專利名稱:半導體照明裝置的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及照明裝置,尤其涉及一種半導體照明裝置。
背景技術:
半導體光源(LED)作為一種新型光源以其環保、節能、長壽等優勢正逐步取代傳統光源的地位,被廣泛運用在各種照明領域中,但隨著現有市面上的LED照明產品的日益豐富,使用者逐漸發現幾個問題,首先照明燈具通常由光源與燈具組成,如LED筒燈。而LED光源由于其自身具有需要散熱及驅動電源支持等設計上的必要特性,同時生產企業各有所長,因此企業間,同類型產品之間通常沒有考慮到互通的可能性,因此將造成當一家企業的照明產品燈具未壞而光源損壞時,無法采用其他企業的LED光源進行替代,反之亦如此,因此除非整燈更換,否則將無法選擇地繼續使用該企業的LED光源產品,這不但限制了消費者的選擇,同時也不利于市場競爭,對于消費者來說更不經濟,是一種浪費。其次由于此類照明產品通常光源與燈具相互結合一體化設計,當LED光源損壞時,普通消費者面對著眾多的電子零部件,自身根本難以了解損壞的原因,更不可能自行替換或維修,而只能請求企業返廠維修或丟棄,這不但增加了消費者維修成本,同時也增加了時間成本,對消費者帶來了諸多的不便。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種模塊化、可整體更換的半導體照明裝置。一種半導體照明裝置,包括一殼體,其兩端開口,其內部容納有一光學模塊、一光源模塊、一驅動電子模塊以及一熱處理模塊。所述光學模塊設置在所述殼體內中軸位置,且該光學模塊頂部與該殼體前端相連,所述光源模塊置于所述光學模塊底部且出光朝向該殼體前端開口,所述驅動電子模塊箍在該光學模塊外壁,所述熱處理模塊墊于該光源模塊底部,并封閉所述殼體后端開口。在優選的實施例中,所述驅動電子模塊與光源模塊之間形成有間隔。在優選的實施例中,所述殼體包括可分離連接在一起的上殼體和下殼體,下殼體包括一呈環形的連接板及從連接板的內邊緣基本垂直延伸而出的凸管,且延伸方向遠離上殼體;所述光學模塊的至少一部分收容在所述凸管內,所述凸管末端形成所述殼體后端開□。在優選的實施例中,所述殼體包括可分離連接在一起的上殼體和下殼體,所述上殼體包括呈環形的上端面及從上端面外邊緣處基本垂直延伸而出的側壁。在優選的實施例中,所述光學模塊包括光學杯,所述光學杯大致呈中空、兩端開口的圓臺形,所述光學杯朝向所述上端面的上杯口邊緣與所述上端面的內邊緣處可分離連接,以固定光學杯于上殼體的中軸部。在優選的實施例中,所述光學杯杯體外壁上設置有至少兩個固定柱,所述熱處理模塊固定在固定柱末端。[0011 ] 在優選的實施例中,所述驅動電子模塊包括呈環形的電路基板和設置在電路基板上的電子器件,所述電路基板緊箍在光學杯外壁上;所述下殼體包括一呈環形的連接板及從連接板的內邊緣基本垂直延伸而出的凸管,且延伸方向遠離上殼體;所述凸管的末端形成所述殼體后端開口。在優選的實施例中,所述連接板上靠近其外邊緣處還朝向上殼體垂直延伸而出一連接環壁,所述連接板的外徑大于上殼體側壁的外徑,所述連接環壁的外徑小于上殼體側壁的內徑,所述電路基板抵靠連接環壁末端。在優選的實施例中,所述電子器件中較大的電子元件設置在電路基板的朝向上殼體的上端面的一側,電子器件中較小的電子器件的至少一部分設置在電路基板的另一側。在優選的實施例中,光源模塊的出光部分設置在光學杯之下杯口處,并與所述驅動電子模塊電連接,其底面貼附于熱處理模塊上。本實用新型的半導體照明裝置以光學模塊為立柱,承受來自殼體兩端及熱處理模塊的作用力,使半導體照明裝置更牢固,不易因來自外側的壓力過大而塌陷導致照明裝置損壞。此外,可通過將殼體后端設置為GX53等現有電源和機械接口,使半導體照明裝置可兼容傳統燈具接口并與之相適配,同時還能夠兼容目前專為半導體照明裝置設計的具有外置散熱裝置的燈具(外置散熱裝置與熱處理模塊相貼),不但解決了半導體光源互換性問題,還向下兼容了傳統光源燈具,同時也滿足了適配現有半導體照明燈具的需求,方便了使用者僅通過如同傳統燈泡般的旋鈕,即可單手便捷更換此類半導體光源產品。
圖I為一實施例的半導體照明裝置的爆炸圖。圖2為圖I的半導體照明裝置的部分剖斷圖,其中半導體照明裝置與連接鎖環連
接在一起。圖3為圖I的半導體照明裝置的另一視角的部分剖斷圖,其中半導體照明裝置未連接連接鎖環。圖4為圖I中半導體照明裝置的部分分解圖。圖5為另一實施例的半導體照明裝置的部分剖斷圖。圖6為又一實施例的半導體照明裝置的部分剖斷圖。
具體實施方式
下面將結合具體實施例及附圖對本實用新型半導體照明裝置作進一步詳細描述。如圖I至圖4所示,一較佳實施例中,本實用新型的半導體照明裝置主要包括殼體
I、光學模塊2、驅動電子模塊3、光源模塊4和熱處理模塊5。殼體I兩端開口,外形可大體呈圓柱形、方柱形或三棱柱形,光學模塊2、驅動電子模塊3、光源模塊4及至少一部分熱處理模塊5置于殼體I內,以形成一整體照明裝置。本實施例中,殼體I包括可分離連接在一起的上殼體11和下殼體12。上殼體11呈圓柱形,其包括呈環形的上端面111及從上端面111外邊緣處基本垂直延伸而出的側壁112,上端面中心處形成有出光口 13,且出光口 13內邊緣設有環卡槽131。側壁112的末端(不與上端面相連的一端)設有大于出光口 13直徑的連接口 14,其中連接口 14內壁上向內凹陷形成有環形扣槽141 (見圖3)。下殼體12包括一呈環形的連接板15及從連接板15的內邊緣基本垂直延伸而出的凸管16,且延伸方向遠離上殼體11。靠近連接板15的外邊緣處還朝向上殼體11垂直延伸而出一連接環壁151。其中連接板15的外徑大于上殼體11之連接口 14內徑,連接環壁151的外徑小于連接口 14的內徑,且連接環壁151外壁設有等距間隔的與扣槽141相匹配的多個卡扣152,藉此當連接環壁151插入上殼體之連接口 14時,連接板15將抵住上殼體11之連接口 14下沿,同時各個卡扣152將扣入扣槽141中,從而使上殼體11與下殼體12形成扣合連接。此外,連接板15上靠近其外邊緣處還對稱地設有兩個接電孔121。光學模塊2包括光學元件22和光學杯21。光學元件22連接于出光口 13處形成封口,以處理從出光口 13處射出的光線。根據不同的出光需求,光學兀件22為擴散板、突光板(remote phosphor)、光學透鏡中的一個或多個的互組合之兀件。光學杯21大致呈圓臺形,且為中空、兩端開口,其壁面具有弧度,且內杯面經過光學處理,例如根據需要制成漫反射面或全反射面并具有特定弧度以實現預定光學反射效果。光學杯21朝向出光口 13的第一側設有一上杯口 211,且上杯口 211杯口邊緣形成一固定環213用于與上殼體11之卡槽131適配,以固定光學杯21于上殼體11中軸部。光學杯21朝向連接板15的第二側設有直徑小于上杯口 211的下杯口 212,以引導光源模塊4發出的光在該光學杯21內進行預設的光學反射,并最終朝向所述上杯口 211處射去。其中,二個(其它實施例中可為二個以上)固定柱214被對稱地設置在光學杯21杯體外壁上,為與熱處理模塊5連接做準備。值得一提的是光學杯21被設計成用于支撐整個半導體照明裝置的立柱,其被設置在上殼體11與下殼體12內的中軸位置,并承擔來自上殼體11、下殼體12及熱處理模塊5對其施加的作用力。本實施例中,采用了非隔離式結構的驅動電子模塊3,相對采用隔離式結構來說,進一步降低了制造成本,縮小了體積,并提高了電源輸入輸出效率。驅動電子模塊3主要包括電路基板32和設置在電路基板上的電子器件31。電路基板32呈環形,其中心設有一開口 33,通過開口 33可使電路基板32箍在光學杯21外。電路基板32的外徑大于下殼體12之連接環壁151內壁直徑,從而當上殼體11與下殼體12連接時,電路基板32還架在(抵靠)連接環壁151上,使驅動電子模塊3的位置更穩固,不易移動。其中值得一提的是為了使電路基板32能夠在殼體I內固定,電路基板32之開口33具有一個預設尺寸,即該開口 33直徑小于光學杯21之上杯口 211外徑,大于下杯口 212外徑。且當上殼體11與下殼體12卡扣連接完畢時,下殼體12之連接環壁151將正好托起電路基板32至光學杯21之上杯口 211與下杯口 212之間一不可移動的極限位置,以此形成固定。請同時參考圖3,電子器件31之較大的電子元件34設置在電路基板32上側,即朝向上殼體11的上端面的一側,并容納在上殼體11內,而電子器件31之較小的電子器件35的至少一部分被設置在電路基板32下側,并容納在電路基板32、下殼體12之連接環壁151和連接板15圍成的空間內。 此外,本實施例中,驅動電子模塊3還包括兩個接頭36,其對應插入下殼體12的兩個接電孔121并被固定在其中,藉此與下殼體12的下側結構形成符合GX53接口標準的連接結構,同時接頭36還與電路基板32電連接,為其導入工作電壓。[0032]光源模塊4的出光部分被設置在光學杯21之下杯口 212處,并與驅動電子模塊3電連接,其底面貼附于熱處理模塊5上。本實施例中,光源模塊4包括基板42及排布其上的LED 41。基板42,根據材料與散熱需要不同可選用陶瓷基板、鋁基板等。根據功率及照明需求不同還可采用COB封裝的單顆LED。其中值得一提的是LED 41在基板42上的排布具有一定的位置關系,即各個LED 41之間及LED 41與基板42邊緣之間間隔距離至少為4CM,其中置于基板42上的各個LED 41出光對應著光學杯21之下杯口,藉此通過光學杯21引導并處理光源模塊4出光至光學元件22處。熱處理模塊5主要包括呈圓形的導熱片51。導熱片51可由鋁,鐵,銅及其合金等高導熱金屬材料制成,其片體上與固定柱214對應的位置上設有兩個連接孔54。導熱片51外圍凹陷形成一臺階狀擋邊53,擋邊53與凸管16對應,且擋邊53外徑大于凸管16的內徑,從而擋邊53圍繞的部分對凸管16末端開口進行封閉。其他實施例中,可根據光學杯21的高度及殼體內空間大小需求調整導熱片51厚度,如形成導熱柱51’(圖5、圖6所示),以抬高光源模塊4,使其適配光學杯21的高度及光學要求,同時增加導熱效率,其中該實施中導熱柱51’外徑尺寸與凸管16內徑適配,根據該光學杯21的高度需求,該導熱柱51’可填充滿(圖5)或部分填充(圖6)該凸管16,并在該凸管16下側開口處形成封閉。其他實施例中,也可使熱處理模塊的中部固定在凸管16末端從而對凸管16下側開口處形成封閉。光源模塊4之基板42置于導熱片51頂部藉此進行熱傳導,為起到絕緣效果,在導熱片51與基板42之間設置有一絕緣片52,其中絕緣片52應具有導熱及絕緣功能,例如薄片型聚碳酸酯材料或熱縫隙墊材料制成。藉此當導熱片51片體頂部嵌入凸管16下側開口,并通過擋邊53定位后,光學杯21之各個固定柱214將與導熱片51之各個連接孔54對應,并通過螺栓連接,最終封閉下殼體12之凸管16下側開口,并使各功能模塊緊密固定在該殼體I內使整個半導體照明裝置成型。其中值得一提的是,本實用新型的半導體照明裝置的內部結構是采用熱電分離結構,即在驅動電器模塊3與熱源之光源模塊4及其熱處理模塊5間隔出一段距離,以形成該驅動電器模塊3與光源模塊4分隔之結構,防止光源模塊4的工作熱量帶動半導體照明裝置內部升溫,影響驅動電器模塊3之元器件老化,極大地改善驅動電器模塊3的壽命,同時也使驅動電器模塊3遠離了導電器件,提高了電器安全性。此外光學杯21由于被設計成承受力學作用的立柱,因此當該半導體照明裝置組裝完成后,光學杯21通過與導熱片螺栓連接后,將承受住來自該導熱片51之檔邊53與下殼體12之凸管16下側管邊形成的反作用力,同時也將承受著上殼體11之卡槽131的拉力,及來自電路基板32之開口 33之箍緊力,藉此形成一種組合后的力學緊固力便于本半導體照明裝置整體緊密固定。此外由于本實施例中提供的是一種采用導熱結構的半導體照明裝置,因此可對應在外部燈具中設置散熱器,當該半導體照明裝置裝入燈具,并插入適配接口,例如GX53接口之連接鎖環7后,導熱片51將與散熱器導熱面貼附。為了使這種貼附更加緊密便于導熱散熱,通常GX53接口與連接鎖環7之旋鈕配合后會產生一小段軸向位移,使導熱片51與燈具上設置的散熱器之導熱面緊貼,并產生一股作用力并朝向與導熱片51連接的光學杯21,藉此通過這股作用力,抵消或部分抵消了上述半導體照明裝置裝配后的內部光學杯21上的力。值得一提的是這種設計是為了,當該半導體照明裝置被安裝在適配燈具并工作后,會產生一定的工作熱量,而這股熱量會帶來材料膨脹,因此為了防止在工作狀態下的半導體
照明裝置之材料熱膨脹后,過分相互擠拉產生崩裂或損壞,本實用新型經過反復設計測試后,從而得出了這種能夠在工作狀態下平衡內部力學關系,并留有部分的熱膨脹空間的設計,同時在非工作狀態下及單品狀態下保持內部緊密固定防止由內部零件晃動松散而造成的廣品損壞情況。雖然對本實用新型的描述是結合以上具體實施例進行的,但是,熟悉本技術領域的人員能夠根據上述的內容進行許多替換、修改和變化、是顯而易見的。因此,所有這樣的替代、改進和變化都包括在附后的權利要求的精神和范圍內。
權利要求1.一種半導體照明裝置,包括一殼體,其兩端開口,其內部容納有一光學模塊、一光源模塊、一驅動電子模塊以及一熱處理模塊的至少一部分,其特征在于所述光學模塊設置在所述殼體內中軸位置,且該光學模塊頂部與該殼體前端相連,所述光源模塊置于所述光學模塊底部且出光朝向該殼體前端開口,所述驅動電子模塊箍在該光學模塊外壁,所述熱處理模塊墊于該光源模塊底部,并封閉所述殼體后端開口。
2.根據權利要求I所述的半導體照明裝置,其特征在于,所述驅動電子模塊與光源模塊之間形成有間隔。
3.根據權利要求I所述的半導體照明裝置,其特征在于,所述殼體包括可分離連接在一起的上殼體和下殼體,下殼體包括一呈環形的連接板及從連接板的內邊緣基本垂直延伸而出的凸管,且延伸方向遠離上殼體;所述光學模塊的至少一部分收容在所述凸管內,所述凸管末端形成所述殼體后端開口。
4.根據權利要求I所述的半導體照明裝置,其特征在于,所述殼體包括可分離連接在一起的上殼體和下殼體,所述上殼體包括呈環形的上端面及從上端面外邊緣處基本垂直延伸而出的側壁。
5.根據權利要求4所述的半導體照明裝置,其特征在于,所述光學模塊包括光學杯,所述光學杯大致呈中空、兩端開口的圓臺形,所述光學杯朝向所述上端面的上杯口邊緣與所述上端面的內邊緣處可分離連接,以固定光學杯于上殼體的中軸部。
6.根據權利要求5所述的半導體照明裝置,其特征在于,所述光學杯杯體外壁上設置有至少兩個固定柱,所述熱處理模塊固定在固定柱末端。
7.根據權利要求5所述的半導體照明裝置,其特征在于,所述驅動電子模塊包括呈環形的電路基板和設置在電路基板上的電子器件,所述電路基板緊箍在光學杯外壁上;所述下殼體包括一呈環形的連接板及從連接板的內邊緣基本垂直延伸而出的凸管,且延伸方向遠離上殼體;所述凸管的末端形成所述殼體后端開口。
8.根據權利要求7所述的半導體照明裝置,其特征在于,所述連接板上靠近其外邊緣處還朝向上殼體垂直延伸而出一連接環壁,所述連接板的外徑大于上殼體側壁的外徑,所述連接環壁的外徑小于上殼體側壁的內徑,所述電路基板抵靠連接環壁末端。
9.根據權利要求8所述的半導體照明裝置,其特征在于,所述電子器件中較大的電子元件設置在電路基板的朝向上殼體的上端面的一側,電子器件中較小的電子器件的至少一部分設置在電路基板的另一側。
10.根據權利要求5所述的半導體照明裝置,其特征在于,光源模塊的出光部分設置在光學杯之下杯口處,并與所述驅動電子模塊電連接,其底面貼附于熱處理模塊上
專利摘要本實用新型涉及一種一殼體,其兩端開口,其內部容納有一光學模塊、一光源模塊、一驅動電子模塊以及一熱處理模塊。所述光學模塊設置在所述殼體內中軸位置,且該光學模塊頂部與該殼體前端相連,所述光源模塊置于所述光學模塊底部且出光朝向該殼體前端開口,所述驅動電子模塊箍在該光學模塊外壁,所述熱處理模塊墊于該光源模塊底部,并封閉所述殼體后端開口。本實用新型的半導體照明裝置以光學模塊為立柱,承受來自殼體兩端及熱處理模塊的作用力,使半導體照明裝置更牢固,不易因來自外側的壓力過大而塌陷導致照明裝置損壞。
文檔編號F21V19/00GK202769566SQ201220365519
公開日2013年3月6日 申請日期2012年7月27日 優先權日2012年7月27日
發明者田曉改, 王偉霞, 肖一勝, 鄭子豪 申請人:重慶雷士實業有限公司, 惠州雷士光電科技有限公司