CN105180118A - 一种高功率led工矿灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高功率LED工矿灯，包括LED光源、均温板和散热装置，所述LED光源贴合设置在所述均温板的底面，所述散热装置贴合设置在所述均温板的顶面，所述散热装置上设有烟囱。本发明的有益效果是：通过烟囱可以极大的提高散热装置的散热能力，提高散热效率。

Description

一种高功率LED工矿灯

技术领域

本发明涉及照明装置，尤其涉及照明装置中的一种高功率LED工矿灯。

背景技术

节能减排加速推进，以及照明级LED大规模应用，催生了LED在专业领域发展，特别是低热阻、高光效、高性价比的表贴式LED在面积许可条件下的应用研究，突破了LED工矿灯原有只可使用COB光源的局限。

电子产品温度每升高10度，寿命衰减50％，LED属于热敏性光电子产品也是适合刚理论，以就相当于LED寿命缩减50％。为了解决LED工矿灯寿命较短的难题，世界各国科研机构、研发中心、大专院校以及制造型企业相应投入了大量人力、物力、财力从LED芯片制备、封装结构、灯具结构、散热材料、散热方式等方面深度及广度技术攻关。

目前，中国发明专利号201310045872.5，名称为“一种工矿灯”采用ADC12为材料的锥形压铸件为散热体，为了弥补ADC12材料散热性能较差的问题，该散热体采用加强筋的方式设计为山形和U形的通透式结构，为改变光线指向，该光源使用SMD集中表贴在一个较小面积铝基板表面，形成实质上类COB光源性质，这样造成光源位中心温度仍然偏高，同时因加强筋横向面积较小降低了热传导能力，必然会导致灯具光衰严重；中国发明专利号201110362443.1，名称为“大功率集成封装通透式LED工矿灯”，虽然将大功率集成LED分解为4个功率较小的集成LED，少许提高该LED工矿灯寿命，但无法改变集成LED中心温度高寿命较短的现状；如中国发明专利号201010558368.1，名称为“一种高效散热的整体式LED工矿灯”，将陈列式LED直接焊接在散热器表面，减小LED热传路径方面热阻，同时也改善了COBLED中心温度较高寿命较短的问题，但，当该灯具某只LED出现不良需要维护时，因LED直接焊接在散热器表面，无法对该LED焊接位进行局部加热来更换不良LED，只能将整只LED工矿灯具报废，造成资源严重浪费，用户使用成本严重增加，企业售后成本直线上升。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种散热性能好的高功率LED工矿灯。

本发明提供了一种高功率LED工矿灯，包括LED光源、均温板和散热装置，所述LED光源贴合设置在所述均温板的底面，所述散热装置贴合设置在所述均温板的顶面，所述散热装置上设有烟囱。

作为本发明的进一步改进，所述烟囱位于所述LED光源的正上方。

作为本发明的进一步改进，所述散热装置为圆形，所述散热装置上设有绕其周向间隔均匀设置的第一散热片，相邻的所述第一散热片靠近散热装置圆心的一端相连接形成封闭端。

作为本发明的进一步改进，相邻的所述第一散热片之间设有二个第二散热片，相邻的所述第二散热片靠近散热装置圆心的一端之间设有间隙，相邻的所述第二散热片靠近散热装置圆心的一端相连接形成开放端，相邻的所述第一散热片之间的夹角为锐角，相邻的所述第二散热片之间的夹角为锐角。

作为本发明的进一步改进，所述烟囱分别设置在所述封闭端、开放端和第二散热片的中点。

作为本发明的进一步改进，相邻的所述第一散热片、第二散热片之间设有间隙，相邻的所述第一散热片、第二散热片之间围合形成控制风道，相邻的所述第二散热片之间围合形成控制风道。

作为本发明的进一步改进，相邻的所述第一散热片之间的夹角为30度，相邻的所述第二散热片之间的夹角为10度，相邻的所述第二散热片靠近散热装置圆心的一端之间的间隙为3mm。

作为本发明的进一步改进，所述散热装置的顶部连接有安装支架，所述安装支架上设有热能通孔，所述热能通孔与所述封闭端上的烟囱相重合。

作为本发明的进一步改进，所述安装支架靠近所述散热装置的底部设有缓冲凹槽。所述散热装置为镁合金散热装置。

本发明的有益效果是：通过上述方案，通过烟囱可以极大的提高散热装置的散热能力，提高散热效率。

附图说明

图1是本发明一种高功率LED工矿灯的LED光源的散热示意图。

图2是本发明一种高功率LED工矿灯的LED光源与烟囱的非直线散热示意图。

图3是本发明一种高功率LED工矿灯的LED光源与烟囱的直线散热示意图。

图4是本发明一种高功率LED工矿灯的散热装置的主视图。

图5是本发明一种高功率LED工矿灯的散热装置的右视图。

图6是本发明一种高功率LED工矿灯的散热装置的第一散热片的主视图。

图7是本发明一种高功率LED工矿灯的散热装置的第二散热片的主视图。

图8是本发明一种高功率LED工矿灯的散热装置的第一散热片、第二散热片的分布图。

图9是本发明一种高功率LED工矿灯的结构示意图。

图10是本发明一种高功率LED工矿灯的散热装置与安装支架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

图1至图10中的附图标号为：LED光源1；均温板2；烟囱3；散热装置4；第一散热片5；第二散热片6；控制风道7；封闭端8；开放端9；安装支架10；热能通孔11；缓冲凹槽12，附图中的箭头代表散热方向。

如图1至图10所示，一种高功率LED工矿灯，包括LED光源1、均温板2和散热装置4，所述散热装置4为金属制成，所述LED光源1贴合设置在所述均温板2的底面，所述散热装置4贴合设置在所述均温板2的顶面，所述散热装置4上设有烟囱3。

如图1至图10所示，所述烟囱3优选地位于所述LED光源1的正上方。

如图1至图10所示，所述散热装置4为圆形，所述散热装置4上设有绕其周向间隔均匀设置的第一散热片5，相邻的所述第一散热片5靠近散热装置4圆心的一端相连接形成封闭端8，所述第一散热片5沿所述散热装置4的径向方向延伸。

如图1至图10所示，相邻的所述第一散热片5之间设有二个第二散热片6，相邻的所述第二散热片6靠近散热装置4圆心的一端相连接形成开放端9，相邻的所述第一散热片5之间的夹角为锐角，相邻的所述第二散热片6之间的夹角为锐角，所述第一散热片5的长度大于所述第二散热片6的长度。

如图1至图10所示，所述烟囱3分别设置在所述封闭端5、开放端6和第二散热片6的中点。

如图1至图10所示，相邻的所述第一散热片5、第二散热片6之间设有间隙，相邻的所述第一散热片5、第二散热片6之间围合形成控制风道7，相邻的所述第二散热片6之间围合形成控制风道7。

如图1至图10所示，相邻的所述第一散热片5之间的夹角为30度，相邻的所述第二散热片6之间的夹角为10度。

如图1至图10所示，所述散热装置4的顶部连接有安装支架10，所述安装支架10上设有热能通孔11，所述热能通孔11与所述封闭端8上的烟囱3相重合。

如图1至图10所示，所述安装支架10靠近所述散热装置4的底部设有缓冲凹槽12。

如图1至图10所示，所述散热装置4为镁合金散热装置。

LED光源1为独立光源器件，LED光源1所产生的热能经过LED支架底部金属散热片与均温板2连接，热能在均温板2内类于图1的方式运动。

电能传输至LED光源1，其中30-40％的电能转换为光能，60-70％的电能转换为热能，快速将LED光源1产生的热能传导到均温板2，是解决LED工矿灯散热的第一必备条件。通过FloEFD专业热分析软件模拟LED实际工作环境，当T＝4.5mm(见图1)时LED光源1产生的热能可以非常快速地在均温板2内作垂直方向和纵向方向运动，使得整个均温板2内部及表面温度一致。

均温板2内热能是否能快速传导到散热的烟囱3并与空气进行热交换，为解决LED工矿灯散热第二必备条件。优选地在烟囱3根部放置LED光源1，能将LED光源1产生的热能通过均温板2在直线方向传递，缩短热能运动距离并提供线性热能运动，热力学第二定律明确能量传递方向性决定能量的转换效率，优选地，在非直线方向传递量能损失比直线方向传递量能损失更大。优选地设计LED与散热“烟囱片”，取烟囱3根部为5mm、顶部2mm、高度30mm、间距30mm，均温板长度50mm、宽度50mm、厚度4.5mm，LED功率1W做对比分析如下。

图2是热源在非线性方向传导到均温板2再传导到烟囱3的路径示意图和热传效果模拟图，LED光源1位于烟囱3中部，模拟散热效果取3个点，依次有LED光源中心、烟囱3中部、烟囱3顶部的温度值如下表1，得出LED光源中心温度比烟囱3顶部温度高出1℃。

Point	x[m]	y[m]	z[m]	Temperature(Solid)[℃]
					A1	0	0	0	34.18420041
A2	-0.015	0.018	0	33.21146203
					A3	-0.015	0.034	0	33.14820086

表1非线性热传温度点

图3是热源在线性方向传导到均温板2再传导到烟囱3路径示意图和热传效果模拟图，LED光源位于烟囱3正下位，模拟散热效果取3个点，依次有LED光源1中心、烟囱3中部、烟囱3顶部的温度值如下表2，得出LED光源1中心温度比烟囱3顶部温度高出0.9℃。

Point	x[m]	y[m]	z[m]	Temperature(Solid)[℃]
					B1	0	0	0	36.5249528
B2	0	0.018	0	35.7471766
					B3	0	0.034	0	35.65374183

表2线性热传温度点

从传导方向与散热效果来看，非线性方向散热烟囱3顶部温度比线性方向散热烟囱3顶部温度低35.65℃-33.14℃＝2.51℃，说明能量在传递方向的损失较多，可以得出，在设计LED光源1放置位置时，LED光源1优选地放置于烟囱3正下方有利于快速地将LED光源1工作时所产生的热能进行传导并辐射到空气中。

烟囱3为热能量交换提供量能载体，为解决LED工矿灯散热第三必备条件。在均温板2上方生长出12个同规则成八卦状排列组，每条第一散热片5长度130mm，底部宽度6.66mm，顶部2.22mm并与水平方向成3°夹角，高度与宽度方向形成6°夹角，第一散热片5右侧增加高度45.5mm、长度12mm、宽度8mm的安全柱并与烟囱3相连接，烟囱3左侧与垂直方向成85°夹角，在垂直方向与水平方向用R20弧度连接。6.66mm底部宽度尺寸超出3mmLED宽度尺寸两侧各1.33mm,可以让LED工作时产生的热能快速通过烟囱3传导并与空气交换，实现散热。第二散热片6长度缩减到112mm，高度降为41.4mm，在第二散热片6末端增加R120弧度，其他设置与第一散热片5一致。

如图5、6，水平面上第二散热片6的开放端不作封闭而相距3mm间隙，尾部相距20mm，夹角10°，成一“八”字形状，利于控制风道7的畅通；在第一散热片5外侧按端部封闭形成封闭端8，并相距14mm，尾部相距81mm，夹角30°的控制风道7，使得一个八卦状排列进气通道进气开口一致。当热空气横向运动到第一散热片5封闭端8时，将迅速向上爬升，阻止散热装置4四周热空气通过封闭端8向第一散热片5二次加热。

如图10，安装支架10与散热装置4之间通过紧固件连接并设置12mm距离热能的缓冲凹槽12，避免热能通过散热装置4向上传递形成中部热岛效应；安装支架10中心打开20mm的热能通孔11，散热装置4封闭端8内层产生的热能快速通过热能通孔11，避免热能在封闭端8内层储存，提升散热装置3热交换能力。

本发明提供的一种高功率LED工矿灯，LED光源1背面均匀覆盖灰色导热硅酯，用机牙螺丝固定在镁合金散热装置内表面，带母头电缆通过散热装置4中心孔固定在光源组件接线柱；密封件放置在镁合金散热装置边缘凹凸槽上表面；光源密封罩放置在硅胶密封件上方，用机牙螺丝固定；安装支架10用机牙螺丝固定在散热装置4的封闭端8上；电源通过电源固定装置固定在；安装支架10，并加装安装吊环，连接所有电缆组成完整灯具。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高功率LED工矿灯，其特征在于：包括LED光源、均温板和散热装置，所述LED光源贴合设置在所述均温板的底面，所述散热装置贴合设置在所述均温板的顶面，所述散热装置上设有烟囱。

2.根据权利要求1所述的高功率LED工矿灯，其特征在于：所述烟囱位于所述LED光源的正上方。

3.根据权利要求1所述的高功率LED工矿灯，其特征在于：所述散热装置为圆形，所述散热装置上设有绕其周向间隔均匀设置的第一散热片，相邻的所述第一散热片靠近散热装置圆心的一端相连接形成封闭端。

4.根据权利要求3所述的高功率LED工矿灯，其特征在于：相邻的所述第一散热片之间设有二个第二散热片，相邻的所述第二散热片靠近散热装置圆心的一端之间设有间隙，相邻的所述第二散热片靠近散热装置圆心的一端相连接形成开放端，相邻的所述第一散热片之间的夹角为锐角，相邻的所述第二散热片之间的夹角为锐角。

5.根据权利要求4所述的高功率LED工矿灯，其特征在于：所述烟囱分别设置在所述封闭端、开放端和第二散热片的中点。

6.根据权利要求4所述的高功率LED工矿灯，其特征在于：相邻的所述第一散热片、第二散热片之间设有间隙，相邻的所述第一散热片、第二散热片之间围合形成控制风道，相邻的所述第二散热片之间围合形成控制风道。

7.根据权利要求4所述的高功率LED工矿灯，其特征在于：相邻的所述第一散热片之间的夹角为30度，相邻的所述第二散热片之间的夹角为10度，相邻的所述第二散热片靠近散热装置圆心的一端之间的间隙为3mm。

8.根据权利要求4所述的高功率LED工矿灯，其特征在于：所述散热装置的顶部连接有安装支架，所述安装支架上设有热能通孔，所述热能通孔与所述封闭端上的烟囱相重合。

9.根据权利要求8所述的高功率LED工矿灯，其特征在于：所述安装支架靠近所述散热装置的底部设有缓冲凹槽。

10.根据权利要求1所述的高功率LED工矿灯，其特征在于：所述散热装置为镁合金散热装置。