通用型LED灯泡的构建方法及卡环结构方式的LED灯泡

摘要

本发明公开了通用型 LED 灯泡的构建方法及卡环结构方式的 LED 灯泡，以透镜卡环为灯泡的支撑主体，支撑透镜卡环内的 LED 灯泡光机核心构件，并以 LED 灯泡光机核心构件中设在配光光学透镜内侧的内卡环作为辅助支撑结构，且内卡环还作为光机模组、导热支架的安装基座，或还作为 LED 灯泡散热器的安装基座；透镜卡环上设有安装法兰用于灯泡的安装。本发明的灯泡自身可以自带散热器独立工作，也可以安装在灯具附带的散热器上，使用上可灵活多变，使其与灯具和照明控制产品实现在生产上和使用上各自独立，使 LED 照明产品大幅度地减少生产环节、提高生产批量化、有利于 LED 节能照明产品的产业化。

说明书

技术领域

本发明涉及通用型LED灯泡的构建方法及卡环结构方式的LED灯泡，属于LED照明技术领域。

背景技术

半导体照明作为新一代照明技术，具有光电转换率高、光源方向易控、照明时段和方式易控、光源显色性高、合理设计下具有较高的功率因数等其他现有照明技术无法比拟的五大节能优势，受到全球投资者的青睐和各国政府的大力扶持。当前LED照明灯的发光效率大多可超过70LM/W，比传统的节能灯更具节能优势。理论上绿光LED发光效率可高达683LM/W；白光LED的理论效率也可达182.45LM/W，因此LED照明效率提升的空间巨大。

在现行的大功率LED照明产品设计中，特别是大功率LED灯，由于散热的原因，组件一个大功率LED灯时，采用LED光模组、驱动电源及灯具三者一体化设计，即LED光模组、驱动电源及灯具等部件必须配套生产，形成了所谓“LED有灯无灯泡”的局面。这为LED照明产品带来了制造成本高、使用不便、维修困难等一系列的致命问题。首先制造上无法实现全国乃至全球的统一标准化生产，导致产品规格多、批次少，价格高昂；其次是各家的产品各式各样，互不通用，更不能互换；第三是产品故障时需要将LED光模组、驱动电源、灯具等整体总成取下维修，维修极为不便，非常容易形成故障扩大化和维修拖延、维修费用高昂等缺陷。这些缺陷极大地制约了LED照明的推广使用，是LED照明产品推广中的硬伤。

发明内容

本发明的目的在于，提供通用型LED灯泡的构建方法及卡环结构方式的LED灯泡。它自身结构简单稳固，便于安装，可以自带散热器独立工作，也可以安装在灯具附带的散热器上，使用上可灵活多变，本发明使LED灯泡与灯具和照明控制等产品实现在生产上和使用上各自独立，使LED照明产品大幅度地减少生产环节、提高生产批量化、有利于LED节能照明产品的产业化。

本发明的技术方案：通用型LED灯泡的构建方法，其特点是：以透镜卡环为灯泡的支撑主体，支撑透镜卡环内的LED灯泡光机核心构件，并以LED灯泡光机核心构件中设在配光光学透镜内侧的内卡环作为辅助支撑结构，且内卡环还作为光机模组、导热支架的安装基座，或还作为LED灯泡散热器的安装基座；所述LED灯泡光机核心构件由导热支架、光机模组、内卡环和配光光学透镜构成，其中光机模组外设有内罩，导热支架上设有电气接插件；透镜卡环上设有安装法兰用于灯泡的安装；所述的光机模组由光机模板、LED芯片组和相关的线路并通过固晶和封装组成，或其中还集成有供电驱动芯片。

上述的通用型LED灯泡的构建方法中，所述透镜卡环直径为灯泡外径D，灯泡外径D与构成的LED灯泡功率上限W成W=1.1812e^0.0361D的关系，在W=1.1812e^0.0361D的关系曲线上D取离散的数值进行构建多个固定灯泡外径D尺寸的LED灯泡，以提高LED灯泡的互换性和通用性；在所述灯泡外径D，在W=1.1812e^0.0361D的关系曲线上，D以20mm为下限，以130mm为上限，每10毫米为1段，分成12段构成有限量的灯泡外径规格，用少量的灯泡外径规格来进一步提高LED灯泡的互换性和通用性；所述透镜卡环的安装法兰上的法兰固定孔均布在直径D1上，直径D1为灯泡外径D减固定螺钉螺帽直径再减去0.8~4mm的留边值；所述的LED灯泡在灯具上散热器界面开孔直径D2为灯泡外径D减双倍固定螺钉螺帽直径再减去相应D1的双倍留边值。所述的LED灯泡的安装界面包括灯具上与LED灯泡的接触面和连接孔。

前述的通用型LED灯泡的构建方法中，所述的内卡环上部设有台阶，在台阶内粘结导热支架与光机模组相粘结的一体结构，内卡环环绕在光机模组外，或者在内卡环与内罩之间还设置内环罩，并在内卡环底部粘结配光光学透镜，使光机模组封存在导热支架、内卡环和配光光学透镜之间的密封的防水空间内，内卡环或还作为LED灯泡散热器的安装基座；通过调节配光光学透镜、内卡环和导热支架的厚度，使透镜卡环安装时，导热支架能紧密贴紧散热器；或者，所述的导热支架与光机模板采用相同非金属导热材料构建为一体；所述的光机模板为金属材料导热基板，通过PCB印刷电路板技术获得电路；或为非金属材料导热基板，其上采用银浆印刷电路技术嵌合电路。这个结构使LED光源芯片到散热器间的结构更加简单，芯片发热会迅速传导至光机模板上分散，有利于降低LED芯片结温，提高LED光源的使用寿命。

前述的通用型LED灯泡的构建方法中，对于相对较小规格的LED灯泡，所述的导热支架、光机模组、内卡环和配光光学透镜依次层叠粘结成一体的LED灯泡光机核心构件，或者在内卡环与内罩之间还设置内环罩，且光机模组中光机模板上封装着的元器件均封存在光机模板、内卡环和配光光学透镜之间的密封的防水空间内；或者所述内罩和内卡环为一体式结构（即带内卡环功能的内罩），光机模板上封装着的元器件均封存在光机模板和内罩与内卡环构成的一体式结构之间的防水空间内；所述内卡环或还作为LED灯泡散热器的安装基座；通过调节配光光学透镜、内卡环和导热支架的厚度，使透镜卡环安装时，导热支架能紧密贴紧散热器；或者，所述的导热支架与光机模板采用相同非金属导热材料构建为一体；所述的光机模板为金属材料导热基板，通过PCB印刷电路板技术获得电路；或为非金属材料导热基板，其上采用银浆印刷电路技术嵌合电路。

前述的通用型LED灯泡的构建方法中，所述导热支架上设有散热器，散热器和导热支架之间设有导热垫；所述散热器为非金属散热器总成，非金属散热器总成包括非金属散热器和导热转换支架，非金属散热器和导热转换支架采用超细非金属导热材料（如细度小于300目的氧化铝、碳化硅等）通过低温挤压成型呈筛孔状后高温烧结获得，二者接触面通过涂刷导热粘结剂后，粘结结成一体，且导热转换支架成架空状，非金属散热器为筛孔状，导热转换支架将非金属散热器架空，使空气可以从导热转换支架进入非金属散热器的筛孔内。非金属散热器的固定螺孔内填充胶套或螺钉固定胶，供固定螺钉连接，非金属散热器外设置散热器外罩（散热器外罩可采用金属材料冲压或塑料压铸制成，美化灯泡外观）；或者所述散热器为金属散热器，金属散热器和导热支架之间设有导热垫，所述金属散热器采用中空结构，中空部分填充有泡沫金属，并在中空结构内注入超导液，中空结构通过上下堵头，采用过盈配合压入或螺纹封胶旋入形成密闭空间，并将密闭空间抽成真空；散热器固定螺钉穿过内卡环上的固定穿孔与非金属散热器或金属散热器的散热器固定螺孔连接。

前述的通用型LED灯泡的构建方法中，所述光机模组上的LED芯片上喷涂荧光粉再覆盖透明硅胶；或者将 LED芯片数量按植物需要的蓝红光比例配置，焊接好的LED芯片仅覆盖透明硅胶封装；或者，所述光机模组上的LED芯片仅由透明硅胶封装，然后在封装后的光机模组外设置内侧涂覆荧光粉的内罩；或者所述光机模组上的LED芯片不封胶，光机模组外设置装有透明绝缘导热液的凹形内罩，透明绝缘导热液内设有荧光粉，所述凹形内罩为薄型内凹结构的弹性内罩。

所述光机模组上的LED芯片上喷涂荧光粉再覆盖透明硅胶；或者将光机模组上 LED芯片数量按植物需要的蓝红光比例配置，焊接好的LED芯片仅覆盖透明硅胶封装；光机模组上的LED芯片还可采用传统的封装方案封装，即LED芯片上喷涂荧光粉再覆盖透明硅胶，不使用内罩；用于农业生产照明时，光机模组上的LED芯片数量按植物需要的蓝红光比例配置，焊接好的LED芯片仅覆盖透明硅胶封装。

前述的通用型LED灯泡的构建方法中，所述光机模组上的LED芯片由透明硅胶封装，然后在封装后的光机模组外设置内侧涂覆荧光粉的内罩，这个结构使荧光粉比直接喷涂在芯片上更加均匀，让荧光粉远离LED发热芯片，LED芯片能在承受相对高一点的温度下运行，改善了LED的运行条件，对降低LED灯泡光衰很有效，LED出光效果更好，且荧光粉用量也不会大幅增加；或者所述光机模组上的LED芯片不封胶，光机模组外设置装有透明绝缘导热液的凹形内罩，透明绝缘导热液内设有荧光粉，所述凹形内罩为薄型内凹结构的弹性内罩，这个结构中当LED通电发热时，透明绝缘导热液因受热而流动带走了芯片的发热，使热量在较大的面积上与散热器交换，避免了传统方案LED芯片及周围荧光粉的局部高热，有效地减少了LED光衰的发生，且当透明绝缘导热液受热膨胀时，内凹的凹形内罩向外突出，增大容积接受液体膨胀的体积，避免液体膨胀使内罩密封失效。

前述的通用型LED灯泡的构建方法中，所述导热支架上开设接插件公头固定孔，在将带插针的电气接插件公头插入接插件公头固定孔，并以插入灯泡内部的部分为固定端进行固定，插针的尾端与通用型LED灯泡内的光机模板焊接，使得通用型LED灯泡外表面上形成一个简单电气接口，安装时只需将电气接插件公头与带电缆的电气接插件母头对接后，再固定通用型LED灯泡即实现通用型LED灯泡的电气连接；通过对所述电气接插件公头在导热支架上孔的偏心位置和电气接插件公头固定端尺寸的限定，使LED灯泡内的光机模板能满足布置LED芯片和驱动电源芯片的需要和对位需要；所述的带插针的电气接插件为四针结构，其中,二针为电源接入；二针为控制接入；所述固定端，为螺母固定方式或熔接环固定方式；固定端为螺母固定方式时，在电气接插件公头与导热支架之间增加防水胶圈进行防水；为防止旋转，电气接插件公头上设置防滑槽，所述的导热支架穿孔处设置相应凸起；所述电气接插件母头，上设置3孔法兰，通过固定螺钉固定于灯具散热器上，在电气接插件母头和散热器之间设置调节胶垫来调节厚度，保证防水面严实；或在电气接插件公头上设置外螺纹与设有防水胶圈的电气接插件母头上固定螺母的内螺纹配合固定进行防水；在电气接插件母头上设置嵌槽，嵌槽内设置防水胶圈进行防水。

根据前述方法构建的卡环结构方式的LED灯泡，其特点是：包括带安装法兰的透镜卡环，透镜卡环内至少依次设有导热支架、光机模组、内卡环和配光光学透镜；电气接插件公头固定在导热支架上，光机模组外还设有内罩；所述光机模组由光机模板、LED芯片组和相关的线路通过固晶和封装组成，或者其中还集成有供电驱动芯片。

前述的卡环结构方式的LED灯泡中，所述内卡环上部设有台阶，台阶内设有导热支架，导热支架上粘结有光机模组，内卡环环绕在光机模组外，或者内卡环与内罩之间还设置内环罩；内卡环上端与导热支架粘结，下端与配光光学透镜粘结，且三者形成了封存光机模组的密封防水空间；内卡环或还作为LED灯泡散热器的安装基座；且透镜卡环安装时能保证导热支架的上表面紧贴散热器；或者，所述的导热支架与光机模板采用相同非金属导热材料构建为一体；所述的光机模板为金属材料导热基板，通过PCB印刷电路板技术获得电路；或为非金属材料导热基板，其上采用银浆印刷电路技术嵌合电路。

前述的卡环结构方式的LED灯泡中，适用较小规格时，所述导热支架、光机模组、内卡环和配光光学透镜依次叠层粘结，或者内卡环与内罩之间还设置内环罩，且光机模组的光机模板、内卡环和配光光学透镜形成了用于封存光机模板上封装的元器件的密封防水空间；内卡环或还作为LED灯泡散热器的安装基座；或者所述内卡环和内罩为一体式结构的带内卡环功能的内罩；且透镜卡环安装时能保证导热支架的上表面紧贴散热器；或者，所述的导热支架与光机模板采用相同非金属导热材料构建为一体；所述的光机模板为金属材料导热基板，通过PCB印刷电路板技术获得电路；或为非金属材料导热基板，其上采用银浆印刷电路技术嵌合电路。

前述的卡环结构方式的LED灯泡中，所述导热支架上设有散热器；所述散热器为非金属散热器总成，非金属散热器总成包括非金属散热器和其下方架空状的导热转换支架，非金属散热器的散热器固定螺孔内填充胶套或螺钉固定胶，供固定螺钉连接，非金属散热器外设置散热器外罩；或者所述散热器为金属散热器，金属散热器和导热支架之间设有导热垫，所述金属散热器包括散热片，散热片中间设有超导液腔，超导液腔内填充有泡沫金属，并设有超导液，超导液腔两端设有上堵头和下堵头，上堵头或下堵头上设有真空抽吸管；所述散热器上还设有用于穿设电缆的电缆孔和散热器固定螺孔。散热器固定螺钉穿过内卡环上的散热器固定穿孔与非金属散热器或金属散热器的散热器固定螺孔连接。

所述光机模组上LED芯片外仅设有封装用的透明硅胶，且所有带透明硅胶的光机模组外设内罩，内罩内层设有荧光粉涂层；或者所述光机模组上LED芯片不封装硅胶，所述光机模组外设置装有透明绝缘导热液的凹形内罩，光机模组上LED芯片浸泡在透明绝缘导热液中，透明绝缘导热液内设有荧光粉，所述凹形内罩为薄型内凹结构的弹性内罩。

前述的卡环结构方式的LED灯泡中，所述导热支架上设有电气接插件，电气接插件包括电气接插件公头，所述电气接插件公头上设有插针，插针尾段的插针焊点与光机模组焊接；所述电气接插件公头穿过通用型LED灯泡上的接插件公头固定孔后设有固定端进行固定；电气接插件公头与带插孔的电气接插件母头配合连接，电气接插件母头与电缆相连；所述的电气接插件插针为四针结构，其中：二针为电源接入；二针为控制接入。

前述的卡环结构方式的LED灯泡中，所述固定端为熔接环；或者所述固定端为固定螺母，电气接插件公头上还设置防水胶圈嵌槽，防水胶圈嵌槽内设置防水胶圈；为防止旋转,电气接插件公头上设置防滑槽，所述的导热支架穿孔处设置相应凸起；所述电气接插件母头上设有三孔法兰，并通过三孔法兰和接插件母头固定螺钉与散热器或灯具上的导热转换板固定，且法兰和散热器或灯具上的导热转换板之间还设有固定调节胶垫，保证防水面严实；或者所述电气接插件公头设有外螺纹，通过与设有防水胶圈的电气接插件母头上固定螺母的内螺纹配合固定在电气接插件公头上；所述电气接插件母头上设有嵌槽，嵌槽内设有防水胶圈。

与现有技术相比，本发明以透镜卡环为整个灯泡的支撑部件，然后在透镜卡环内以内卡环为辅助支撑，最后形成了内卡环以及与内卡环相粘结的光机模组和导热支架构造LED灯泡光源体结构，因此结构极其稳定。而且本发明的光机模组被封存在内卡环、导热支架和透镜围成的封闭区间内，在不外加其它防水件的情况下使灯泡的防水性能大大提高。利用本发明的卡环结构方式的LED灯泡组建灯具简单易行、灵活多变，这样让LED灯的灯泡、灯具和照明控制产品实现在生产上和使用上各自独立，使LED照明产品大幅度地减少生产环节、提高生产批量化、有利于LED节能照明产品的产业化。且本发明通过在LED灯泡上以开孔方式将一个带插针的电气接插件公头固定在孔内，且从灯泡内部进行线路焊接和机械固定，整个通用型LED灯泡的外围结构简洁平整，避免了LED灯泡外带电缆线，安装灯泡时，只需在电气接插件公头对准电缆线上的电气接插件母头，再对LED灯泡进行机械固定后，同时也实现了通用型LED灯可靠的电气连接。而且本发明的电气接插件公头和母头之间的连接在几乎无需增加额外费用的情况下即可直接实现可靠防水功能，因此安装了本发明的电气接插件的LED灯泡既可用于室内也可用于室外，也可用于需要防爆的环境，极大地拓开了LED灯泡的使用范围。

附图说明

图1：本发明灯泡凸透镜方案带非金属散热器外观图；

图2：本发明灯泡凸透镜方案带金属散热器外观图；

图3：本发明灯泡凸透镜方案外观图；

图4：本发明灯泡平透镜方案外观；

图5：本发明灯泡平外罩方案外观；

图6：本发明结构分解图；

图7：本发明LED灯泡光机核心构件外形结构图；

图8：本发明实施例的一种导热转换支架外形图；

图9：本发明实施例的内卡环外形图；

图10：本发明实施例的光机模组与导热支架装配外观图；

图11：本发明实施例带平内罩的光机模组总成外观图；

图12：本发明实施例导热支架及电器接插件和内卡环与光机模组总成装配外观图；

图13：本发明实施例凹形内罩剖面图；

图14：本发明实施例非金属散热器截面图；

图15：本发明实施例非金属散热器总成外观图；

图16：本发明实施例金属散热器截面图；

图17：本发明实施例金属散热器内部结构示意图；

图18：本发明实施例的小口径灯泡的结构及电气接插件装配示意图；

图19：本发明实施例的大口径灯泡的结构及电气接插件装配示意图；

图20：本发明熔结环固定端电气接插件公头结构示意图；

图21：本发明螺母固定端电气接插件公头结构示意图一；

图22：本发明螺母固定端电气接插件公头结构示意图二；

图23：本发明带外螺纹的电气接插件公头结构示意图；

图24：本发明熔结环固定端电气接插件针式公头结构示意图；

图25：本发明螺母固定端电气接插件针式公头结构示意图；

图26：本发明弯型固定连接的电气接插件母头结构示意图；

图27：本发明直型固定连接的电气接插件母头结构示意图；

图28：本发明直型非固定连接的电气接插件母头结构示意图；

图29：本发明实施例灯泡端安装界面尺寸及开孔图；；

图30：本发明在隧道灯上的应用示例；

图31：本发明在路灯上的应用示例；

图32：本发明在螺口灯上的应用示例；

图33：本发明不装散热器时的内卡环结构示意图；

图34：本发明不装散热器时的内卡环安装结构示意图；

图35：本发明小规格情况下的光机核心构件结构示意图。

图36：本发明小规格灯泡凸透镜方案外观图；

附图中的标记为：1-导热转换支架，2-导热垫，3-导热支架，4-光机模组，6-内罩，7-配光光学透镜，8-透镜卡环，9-灯泡外罩，10-电气接插件母头，10A-带电缆的防水接头，11-电气接插件公头，11A-电缆固定头，12-散热器固定螺钉，14-透镜卡环固定螺钉，15-固定端，16-防水胶圈，17-插针，18-防水胶圈嵌槽，19-插针焊点，22-接插件公头固定孔，23-散热器固定穿孔，24-固定调节胶垫，25-接插件母头固定螺钉，26-防滑槽，27-导热转换板，28-固定螺母，32-真空抽吸管，33-上堵头，34-散热片，35-下堵头，36-电缆孔，37-泡沫金属，38-散热器固定螺孔，39-顶装固定法兰，40-外置电源盒，42-筛孔，61-凹形内罩，62-内环罩，81-内卡环，101-散热器外罩，102-本发明LED灯泡，103-散热器，105-灯泡固定螺钉,301-灯泡安装法兰固定孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。通用型LED灯泡的构建方法，以透镜卡环为灯泡的支撑主体，支撑透镜卡环内的LED灯泡光机核心构件，并以LED灯泡光机核心构件中设在配光光学透镜内侧的内卡环作为辅助支撑结构，且内卡环还作为光机模组、导热支架的安装基座，或还作为LED灯泡散热器的安装基座；所述LED灯泡光机核心构件由导热支架、光机模组、内卡环和配光光学透镜构成，其中光机模组外设有内罩，导热支架上设有电气接插件；透镜卡环上设有安装法兰用于灯泡的安装；所述的光机模组由光机模板、LED芯片组和相关的线路通过固晶和封装组成，或其中还集成有供电驱动芯片。所述透镜卡环直径为灯泡外径D，灯泡外径D与构成的LED灯泡功率上限W成W=1.1812e^0.0361D的关系，在W=1.1812e^0.0361D的关系曲线上D取离散的数值进行构建多个固定灯泡外径D尺寸的LED灯泡，以提高LED灯泡的互换性和通用性；在所述灯泡外径D，在W=1.1812e^0.0361D的关系曲线上，D以20mm为下限，以130mm为上限，每10毫米为1段，分成12段构成有限量的灯泡外径规格，用少量的灯泡外径规格来进一步提高LED灯泡的互换性和通用性；所述透镜卡环的安装法兰上的法兰固定孔均布在直径D1上，直径D1为灯泡外径D减固定螺钉螺帽直径再减去0.8~4mm的留边值；所述的LED灯泡在灯具上散热器界面开孔直径D2为灯泡外径D减双倍固定螺钉螺帽直径再减去相应D1的双倍留边值；所述的LED灯泡的安装界面包括灯具上与LED灯泡的接触面和连接孔。所述的内卡环上部设有台阶，在台阶内粘结导热支架与光机模组相粘结的一体结构，内卡环环绕在光机模组外，或者在内卡环与内罩之间还设置内环罩，并在内卡环底部粘结配光光学透镜，使光机模组封存在导热支架、内卡环和配光光学透镜之间的密封的防水空间内，或通过内卡环散热器固定穿孔将散热器固定在内卡环上，最后将内卡环粘结到透镜卡环内；通过调节配光光学透镜、内卡环和导热支架的厚度，使透镜卡环安装时，导热支架能紧密贴紧散热器；所述的导热支架与光机模板或采用相同非金属导热材料构建为一体；所述的光机模板为金属材料导热基板，通过PCB印刷电路板技术获得电路；或为非金属材料导热基板，其上采用银浆印刷电路技术嵌合电路。

对于较小规格的LED灯泡，所述的导热支架、光机模组、内卡环和配光光学透镜依次层叠粘结成一体的LED灯泡光机核心构件，或者在内卡环与内罩之间还设置内环罩，且光机模组中光机模板上封装着的元器件均封存在光机模板、内卡环和配光光学透镜之间的密封的防水空间内；或者所述内罩和内卡环为一体式结构（即带内卡环功能的内罩），光机模板上封装着的元器件均封存在光机模板和内罩与内卡环构成的一体式结构之间的防水空间内；所述内卡环或还作为LED灯泡散热器的安装基座；通过调节配光光学透镜、内卡环和导热支架的厚度，使透镜卡环安装时，导热支架能紧密贴紧散热器；或者，所述的导热支架与光机模板采用相同非金属导热材料构建为一体；所述的光机模板为金属材料导热基板，通过PCB印刷电路板技术获得电路；或为非金属材料导热基板，其上采用银浆印刷电路技术嵌合电路。

所述导热支架上设有散热器，散热器和导热支架之间设有导热垫；所述散热器为非金属散热器总成，非金属散热器总成包括非金属散热器和导热转换支架，非金属散热器和导热转换支架采用超细非金属导热材料（如氧化铝、碳化硅等）通过低温挤压成型后高温烧结获得，二者接触面通过涂刷导热粘结剂后，粘结结成一体，非金属散热器的固定螺孔内填充胶套或螺钉固定胶，供固定螺钉连接，非金属散热器外设置散热器外罩（散热器外罩可采用金属材料冲压或塑料压铸制成，美化灯泡外观），且导热转换支架成架空状，非金属散热器为筛孔状，导热转换支架将非金属散热器架空，使空气可以从导热转换支架进入非金属散热器的筛孔内；或者所述散热器为金属散热器，金属散热器和导热支架之间设有导热垫，所述金属散热器采用中空结构，中空部分填充有泡沫金属，并在中空结构内注入超导液，中空结构通过上下堵头，采用过盈配合压入或螺纹封胶旋入形成密闭空间，并将密闭空间抽成真空；散热器固定螺钉穿过内卡环上的固定穿孔与非金属散热器或金属散热器的散热器固定螺孔连接。所述LED芯片上喷涂荧光粉再覆盖透明硅胶；或者将 LED芯片数量按植物需要的蓝红光比例配置，焊接好的LED芯片仅覆盖透明硅胶封装；或者，所述LED芯片仅由透明硅胶封装，然后在封装后的LED芯片外设置内侧涂覆荧光粉的内罩；或者所述LED芯片不封胶，LED芯片外设置装有透明绝缘导热液的凹形内罩，透明绝缘导热液内设有荧光粉，所述凹形内罩为薄型内凹结构的弹性内罩。所述导热支架上开设穿孔，在将带插针的电气接插件公头插入穿孔，并以插入灯泡内部的部分为固定端进行固定，插针的尾端与通用型LED灯泡内的光机模板焊接，使得通用型LED灯泡外表面上形成一个简单电气接口，安装时只需将电气接插件公头与带电缆的电气接插件母头对接后，再固定通用型LED灯泡即实现通用型LED灯泡的电气连接；通过对所述电气接插件公头在导热支架上孔的偏心位置和电气接插件公头固定端尺寸的限定，使LED灯泡内的光机模板能满足布置LED芯片和驱动电源芯片的需要和对位需要；所述的带插针的电气接插件为四针结构，其中,二针为电源接入；二针为控制接入；所述固定端，为螺母固定方式或熔接环固定方式；固定端为螺母固定方式时，在电气接插件公头与导热支架之间增加防水胶圈进行防水；为防止旋转，电气接插件公头上设置防滑槽，所述的导热支架穿孔处设置相应凸起；所述电气接插件母头，上设置3孔法兰，通过固定螺钉固定于灯具散热器上，在电气接插件母头和散热器之间设置调节胶垫来调节厚度，保证防水面严实；或在电气接插件公头上设置外螺纹与设有防水胶圈的电气接插件母头上固定螺母的内螺纹配合固定进行防水；在电气接插件母头上设置嵌槽，嵌槽内设置防水胶圈进行防水。

根据上述方法构建的卡环结构方式的LED灯泡：如图6和图7所示，包括带安装法兰的透镜卡环8，透镜卡环8内至少依次设有导热支架3、光机模组4、内卡环81（如图9）和配光光学透镜7，电气接插件公头11固定在导热支架3上，光机模组4外还设有内罩6；所述光机模组4由光机模板、LED芯片组和相关的线路通过固晶和封装组成，或者其中还集成有供电驱动芯片。内卡环81上部设有台阶，台阶内设有导热支架3，导热支架3上粘结有光机模组4（如图10），内卡环81与两侧的配光光学透镜7和导热支架3粘结，且三者形成了封存光机模组4的密封防水空间，且导热支架3的上表面与透镜卡环8的上沿在一个平面上。内卡环81或还作为LED灯泡散热器的安装基座，在不装散热器的情况下，内卡环81上的台阶可以去除，结构可如图33所示，安装方式如图34；或者，所述的导热支架3与光机模板4采用相同非金属导热材料构建为一体；所述的光机模板4为金属材料导热基板，通过PCB印刷电路板技术获得电路；或为非金属材料导热基板，其上采用银浆印刷电路技术嵌合电路。

对于较小规格的LED灯泡，如图35所示，所述导热支架3、光机模组4、内卡环81和配光光学透镜7依次叠层粘结，或者内卡环81与内罩6之间还设置内环罩62，且光机模组4的光机模板、内卡环81和配光光学透镜7形成了用于封存光机模板上封装的元器件的密封防水空间；内卡环81或还作为LED灯泡散热器的安装基座；或者所述内卡环81和内罩6为一体式结构的带内卡环功能的内罩，；且透镜卡环8安装时能保证导热支架3的上表面紧贴散热器103。

对于带散热器的LED灯泡：所述导热支架3上设有散热器103，散热器103和导热支架3之间设有导热垫2；所述散热器103为非金属散热器总成，非金属散热器总成包括筛孔状的非金属散热器（如图15，截面上可看到筛孔42，也可采用其它可以提供通风的结构，如图8所示）和其下方架空状的导热转换支架1，非金属散热器的散热器固定螺孔33内填充胶套或螺钉固定胶，供固定螺钉连接，非金属散热器外设置散热器外罩101，非金属散热器的截面如图14所示。或者所述散热器103还可以为金属散热器，金属散热器和导热支架3之间设有导热垫2，所述金属散热器包括散热片34，如图16和图17所示，散热片34中间设有超导液腔，超导液腔内填充有泡沫金属37，并设有超导液，超导液腔两端设有上堵头33和下堵头35，上堵头33或下堵头35上设有真空抽吸管32；所述散热器103上还设有用于穿设电缆的电缆孔36和散热器固定螺孔38。散热器固定螺钉12内穿过内卡环81和散热器103上的散热器固定穿孔22对散热器103进行固定到内卡环81。

所述光机模组4上LED芯片外设有封装用的透明硅胶，且所有带透明硅胶的光机模组4外设内罩6，内罩6内层设有荧光粉涂层，如图11所示；或者所述光机模组4上LED芯片不封装硅胶，所述光机模组4外设置装有透明绝缘导热液的凹形内罩61，LED芯片浸泡在透明绝缘导热液中，透明绝缘导热液内设有荧光粉，所述凹形内罩为截面如图11所示的薄型内凹结构的弹性内罩，如图13所示。

所述导热支架3上设有电气接插件，电气接插件包括电气接插件公头11，所述电气接插件公头11上设有插针17，插针17尾段的插针焊点19与光机模组4焊接；所述电气接插件公头11穿过通用型LED灯泡上的接插件公头固定孔22后设有固定端15进行固定；电气接插件公头11与带插孔的电气接插件母头10配合连接，电气接插件母头10与电缆相连；电气接插件母头10设在带电缆的防水接头10A中电缆另一端的电缆固定头11A 上。所述的电气接插件插针为四针结构，其中：二针为电源接入；二针为控制接入。所述固定端15为熔接环，如图20和图24所示，其中图24中的电气接插件公头11无保护套；或者所述固定端15为固定螺母，电气接插件公头11上还设置防水胶圈嵌槽18，防水胶圈嵌槽18内设置防水胶圈16，如图21、22、23和25所示，其中图25中的电气接插件公头11无保护套；为防止旋转,电气接插件公头11上设置防滑槽26，所述的导热支架3穿孔处设置相应凸起；所述电气接插件母头10上设有三孔法兰（如图26和图27所示），并通过三孔法兰和接插件母头固定螺钉25与散热器103或灯具上的导热转换板27固定，且法兰和散热器103或灯具上的导热转换板27之间还设有固定调节胶垫24，保证防水面严实，如图18；或者所述电气接插件公头11设有外螺纹，通过与设有防水胶圈16的电气接插件母头10上固定螺母28的内螺纹配合固定在电气接插件公头11上，如图19；所述电气接插件母头10上设有嵌槽，嵌槽内设有防水胶圈16。其中电气接插件母头也可采用如图28所示的，非固定式的接插件母头。同时为遮蔽电气接插件固定端和供电元件等，为保证灯泡的美观，内罩6与内卡环81之间设置环罩62，如图12所示。小口径灯泡（D≦70mm）一般可不设环罩62或内罩6（也可包括环罩62），其结构及电气接插件装配示意如图18所示；大口径灯泡（D>70mm）结构及电气接插件装配示意如图19所示；

灯泡外径D与构成的LED灯泡功率W上限成W=1.1812e^0.0361D 的关系，在W=1.1812e^0.0361D的关系曲线上D取离散的数值进行构建多个固定灯泡外径D尺寸的LED灯泡，以提高LED灯泡的互换性和通用性。在W=1.1812e^0.0361D的关系曲线上，D以20mm为下限，以130mm为上限，每10毫米为1段，分成12段构成有限量的灯泡外径规格，用少量的灯泡外径规格来进一步提高LED灯泡的互换性和通用性。固定灯泡用的螺孔分布圆D1和灯具上的散热器界面开孔（安装界面上用于穿过散热器的开孔）直径D2受所使用螺钉大小的影响，直径D1为灯泡外径D减固定螺钉螺帽直径再减去0.8~4mm的留边值；散热器界面开孔直径D2为灯泡外径D减双倍固定螺钉螺帽直径再减去相应D1的双倍留边值；灯泡出线孔距离L（即电气接插件公头在导热支架上的偏心位置）按下表取值。图1、图2、图3、图4、图5和图36中灯泡外形尺寸外径D，法兰螺钉孔分布圆直径D1，散热器外径D3按规定的制造，相关尺寸由如图29及下表给出。

应用本发明的卡环结构方式的LED灯泡的路灯，如图30所示，将带散热器的本发明LED灯泡102通过法兰和固定螺钉105固定在灯具101上的安装界面上；应用本发明的卡环结构方式的LED灯泡的LED隧道灯，将本发明LED灯泡102通过法兰和固定螺钉105固定在灯具101上的安装界面上（安装界面设在散热器103与LED灯泡102接触的面和连接的孔上，接插件母头10固定在散热器上），即可实现隧道灯的电气连接和LED灯泡安装，如图31所示；应用本发明的卡环结构方式的LED灯泡的LED螺口灯，将本发明小规格LED灯泡102通过法兰和固定螺钉105固定在螺口灯具散热器103上的安装界面上（安装界面设在螺口灯具散热器103与LED灯泡102接触的面和连接的孔上，接插件母头10固定在螺口灯具导热转换板27上），即可实现螺口灯的电气连接和LED灯泡安装，如图32所示。