專利名稱：通用型led燈泡的構建方法及卡環透鏡式的led燈泡的制作方法
技術領域：
本發明涉及通用型LED燈泡的構建方法及卡環透鏡式的LED燈泡，屬于LED照明技術領域。
背景技術：
半導體照明作為新一代照明技術，具有光電轉換率高、光源方向易控、照明時段和方式易控、光源顯色性高、合理設計下具有較高的功率因數等其他現有照明技術無法比擬的五大節能優勢，受到全球投資者的青睞和各國政府的大力扶持。當前LED照明燈的發光效率大多可超過70LM/W，比傳統的節能燈更具節能優勢。理論上綠光LED發光效率可高達683LM/W ;白光LED的理論效率也可達182. 45LM/W，因此LED照明效率提升的空間巨大。在現行的大功率LED照明產品設計中，特別是大功率LED燈，由于散熱的原因，組件一個大功率LED燈時，采用LED光模組、驅動電源及燈具三者一體化設計，即LED光模組、驅動電源及燈具等部件必須配套生產，形成了所謂“LED有燈無燈泡”的局面。這為LED照明產品帶來了制造成本高、使用不便、維修困難等一系列的致命問題。首先制造上無法實現全國乃至全球的統一標準化生產，導致產品規格多、批次少，價格高昂；其次是各家的產品各式各樣，互不通用，更不能互換；第三是產品故障時需要將LED光模組、驅動電源、燈具等整體總成取下維修，維修極為不便，非常容易形成故障擴大化和維修拖延、維修費用高昂等缺陷。這些缺陷極大地制約了 LED照明的推廣使用，是LED照明產品推廣中的硬傷。
發明內容
本發明的目的在于，提供通用型LED燈泡的構建方法及卡環透鏡式的LED燈泡。它自身結構簡單穩固，便于安裝，可以自帶散熱器獨立工作，也可以安裝在燈具附帶的散熱器上，使用上可靈活多變，本發明使LED燈泡與燈具和照明控制等產品實現在生產上和使用上各自獨立，使LED照明產品大幅度地減少生產環節、提高生產批量化、有利于LED節能照明產品的產業化。本發明的技術方案通用型LED燈泡的構建方法，其特點是以透鏡卡環為燈泡的支撐主體，支撐LED燈泡光機核心構件，并以配光光學透鏡作為輔助支撐結構，且配光光學透鏡還作為的LED光機核心構件的安裝基座，或還配合內卡環作為LED燈泡散熱器的安裝基座；透鏡卡環上設有安裝法蘭用于燈泡的安裝；所述LED燈泡光機核心構件由導熱支架、光機模組、內卡環和配光光學透鏡構成，其中光機模組外設有內罩，導熱支架上設有電氣接插件；所述的光機模組由光機模板、LED芯片組和相關的線路通過固晶和封裝組成，或其中還集成有供電驅動芯片。光機模板為規格化的導熱基板。規格化如何解釋？
上述的通用型LED燈泡的構建方法中，所述透鏡卡環直徑為燈泡外徑D，燈泡外徑D與構成的LED燈泡功率上限W成W= 1. 1812e°_ °361D的關系，在W= 1. 1812e°_ °361D的關系曲線上D取離散的數值進行構建多個固定燈泡外徑D尺寸的LED燈泡，以提高LED燈泡的互換性和通用性；在所述燈泡外徑D，在W=L 1812e0·036111的關系曲線上，D以20mm為下限，以130mm為上限，每10毫米為I段，分成12段構成有限量的燈泡外徑規格，用少量的燈泡外徑規格來進一步提高LED燈泡的互換性和通用性；所述透鏡卡環的安裝法蘭上的法蘭固定孔均布在直徑Dl上，直徑Dl為燈泡外徑D減固定螺釘螺帽直徑再減去O. 8^4mm的留邊值；所述的LED燈泡在燈具上散熱器界面開孔直徑D2為燈泡外徑D減雙倍固定螺釘螺帽直徑再減去相應Dl的雙倍留邊值。所述的LED燈泡的安裝界面包括燈具上與LED燈泡的接觸面和連接孔。前述的通用型LED燈泡的構建方法中，所述的配光光學透鏡內設有凹槽，且凹槽上設有臺階，在臺階內粘結導熱支架與光機模組相結合的一體結構，使光機模組被封存在配光光學透鏡和導熱支架之間的密封防水空間內；或者，光機模組外環繞還有內卡環，或者在配光光學透鏡的凹槽邊與內罩之間還設置內環罩，使光機模組封存在導熱支架和配光光學透鏡的凹槽之間的密封的防水空間內；內卡環或還配合配光光學透鏡作為LED燈泡散熱器的安裝基座，內卡環上端與導熱支架粘結，下端設有散熱器固定穿孔，且固定穿孔內設有壓邊用于防水，同時防止散熱器固定螺釘擠壞導熱支架；通過調節配光光學透鏡和導熱
支架的厚度，使透鏡卡環安裝時，導熱支架能緊密貼緊散熱器；或者，所述的導熱支架與光機模板采用相同非金屬導熱材料構建為一體；所述的光機模板為金屬材料導熱基板，通過PCB印刷電路板技術獲得電路；或為非金屬材料導熱基板，其上采用銀漿印刷電路技術嵌合電路。這個結構使LED光源芯片到散熱器間的結構更加簡單，芯片發熱會迅速傳導至光機模板上分散，有利于降低LED芯片結溫,提高LED光源的使用壽命。前述的通用型LED燈泡的構建方法中，所述導熱支架上設有散熱器，散熱器和導熱支架之間設有導熱墊；所述散熱器為非金屬散熱器總成，非金屬散熱器總成包括非金屬散熱器和導熱轉換支架，非金屬散熱器和導熱轉換支架采用超細非金屬導熱材料(如細度小于300目的氧化鋁、碳化硅等)通過低溫擠壓成型呈篩孔狀后高溫燒結獲得，二者接觸面通過涂刷導熱粘結劑后，粘結結成一體，且導熱轉換支架成架空狀，非金屬散熱器為篩孔狀，導熱轉換支架將非金屬散熱器架空，使空氣可以從導熱轉換支架進入非金屬散熱器的篩孔內。非金屬散熱器的固定螺孔內填充膠套或螺釘固定膠，供固定螺釘連接，非金屬散熱器外設置散熱器外罩(散熱器外罩可采用金屬材料沖壓或塑料壓鑄制成，美化燈泡外觀)；或者所述散熱器為金屬散熱器，金屬散熱器和導熱支架之間設有導熱墊，所述金屬散熱器采用中空結構，中空部分填充有泡沫金屬，并在中空結構內注入超導液，中空結構通過上下堵頭，采用過盈配合壓入或螺紋封膠旋入形成密閉空間，并將密閉空間抽成真空；散熱器固定螺釘穿過內卡環上的固定穿孔與非金屬散熱器或金屬散熱器的散熱器固定螺孔連接。前述的通用型LED燈泡的構建方法中，所述光機模組上的LED芯片上噴涂熒光粉再覆蓋透明硅膠；或者將LED芯片數量按植物需要的藍紅光比例配置，焊接好的LED芯片僅覆蓋透明硅膠封裝；或者，所述光機模組上的LED芯片僅由透明硅膠封裝，然后在封裝后的光機模組外設置內側涂覆熒光粉的內罩；或者所述光機模組上的LED芯片不封膠，光機模組外設置裝有透明絕緣導熱液的凹形內罩，透明絕緣導熱液內設有熒光粉，所述凹形內罩為薄型內凹結構的彈性內罩。所述光機模組上的LED芯片上噴涂熒光粉再覆蓋透明硅膠；或者將光機模組上LED芯片數量按植物需要的藍紅光比例配置，焊接好的LED芯片僅覆蓋透明硅膠封裝；光機模組上的LED芯片還可采用傳統的封裝方案封裝，即LED芯片上噴涂熒光粉再覆蓋透明硅膠，不使用內罩；用于農業生產照明時，光機模組上的LED芯片數量按植物需要的藍紅光比例配置，焊接好的LED芯片僅覆蓋透明硅膠封裝。前述的通用型LED燈泡的構建方法中，所述光機模組上的LED芯片由透明硅膠封裝，然后在封裝后的光機模組外設置內側涂覆熒光粉的內罩，這個結構使熒光粉比直接噴涂在芯片上更加均勻，讓熒光粉遠離LED發熱芯片，LED芯片能在承受相對高一點的溫度下運行，改善了 LED的運行條件，對降低LED燈泡光衰很有效，LED出光效果更好，且熒光粉用量也不會大幅增加；或者所述光機模組上的LED芯片不封膠，光機模組外設置裝有透明絕緣導熱液的凹形內罩，透明絕緣導熱液內設有熒光粉，所述凹形內罩為薄型內凹結構的彈性內罩，這個結構中當LED通電發熱時，透明絕緣導熱液因受熱而流動帶走了芯片的發熱，使熱量在較大的面積上與散熱器交換，避免了傳統方案LED芯片及周圍熒光粉的局部高熱，有效地減少了 LED光衰的發生，且當透明絕緣導熱液受熱膨脹時，內凹的凹形內罩向外突出，增大容積接受液體膨脹的體積，避免液體膨脹使內罩密封失效。
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前述的通用型LED燈泡的構建方法中，所述導熱支架上開設接插件公頭固定孔，在將帶插針的電氣接插件公頭插入接插件公頭固定孔，并以插入燈泡內部的部分為固定端進行固定，插針的尾端與通用型LED燈泡內的光機模板焊接，使得通用型LED燈泡外表面上形成一個簡單電氣接口，安裝時只需將電氣接插件公頭與帶電纜的電氣接插件母頭對接后，再固定通用型LED燈泡即實現通用型LED燈泡的電氣連接；通過對所述電氣接插件公頭在導熱支架上孔的偏心位置和電氣接插件公頭固定端尺寸的限定，使LED燈泡內的光機模板能滿足布置LED芯片和驅動電源芯片的需要和對位需要；所述的帶插針的電氣接插件為四針結構，其中，二針為電源接入；二針為控制接入；所述固定端，為螺母固定方式或熔接環固定方式；固定端為螺母固定方式時，在電氣接插件公頭與導熱支架之間增加防水膠圈進行防水；為防止旋轉，電氣接插件公頭上設置防滑槽，所述的導熱支架穿孔處設置相應凸起；所述電氣接插件母頭，上設置3孔法蘭，通過固定螺釘固定于燈具散熱器上，在電氣接插件母頭和散熱器之間設置調節膠墊來調節厚度，保證防水面嚴實；或在電氣接插件公頭上設置外螺紋與設有防水膠圈的電氣接插件母頭上固定螺母的內螺紋配合固定進行防水；在電氣接插件母頭上設置嵌槽，嵌槽內設置防水膠圈進行防水。根據前述方法構建的卡環透鏡式的LED燈泡，其特點是包括帶安裝法蘭的透鏡卡環，透鏡卡環內至少依次設有導熱支架、光機模組和配光光學透鏡；配光光學透鏡上設有凹槽，且凹槽內設有臺階，臺階內粘結有導熱支架，導熱支架上粘結有光機模組，導熱支架上固定有電氣接插件公頭，光機模組外設置內罩，配光光學透鏡的凹槽邊與內罩之間或還設置內環罩，光機模組封存在導熱支架和配光光學透鏡之間的密封防水空間內，且透鏡卡環安裝時能保證導熱支架的上表面緊貼散熱器；或者光機模組外還環繞有內卡環，內卡環上部與導熱支架粘結，內卡環下端設有散熱器固定穿孔，且固定穿孔內設有壓邊用于防水，同時防止散熱器固定螺釘擠壞導熱支架；或者，所述的導熱支架與光機模板采用相同非金屬導熱材料構建為一體；所述的光機模板為金屬材料導熱基板，通過PCB印刷電路板技術獲得電路；或為非金屬材料導熱基板，其上采用銀漿印刷電路技術嵌合電路。前述的卡環透鏡式的LED燈泡中，所述導熱支架上設有散熱器；所述散熱器為非金屬散熱器總成，非金屬散熱器總成包括非金屬散熱器和其下方架空狀的導熱轉換支架，非金屬散熱器的散熱器固定螺孔內填充膠套或螺釘固定膠，供固定螺釘連接，非金屬散熱器外設置散熱器外罩；或者所述散熱器為金屬散熱器，金屬散熱器和導熱支架之間設有導熱墊，所述金屬散熱器包括散熱片，散熱片中間設有超導液腔，超導液腔內填充有泡沫金屬，并設有超導液，超導液腔兩端設有上堵頭和下堵頭，上堵頭或下堵頭上設有真空抽吸管；所述散熱器上還設有用于穿設電纜的電纜孔和散熱器固定螺孔，連接散熱器固定螺孔的散熱器固定螺釘穿過內卡環和導熱支架上的固定穿孔，使LED燈泡散熱器固定在導熱支架和配光光學透鏡上。所述光機模組上LED芯片外僅設有封裝用的透明硅膠，且所有帶透明硅膠的光機模組外設內罩，內罩內層設有熒光粉涂層；或者所述光機模組上LED芯片不封裝硅膠，所述光機模組外設置裝有透明絕緣導熱液的凹形內罩，光機模組上LED芯片浸泡在透明絕緣導熱液中，透明絕緣導熱液內設有熒光粉，所述凹形內罩為薄型內凹結構的彈性內罩。前述的卡環透鏡式的LED燈泡中，所述導熱支架上設有電氣接插件，電氣接插件包括電氣接插件公頭，所述電氣接插件公頭上設有插針，插針尾段的插針焊點與光機模組焊接；所述電氣接插件公頭穿過通用型LED燈泡上的接插件公頭固定孔后設有固定端進行固定；電氣接插件公頭與帶插孔的電氣接插件母頭配合連接，電氣接插件母頭與電纜相連； 所述的電氣接插件插針為四針結構，其中~■針為電源接入；~■針為控制接入。前述的卡環透鏡式的LED燈泡中，所述固定端為熔接環；或者所述固定端為固定螺母，電氣接插件公頭上還設置防水膠圈嵌槽，防水膠圈嵌槽內設置防水膠圈；為防止旋轉，電氣接插件公頭上設置防滑槽，所述的導熱支架穿孔處設置相應凸起；所述電氣接插件母頭上設有三孔法蘭，并通過三孔法蘭和接插件母頭固定螺釘與散熱器或燈具上的導熱轉換板固定，且法蘭和散熱器或燈具上的導熱轉換板之間還設有固定調節膠墊，保證防水面嚴實；或者所述電氣接插件公頭設有外螺紋，通過與設有防水膠圈的電氣接插件母頭上固定螺母的內螺紋配合固定在電氣接插件公頭上；所述電氣接插件母頭上設有嵌槽，嵌槽內設有防水膠圈。與現有技術相比，本發明以透鏡卡環為整個燈泡的支撐部件，然后在透鏡卡環內以內卡環為輔助支撐，最后形成了內卡環以及與內卡環相粘結的光機模組和導熱支架構造LED燈泡光源體結構，因此結構極其穩定。而且本發明的光機模組被封存在內卡環、導熱支架和透鏡圍成的封閉區間內，在不外加其它防水件的情況下使燈泡的防水性能大大提高。利用本發明的卡環透鏡式的LED燈泡組建燈具簡單易行、靈活多變，這樣讓LED燈的燈泡、燈具和照明控制產品實現在生產上和使用上各自獨立，使LED照明產品大幅度地減少生產環節、提高生產批量化、有利于LED節能照明產品的產業化。且本發明通過在LED燈泡上以開孔方式將一個帶插針的電氣接插件公頭固定在孔內，且從燈泡內部進行線路焊接和機械固定，整個通用型LED燈泡的外圍結構簡潔平整，避免了 LED燈泡外帶電纜線，安裝燈泡時，只需在電氣接插件公頭對準電纜線上的電氣接插件母頭，再對LED燈泡進行機械固定后，同時也實現了通用型LED燈可靠的電氣連接。而且本發明的電氣接插件公頭和母頭之間的連接在幾乎無需增加額外費用的情況下即可直接實現可靠防水功能，因此安裝了本發明的電氣接插件的通用型LED燈泡即可用于室內也可用于室外，也可用于需要防爆的環境，極大地拓開了 LED燈泡的使用范圍。
圖I :本發明燈泡凸透鏡方案帶非金屬散熱器外觀圖；圖2 :本發明燈泡凸透鏡方案帶金屬散熱器外觀 圖3 :本發明LED燈泡凸透鏡防水接插件方案外觀 圖4 :本發明LED燈泡光機核心構件結構示意 圖5:本發明燈泡結構 圖6 :本發明實施例的一種導熱轉換支架外形 圖7 :本發明實施例的C形內卡環外形圖； 圖8 :本發明實施例的光機模組與導熱支架裝配外觀 圖9 :本發明實施例帶平內罩的光機模組總成外觀 圖10 :本發明實施例導熱支架及電器接插件和內卡環與光機模組總成裝配外觀 圖11 :本發明實施例凹形內罩剖面 圖12 :本發明實施例非金屬散熱器截面 圖13 :本發明實施例非金屬散熱器總成外觀 圖14 :本發明實施例金屬散熱器截面 圖15 :本發明實施例金屬散熱器內部結構示意 圖16 :本發明實施例的小口徑燈泡的結構及電氣接插件裝配示意 圖17 :本發明實施例的大口徑燈泡的結構及電氣接插件裝配示意 圖18 :本發明熔結環固定端電氣接插件公頭結構示意 圖19 :本發明螺母固定端電氣接插件公頭結構示意圖一；
圖20 :本發明螺母固定端電氣接插件公頭結構示意圖二 ；
圖21 :本發明帶外螺紋的電氣接插件公頭結構示意 圖22 :本發明熔結環固定端電氣接插件針式公頭結構示意 圖23 :本發明螺母固定端電氣接插件針式公頭結構示意 圖24 :本發明彎型固定連接的電氣接插件母頭結構示意 圖25 :本發明直型固定連接的電氣接插件母頭結構示意 圖26 :本發明直型非固定連接的電氣接插件母頭結構示意 圖27 :本發明實施例燈泡端安裝界面尺寸及開孔圖；；
圖28 :本發明在隧道燈上的應用示例；
圖29 :本發明在路燈上的應用示例。圖30 :本發明在螺口燈上的應用示例；
圖31 :本發明小規格燈泡凸透鏡方案外觀 附圖中的標記為1_導熱轉換支架，2-導熱墊，3-導熱支架，4-光機模組，6-內罩，7-配光光學透鏡，8-透鏡卡環，9-燈泡外罩，10-電氣接插件母頭，IOA-帶電纜的防水接頭，11-電氣接插件公頭，IlA-電纜固定頭，12~散熱器固定螺釘，14-透鏡卡環固定螺釘，15-固定端，16-防水膠圈，17-插針，18-防水膠圈嵌槽，19-插針焊點，22-接插件公頭固定孔，23-散熱器固定穿孔，24-固定調節膠墊，25-接插件母頭固定螺釘，26-防滑槽，27-導熱轉換板，28-固定螺母，32-真空抽吸管，33-上堵頭，34-散熱片，35-下堵頭，36-電纜孔，37-泡沫金屬，38-散熱器固定螺孔，39-頂裝固定法蘭，40-外置電源盒，42-篩孔，61-凹形內罩，62-內環罩，81-內卡環，101-散熱器外罩，102-本發明LED燈泡，103-散熱器，105-燈泡固定螺釘，301-燈泡安裝法蘭固定孔。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明，但并不作為對本發明限制的依據。實施例。通用型LED燈泡的構建方法，以透鏡卡環為燈泡的支撐主體，支撐LED燈泡光機核心構件，并配光光學透鏡作為輔助支撐結構，且配光光學透鏡還作為的LED光機核心構件的安裝基座，或還配合內卡環作為LED燈泡散熱器的安裝基座；透鏡卡環上設有安裝法蘭用于燈泡的安裝；所述LED燈泡光機核心構件由導熱支架、光機模組、內卡環和配光光學透鏡構成，其中光機模組外設有內罩，導熱支架上設有電氣接插件；所述的光機模組由光機模板、LED芯片組和相關的線路通過固晶和封裝組成，或其中還集成有供電驅動芯片。所述透鏡卡環直徑為燈泡外徑D，燈泡外徑D與構成的LED燈泡功率上限W成W=L 1812e0·036111的關系，在W=L 1812e0·036111的關系曲線上D取離散的數值進行構建多個固 定燈泡外徑D尺寸的LED燈泡，以提高LED燈泡的互換性和通用性；在所述燈泡外徑D，在W=L 1812e0·036111的關系曲線上，D以20mm為下限，以130mm為上限，每10毫米為I段，分成12段構成有限量的燈泡外徑規格，用少量的燈泡外徑規格來進一步提高LED燈泡的互換性和通用性；所述透鏡卡環的安裝法蘭上的法蘭固定孔均布在直徑Dl上，直徑Dl為燈泡外徑D減固定螺釘螺帽直徑再減去O. 8^4mm的留邊值；所述的LED燈泡在燈具上散熱器界面開孔直徑D2為燈泡外徑D減雙倍固定螺釘螺帽直徑再減去相應Dl的雙倍留邊值；所述的LED燈泡的安裝界面包括燈具上與LED燈泡的接觸面和連接孔；所述的配光光學透鏡內設有凹槽，且凹槽上設有臺階，在臺階內粘結導熱支架與光機模組相粘結的一體結構，或者光機模組外還環繞有內卡環，電氣接插件固定在導熱支架上，光機模組外設置內罩，在配光光學透鏡的凹槽邊與內罩之間或還設置內環罩，使光機模組封存在導熱支架和配光光學透鏡的凹槽之間的密封的防水空間內；內卡環或還配合配光光學透鏡作為LED燈泡散熱器的安裝基座，內卡環上端與導熱支架粘結，下端設有散熱器固定穿孔，且固定穿孔內設有壓邊用于防水，同時防止散熱器固定螺釘擠壞導熱支架；通過調節配光光學透鏡、內卡環和導熱支架的厚度，使透鏡卡環安裝時，導熱支架能緊密貼緊散熱器；所述的導熱支架與光機模板或采用相同非金屬導熱材料構建為一體；；所述的光機模板為金屬材料導熱基板，通過PCB印刷電路板技術獲得電路；或為非金屬材料導熱基板，其上采用銀漿印刷電路技術嵌合電路。所述導熱支架上設有散熱器，散熱器和導熱支架之間設有導熱墊；所述散熱器為非金屬散熱器總成，非金屬散熱器總成包括非金屬散熱器和導熱轉換支架，非金屬散熱器和導熱轉換支架采用超細非金屬導熱材料(如氧化鋁、碳化硅等)通過低溫擠壓成型后高溫燒結獲得，二者接觸面通過涂刷導熱粘結劑后，粘結結成一體，非金屬散熱器的固定螺孔內填充膠套或螺釘固定膠，供固定螺釘連接，非金屬散熱器外設置散熱器外罩(散熱器外罩可采用金屬材料沖壓或塑料壓鑄制成，美化燈泡外觀)，且導熱轉換支架成架空狀，非金屬散熱器為篩孔狀，導熱轉換支架將非金屬散熱器架空，使空氣可以從導熱轉換支架進入非金屬散熱器的篩孔內；或者所述散熱器為金屬散熱器，金屬散熱器和導熱支架之間設有導熱墊，所述金屬散熱器采用中空結構，中空部分填充有泡沫金屬，并在中空結構內注入超導液，中空結構通過上下堵頭，采用過盈配合壓入或螺紋封膠旋入形成密閉空間，并將密閉空間抽成真空；散熱器固定螺釘穿過內卡環上的固定穿孔與非金屬散熱器或金屬散熱器的散熱器固定螺孔連接。述LED芯片上噴涂熒光粉再覆蓋透明硅膠；或者將LED芯片數量按植物需要的藍紅光比例配置，焊接好的LED芯片僅覆蓋透明硅膠封裝；或者，所述LED芯片僅由透明硅膠封裝，然后在封裝后的LED芯片外設置內側涂覆熒光粉的內罩；或者所述LED芯片不封膠，LED芯片外設置裝有透明絕緣導熱液的凹形內罩，透明絕緣導熱液內設有熒光粉，所述凹形內罩為薄型內凹結構的彈性內罩。所述導熱支架上開設穿孔，在將帶插針的電氣接插件公頭插入穿孔，并以插入燈泡內部的部分為固定端進行固定，插針的尾端與通用型LED燈泡內的光機模板焊接，使得通用型LED燈泡外表面上形成一個簡單電氣接口，安裝時只需將電氣接插件公頭與帶電纜的電氣接插件母頭對接后，再固定通用型LED燈泡即實現通用型LED燈泡的電氣連接；通過對所述電氣接插件公頭在導熱支架上孔的偏心位置和電氣接插件公頭固定端尺寸的限定，使LED燈泡內的光機模板能滿足布置LED芯片和驅動電源芯片的需要和對位需要；所述的帶插針的電氣接插件為四針結構，其中，二針為電源接入；二針為控制接入；所述固定端，為螺母固定方式或熔接環固定方式；固定端為螺母固定方式時，在電氣接插件公頭與導熱支架之間增加防水膠圈進行防水；為防止旋轉，電氣接插件公頭上設置防滑槽，所述的導熱支架穿孔處設置相應凸起；所述電氣接插件母頭，上設置3孔法蘭，通過固定螺釘固定于燈具散熱器上，在電氣接插件母頭和散熱器之間設置調節膠 墊來調節厚度，保證防水面嚴實；或在電氣接插件公頭上設置外螺紋與設有防水膠圈的電氣接插件母頭上固定螺母的內螺紋配合固定進行防水；在電氣接插件母頭上設置嵌槽，嵌槽內設置防水膠圈進行防水。根據上述方法構建的卡環透鏡式的LED燈泡如圖4和5所示，包括帶安裝法蘭的透鏡卡環8，透鏡卡環8內至少依次設有導熱支架3、光機模組4和配光光學透鏡7，配光光學透鏡7上設有凹槽，且凹槽內設有臺階，臺階內內粘結有導熱支架3，導熱支架3上粘結有光機模組4 (如圖8),導熱支架3上固定有電氣接插件公頭11，光機模組4外設置內罩6,配光光學透鏡7凹槽邊與內罩6之間或還設置內環罩62,光機模組4封存在導熱支架3和配光光學透鏡7之間的密封防水空間內。光機模組4外還環繞有內卡環81 (如圖7中C字型的內卡環)，且透鏡卡環8安裝時能保證導熱支架3的上表面緊貼散熱器103 ;內卡環81上端與導熱支架3粘結，下端設有散熱器固定穿孔23，且散熱器固定穿孔23內設有壓邊用于防水，同時防止散熱器固定螺釘擠壞導熱支架；散熱器固定螺釘12穿過內卡環81和導熱支架3上的固定穿孔，使LED燈泡散熱器103固定在導熱支架3和配光光學透鏡7上。即LED燈泡規格較小，無需裝散熱器時，內卡環81可以省去。所述光機模組4由光機模板、LED芯片組和相關的線路通過固晶和封裝組成，或者其中還集成有供電驅動芯片；或者，所述的導熱支架3與光機模板采用相同非金屬導熱材料構建為一體；所述的光機模板為金屬材料導熱基板，通過PCB印刷電路板技術獲得電路；或為非金屬材料導熱基板，其上采用銀漿印刷電路技術嵌合電路。所述導熱支架3上設有散熱器103，散熱器103和導熱支架3之間設有導熱墊2 ;所述散熱器103為非金屬散熱器總成，非金屬散熱器總成包括篩孔狀的非金屬散熱器(如圖13，截面上可看到篩孔42，也可采用其它可以提供通風的結構，如圖6所示)和其下方架空狀的導熱轉換支架1，非金屬散熱器的散熱器固定螺孔33內填充膠套或螺釘固定膠，供固定螺釘連接，非金屬散熱器外設置散熱器外罩101，非金屬散熱器的截面如圖12所示。或者所述散熱器103還可以為金屬散熱器，金屬散熱器和導熱支架3之間設有導熱墊2，所述金屬散熱器包括散熱片34，如圖14和圖15所示，散熱片34中間設有超導液腔，超導液腔內填充有泡沫金屬37，并設有超導液，超導液腔兩端設有上堵頭33和下堵頭35，上堵頭33或下堵頭35上設有真空抽吸管32 ;所述散熱器103上還設有用于穿設電纜的電纜孔36和散熱器固定螺孔38。散熱器固定螺釘12內穿過內卡環81和散熱器103上的散熱器固定穿孔22對散熱器103進行固定到內卡環81。所述光機模組4上LED芯片外設有封裝用的透明硅膠，且所有帶透明硅膠的光機模組4外設內罩6，內罩6內層設有熒光粉涂層，如圖9所示；或者所述光機模組4上LED芯片不封裝硅膠，所述光機模組4外設置裝有透明絕緣導熱液的凹形內罩61，LED芯片浸泡在透明絕緣導熱液中，透明絕緣導熱液內設有熒光粉，所述凹形內罩為截面如圖9所示的薄型內凹結構的彈性內罩，如圖11所示。所述光機模組4由光機模板、LED芯片組和相關的線路通過固晶和封裝組成，或者光機模板上還集成有供電驅動芯片。所述導熱支架3上設有電氣接插件，電氣接插件包括電氣接插件公頭11，所述電
氣接插件公頭11上設有插針17，插針17尾段的插針焊點19與光機模組4焊接；所述電氣接插件公頭11穿過通用型LED燈泡上的接插件公頭固定孔22后設有固定端15進行固定；電氣接插件公頭11與帶插孔的電氣接插件母頭10配合連接，電氣接插件母頭10與電纜相連；電氣接插件母頭10設在帶電纜的防水接頭IOA中電纜另一端的電纜固定頭IlA上。所述的電氣接插件插針為四針結構，其中二針為電源接入；二針為控制接入。所述固定端15為熔接環，如圖18和圖22所示，其中圖22中的電氣接插件公頭11無保護套；或者所述固定端15為固定螺母，電氣接插件公頭11上還設置防水膠圈嵌槽18，防水膠圈嵌槽18內設置防水膠圈16，如圖19、20、21和23所示，其中圖23中的電氣接插件公頭11無保護套；為防止旋轉，電氣接插件公頭11上設置防滑槽26，所述的導熱支架3穿孔處設置相應凸起；所述電氣接插件母頭10上設有三孔法蘭(如圖24和圖25所示)，并通過三孔法蘭和接插件母頭固定螺釘25與散熱器103或燈具上的導熱轉換板27固定，且法蘭和散熱器103或燈具上的導熱轉換板27之間還設有固定調節膠墊24，保證防水面嚴實，如圖16 ;或者所述電氣接插件公頭11設有外螺紋，通過與設有防水膠圈16的電氣接插件母頭10上固定螺母28的內螺紋配合固定在電氣接插件公頭11上，如圖17 ;所述電氣接插件母頭10上設有嵌槽，嵌槽內設有防水膠圈16。其中電氣接插件母頭也可采用如圖26所示的，非固定式的接插件母頭。同時為遮蔽電氣接插件固定端和供電元件等，為保證燈泡的美觀，內罩6與內卡環81之間設置環罩62，如圖10所示。小口徑燈泡(D ^ 70mm) 一般可不設環罩62或內罩6 (也可包括環罩62)，其結構及電氣接插件裝配示意如圖16所示；大口徑燈泡(D>70mm)結構及電氣接插件裝配示意如圖17所示；
燈泡外徑D與構成的LED燈泡功率W上限成W=L 1812e0·036111的關系，在W=L 1812e°_°361D的關系曲線上D取離散的數值進行構建多個固定燈泡外徑D尺寸的LED燈泡，以提高LED燈泡的互換性和通用性。在W=L 1812e0·036111的關系曲線上，D以20mm為下限，以130mm為上限，每10毫米為I段，分成12段構成有限量的燈泡外徑規格，用少量的燈泡外徑規格來進一步提高LED燈泡的互換性和通用性。固定燈泡用的螺孔分布圓Dl和燈具散熱器界面開孔(安裝界面上用于穿過散熱器的開孔)直徑D2受所使用螺釘大小的影響，直徑Dl為燈泡外徑D減固定螺釘螺帽直徑再減去O. 8 4_的留邊值；散熱器界面開孔直徑D2為燈泡外徑D減雙倍固定螺釘螺帽直徑再減去相應Dl的雙倍留邊值；燈泡出線孔距離L (即電氣接插件公頭在導熱支架上的偏心位置)按下表取值。圖I、圖2、圖3和圖31中燈泡外形尺寸外徑D，法蘭螺釘孔分布圓直徑D1，散熱器外徑D3按規定的制造，相關尺寸由如圖27及下表給出。
權利要求
1.通用型LED燈泡的構建方法，其特征在于以透鏡卡環為燈泡的支撐主體，支撐LED燈泡光機核心構件，并以配光光學透鏡作為輔助支撐結構，且配光光學透鏡還作為的LED光機核心構件的安裝基座，或還配合內卡環作為LED燈泡散熱器的安裝基座；透鏡卡環上設有安裝法蘭用于燈泡的安裝；所述LED燈泡光機核心構件由導熱支架、光機模組、內卡環和配光光學透鏡構成，其中光機模組外設有內罩，導熱支架上設有電氣接插件；所述的光機模組由光機模板、LED芯片組和相關的線路通過固晶和封裝組成，或其中還集成有供電驅動芯片。
2.根據權利要求I所述的通用型LED燈泡的構建方法，其特征在于所述透鏡卡環直徑為燈泡外徑D，燈泡外徑D與構成的LED燈泡功率上限W成W=L 1812e°_°361D的關系，在W=L 1812e0·036111的關系曲線上D取離散的數值進行構建多個固定燈泡外徑D尺寸的LED燈泡，以提高LED燈泡的互換性和通用性；在所述燈泡外徑D，在W=L 1812e0·036111的關系曲線上，D以20mm為下限，以130mm為上限，每10毫米為I段，分成12段構成有限量的燈泡外徑規格，用少量的燈泡外徑規格來進一步提高LED燈泡的互換性和通用性；所述透鏡卡環的安裝法蘭上的法蘭固定孔均布在直徑Dl上，直徑Dl為燈泡外徑D減固定螺釘螺帽直徑再減去O. 8^4mm的留邊值；所述的LED燈泡在燈具上散熱器界面開孔直徑D2為燈泡外徑D減雙倍固定螺釘螺帽直徑再減去相應Dl的雙倍留邊值；所述的LED燈泡的安裝界面包括燈具上與LED燈泡的接觸面和連接孔。
3.根據權利要求I所述的通用型LED燈泡的構建方法，其特征在于所述的配光光學透鏡內設有凹槽，且凹槽上設有臺階，在臺階內粘結導熱支架與光機模組相結合的一體結構，或者，光機模組外還環繞有內卡環，在配光光學透鏡的凹槽邊與內罩之間或還設置內環罩，使光機模組封存在導熱支架和配光光學透鏡的凹槽之間的密封的防水空間內；內卡環或還配合配光光學透鏡作為LED燈泡散熱器的安裝基座，內卡環上端與導熱支架粘結，下端設有散熱器固定穿孔，且固定穿孔內設有壓邊用于防水，同時防止散熱器固定螺釘擠壞導熱支架；通過調節配光光學透鏡和導熱支架的厚度，使透鏡卡環安裝時，導熱支架能緊密貼緊散熱器；或者，所述的導熱支架與光機模板采用相同非金屬導熱材料構建為一體；所述的光機模板為金屬材料導熱基板，通過PCB印刷電路板技術獲得電路；或所述光機模板為非金屬材料導熱基板，其上采用銀漿印刷電路技術嵌合電路。
4.根據權利要求I所述的通用型LED燈泡的構建方法，其特征在于所述導熱支架上設有散熱器，散熱器和導熱支架之間設有導熱墊；所述散熱器為非金屬散熱器總成，非金屬散熱器總成包括非金屬散熱器和導熱轉換支架，非金屬散熱器和導熱轉換支架采用超細非金屬導熱材料通過低溫擠壓成型后高溫燒結得到，二者接觸面通過涂刷導熱粘結劑后，粘結結成一體；非金屬散熱器的固定螺孔內填充膠套或螺釘固定膠，供固定螺釘連接，非金屬散熱器外設置散熱器外罩；導熱轉換支架成架空狀，非金屬散熱器為篩孔狀結構，導熱轉換支架將非金屬散熱器架空，使空氣可以從導熱轉換支架進入非金屬散熱器的篩孔內；或者所述散熱器為金屬散熱器，所述金屬散熱器采用中空結構，中空部分填充有泡沫金屬，并在中空結構內注入超導液，中空結構通過上下堵頭，采用過盈配合壓入或螺紋封膠旋入形成密閉空間，并將密閉空間抽成真空；散熱器固定螺釘穿過內卡環上的固定穿孔與非金屬散熱器或金屬散熱器的散熱器固定螺孔連接。
5.根據權利要求I所述的通用型LED燈泡的構建方法，其特征在于所述光機模組上的LED芯片上噴涂熒光粉再覆蓋透明硅膠；或者將LED芯片數量按植物需要的藍紅光比例配置，焊接好的LED芯片僅覆蓋透明硅膠封裝；或者，所述光機模組上的LED芯片僅由透明硅膠封裝，然后在封裝后的光機模組外設置內側涂覆熒光粉的內罩；或者所述光機模組上的LED芯片不封膠，光機模組外設置裝有透明絕緣導熱液的凹形內罩，透明絕緣導熱液內設有熒光粉，所述凹形內罩為薄型內凹結構的彈性內罩。
6.根據權利要求I所述的通用型LED燈泡的構建方法，其特征在于所述導熱支架上開設接插件公頭固定孔，在將帶插針的電氣接插件公頭插入接插件公頭固定孔，并以插入燈泡內部的部分為固定端進行固定，插針的尾端與通用型LED燈泡內的光機模板焊接，使得通用型LED燈泡外表面上形成一個簡單電氣接口，安裝時只需將電氣接插件公頭與帶電纜的電氣接插件母頭對接后，再固定通用型LED燈泡即實現通用型LED燈泡的電氣連接；通過對所述電氣接插件公頭在導熱支架上孔的偏心位置和電氣接插件公頭固定端尺寸的限定，使LED燈泡內的光機模板能滿足布置LED芯片和驅動電源芯片的需要和對位需要；所述的帶插針的電氣接插件為四針結構，其中，二針為電源接入；二針為控制接入；所述固定 端，為螺母固定方式或熔接環固定方式；固定端為螺母固定方式時，在電氣接插件公頭與導 熱支架之間增加防水膠圈進行防水；為防止旋轉，電氣接插件公頭上設置防滑槽，所述的導熱支架穿孔處設置相應凸起；所述電氣接插件母頭，上設置3孔法蘭，通過固定螺釘固定于燈具散熱器上，在電氣接插件母頭和散熱器之間設置調節膠墊來調節厚度，保證防水面嚴實；或在電氣接插件公頭上設置外螺紋與設有防水膠圈的電氣接插件母頭上固定螺母的內螺紋配合固定進行防水；在電氣接插件母頭上設置嵌槽，嵌槽內設置防水膠圈進行防水。
7.根據權利要求I至6任一權利要求所述方法構建的卡環透鏡式的LED燈泡，其特征在于包括帶安裝法蘭的透鏡卡環(8)，透鏡卡環(8)內至少依次設有導熱支架(3)、光機模組(4)和配光光學透鏡(7);配光光學透鏡(7)上設有凹槽，且凹槽內設有臺階，臺階內粘結有導熱支架(3)，導熱支架(3)上粘結有光機模組(4)，導熱支架(3)上固定有電氣接插件公頭(11)，光機模組(4 )外設置內罩(6 ),配光光學透鏡(7)凹槽邊與內罩(6)之間或還設置內環罩(62),光機模組(4)封存在導熱支架(3)和配光光學透鏡(7)之間的密封防水空間內，且透鏡卡環(8)安裝時能保證導熱支架(3)的上表面緊貼散熱器(103);或者光機模組(4)外還環繞有內卡環(81)，內卡環(81)上部與導熱支架(3)粘結，內卡環(81)下端設有散熱器固定穿孔(23)，且散熱器固定穿孔(23)內設有壓邊用于防水，同時防止散熱器固定螺釘擠壞導熱支架；所述光機模組(4)由光機模板、LED芯片組和相關的線路通過固晶和封裝組成，或者其中還集成有供電驅動芯片；或者，所述的導熱支架(3)與光機模板采用相同非金屬導熱材料構建為一體；所述的光機模板為金屬材料導熱基板，通過PCB印刷電路板技術獲得電路；或為非金屬材料導熱基板，其上采用銀漿印刷電路技術嵌合電路。
8.根據權利要求7所述的卡環透鏡式的LED燈泡，其特征在于所述導熱支架(3)上設有散熱器(103)，散熱器(103)和導熱支架(3)之間設有導熱墊(2);所述散熱器(103)為非金屬散熱器總成，非金屬散熱器總成包括篩孔狀的非金屬散熱器和其下方架空狀的導熱轉換支架(1)，非金屬散熱器的散熱器固定螺孔(33)內填充膠套或螺釘固定膠，供固定螺釘連接，非金屬散熱器外設置散熱器外罩(101);或者所述散熱器(103)為金屬散熱器，所述金屬散熱器包括散熱片(34)，散熱片(34)中間設有超導液腔，超導液腔內填充有泡沫金屬(37)，并設有超導液，超導液腔兩端設有上堵頭(33)和下堵頭(35)，上堵頭(33)或下堵頭(35)上設有真空抽吸管(32);所述散熱器(103)上還設有用于穿設電纜的電纜孔(36)和散熱器固定螺孔(38)，連接散熱器固定螺孔(38)的散熱器固定螺釘(12)穿過內卡環(81)和導熱支架(3)上的固定穿孔，使LED燈泡散熱器(103)固定在導熱支架(3)和配光光學透鏡(7)上。
9.根據權利要求7所述的卡環透鏡式的LED燈泡，其特征在于所述光機模組(4)上LED芯片外僅設有封裝用的透明硅膠，且所有帶透明硅膠的光機模組(4)外設內罩(6)，內罩(6)內層設有熒光粉涂層；或者所述光機模組(4)上LED芯片不封裝硅膠，所述光機模組·(4)外設置裝有透明絕緣導熱液的凹形內罩(61)，光機模組(4)上LED芯片浸泡在透明絕緣導熱液中，透明絕緣導熱液內設有熒光粉，所述凹形內罩為薄型內凹結構的彈性內罩。
10.根據權利要求7所述的卡環透鏡式的LED燈泡，其特征在于所述導熱支架(3)上設有電氣接插件，電氣接插件包括電氣接插件公頭(11)，所述電氣接插件公頭(11)上設有插針(17)，插針(17)尾段的插針焊點(19)與光機模組(4)焊接；所述電氣接插件公頭(11)穿過通用型LED燈泡上的接插件公頭固定孔(22)后設有固定端(15)進行固定；電氣接插件公頭(11)與帶插孔的電氣接插件母頭(10)配合連接，電氣接插件母頭(10)與電纜相連；所述的電氣接插件插針為四針結構，其中~■針為電源接入；~■針為控制接入。
11.根據權利要求10所述的卡環透鏡式的LED燈泡，其特征在于所述固定端(15)為熔接環；或者所述固定端(15)為固定螺母，電氣接插件公頭(11)上還設置防水膠圈嵌槽(18)，防水膠圈嵌槽(18)內設置防水膠圈(16);為防止旋轉，電氣接插件公頭(11)上設置防滑槽(26)，所述的導熱支架(3)穿孔處設置相應凸起；所述電氣接插件母頭(10)上設有三孔法蘭，并通過三孔法蘭和接插件母頭固定螺釘(25)與散熱器(103)或燈具上的導熱轉換板(27)固定，且法蘭和散熱器(103)或燈具上的導熱轉換板(27)之間還設有固定調節膠墊(24)，保證防水面嚴實；或者所述電氣接插件公頭(11)設有外螺紋，通過與設有防水膠圈(16 )的電氣接插件母頭(10 )上固定螺母(28 )的內螺紋配合固定在電氣接插件公頭(11)上；所述電氣接插件母頭(10)上設有嵌槽，嵌槽內設有防水膠圈(16)。
全文摘要
本發明公開了通用型LED燈泡的構建方法及卡環透鏡式的LED燈泡，以透鏡卡環為燈泡的支撐主體，支撐LED燈泡光機核心構件，并以配光光學透鏡作為輔助支撐結構，且配光光學透鏡還作為的LED光機核心構件的安裝基座，或還配合內卡環作為LED燈泡散熱器的安裝基座；透鏡卡環上設有安裝法蘭用于燈泡的安裝。本發明的燈泡自身可以自帶散熱器獨立工作，也可以安裝在燈具附帶的散熱器上，使用上可靈活多變，使其與燈具和照明控制產品實現在生產上和使用上各自獨立，使LED照明產品大幅度地減少生產環節、提高生產批量化、有利于LED節能照明產品的產業化。
文檔編號F21V29/00GK102777799SQ20121025556
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月23日 優先權日2012年7月23日
發明者張哲源, 張繼強 申請人:貴州光浦森光電有限公司