CN105135278A - 模块式高清led平板灯 - Google Patents

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Abstract

本模块式高清LED平板灯由口形封闭式散热器框架、L形连接件、扩散板、透镜式侧入光导光板、反光板、散热背板、LED集成光源和外置式电源模块组成面光源。LED集成光源模块由LED芯片、金属丝、玻璃微珠硅胶、荧光粉、接插件、纳米环氧树脂层、导热基板构成，导热基板上部为光学反光杯，底部有燕尾结构，多个LED芯片植入反光杯底部，LED芯片之间、芯片与接插件之间电连通，芯片上面固化有玻璃微珠硅胶层，覆盖荧光粉层，纳米环氧树脂层将LED芯片、金属丝、玻璃微珠复合硅胶层、荧光粉层、接插件和导热基板封装为一整体LED光源模块，数个独立的LED光源模块经接插件自由组合搭配、集成。LED光源模组由导热基板燕尾直接嵌入口形封闭式散热器框架内。

Description

模块式高清LED平板灯
技术领域
本发明涉及一种LED平板灯，特别是将电源控制器、光源、散热器、连接件、导光板全部实现模块化结构的模块式高清LED平板灯。
背景技术
传统的LED平板灯散热器一般是以框架散热为主，平板灯背板无法起到散热的作用，因为散热器框架与背板接触的地方为开口形结构，散热器框架与背板之间接触面积太小，热量无法传递过去。而LED的散热面积通常要求为35-60cm2/W，散热器框架与LED的散热面积无法成正比。如果只靠框架散热LED的散热面有限，直接导致LED的结温升高，缩短使用寿命。已有的LED平板灯光源都为分离件结构方式，生产维护极为不便。分离件式结构的光源是将LED发光芯片先置于LED支架内进行焊线封装，形成单个LED光源，再将多个LED光源焊接到铝基板上形成LED光源模块。由多个LED光源焊接在铝基板上组合成的LED光源模块，LED芯片的热量只能先通过LED支架传到铝基板上，铝基板再通过导热硅胶传到散热器上，形成多个热阻。其结果就是LED的结温升高，寿命缩短。
因受PCB板的影响，质量可靠性较低。已有LED光源由于是多个LED光源排列组合，一旦其中一个损坏，就很难维修更换，客户大多只有退回厂家处理，拆装维修时也很容易损坏相关电子部件。
已有单个LED光源的灯杯是用塑料压铸而成，灯杯小、出光面窄、反光系数低还要受硅胶折射影响，而出光效率较低。多个LED光源排列组合形成LED光源模块容易产生聚光角现象，在侧导光LED背光模组中，LED在灯条PCB板上呈线性排列，两个LED灯之间有一定的间隙，LED并非均匀出光器件，它在一定出光角度（大约±50°）内光强最强，而其余出光角内的光强度很弱，就使两颗LED之间的位置复合亮度低于0°出光角内的亮度，在导光板靠近LED光源的区域出现光柱亮区，从而产生亮暗不均的现象。
已有的超薄型LED平板灯都是侧发光形式，导光板与光源距离太近，导光板受热膨胀容易造成光源损坏。
已有的LED平板灯导光板为平面入光方式，由于LED光源的发散角受到限制，在导光板靠近LED光源的区域出现光柱亮区，而产生亮暗不均的现象。这种现象降低了导光板出光效率。
发明内容
鉴于目前LED平板灯存在的不足，本发明目的是设计一种结构简单、散热面积大、出光效率高、均匀度好、成本低、寿命长的模块式高清LED平板灯。
本发明是一种模块式高清LED平板灯，由散热器框架、连接件、扩散板、导光板、反光板、散热背板、LED光源模块和电源模块组成,LED光源模块、散热器框架和连接件组合成LED平板灯框架，扩散板、导光板、反光板、散热背板依次装入LED平板灯框架，由紧固件将其紧固为一体，其特征在于所述的散热器框架为口字形封闭式散热框架，所述的导光板为侧入光凹透镜式导光板。
所述的LED光源模块由蓝光LED芯片、金属丝、电路板、复合硅胶层、荧光粉层、接插件、复合树脂层和导热基板组成，金属丝将LED芯片与电路板电连通，电路板与接插件电连通，导热基板上部为光学反光杯，多个蓝光LED芯片植入导热基板上部的光学反光杯内，LED芯片由复合硅胶封装，复合硅胶上覆盖一层荧光粉层，复合树脂将LED芯片、金属丝、电路板、复合硅胶层、荧光粉层、接插件和导热基板二次封装成独立的LED模块整体，模块整体与模块整体之间由接插件自由搭配组合，形成集成式LED平板光源模块。
为了提高LED平板灯的出光效率，本发明将导光板平面入光方式改为透镜式侧入光方式，即透镜式导光板。透镜式导光板在导光板入光侧对应LED的位置将导光板做成凹球面，这就相当于给导光板做了一个凹透镜，可以发散入射光线。透镜式入光解决的原理为：凹入光面对入射光线可以起到分散作用，使入射到导光板介质内的光分散，从而使光在导光板入光侧均匀分布。从而有利于减轻HotSpot（聚光角）现象。
为消除导光板靠近LED光源的区域出现光柱亮区，本发明采用集成式面光源，有效消除了光柱亮区和亮暗不均的现象，提高了亮度和均匀度。
为了更有效提高LED光源的出光效率，本发明采用MCOB集成光源模块，将多个LED芯片直接植入反光杯底部，形成集成式高清LED光源模块。将导热基板上部设计成光学反光杯结构，增大了出光面积。在硅胶中添加了玻璃微珠，增强了硅胶折射率，提高光源出光效率。在环氧树脂中添加了纳米氧化镁，提高了导热性和透光性能，降低了材料成本。
为有效的提高LED导热性能，本发明采用燕尾式导热基板，将LED燕尾基板嵌入散热器内部，增大了LED基板与散热器的热传导面积，将LED基板与散热器紧密融为一体，极大地提高了LED与散热器之间的热传导效率。
为了加大LED平板灯散热器面积，本发明将散热器边框开口形改为封闭的口字形，增大了背板与散热器框架的接触面积，增加了散热器框架的强度，加大LED光源的散热面积，从而有效降低LED光源的温度，最大限度的延长其使用寿命。
透镜式导光板特点：
1、透镜式入光会使入射的光线在导光板内发散，让光线均匀分布，从而有利于减轻HotSpot（聚光角）现象。
2、透镜式入光会使入射的光线在导光板内漫射，防止光源直射到眼部。有效的防止了LED蓝光对视网膜危害。
3、透镜式入光，可减少导光板板材的消耗，降低生产成本。
4、透镜式导光板镜面凹陷度与光源有一定的距离，导光板受热膨胀不会造成光源损坏。
MCOB集成光源模块特点：
1、LED芯片导热基板，采用轻质金属材料燕尾形结构设计，使导热表面积和出光面积最大化，LED芯片直接植入导热基板光学反光杯，LED芯片产生的热量直接导入散热器，减少了热阻，提高了散热效率，延长了芯片的使用寿命。
2、将芯片直接植入导热基板光学反光杯中，LED性能更稳定，出光效率更高。
3、MCOB集成光源为面光源出光，有效地消除了导光板靠近LED光源的区域出现光柱亮区和亮暗不均的现象，提高了亮度和均匀度。
4、精确的二次封装结构，解决了荧光粉沉淀的技术难题，显著地提高了LED光源产品的一致性。
5、在硅胶中添加玻璃微珠，增加硅胶折射率，提高出光效率，降低材料成本。
6、在环氧树脂中添加纳米氧化镁，增加导热性和透光性。
7、每个光源模块均可通过接插件互换，局部故障不影响整个灯具的正常工作，便于判断、分析故障原因和器件损坏处，方便拆卸及维修，节约维护成本，使维护工作变得非常轻松。
8、LED光源封装为独立模块化结构，可自由搭配和组合，形成不同功率和亮度的LED平板灯产品，组装方便快捷。
综上所述，本发明具有出光效率高、均匀性好、寿命长、结构简单，维修、生产便捷、成本更低的优点，是新一代LED照明产品的理想光源。
附图说明
图1是本模块式高清LED平板灯光源结构示意图；
图2是本模块式高清LED平板灯光源平面示意图；
图3是本模块式高清LED平板灯结构示意图；
图4是本模块式高清LED平板灯导光板结构示意图；
图5是本模块式高清LED平板灯散热器框架结构示意图；
图6是本模块式高清LED平板灯装配结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1、2、3、4、5、6所示，本发明是一种模块式高清LED平板灯，灯具由散热器框架9、L连接件10、扩散板11、透镜式导光板12、反光板13、集成式光源模块16、背板14、螺钉15、电源模块17、导线18构成。
集成式LED光源模块，包括蓝光LED芯片1、金属丝2、电路板3、玻璃微珠复合硅胶层4、荧光粉层5、接插件6、纳米氧化镁环氧树脂层7和铝质导热基板8，该导热基板底部为光学反光杯。采用高精度芯片固晶机，将多个蓝光LED芯片1植入导热基板8的光学反光杯内，再用焊线机将金属丝2与PC电路板3电连通。采用高精度点胶机将玻璃微珠硅胶4点入导热基板的反光杯内，对蓝光LED芯片1进行第一次封装，待玻璃微珠复合硅胶4凝固到40%时再用高精度点粉机将荧光粉5点于玻璃微珠复合硅胶4上面，让LED芯片1、玻璃微珠复合硅胶4、荧光粉5形成三维立体结构形式，有效抑制荧光粉5的沉淀，提高硅胶折射率。装上接插件6，用纳米氧化镁复合环氧树脂7进行第二次封装，即形成集成式LED光源模块16。
透镜式导光板，用专业生产设备在导光板入光侧对应LED光源的位置将导光板做成一个凹球面，即形成透镜式导光板12。
首先将LED光源模块16通过接插件6装入散热器框架9内，再将L连接件10与散热器框架9相连组合成LED平板灯框架。把扩散板11、透镜式导光板12、反光板13、背板14依次装入LED平板灯框架内，用螺钉15固定，连接上导线18、电源模块17，即组合成一个完整的模块式高清LED平板灯。

Claims (5)

1.一种模块式高清LED平板灯，由散热器框架（9）、连接件（10）、扩散板（11）、导光板（12）、反光板（13）、散热背板（14）、LED光源模块（16）和电源模块（17）组成,LED光源模块（16）与散热器框架（9）和连接件（10）组合成LED平板灯框架，扩散板、导光板、反光板、散热背板依次装入LED平板灯框架，紧固件将其紧固为一体，其特征在于所述的散热器框架为口字形封闭式散热框架，所述的导光板为侧入光凹透镜式导光板。
2.根据权利要求1所述的模块式高清LED平板灯，其特征在于所述的LED光源模块由LED芯片（1）、金属丝（2）、电路板（3）、复合硅胶层（4）、荧光粉层（5）、接插件（6）、复合树脂层（7）和导热基板（8）组成，金属丝将LED芯片与电路板电连通，接插件与电路板电连通，导热基板上部为光学反光杯，多个蓝光LED芯片植入导热基板上部的光学反光杯内，LED芯片由复合硅胶封装，复合硅胶上覆盖一层荧光粉层，复合树脂将LED芯片、金属丝、电路板、复合硅胶层、荧光粉层、接插件和导热基板二次封装，固化成独立的LED模块整体，模块整体与模块整体之间有接插件连接，形成集成式LED面光源模块。
3.根据权利要求2所述的模块式高清LED平板灯，其特征在于所述的复合硅胶层是掺有玻璃微珠的复合硅胶层，所述的复合树脂层是掺了纳米氧化镁的环氧树脂层。
4.根据权利要求2所述的模块式高清LED平板灯，其特征在于所述的导热基板底部为燕尾形结构。
5.根据权利要求3所述的模块式高清LED平板灯，其特征在于所述的导热基板底部为燕尾形结构。
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