大功率led燈具及其加工方法
【專利摘要】本發明涉及大功率LED燈具及其加工方法，其中，大功率LED燈具包括基板和散熱器，散熱器包括均溫板、散熱底板以及散熱翅板，均溫板與散熱底板的下表面通過摩擦焊接固定在一起，散熱底板的上表面上均勻開設多個平行設置的插接槽，插接槽沿散熱底板橫向方向延伸，散熱翅板插設在插接槽中，散熱翅板被對應插接槽的槽壁頂部夾持且散熱翅板與對應插接槽之間設有導熱硅膠，U型均溫管的下臂沿縱向方向半埋嵌設在散熱底板的上表面且縱向穿設在各所述散熱翅板的底部，U型均溫管的上臂穿設在各所述散熱翅板的上部。本發明的大功率LED燈具，散熱器的散熱效率大大增強，大功率LED燈具的燈珠溫度顯著降低，光衰大大減小，壽命大大增長，效果非常好。
【專利說明】
大功率LED燈具及其加工方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及照明領域中的大功率LED燈具，還涉及大功率LED燈的加工方法。
【背景技術】
[0002]LED燈具以其自己的優異特性，在現如今已經越來越普及。眾所周知，發熱較多是LED燈具的一個重要問題，因此每一個LED燈具都需配備合適的散熱器，散熱器性能的好壞直接影響到一個LED燈具的性能和使用壽命，特別是大功率LED燈具，由于發熱量大，對大功率LED燈具的性能和使用壽命影響更為嚴重。現有的大功率LED燈具大多采用基板直接固定在散熱器上，散熱器包括一體設置的散熱底板和散熱翅板，這種結構的大功率LED燈具散熱能力最差，大功率LED燈光衰大，壽命短，可靠性低，還有的大功率LED燈具的散熱器包括散熱底板、散熱翅板以及設于散熱底板上的均溫板，這種結構的散熱器散熱效果與前一種相比有所提升，但是均溫板與散熱器底板一般采用錫焊焊接連接或者涂抹導熱硅膠后連接，散熱效果仍然很不理想。
【發明內容】
[0003]技術人員經過大量的研究和試驗，發現大功率LED燈具散熱效果不理想的原因在于:第一，均溫板與散熱器底板連接方式大大影響散熱效果，均溫板與散熱器底板焊接的方式，導致均溫板與散熱器底板很多部位接觸不緊密，傳到熱量的能力很差，對于焊接部位有存在焊料等中間導熱體，影響了熱傳遞效率，對于涂抹導熱硅膠連接方式，仍然存在著由于增加了中間導熱體而影響熱傳遞效率的問題;另外，散熱翅片由于和散熱底板一體設置，導致加工的時候散熱翅片無法做的很薄，在散熱翅片的根部熱量容易沉積，影響了熱量從散熱底板向散熱翅片傳遞的效率，而熱量從散熱翅片的根部向散熱翅片其他部分擴展的速度也需要一個相對較長的過程。技術人員首先想到了將散熱翅片和散熱底板做成分體結構分別加工，然后在散熱翅片上開設插槽且將散熱翅片插設在插槽中的方式，這樣散熱翅片就可以做的很薄，防止熱沉積提高熱量傳導效率，但是，實際使用中，發現由于散熱翅片比較薄，這種插設方式存在著兩難，即如果插槽較窄則散熱翅片插接不易且容易變形，如果插槽較寬散熱翅板在散熱底板上固定不牢固且散熱底板向散熱翅片傳遞熱量的效果會大為降低。
[0004]本發明的目的是在于提供一種大功率LED燈具，以解決現有技術中存在的問題，本發明還涉及大功率LED燈具的加工方法。
[0005]為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是:
大功率LED燈具包括基板和散熱器，所述散熱器包括均溫板、散熱底板以及散熱翅板，所述均溫板與所述散熱底板的下表面通過摩擦焊接固定在一起，所述均溫板與所述基板摩擦焊接固定在一起，所述散熱底板的上表面上均勻開設多個平行設置的插接槽，所述插接槽沿所述散熱底板橫向方向延伸，所述散熱翅板插設在所述插接槽中且插接方式為每隔一個或至少三個所述插接槽插接一個所述散熱翅板，所述散熱翅板被對應所述插接槽的槽壁頂部夾持且所述散熱翅板與對應插接槽之間設有導熱硅膠，U型均溫管的下臂沿縱向方向半埋嵌設在所述散熱底板的上表面且縱向穿設在各所述散熱翅板的底部，所述U型均溫管的上臂穿設在各所述散熱翅板的上部。
[0006]優選的，所述散熱翅板的兩側設有凸字形的耳板，所述耳板包括凸部和底部，所述耳板的底部設有用于卡設相鄰所述耳板的凸部的卡口，所述凸部為U型板。
[0007]加工所述的大功率LED燈具的加工方法:
步驟1、通過固定裝置將散熱翅片和散熱底板固定在一起，其中，固定裝置，包括上模和下模，所述下模包括用于固定散熱底板的固定板、用于夾緊散熱底板且位于所述固定板的左側的夾板以及用于將耳板折彎且位于所述固定板的右側的兩個平行設置的推板，所述夾板的左側設置用于驅動所述夾板在水平方向上往復運動的第一動力源，所述推板的右側設有用于驅動所述推板在水平方向上往復運動的第二動力源，所述上模包括多個擠壓板以及驅動擠壓板在豎直方向上往復運動的第三動力源，所述擠壓板的底部設置縱截面為梯形的擠壓頭，相鄰所述擠壓板形成用于夾設散熱翅板上端的夾縫，固定方式為:將散熱底板設置在固定板上，第一動力源驅動夾板將散熱底板夾緊，將底部涂抹導熱硅膠的散熱翅板插設在固定板的插接槽中且散熱翅板的上端插接在正對該插接槽的夾縫中，接著第三動力源驅動擠壓板向下運動，擠壓頭將該插接槽的槽壁向中間擠壓，直至夾緊散熱翅板，然后第二動力源驅動兩個推板依次將前各散熱翅板的兩個耳板折彎且搭接在后一個相鄰散熱翅板上，使得前一個散熱翅片的耳板的凸部卡入后一個散熱翅片的耳板的卡口中，然后第二動力源驅動推板復位，第三動力源驅動擠壓板復位，第一動力源驅動夾板復位，插入U型均溫管，得到散熱器半成品；
步驟2、將均溫板和步驟I中加工后的散熱器半成品一起在摩擦焊機上摩擦焊接，制成散熱器；
步驟3、將散熱器中的均溫板和基板利用摩擦焊機進行摩擦焊接，最終得到大功率LED燈具。
[0008]本發明的大功率LED燈具，均溫板與基板摩擦焊接固定在一起，散熱器的均溫板與散熱底板的下表面通過摩擦焊接固定在一起，由于摩擦焊接能將接觸面表面的氧化膜等雜質從接觸面排出，接觸面通過分子擴散和再結晶的方式實現焊接，焊接部位緊密無間隙和氣泡，這樣由基板直接傳遞到均溫板的熱量不通過中間介質而是直接傳遞到散熱底板上，與現有技術相比，熱量傳導效率大大增加，同時，焊接時溫度低于材料的熔點溫度，材料變形抗力降低，結合牢固，散熱翅板插接在插接槽中，散熱翅板被對應插接槽的槽壁頂部夾持且散熱翅板與對應插接槽之間設有導熱硅膠，這樣插接槽的寬度就可以在保證插接方便的前提下盡可能的減小寬度且不用擔心安裝穩定性問題，插接方式為每隔一個或至少三個插接槽插接一個散熱翅板的原因是，如果間隔兩個插接槽，設置一個擠壓頭無法完成工作，設置兩個擠壓頭會在下壓時中間夾設一個槽板，產生的橫向作用力而使得擠壓頭無法擠壓到插接槽底部，散熱翅板采用插接方式固定在散熱底板上，使得散熱翅板可以做的很薄，插接槽的槽板也做的很薄，這樣車熱沉積現象會大大緩解，增強了散熱底板向散熱翅板的導熱能力;U型均溫管的下臂沿縱向方向半埋嵌設在所述散熱底板的上表面且縱向穿設在各所述散熱翅板的底部，U型均溫管的上臂穿設在各散熱翅板的上部，U型均溫管能從另一個路徑將散熱底板的熱量快速擴散至散熱翅板的上部，大大增強了熱量擴散速度，半埋式的安裝方式，能夠增加U型均溫管的導熱速率，通過上述方案，散熱器的散熱效率大大增強，大功率LED燈具的燈珠溫度顯著降低，光衰大大減小，壽命大大增長，效果非常好。
[0009]更進一步的，散熱翅板上設置耳板，各散熱翅板通過耳板固定成一個整體，大大增加了穩定性，散熱翅片抵抗外力作用下變形的能力大大增強。
[0010]本發明的的加工方法中，用于固定散熱翅板和散熱底板的固定裝置，非常巧妙地將散熱翅板固定在散熱底板上，特別是擠壓板的設計，既能通過對插接槽的擠壓使得槽壁夾住散熱翅片實現固定，相鄰擠壓板形成的夾縫還能用來固定散熱翅板的上端，使得推板折彎各散熱翅片的耳板的時候能夠防止散熱翅片大角度彎曲變形，加工方法，構思巧妙，使得加工大功率LED燈具變得簡單易行。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本發明大功率LED燈具結構示意圖；
圖2是本發明大功率LED燈具中散熱器的結構示意圖；
圖3是本發明散熱翅板的結構示意圖；
圖4是圖3的右視圖；
圖5是本發明固定裝置的結構示意圖；
圖6是本發明固定裝置的使用狀態示意圖。
【具體實施方式】
[0012]大功率LED燈具的實施例，如圖1?4所示，基板8和散熱器，散熱器包括均溫板7、散熱底板5以及散熱翅板2，均溫板7與散熱底板5的下表面通過摩擦焊接固定在一起，散熱底板5的上表面上均勻開設多個平行設置的插接槽4，插接槽4沿散熱底板5橫向方向延伸，散熱翅板2插設在插接槽4中且插接方式為每隔一個或至少三個插接槽插接一個散熱翅板，本實施例中為每隔三個插接槽4插接一個散熱翅板2，散熱翅板2被對應插接槽4的槽壁頂部夾持且散熱翅板2與對應插接槽4之間設有導熱硅膠，U型均溫管I的下臂沿縱向方向半埋嵌設在散熱底板5的上表面且縱向穿設在各散熱翅板2的底部，U型均溫管I的上臂穿設在各散熱翅板2的上部，散熱翅板的兩側設有凸字形的耳板3，耳板3包括凸部302和底部301，耳板的底部301設有用于卡設相鄰耳板的凸部的卡口 304，凸部302為U型板，散熱翅板2上設置耳板3，各散熱翅板2通過耳板3固定成一個整體，大大增加了穩定性，散熱翅片2抵抗外力作用下變形的能力大大增強。
[0013]本實施例的大功率LED燈具，均溫板與基板摩擦焊接固定在一起，均溫板與散熱底板的下表面通過摩擦焊接固定在一起，由于摩擦焊接能將接觸面表面的氧化膜等雜質從接觸面排出，接觸面通過分子擴散和再結晶的方式實現焊接，焊接部位緊密無間隙和氣泡，這樣由基板直接傳遞到均溫板的熱量直接傳遞到散熱底板上，與現有技術相比，熱量傳導效率大大增加，同時，焊接時溫度低于材料的熔點溫度，材料變形抗力降低，結合牢固，散熱翅板插接在插接槽中，散熱翅板被對應插接槽的槽壁頂部夾持且散熱翅板與對應插接槽之間設有導熱硅膠，這樣插接槽的寬度就可以在保證插接方便的前提下盡可能的減小寬度且不用擔心安裝穩定性問題，插接方式為每隔一個或至少三個插接槽插接一個散熱翅板的原因是，如果間隔兩個插接槽，設置一個擠壓頭無法完成工作，設置兩個擠壓頭會在下壓時中間夾設一個槽板6，產生的橫向作用力而使得擠壓頭無法擠壓到插接槽底部，散熱翅板采用插接方式固定在散熱底板上，使得散熱翅板可以做的很薄，插接槽的槽板也做的很薄，這樣車熱沉積現象會大大緩解，增強了散熱底板向散熱翅板的導熱能力;U型均溫管的下臂沿縱向方向半埋嵌設在所述散熱底板的上表面且縱向穿設在各所述散熱翅板的底部，U型均溫管的上臂穿設在各散熱翅板的上部，U型均溫管能從另一個路徑將散熱底板的熱量快速擴散至散熱翅板的上部，大大增強了熱量擴散速度，半埋式的安裝方式，能夠增加U型均溫管的導熱速率，通過本實施力的方案，散熱器的散熱效率大大增強，大功率LED燈具的燈珠溫度顯著降低，光衰大大減小，壽命大大增長，效果非常好。
[0014]不同結構的散熱器散熱效果對比測試:
A散熱器:均溫板與散熱器底板錫焊焊接連接且散熱翅板與散熱器底板一體設置;B散熱器:均溫板與散熱器底板通過螺釘固定且涂抹導熱硅膠，散熱翅板與散熱器底板一體設置;C散熱器:均溫板與散熱器底板摩擦焊接且散熱翅板與散熱器底板一體設置的；D散熱器:本實施例中的散熱器，對于D散熱器設置對照組E，對照組E中的散熱器與D散熱器相同，區別在于與基板的連接方式不同。使用測溫熱成像攝像機(型號DM60M，無擴展鏡頭，工作檔位-20.0/180.0), g標參數:比輻射率0.90，與大功率LED燈具距離2.0Om，環境溫度為29.50C，濕度為60%。將A、B、C、D散熱器分別裝入相同的大功率LED燈具中，將散熱器的底部與具有燈珠的基板通過螺栓固定，且通過夾設導熱硅膠導熱，將對照組E中的散熱器裝入相同的大功率LED燈具中，將散熱器的底部與具有燈珠的基板摩擦焊接固定。分別對上述各個大功率LED燈具的基板以及散熱翅板進行測試，待溫度趨于穩定時采集結果。
[0015]經過檢測，測得結果如下:采用A散熱器的大功率LED燈具，基板溫度60°C，散熱翅板溫度為50.1°C，說明熱量從基板傳導至散熱翅片的效率比較低；采用B散熱器的大功率LED燈具，基板溫度59.5 °C，散熱翅板溫度為51.0 °C，說明熱量從基板傳導至散熱翅片的效率比較低;采用C散熱器的大功率LED燈具，基板溫度55°C，散熱翅板溫度為50.7°C，說明熱量從基板傳導至散熱翅片的效率大幅改善，散熱效果較好;采用D散熱器的大功率LED燈具，基板溫度53°C，散熱翅板溫度為50.1°C，說明熱量從基板傳導至散熱翅片的效率大幅改善，散熱效果好;采用對照組E的大功率LED燈具，基板溫度50°C，散熱翅板溫度為49.TC，說明熱量從基板傳導至散熱翅片的效率非常高，散熱效果非常好，好的熱量傳導效率導致基板的溫度大幅降低，由于基板的溫度與燈珠的溫度接近，所以本實施例的方案大大降低了燈珠芯片的溫度，從而為降低光衰，延長使用壽命提供了保障。
[0016]加工大功率LED燈具的加工方法，如圖5?6所示，包括以下步驟:
步驟1、通過固定裝置將散熱翅片和散熱底板固定在一起，其中，固定裝置的實施例，如圖4、圖5所示，包括上模和下模，下模包括用于固定散熱底板5的固定板16、用于夾緊散熱底板5且位于固定板16的左側的夾板17以及用于將耳板折彎且位于固定板16的右側的兩個平行設置的推板14，夾板17的左側設置用于驅動夾板在水平方向上往復運動的第一動力源18，固定板16上設置固定臺階19，推板14的右側設有用于驅動推板14在水平方向上往復運動的第二動力源15，上模包括多個擠壓板12以及驅動擠壓板12在豎直方向上往復運動的第三動力源9，第三動力源設在臺架11的橫梁10上，擠壓板12的底部設置縱截面為梯形的擠壓頭20，相鄰擠壓板12形成用于夾設散熱翅板上端的夾縫13，固定方式為:將散熱底板設置在固定板上，第一動力源驅動夾板將散熱底板夾緊，將底部涂抹導熱硅膠的散熱翅板插設在固定板的插接槽中且散熱翅板的上端插接在正對該插接槽的夾縫中，接著第三動力源驅動擠壓板向下運動，擠壓頭將該插接槽的槽壁向中間擠壓，直至夾緊散熱翅板，然后第二動力源驅動兩個推板依次將前各散熱翅板的兩個耳板折彎且搭接在后一個相鄰散熱翅板上，使得前一個散熱翅片的耳板的凸部卡入后一個散熱翅片的耳板的卡口中，然后第二動力源驅動推板復位，第三動力源驅動擠壓板復位，第一動力源驅動夾板復位，插入U型均溫管，得到散熱器半成品；
步驟2、將均溫板和步驟I中加工后的散熱器半成品一起在摩擦焊機上摩擦焊接，制成散熱器；
步驟3、將散熱器中的均溫板和基板利用摩擦焊機進行摩擦焊接，最終得到大功率LED燈具。
[0017]本實施例的加工方法中，用于固定散熱翅板和散熱底板的固定裝置，非常巧妙地將散熱翅板固定在散熱底板上，特別是擠壓板的設計，既能通過對插接槽的擠壓使得槽壁夾住散熱翅片實現固定，相鄰擠壓板形成的夾縫還能用來固定散熱翅板的上端，使得推板折彎各散熱翅片的耳板的時候能夠防止散熱翅片大角度彎曲變形，加工方法，構思巧妙，使得加工大功率LED燈具變得簡單易行。
【主權項】
1.大功率LED燈具，包括基板和散熱器，所述散熱器包括均溫板、散熱底板以及散熱翅板，其特征在于:所述均溫板與所述散熱底板的下表面通過摩擦焊接固定在一起，所述均溫板與所述基板摩擦焊接固定在一起，所述散熱底板的上表面上均勻開設多個平行設置的插接槽，所述插接槽沿所述散熱底板橫向方向延伸，所述散熱翅板插設在所述插接槽中且插接方式為每隔一個或至少三個所述插接槽插接一個所述散熱翅板，所述散熱翅板被對應所述插接槽的槽壁頂部夾持且所述散熱翅板與對應插接槽之間設有導熱硅膠，U型均溫管的下臂沿縱向方向半埋嵌設在所述散熱底板的上表面且縱向穿設在各所述散熱翅板的底部，所述U型均溫管的上臂穿設在各所述散熱翅板的上部。2.根據權利要求1所述的大功率LED燈具，其特征在于:所述散熱翅板的兩側設有凸字形的耳板，所述耳板包括凸部和底部，所述耳板的底部設有用于卡設相鄰所述耳板的凸部的卡口，所述凸部為U型板。3.加工權利要求2所述的大功率LED燈具的加工方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟1、通過固定裝置將散熱翅片和散熱底板固定在一起，其中，固定裝置，包括上模和下模，所述下模包括用于固定散熱底板的固定板、用于夾緊散熱底板且位于所述固定板的左側的夾板以及用于將耳板折彎且位于所述固定板的右側的兩個平行設置的推板，所述夾板的左側設置用于驅動所述夾板在水平方向上往復運動的第一動力源，所述推板的右側設有用于驅動所述推板在水平方向上往復運動的第二動力源，所述上模包括多個擠壓板以及驅動擠壓板在豎直方向上往復運動的第三動力源，所述擠壓板的底部設置縱截面為梯形的擠壓頭，相鄰所述擠壓板形成用于夾設散熱翅板上端的夾縫，固定方式為:將散熱底板設置在固定板上，第一動力源驅動夾板將散熱底板夾緊，將底部涂抹導熱硅膠的散熱翅板插設在固定板的插接槽中且散熱翅板的上端插接在正對該插接槽的夾縫中，接著第三動力源驅動擠壓板向下運動，擠壓頭將該插接槽的槽壁向中間擠壓，直至夾緊散熱翅板，然后第二動力源驅動兩個推板依次將前各散熱翅板的兩個耳板折彎且搭接在后一個相鄰散熱翅板上，使得前一個散熱翅片的耳板的凸部卡入后一個散熱翅片的耳板的卡口中，然后第二動力源驅動推板復位，第三動力源驅動擠壓板復位，第一動力源驅動夾板復位，插入U型均溫管，得到散熱器半成品； 步驟2、將均溫板和步驟I中加工后的散熱器半成品一起在摩擦焊機上摩擦焊接，制成散熱器； 步驟3、將散熱器中的均溫板和基板利用摩擦焊機進行摩擦焊接，最終得到大功率LED燈具。
【文檔編號】F21V29/76GK106016207SQ201610361327
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月27日
【發明人】石燦
【申請人】河南中云創光電科技股份有限公司