;窄板區(qū)(9)的寬度與長度均為1.5mm，鋁基板厚度為1mm。采用2835型的0.2W色溫6500K的LED燈珠60顆分別貼裝在條形鋁基板對應的寬板區(qū)上，示意圖如圖12。將此直條形LED燈條放入雙螺旋成形設備中彎曲成形為雙螺旋燈條，成形后螺旋內(nèi)徑為25mm，共5圈，圈與圈之間的間距4mm;螺旋頂部的LED燈珠的發(fā)光面朝向螺旋的軸線方向向外，螺旋側(cè)面的LED燈珠的發(fā)光面轉(zhuǎn)變?yōu)槌蚵菪膹较蛳蛲?，其外形結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖與正視圖分別如圖13與圖16所示;雙螺旋燈條的引出電極(10)與驅(qū)動電路輸出端的連接結(jié)構(gòu)為燈條的引出電極端直接通過電路板的開孔處插入電路板再與電路輸出端焊接。本實施例的LED螺旋燈的整體結(jié)構(gòu)示意圖的剖視圖如圖1所示。本實施例也采用其它鏤空結(jié)構(gòu)的尺寸相同的鏤空型泡殼，如方孔、長方孔狀鏤空泡殼(如圖3)，圓孔、橢圓孔狀鏤空泡殼(如圖4)與僅僅分布在泡殼上下兩端的錐形孔狀鏤空泡殼(如圖5)，組成本實施例的廣品系列。
[0022]本實用新型的實施例2為一種功率4W的LED螺旋型蠟燭燈，色溫6500K，輸出光通量不低于350Lm，燈頭為E14型，鏤空型泡殼的外形尺寸等同于C35蠟燭型白熾燈泡殼。LED發(fā)光體采用一種外輪廓呈圓錐形(螺旋的旋轉(zhuǎn)半徑從頂部到尾端逐步增大)的雙螺旋型貼片式LED燈條(外形示意圖如圖14、圖17)，采用20顆1430型的0.2W色溫6500K的LED燈珠貼裝在條形招基印刷電路板上。成形后的螺旋圈數(shù)為3圈，3圈的內(nèi)徑分別為13mm、17mm與20mm，圈與圈之間的間距4mm。此圓錐形雙螺旋LED燈條的引出電極通過焊接一段導體與驅(qū)動電路輸出端連接，其它未說明之處與實施例1類似。本實施例的LED螺旋型蠟燭燈的整體結(jié)構(gòu)示意圖的剖視圖如圖6，其中由透明PC塑料構(gòu)成的具有長條形鏤空的蠟燭型泡殼示意圖的正視圖如圖7。
[0023]本實用新型實施例3為一種功率50W的大功率LED螺旋燈，色溫6500K，輸出光通量不低于4500Lm，燈頭為E27型。整個外殼為透明或透光的PC塑料構(gòu)成的長條孔狀鏤空型泡殼，夕卜形呈圓桶形，其外徑為80mm，長度為180mm;泡殼的實體部分的條形塑料的寬度為2mm，厚度為1.5mm;長條孔形鏤空的寬度為3mm，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖9所示。LED發(fā)光體為一種外輪廓呈子彈形的雙螺旋貼片式LED燈條，其靠近螺旋頂端的螺旋旋轉(zhuǎn)半徑隨距頂端的距離增大而增大，其中第一圈內(nèi)徑為25mm，第二圈內(nèi)徑35mm，第三圈至第10圈(最后一圈)內(nèi)徑均為40mm;燈條的條形基板為鋁基PCB板，寬板區(qū)(8)的寬度與長度均為8mm;窄板區(qū)(9)的寬度與長度均為2mm;圈與圈之間的間距6mm;招基板厚度為1.5mm。采用2835型的0.5W/3V的色溫6500K的LED燈珠120顆分別貼裝在條形鋁基板對應的寬板區(qū)上;LED串聯(lián)之總電壓為360V，選用50W升壓型驅(qū)動電路。其他未說明之處均與實施例1類似。本實施例的大功率LED螺旋燈的整體結(jié)構(gòu)示意圖的剖視圖如圖8所示。本實施例也采用如圖1O所示的僅僅分布在泡殼上下兩端的錐形孔狀鏤空的泡殼，組成本實施例的產(chǎn)品系列。
【主權(quán)項】
1.一種LED螺旋燈，由燈頭(I)、驅(qū)動電路(2)、LED發(fā)光體(3)以及外殼(4)所組成，其特征為其中的LED發(fā)光體(3)為雙螺旋形的貼片式LED燈條，且處于螺旋頂部(12)的LED燈珠(7)的發(fā)光面朝向螺旋的軸線方向向外，處于螺旋側(cè)面的LED燈珠(7)的發(fā)光面轉(zhuǎn)變?yōu)槌蚵菪膹较蛳蛲?，即從螺旋頂部到螺旋?cè)面，LED燈珠逐步翻轉(zhuǎn)了90度，從而使燈條上的LED燈珠的發(fā)光射向四面八方;其中的外殼(4)為透明或透光塑料構(gòu)成的鏤空型泡殼，使泡殼內(nèi)外的空氣通過泡殼的鏤空部分能夠順暢流通。2.如權(quán)利要求1所述的一種LED螺旋燈，其特征為其中的LED發(fā)光體(3)為雙螺旋形的貼片式LED燈條，此螺旋燈條為貼片式LED燈珠(7)貼裝在條形金屬基板PCB上所構(gòu)成，且其中的條形金屬基板PCB的結(jié)構(gòu)特征為間隔地改變其寬度，具有寬板區(qū)(8)與窄板區(qū)(9)，寬板區(qū)(8)上貼裝貼片式LED燈珠(7)，窄板區(qū)(9)上不貼裝燈珠而用于在燈條彎曲成形時產(chǎn)生形變。3.如權(quán)利要求1所述的一種LED螺旋燈，其特征為其中的LED發(fā)光體(3)為雙螺旋形的貼片式LED燈條，螺旋燈條的兩個尾端分別為其正、負引出電極(10)，并分別與驅(qū)動電路(2)的輸出端連接，或者通過導體與驅(qū)動電路(2)的輸出端連接。4.如權(quán)利要求1所述的一種LED螺旋燈，其特征為其中的LED發(fā)光體(3)為雙螺旋形的貼片式LED燈條，且燈條的每圈螺旋的旋轉(zhuǎn)半徑相等。5.如權(quán)利要求1所述的一種LED螺旋燈，其特征為其中的LED發(fā)光(3)體為雙螺旋形的貼片式LED燈條，且燈條的每圈螺旋的旋轉(zhuǎn)半徑隨著距螺旋頂端(12)的距離增大而增大。6.如權(quán)利要求1所述的一種LED螺旋燈，其特征為其中的LED發(fā)光體(3)為雙螺旋形的貼片式LED燈條，且燈條中靠近頂端(12)的螺旋的旋轉(zhuǎn)半徑隨距頂端的距離增大而增大，如此旋轉(zhuǎn)2至10圈后螺旋半徑不再變化而等半徑旋轉(zhuǎn)至螺旋燈條的尾端(10)。7.如權(quán)利要求1所述的一種LED螺旋燈，其特征為其中的LED發(fā)光體(3)為雙螺旋形的貼片式LED燈條，且整個螺旋燈條的內(nèi)外表面涂覆一層透明或透光的絕緣層。8.如權(quán)利要求1所述的一種LED螺旋燈，其特征為其中的外殼(4)為透明或透光塑料構(gòu)成的鏤空型泡殼，泡殼包含有實體部分(5)與鏤空部分(6)，其中鏤空部分(6)為長條孔狀，或為方孔、長方孔狀，或為圓孔、橢圓孔狀，或為上窄下寬、上寬下窄的錐形孔狀。9.如權(quán)利要求1所述的一種LED螺旋燈，其特征為其中的外殼(4)為透明或透光塑料構(gòu)成的鏤空型泡殼，泡殼的鏤空部分(6)分布在泡殼的整個表面，或者鏤空部分(6)只分布在泡殼的上下兩端。
【文檔編號】F21V29/503GK205480304SQ201620039373
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月13日
【發(fā)明人】李先栗, 李博
【申請人】李博