大功率LED灯具及其加工方法

摘要

本发明涉及大功率LED灯具及其加工方法，其中，大功率LED灯具包括基板和散热器，散热器包括均温板、散热底板以及散热翅板，均温板与散热底板的下表面通过摩擦焊接固定在一起，散热底板的上表面上均匀开设多个平行设置的插接槽，插接槽沿散热底板横向方向延伸，散热翅板插设在插接槽中，散热翅板被对应插接槽的槽壁顶部夹持且散热翅板与对应插接槽之间设有导热硅胶，U型均温管的下臂沿纵向方向半埋嵌设在散热底板的上表面且纵向穿设在各所述散热翅板的底部，U型均温管的上臂穿设在各所述散热翅板的上部。本发明的大功率LED灯具，散热器的散热效率大大增强，大功率LED灯具的灯珠温度显著降低，光衰大大减小，寿命大大增长，效果非常好。

权利要求

1.一种大功率LED灯具的加工方法，其中大功率LED灯具，包括基板和散热器，所述基板为具有灯珠的基板，所述散热器包括均温板、散热底板以及散热翅板，所述均温板与所述散热底板的下表面通过摩擦焊接固定在一起，所述均温板与所述基板摩擦焊接固定在一起，所述散热底板的上表面上均匀开设多个平行设置的插接槽，所述插接槽沿所述散热底板横向方向延伸，所述散热翅板插设在所述插接槽中且插接方式为每隔一个或至少三个所述插接槽插接一个所述散热翅板，所述散热翅板被对应所述插接槽的槽壁顶部夹持且所述散热翅板与对应插接槽之间设有导热硅胶，U型均温管的下臂沿纵向方向半埋嵌设在所述散热底板的上表面且纵向穿设在各所述散热翅板的底部，所述U型均温管的上臂穿设在各所述散热翅板的上部，所述散热翅板的两侧设有凸字形的耳板，所述耳板包括凸部和底部，所述耳板的底部设有用于卡设相邻所述耳板的凸部的卡口，所述凸部为U型板，其特征在于包括以下步骤：步骤1、通过固定装置将散热翅板和散热底板固定在一起，其中，固定装置，包括上模和下模，所述下模包括用于固定散热底板的固定板、用于夹紧散热底板且位于所述固定板的左侧的夹板以及用于将耳板折弯且位于所述固定板的右侧的两个平行设置的推板，所述夹板的左侧设置用于驱动所述夹板在水平方向上往复运动的第一动力源，所述推板的右侧设有用于驱动所述推板在水平方向上往复运动的第二动力源，所述上模包括多个挤压板以及驱动挤压板在竖直方向上往复运动的第三动力源，所述挤压板的底部设置纵截面为梯形的挤压头，相邻所述挤压板形成用于夹设散热翅板上端的夹缝，固定方式为：将散热底板设置在固定板上，第一动力源驱动夹板将散热底板夹紧，将底部涂抹导热硅胶的散热翅板插设在固定板的插接槽中且散热翅板的上端插接在正对该插接槽的夹缝中，接着第三动力源驱动挤压板向下运动，挤压头将该插接槽的槽壁向中间挤压，直至夹紧散热翅板，然后第二动力源驱动两个推板依次将前各散热翅板的两个耳板折弯且搭接在后一个相邻散热翅板上，使得前一个散热翅板的耳板的凸部卡入后一个散热翅板的耳板的卡口中，然后第二动力源驱动推板复位，第三动力源驱动挤压板复位，第一动力源驱动夹板复位，插入U型均温管，得到散热器半成品；

步骤2、将均温板和步骤1中加工后的散热器半成品一起在摩擦焊机上摩擦焊接，制成散热器；

步骤3、将散热器中的均温板和基板利用摩擦焊机进行摩擦焊接，最终得到大功率LED灯具。

说明书

大功率LED灯具及其加工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及照明领域中的大功率LED灯具，还涉及大功率LED灯的加工方法。

背景技术

[0002] LED灯具以其自己的优异特性，在现如今已经越来越普及。众所周知，发热较多是LED灯具的一个重要问题，因此每一个LED灯具都需配备合适的散热器，散热器性能的好坏直接影响到一个LED灯具的性能和使用寿命，特别是大功率LED灯具，由于发热量大，对大功率LED灯具的性能和使用寿命影响更为严重。现有的大功率LED灯具大多采用基板直接固定在散热器上，散热器包括一体设置的散热底板和散热翅板，这种结构的大功率LED灯具散热能力最差，大功率LED灯光衰大，寿命短，可靠性低，还有的大功率LED灯具的散热器包括散热底板、散热翅板以及设于散热底板上的均温板，这种结构的散热器散热效果与前一种相比有所提升，但是均温板与散热器底板一般采用锡焊焊接连接或者涂抹导热硅胶后连接，散热效果仍然很不理想。

发明内容

[0003] 技术人员经过大量的研究和试验，发现大功率LED灯具散热效果不理想的原因在于：第一，均温板与散热器底板连接方式大大影响散热效果，均温板与散热器底板焊接的方式，导致均温板与散热器底板很多部位接触不紧密，传到热量的能力很差，对于焊接部位有存在焊料等中间导热体，影响了热传递效率，对于涂抹导热硅胶连接方式，仍然存在着由于增加了中间导热体而影响热传递效率的问题；另外，散热翅板由于和散热底板一体设置，导致加工的时候散热翅板无法做的很薄，在散热翅板的根部热量容易沉积，影响了热量从散热底板向散热翅板传递的效率，而热量从散热翅板的根部向散热翅板其他部分扩展的速度也需要一个相对较长的过程。技术人员首先想到了将散热翅板和散热底板做成分体结构分别加工，然后在散热翅板上开设插槽且将散热翅板插设在插槽中的方式，这样散热翅板就可以做的很薄，防止热沉积提高热量传导效率，但是，实际使用中，发现由于散热翅板比较薄，这种插设方式存在着两难，即如果插槽较窄则散热翅板插接不易且容易变形，如果插槽较宽散热翅板在散热底板上固定不牢固且散热底板向散热翅板传递热量的效果会大为降低。

[0004] 本发明的目的是在于提供一种大功率LED灯具，以解决现有技术中存在的问题，本发明还涉及大功率LED灯具的加工方法。

[0005] 为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

[0006] 大功率LED灯具包括基板和散热器，所述散热器包括均温板、散热底板以及散热翅板，所述均温板与所述散热底板的下表面通过摩擦焊接固定在一起，所述均温板与所述基板摩擦焊接固定在一起，所述散热底板的上表面上均匀开设多个平行设置的插接槽，所述插接槽沿所述散热底板横向方向延伸，所述散热翅板插设在所述插接槽中且插接方式为每隔一个或至少三个所述插接槽插接一个所述散热翅板，所述散热翅板被对应所述插接槽的槽壁顶部夹持且所述散热翅板与对应插接槽之间设有导热硅胶，U型均温管的下臂沿纵向方向半埋嵌设在所述散热底板的上表面且纵向穿设在各所述散热翅板的底部，所述U型均温管的上臂穿设在各所述散热翅板的上部。

[0007] 优选的，所述散热翅板的两侧设有凸字形的耳板，所述耳板包括凸部和底部，所述耳板的底部设有用于卡设相邻所述耳板的凸部的卡口，所述凸部为U型板。

[0008] 加工所述的大功率LED灯具的加工方法：

[0009] 步骤1、通过固定装置将散热翅板和散热底板固定在一起，其中，固定装置，包括上模和下模，所述下模包括用于固定散热底板的固定板、用于夹紧散热底板且位于所述固定板的左侧的夹板以及用于将耳板折弯且位于所述固定板的右侧的两个平行设置的推板，所述夹板的左侧设置用于驱动所述夹板在水平方向上往复运动的第一动力源，所述推板的右侧设有用于驱动所述推板在水平方向上往复运动的第二动力源，所述上模包括多个挤压板以及驱动挤压板在竖直方向上往复运动的第三动力源，所述挤压板的底部设置纵截面为梯形的挤压头，相邻所述挤压板形成用于夹设散热翅板上端的夹缝，固定方式为：将散热底板设置在固定板上，第一动力源驱动夹板将散热底板夹紧，将底部涂抹导热硅胶的散热翅板插设在固定板的插接槽中且散热翅板的上端插接在正对该插接槽的夹缝中，接着第三动力源驱动挤压板向下运动，挤压头将该插接槽的槽壁向中间挤压，直至夹紧散热翅板，然后第二动力源驱动两个推板依次将前各散热翅板的两个耳板折弯且搭接在后一个相邻散热翅板上，使得前一个散热翅板的耳板的凸部卡入后一个散热翅板的耳板的卡口中，然后第二动力源驱动推板复位，第三动力源驱动挤压板复位，第一动力源驱动夹板复位，插入U型均温管，得到散热器半成品；

[0010] 步骤2、将均温板和步骤1中加工后的散热器半成品一起在摩擦焊机上摩擦焊接，制成散热器；

[0011] 步骤3、将散热器中的均温板和基板利用摩擦焊机进行摩擦焊接，最终得到大功率LED灯具。

[0012] 本发明的大功率LED灯具，均温板与基板摩擦焊接固定在一起，散热器的均温板与散热底板的下表面通过摩擦焊接固定在一起，由于摩擦焊接能将接触面表面的氧化膜等杂质从接触面排出，接触面通过分子扩散和再结晶的方式实现焊接，焊接部位紧密无间隙和气泡，这样由基板直接传递到均温板的热量不通过中间介质而是直接传递到散热底板上，与现有技术相比，热量传导效率大大增加，同时，焊接时温度低于材料的熔点温度，材料变形抗力降低，结合牢固，散热翅板插接在插接槽中，散热翅板被对应插接槽的槽壁顶部夹持且散热翅板与对应插接槽之间设有导热硅胶，这样插接槽的宽度就可以在保证插接方便的前提下尽可能的减小宽度且不用担心安装稳定性问题，插接方式为每隔一个或至少三个插接槽插接一个散热翅板的原因是，如果间隔两个插接槽，设置一个挤压头无法完成工作，设置两个挤压头会在下压时中间夹设一个槽板，产生的横向作用力而使得挤压头无法挤压到插接槽底部，散热翅板采用插接方式固定在散热底板上，使得散热翅板可以做的很薄，插接槽的槽板也做的很薄，这样车热沉积现象会大大缓解，增强了散热底板向散热翅板的导热能力；U型均温管的下臂沿纵向方向半埋嵌设在所述散热底板的上表面且纵向穿设在各所述散热翅板的底部，U型均温管的上臂穿设在各散热翅板的上部，U型均温管能从另一个路径将散热底板的热量快速扩散至散热翅板的上部，大大增强了热量扩散速度，半埋式的安装方式，能够增加U型均温管的导热速率，通过上述方案，散热器的散热效率大大增强，大功率LED灯具的灯珠温度显著降低，光衰大大减小，寿命大大增长，效果非常好。

[0013] 更进一步的，散热翅板上设置耳板，各散热翅板通过耳板固定成一个整体，大大增加了稳定性，散热翅板抵抗外力作用下变形的能力大大增强。

[0014] 本发明的的加工方法中，用于固定散热翅板和散热底板的固定装置，非常巧妙地将散热翅板固定在散热底板上，特别是挤压板的设计，既能通过对插接槽的挤压使得槽壁夹住散热翅板实现固定，相邻挤压板形成的夹缝还能用来固定散热翅板的上端，使得推板折弯各散热翅板的耳板的时候能够防止散热翅板大角度弯曲变形，加工方法，构思巧妙，使得加工大功率LED灯具变得简单易行。

附图说明

[0015] 图1是本发明大功率LED灯具结构示意图；

[0016] 图2是本发明大功率LED灯具中散热器的结构示意图；

[0017] 图3是本发明散热翅板的结构示意图；

[0018] 图4是图3的右视图；

[0019] 图5是本发明固定装置的结构示意图；

[0020] 图6是本发明固定装置的使用状态示意图。

具体实施方式

[0021] 大功率LED灯具的实施例，如图1～4所示，基板8和散热器，散热器包括均温板7、散热底板5以及散热翅板2，均温板7与散热底板5的下表面通过摩擦焊接固定在一起，散热底板5的上表面上均匀开设多个平行设置的插接槽4，插接槽4沿散热底板5横向方向延伸，散热翅板2插设在插接槽4中且插接方式为每隔一个或至少三个插接槽插接一个散热翅板，本实施例中为每隔三个插接槽4插接一个散热翅板2，散热翅板2被对应插接槽4的槽壁顶部夹持且散热翅板2与对应插接槽4之间设有导热硅胶，U型均温管1的下臂沿纵向方向半埋嵌设在散热底板5的上表面且纵向穿设在各散热翅板2的底部， U型均温管1的上臂穿设在各散热翅板2的上部，散热翅板的两侧设有凸字形的耳板3，耳板3包括凸部302和底部301，耳板的底部301设有用于卡设相邻耳板的凸部的卡口304，凸部302为U型板，散热翅板2上设置耳板3，各散热翅板2通过耳板3固定成一个整体，大大增加了稳定性，散热翅板2抵抗外力作用下变形的能力大大增强。

[0022] 本实施例的大功率LED灯具，均温板与基板摩擦焊接固定在一起，均温板与散热底板的下表面通过摩擦焊接固定在一起，由于摩擦焊接能将接触面表面的氧化膜等杂质从接触面排出，接触面通过分子扩散和再结晶的方式实现焊接，焊接部位紧密无间隙和气泡，这样由基板直接传递到均温板的热量直接传递到散热底板上，与现有技术相比，热量传导效率大大增加，同时，焊接时温度低于材料的熔点温度，材料变形抗力降低，结合牢固，散热翅板插接在插接槽中，散热翅板被对应插接槽的槽壁顶部夹持且散热翅板与对应插接槽之间设有导热硅胶，这样插接槽的宽度就可以在保证插接方便的前提下尽可能的减小宽度且不用担心安装稳定性问题，插接方式为每隔一个或至少三个插接槽插接一个散热翅板的原因是，如果间隔两个插接槽，设置一个挤压头无法完成工作，设置两个挤压头会在下压时中间夹设一个槽板6，产生的横向作用力而使得挤压头无法挤压到插接槽底部，散热翅板采用插接方式固定在散热底板上，使得散热翅板可以做的很薄，插接槽的槽板也做的很薄，这样车热沉积现象会大大缓解，增强了散热底板向散热翅板的导热能力；U型均温管的下臂沿纵向方向半埋嵌设在所述散热底板的上表面且纵向穿设在各所述散热翅板的底部，U型均温管的上臂穿设在各散热翅板的上部，U型均温管能从另一个路径将散热底板的热量快速扩散至散热翅板的上部，大大增强了热量扩散速度，半埋式的安装方式，能够增加U型均温管的导热速率，通过本实施力的方案，散热器的散热效率大大增强，大功率LED灯具的灯珠温度显著降低，光衰大大减小，寿命大大增长，效果非常好。

[0023] 不同结构的散热器散热效果对比测试：

[0024] A散热器：均温板与散热器底板锡焊焊接连接且散热翅板与散热器底板一体设置；B散热器：均温板与散热器底板通过螺钉固定且涂抹导热硅胶，散热翅板与散热器底板一体设置；C散热器：均温板与散热器底板摩擦焊接且散热翅板与散热器底板一体设置的；D散热器：本实施例中的散热器，对于D散热器设置对照组E，对照组E中的散热器与D散热器相同，区别在于与基板的连接方式不同。使用测温热成像摄像机（型号DM60M，无扩展镜头，工作档位-20.0/180.0），目标参数：比辐射率0.90，与大功率LED灯具距离2.00m,环境温度为29.5℃，湿度为60%。将A、B、C、D散热器分别装入相同的大功率LED灯具中，将散热器的底部与具有灯珠的基板通过螺栓固定，且通过夹设导热硅胶导热，将对照组E中的散热器装入相同的大功率LED灯具中，将散热器的底部与具有灯珠的基板摩擦焊接固定。分别对上述各个大功率LED灯具的基板以及散热翅板进行测试，待温度趋于稳定时采集结果。

[0025] 经过检测，测得结果如下：采用A散热器的大功率LED灯具，基板温度60℃，散热翅板温度为50.1℃，说明热量从基板传导至散热翅板的效率比较低；采用B散热器的大功率LED灯具，基板温度59.5℃，散热翅板温度为51.0℃，说明热量从基板传导至散热翅板的效率比较低；采用C散热器的大功率LED灯具，基板温度55℃，散热翅板温度为50.7℃，说明热量从基板传导至散热翅板的效率大幅改善，散热效果较好；采用D散热器的大功率LED灯具，基板温度53℃，散热翅板温度为50.1℃，说明热量从基板传导至散热翅板的效率大幅改善，散热效果好；采用对照组E的大功率LED灯具，基板温度50℃，散热翅板温度为49.1℃，说明热量从基板传导至散热翅板的效率非常高，散热效果非常好，好的热量传导效率导致基板的温度大幅降低，由于基板的温度与灯珠的温度接近，所以本实施例的方案大大降低了灯珠芯片的温度，从而为降低光衰，延长使用寿命提供了保障。

[0026] 加工大功率LED灯具的加工方法，如图5～6所示，包括以下步骤：

[0027] 步骤1、通过固定装置将散热翅板和散热底板固定在一起，其中，固定装置的实施例，如图4、图5所示，包括上模和下模，下模包括用于固定散热底板5的固定板16、用于夹紧散热底板5且位于固定板16的左侧的夹板17以及用于将耳板折弯且位于固定板16的右侧的两个平行设置的推板14，夹板17的左侧设置用于驱动夹板在水平方向上往复运动的第一动力源18，固定板16上设置固定台阶19，推板14的右侧设有用于驱动推板14在水平方向上往复运动的第二动力源15，上模包括多个挤压板12以及驱动挤压板12在竖直方向上往复运动的第三动力源9，第三动力源设在台架11的横梁10上，挤压板12的底部设置纵截面为梯形的挤压头20，相邻挤压板12形成用于夹设散热翅板上端的夹缝13，固定方式为：将散热底板设置在固定板上，第一动力源驱动夹板将散热底板夹紧，将底部涂抹导热硅胶的散热翅板插设在固定板的插接槽中且散热翅板的上端插接在正对该插接槽的夹缝中，接着第三动力源驱动挤压板向下运动，挤压头将该插接槽的槽壁向中间挤压，直至夹紧散热翅板，然后第二动力源驱动两个推板依次将前各散热翅板的两个耳板折弯且搭接在后一个相邻散热翅板上，使得前一个散热翅板的耳板的凸部卡入后一个散热翅板的耳板的卡口中，然后第二动力源驱动推板复位，第三动力源驱动挤压板复位，第一动力源驱动夹板复位，插入U型均温管，得到散热器半成品；

[0028] 步骤2、将均温板和步骤1中加工后的散热器半成品一起在摩擦焊机上摩擦焊接，制成散热器；

[0029] 步骤3、将散热器中的均温板和基板利用摩擦焊机进行摩擦焊接，最终得到大功率LED灯具。

[0030] 本实施例的加工方法中，用于固定散热翅板和散热底板的固定装置，非常巧妙地将散热翅板固定在散热底板上，特别是挤压板的设计，既能通过对插接槽的挤压使得槽壁夹住散热翅板实现固定，相邻挤压板形成的夹缝还能用来固定散热翅板的上端，使得推板折弯各散热翅板的耳板的时候能够防止散热翅板大角度弯曲变形，加工方法，构思巧妙，使得加工大功率LED灯具变得简单易行。