CN101093062A - 超导热管散热的大功率发光二极管灯具 - Google Patents

Abstract

一种超导热管散热的大功率发光二极管灯具，包括灯壳、灯罩、W级大功率LED单元灯、超导热管，每个W级大功率LED单元灯都均通过超导散热管固定在灯壳上，为了进一步提高效果可在灯壳外增设散热部件，由于在W级大功率LED都通过超导热管来传递热量，通过超导热管、灯壳或散热部件能迅速地将W级大功率LED产生的热量散发，以降低W级大功率LED的自身温度，从而保障W级大功率LED的发光效率和使用寿命。为户外大功率LED灯具的散热提供了有效途径，可以保障上百颗W级大功率LED集成稳定地工作。

Description

超导热管散热的大功率发光二极管灯具

技术领域

本发明属于发光二极管的应用技术领域，尤其涉及大功率发光二极管灯具。特别适用于机场、火车站、城市广场、道路照明、隧道照明、室外景观照明、泛光灯、铁路信号灯、航标灯等。

背景技术

随着日本、欧美国家和我国半导体照明工程的相继启动，大功率发光二极管(以下简称LED)芯片和封装技术已从1W、3W向5W迈进，其发光效率＞40LM/W的瓦级LED已形成产业化。通过采用将几十甚至上百颗W级大功率LED集合而成的灯具，其总光通量已能满足一些照明场合的要求。在我国，一些城市的半导体道路照明示范工程也正在启动，然而，对于户外使用的发光二极管照明灯具有着严格的密封要求，必须满足IP65的防腐等级。因此，LED灯具的输入功率越大，灯罩内部的温升越高，LED的P/N结的结温也越高，现代研究成果表明，温度每升高1度，LED的出光效率下降1％，由于灯具的内部均采用密封结构，若干只LED在其内发光所聚集热量的无法散去，使得LED芯片和封装材料早期劣化。使LED灯具具有的出光效率高、工作寿命长的优良特性无法有效发挥。大功率发光二极管灯具的有效散热问题已成为大功率LED灯具进一步发展的技术瓶颈。

超导热管技术是上世纪60年代发明的一种热管元件，经过几十年的发展和完善，技术已相当成熟。近年来已被广泛地应用于电力电子等工业领域，热管是由管壳、吸液芯和端盖组成，热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体工质，这种液体沸点低，容易挥发，热管一端为蒸发端，另一端为冷凝端，当热管一端受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸汽在微小的压力差下流向另一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发端，如此循环不止，热量由热管一端传至另一端，这种热量的传导速度很快，是一般高导热金属的上千倍。

鉴于上述原理，我们提出了采用超导热管散热技术，以解决大功率LED灯具的系统散热集成问题，以保障几十甚至上百颗W级大功率LED稳定工作，以使LED的诸多优点得以充分发挥，更好地服务于民用照明领域。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种超导热管散热的大功率发光二极管灯具，利用超导热管的高效传热技术，通过超导热管、灯壳(散热部件)迅速地将W级大功率LED产生的热量输出，以降低W级大功率LED的自身温度，延长W级大功率LED的使用寿命。

本发明所述超导热管散热的大功率发光二极管灯具，包括灯壳、灯罩、若干个W级大功率LED单元灯和恒流电源，所有W级大功率LED单元灯和恒流电源都安装在灯壳内，且每个W级大功率LED单元灯均与恒流电源电连接，灯罩与灯壳密封性连接成一体，其特征是：它还包括超导热管，所有W级大功率LED单元灯均通过超导热管固定在灯壳上。

所述超导热管散热的大功率发光二极管灯具，其特征是：，在灯壳的外表面设有散热结构。

所述超导热管散热的大功率发光二极管灯具，其特征是：，每个W级大功率LED单元灯通过散热底板固定在超导热管上，超导热管固定在灯壳上，在灯壳的外表面设有散热结构。

所述超导热管散热的大功率发光二极管灯具，其特征是：所述灯壳、散热底板的材质均为高热导率金属材料，如铁、铝、铜或其合金。

所述超导热管散热的大功率发光二极管灯具，其特征是：，所述灯罩由抗UV性能好的高透光率材料制成。

本发明由于在W级大功率LED与散热部件之间用超导散热管相连，利用超导热管的高效率散热技术，通过超导热管、散热部件能迅速地将W级大功率LED产生的热量输出，以降低W级大功率LED的自身温度，从而延长W级大功率LED的使用寿命。为户外大功率LED灯具的散热提供了有效途径，可以保障上百颗W级大功率LED协同稳定地工作，以充分展示LED在照明行业的应用前景。

附图说明

图1、是本发明第一种实施方案的结构示意图；

图2是本发明第二种实施方案的结构示意图；

图3为W级大功率LED单元灯的安装示意图；

图中：1-灯壳；2-灯罩；3-W级大功率LED单元灯；4-超导热管；5-散热结构；6-恒流电源；7-散热底板；

具体实施方式

实施例1：如附图1所示，本发明所述超导热管散热的大功率发光二极管灯具，由灯壳1、灯罩2、若干个W级大功率LED单元灯3、超导热管4和恒流电源6组成，每个W级大功率LED单元灯3都均通过超导散热管4固定安装在灯壳1内，超导散热管4的上端旋接在灯壳1的内壁上，下端与W级大功率LED单元灯3的散热底板7固定成一体，恒流电源6安装在灯壳1内，每个W级大功率LED单元灯3均与恒流电源6电连接，灯罩2与灯壳1密封性连接成一体。

在本例中，与W级大功率LED单元灯3相连的散热底板7是受热部分，超导热管4固定在散热底板7的一端内部液体受热汽化，蒸汽迅速扩散到冷凝端，冷凝端释放出的热量传导到灯壳1上，灯壳1为散热部件，由于灯壳散热面积比较大，又暴露在空气中，因此很容易将热量散发出去，超导热管冷凝端受冷却的蒸汽受冷还原为液体，在毛细吸管的作用又重新回流到蒸发端，再次循环，以达到将W级大功率LED产生的热量搬移到灯具外壳散发到空气中去的目的，以达到良好的散热效果。

实施例2：如附图2所示，本发明所述超导热管散热的大功率LED灯具，由灯壳1、灯罩2、若干个W级大功率LED单元灯3、超导热管4、散热结构5和恒流电源6(图中未画出)组成，每个W级大功率LED单元灯3都均通过超导热管4固定安装在灯壳1内，超导热管4的上端旋接在灯壳1的内壁上，在灯壳1的外表面增设散热结构5，本例中为散热片，超导热管4的下端与W级大功率LED单元灯3的散热底板7固定成一体，恒流电源6安装在灯壳1内，每个W级大功率LED单元灯3均与恒流电源6电连接，灯罩2与灯壳1密封性连接成一体。

本例的散热结构与例1的不同之处在于，在灯壳1外部增加了散热结构5(散热片)，其散热性能更好，可以满足更大功率灯具的散热要求。

上述两种方案制造的大功率LED灯具都能在自然冷却的环境中正常工作，并可以提供几千甚至上万流明的光通量。

Claims (5)

1、一种超导热管散热的大功率发光二极管灯具，它包括灯壳(1)、灯罩(2)、若干个W级大功率LED单元灯(3)和恒流电源(6)，所有W级大功率LED单元灯(3)和恒流电源(6)都安装在灯壳(1)内，且每个W级大功率LED单元灯(3)均与恒流电源(6)电连接，灯罩(2)与灯壳(1)密封性连接成一体，其特征是：它还包括超导热管(4)，所有W级大功率LED单元灯(3)均通过超导热管(4)固定在灯壳(1)上。

2、根据权利要求1所述超导热管散热的大功率发光二极管灯具，其特征是：在灯壳(1)的外表面设有散热结构(5)。

3、根据权利要求1所述超导热管散热的大功率发光二极管灯具，其特征是：每个W级大功率LED单元灯(3)通过散热底板(7)固定在超导热管(4)上，超导热管(4)固定在灯壳(1)上，在灯壳(1)的外表面设有散热结构(5)。

4、根据权利要求1所述超导热管散热的大功率发光二极管灯具，其特征是：所述灯壳(1)、散热底板(7)的材质均为高热导率金属材料，如铁、铝、铜或其合金。

5、根据权利要求1所述超导热管散热的大功率发光二极管灯具，其特征是：所述灯罩由抗UV性能好的高透光率材料制成。

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