CN107701932A - 一种大功率的led节能照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大功率的LED节能照明装置，包括灯体、半导体制冷片、LED芯片，所述灯体上设有导热模块和散热模块，所述半导体制冷片的热面与所述导热模块连接，所述LED芯片以及所述LED芯片的控制电路均设置在所述半导体制冷片的冷面上。所述导热模块包括相变导热层、石墨散热层、压紧罩，所述相变导热层设置在所述灯体上，所述石墨散热层设置在所述相变导热层上，所述石墨散热层和所述相变导热层由所述压紧罩压紧在所述灯体上；该大功率的LED节能照明装置在工作的时候，产生的热量由半导体制冷片的热面通过导热模块传递给散热模块从而快速完成散热，使照明装置处于适宜的温度下工作，消除过热对LED的光衰、寿命等构成的威胁。

Description

一种大功率的LED节能照明装置
技术领域
本发明涉及LED照明技术领域，具体为一种大功率的LED节能照明装置。
背景技术
在当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的问题，在照明领域，LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势。但LED的耐热性不佳，随着温度增加光效下降，限制了LED灯功率的提高。效率受高温影响而急剧下降，浪费电力之余也产生更多热，令温度进一步上升，形成恶性循环。不仅浪费电力，并且缩短寿命，因此LED照明装置需要良好散热。
目前，对于LED照明装置的散热主要通过风冷，风冷散热从实质上讲就是使用风扇带走散热器所吸收的热量，但有噪音，对环境依赖比较高，例如气温升高以及超频时其散热性能就会大受影响。LED基板一般通过胶水与散热片相连，但胶水耐候性能差，随着时间的推移，会吸收空气中的水分而不断地劣化，降低其导热性能，是LED应用产品的一大隐忧。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供一种大功率的LED节能照明装置，主要解决现有LED照明装置散热效果差的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大功率的LED节能照明装置，包括灯体、半导体制冷片、LED芯片，所述灯体上设有导热模块和散热模块，所述半导体制冷片的热面与所述导热模块连接，所述LED芯片以及所述LED芯片的控制电路均设置在所述半导体制冷片的冷面上。所述导热模块包括相变导热层、石墨散热层、压紧罩，所述相变导热层设置在所述灯体上，所述石墨散热层设置在所述相变导热层上，所述石墨散热层和所述相变导热层由所述压紧罩压紧在所述灯体上；所述压紧罩上在与所述石墨散热层接触的面上设有安装口，所述半导体制冷片通过所述安装口设置在所述石墨散热层上。
通过上述技术方案，该大功率的LED节能照明装置在工作的时候，LED芯片以及其控制电路由半导体制冷片的冷面进行降温冷却，其工作产生的热量由半导体制冷片的热面通过导热模块传递给散热模块从而快速完成散热，使照明装置处于适宜的温度下工作，消除过热对LED的光衰、寿命等构成的威胁。采用石墨散热层由于其优良的水平热传导及相对较差的垂直热传导系数，能够迅速消除热点区域，从而降低热源的温度；采用相变导热层在面对热冲击的状况下，可以通过相变化吸收一定的热量，减缓大热流密度的冲击，从而有效防止半导体制冷片烧坏；该相变导热层当达到工作温度时，相变材料变软，通过压件罩的压紧相变材料就像热滑脂一样完全填充界面空隙，减少传热接触热阻，提高散热性能。
进一步的技术方案中，所述散热模块包括U形热管和散热片，所述散热片设置在所述灯体上且与所述导热模块位置相对，所述U形热管的蒸发段插接在所述灯体内，所述U形热管的冷凝段与所述散热片穿插连接；该设置能够有效地将照明装置产生的热量散出。
进一步的技术方案中，所述相变导热层是由相变温度在45℃-50℃的固固相变材料制成，且厚度为1-4mm；该厚度范围内的相变导热层能够快速有效完成热量的传导。
进一步的技术方案中，所述石墨散热层的厚度为0.5-1mm；该厚度范围的石墨散热层能够快速实现热量的传导，且不影响石墨散热层的强度。
进一步的技术方案中，所述U形热管的个数为六个，且并排设置在所述灯体上；设置多个U形热管能够更加有效地完成灯体的散热。
进一步的技术方案中，所述散热片和所述灯体是由铜质材料一体成型制成的。
进一步的技术方案中，所述灯体上在与所述压紧罩配合处设有环形槽，所述压紧罩通过螺栓以及弹簧垫圈安装在所述环形槽内，且与所述环形槽的槽底之间留有间隙；设置弹簧垫圈由螺栓紧固可以对压紧罩产生预紧力，在相变导热层产生相变的时候能够保证压紧罩持续压紧在所述相变导热层上，留有间隙是方便压紧罩的位移。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：该大功率的LED节能照明装置在工作的时候，LED芯片以及其控制电路由半导体制冷片的冷面进行降温冷却，其工作产生的热量由半导体制冷片的热面通过导热模块传递给散热模块从而快速完成散热，使照明装置处于适宜的温度下工作，消除过热对LED的光衰、寿命等构成的威胁。
导热模块中采用石墨散热层由于其优良的水平热传导及相对较差的垂直热传导系数，能够迅速消除热点区域，从而降低热源的温度；采用相变导热层在面对热冲击的状况下，可以通过相变化吸收一定的热量，减缓大热流密度的冲击，从而有效防止半导体制冷片烧坏；该相变导热层当达到工作温度时，相变材料变软，通过压件罩的压紧相变材料就像热滑脂一样完全填充界面空隙，减少传热接触热阻，提高散热性能。
附图说明
图1为本实施例1中一种大功率的LED节能照明装置的截面结构示意图；
图2为本实施例1中一种大功率的LED节能照明装置的断面结构示意图；
图3为本实施例1中一种大功率的LED节能照明装置的左视图；
图4位本实施例1中一种大功率的LED节能照明装置的俯视图。
各个附图标记对应的部件名称是：1.灯体；2.半导体制冷片；3.LED芯片；4.相变导热层；5.石墨散热层；6.压紧罩；7.U形热管；8.螺栓；9.弹簧垫圈；101.散热片；102.环形槽；601.安装口。
具体实施方式
实施例1
请参阅图1-4，本发明提供一种大功率的LED节能照明装置，包括灯体1、半导体制冷片2、LED芯片3，所述灯体1上设有导热模块和散热模块，所述半导体制冷片2的热面与所述导热模块连接，所述LED芯片3以及所述LED芯片3的控制电路均设置在所述半导体制冷片2的冷面上。
该大功率的LED节能照明装置在工作的时候，LED芯片3以及其控制电路由半导体制冷片2的冷面进行降温冷却，其工作产生的热量由半导体制冷片的热面通过导热模块传递给散热模块从而快速完成散热，使照明装置处于适宜的温度下工作，消除过热对LED的光衰、寿命等构成的威胁。
所述导热模块包括相变导热层4、石墨散热层5、压紧罩6，所述相变导热层4是由相变温度在45℃-50℃的固固相变材料制成，且厚度为2mm，且设置在所述灯体1上，所述石墨散热层5的厚度为0.6mm，且设置在所述相变导热层4上，所述石墨散热层5和所述相变导热层4由所述压紧罩6压紧在所述灯体1上；所述压紧罩6上在与所述石墨散热层5接触的面上设有安装口601，所述半导体制冷片2通过所述安装口601烧结在所述石墨散热层5上。
这里采用石墨散热层5由于其优良的水平热传导及相对较差的垂直热传导系数，能够迅速消除热点区域，从而降低热源的温度；采用相变导热层4在面对热冲击的状况下，可以通过相变化吸收一定的热量，减缓大热流密度的冲击，从而有效防止半导体制冷片2烧坏；该相变导热层4当达到工作温度时，相变材料变软，通过压件罩6的压紧相变材料就像热滑脂一样完全填充界面空隙，减少传热接触热阻，提高散热性能。
所述散热模块包括六个并排设置的U形热管7和散热片101，所述散热片101设置在所述灯体1上且与所述导热模块位置相对，这里所述散热片101和所述灯体1是由铜质材料一体成型制成的；所述U形热管7的蒸发段插接在所述灯体1内，所述U形热管7的冷凝段与所述散热片101穿插连接；该设置能够有效地将照明装置产生的热量散出。
所述灯体1上在与所述压紧罩6配合处设有环形槽102，所述压紧罩6通过螺栓8以及弹簧垫圈9安装在所述环形槽102内，且与所述环形槽102的槽底之间留有间隙；设置弹簧垫圈9由螺栓8紧固可以对压紧罩6产生预紧力，在相变导热层4产生相变的时候能够保证压紧罩6持续压紧在所述相变导热层4上，留有间隙是方便压紧罩的位移。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上做了进一步的改进，具体为：所述灯体1与所述相变导热层4接触的面上，以及所述石墨散热层5与所述相变导热层4接触的面上均做粗糙处理，用以增大导热面，更加有利于该大功率的LED节能照明装置的散热。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种大功率的LED节能照明装置，其特征在于，包括灯体(1)、半导体制冷片(2)、LED芯片(3)，所述灯体(1)上设有导热模块和散热模块，所述半导体制冷片(2)的热面与所述导热模块连接，所述LED芯片(3)以及所述LED芯片(3)的控制电路均设置在所述半导体制冷片(2)的冷面上；
所述导热模块包括相变导热层(4)、石墨散热层(5)、压紧罩(6)，所述相变导热层(4)设置在所述灯体(1)上，所述石墨散热层(5)设置在所述相变导热层(4)上，所述石墨散热层(5)和所述相变导热层(4)由所述压紧罩(6)压紧在所述灯体(1)上；所述压紧罩(6)上在与所述石墨散热层(5)接触的面上设有安装口(601)，所述半导体制冷片(2)通过所述安装口(601)设置在所述石墨散热层(5)上。
2.根据权利要求1所述大功率的LED节能照明装置，其特征在于，所述散热模块包括U形热管(7)和散热片(101)，所述散热片(101)设置在所述灯体(1)上且与所述导热模块位置相对，所述U形热管(7)的蒸发段插接在所述灯体(1)内，所述U形热管(7)的冷凝段与所述散热片(101)穿插连接。
3.根据权利要求1所述大功率的LED节能照明装置，其特征在于，所述相变导热层(4)是由相变温度在45℃-50℃的固固相变材料制成，且厚度为1-4mm。
4.根据权利要求1所述大功率的LED节能照明装置，其特征在于，所述石墨散热层(5)的厚度为0.5-1mm。
5.根据权利要求2所述大功率的LED节能照明装置，其特征在于，所述U形热管(7)的个数为六个，且并排设置在所述灯体(1)上。
6.根据权利要求2所述大功率的LED节能照明装置，其特征在于，所述散热片(101)和所述灯体(1)是由铜质材料一体成型制成的。
7.根据权利要求1所述大功率的LED节能照明装置，其特征在于，所述灯体(1)上在与所述压紧罩(6)配合处设有环形槽(102)，所述压紧罩(6)通过螺栓(8)以及弹簧垫圈(9)安装在所述环形槽(102)内，且与所述环形槽(102)的槽底之间留有间隙。
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