CN201582614U - 一种led光源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种LED光源，包括：金属基底；安装在所述金属基底上的LED发光模块；以及安装在所述金属基底上的金属肋片热沉；所述LED光源还包括风轮，所述风轮包括风轮轴和风轮叶片，所述风轮轴安装在所述金属基底或所述金属肋片热沉上。本实用新型散热能力提高，能够满足大功率、高集成度LED产品的散热要求。本实用新型不需要驱动部件，维护简单，特别适合作为户外照明设备，如路灯、交通灯等。本实用新型结构简单、体积较小、成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉照明技术与散热技术领域，具体地说，本发明涉及一种大功率的LED光源。
背景技术
近年来，随着能源危机的加剧，以及城市建设和电子信息产业的高速发展，LED光源因其显色性好、节能、响应速度快、允许频繁开关、低压直流供电、使用寿命长、结构坚固耐冲击振动、重量轻、使用原材料不含有毒物质、安全环保等优异特性，成为具有大规模推广价值、节能意义重大的照明器。
早期使用的LED光源的输入功率大多在100毫瓦以下，在单个使用时不需要考虑散热问题，LED光源也通常被称为冷光源。然而，在电流经过LED光源的半导体的pn结时，实际上只有小部分电能转换为光能，其余大部分电能仍然转化为热量。近年来，功率0.5～3W的照明级LED逐渐用于手电筒、交通信号灯、小功率照明灯等，随着功率的上升及集成度的提高，LED光源的发热问题也越来越严重。目前，市场上的大功率LED产品大多设计了肋片结构，通过肋片增大换热面积可以在一定程度上达到散热的目的。但是，仅仅依靠肋片，其散热效果是非常有限的，仍然难以适应大功率、高集成度LED产品的散热要求。另一方面，当前国内外还存在一些其它散热方式，如水冷、油冷、热管散热、混合工质散热等，这些方式大多存在体积庞大、运行复杂、需要定期检修及更换，并且其驱动件会因长期运行发生变形而降低部件性能。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种散热性能优异、体积小、结构简单、维护方便的LED光源。
为实现上述发明目的，本实用新型提供了一种LED光源，包括：金属基底；安装在所述金属基底上的LED发光模块；以及安装在所述金属基底上的金属肋片热沉；其特征在于，所述LED光源还包括风轮，所述风轮包括风轮轴和风轮叶片，所述风轮轴安装在所述金属基底或所述金属肋片热沉上，所述风轮叶片设置在靠近所述金属肋片热沉处。
其中，所述风轮叶片与所述金属肋片热沉间的间隔为1～1000mm。
其中，所述风轮采用水平轴风轮，所述金属肋片热沉采用垂直于所述金属基底的带有开口的呈同心圆状分布的多个圆筒形肋片或者采用垂直于所述金属基底的呈放射状分布的多个平面肋片。
其中，所述风轮采用垂直轴风轮，所述金属肋片热沉采用平行于所述金属基底的层叠式分布的多个平面肋片。
其中，所述风轮采用木材、玻璃钢、塑料、铝合金或碳纤维复合材料制作。所述风轮叶片按照空气动力学原理制成流线型，并且，可以在局部增加粗糙度以增加转速。风轮加工工艺为本领域技术人员公知技术。
其中，所述LED发光模块为集成LED发光芯片。
其中，所述LED光源还包括用于调整所述LED发光模块出光以及保护所述LED发光模块的透镜。
其中，所述透镜采用硅胶、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、玻璃或PC(聚碳酸酯)等透明材质。
其中，所述金属肋片热沉采用高导热材料制作，例如铜、铝。
与现有技术相比，本实用新型具有下列技术效果：
1、散热能力提高，能够满足大功率、高集成度LED产品的散热要求。
2、不需要驱动部件，维护简单，特别适合作为户外照明设备，如路灯、交通灯等。
3、结构简单、体积较小、成本低。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中：
附图1为本发明实施例1的LED光源的结构示意图；
附图2为本发明实施例2的LED光源的结构示意图；
附图3为本发明实施例3的LED光源的结构示意图；
1-LED照明装置；11-LED发光模块；12-透镜；13-金属基底；
2-热沉；21-金属肋片热沉；22-风轮
具体实施方式
本实用新型在LED芯片散热技术中首次引入了利用环境气流驱动的风轮。在室外照明中，由于将照明灯直接放置于户外，户外空气对流会有风吹过照明灯，以北京地区为例，北京年平均风速在1.8-3米/秒之间。该风速区间内，难以利用风轮发电。但是，如果将风轮与LED照明灯的散热肋片相结合，风轮旋转所带来的气流能够明显地破坏肋片的热边界层，从而促进肋片与空气之间的热交换，进而显著地提高户外LED照明灯的散热能力。
下面结合附图和具体实施例进一步描述本实用新型。
实施例1：
风轮按照转轴相对于气流的方向可以分为水平轴风轮、垂直轴风轮以及侧风水平轴风轮。
本实施例采用水平轴风轮。
图1示出了本实施例的带有水平轴风轮的LED光源结构示意图，由图1可知，本实施例的LED光源包括：LED照明装置1和散热热沉2。其中，LED照明装置1包括LED发光模块11、为所述LED发光模块11提供出光和保护的透镜12和安装所述LED发光模块11的金属基底13。所述LED发光模块可直接从市场购买基本LED元件后，按程序加工出；比如该LED发光模块的可由但不限于1-5000个LED发光芯片集成得到，LED发光芯片的制造工艺为本领域公知技术。所述透镜12为硅胶、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、玻璃或PC(聚碳酸酯)等透明材质。
所述散热热沉2包括用于扩充散热面的金属肋片热沉21和用于加强肋片与空气间换热的风轮22。所述金属肋片热沉21高导热材料例如铜、铝材料制作。根据风轮轴的放置方式可以做成不同的形状，本实施例采用筒状开口肋片21，如图1所示。
一般来说，风轮22包括1-10片叶片，叶片材料可以采用轻质木材、玻璃钢、塑料、铝合金或碳纤维复合材料等。按照空气动力学原理，叶片外形采用流线型，叶片可以在局部增加粗糙度以增加转速。所述风轮22的加工工艺为本领域公知技术。一般来说，风轮叶片与所述金属肋片热沉间的间隔为1～1000mm。
本实施例中，LED芯片所散出的热量通过金属基底13传导至金属肋片热沉21。风轮22在户外空气流动下，旋转运动破坏肋片热沉21表面的热边界层，从而加强LED与空气之间的换热，保证LED芯片的安全运行。这种方法，摒弃了传统风扇散热器必备的驱动部件，直接利用风轮在风的作用下的运转，从而避免了外部散热结构的复杂性。并且，在风速处于1～15米/秒的区间时，本实施例能够显著地提高传统的金属肋片热沉的散热性能。
实施例2：
如图2所示，本实施例也采用水平轴风轮。本实施例与实施例1的区别仅在于采用了不同形状的金属散热肋片212。本实施例的肋片为垂直于金属基底的矩形平面肋片，多个肋片呈放射状分布。本实施例的其它技术特征与实施例1一致，这里不再赘述。
实施例3
本实施例采用垂直轴风轮。图3示出了本实施例的LED光源的结构示意图。由图3可知，本实施例的LED光源除了风轮22布置和金属散热热沉的形状21这个两个差别外，所有结构均与实施例1相同。
参照图3，本实施例中风轮22沿垂直轴分布，相比于水平轴风轮，这种垂直轴风轮22启动风速更小。同时，金属散热热沉21是根据垂直轴风轮所在户外空气流动下，产生的流场进行设计的层叠式圆片状肋片热沉213。垂直轴风轮的叶片数和大小可以根据散热需求进行设计，肋片热沉213可根据垂直轴风轮的流场形状进行设计计算。
本实用新型具有多个优点。首先，在LED光源(如LED照明灯)中集成了风轮与肋片自然对流散热的优点，利用风轮在户外空气的流动下诱发的运转，加强肋片与空气间的换热。这种设计可保证LED芯片安全散热，而且在风速较大的情况下也可以进一步降低LED芯片表面温度，从而延长其使用寿命，增加其出光效率。另外，本实用新型的整个装置无环境污染，无需风扇在电力驱动部件下运转所消耗的功耗，在节能环保方面具有重要的意义。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。而且，此处的利用风轮加强散热结构并不限于户外LED照明灯，还可用于其他户外发热装置。
Claims (8)
1.一种LED光源，包括：金属基底；安装在所述金属基底上的LED发光模块；以及安装在所述金属基底上的金属肋片热沉；其特征在于，所述LED光源还包括风轮，所述风轮包括风轮轴和风轮叶片，所述风轮轴安装在所述金属基底或所述金属肋片热沉上，所述风轮叶片设置在靠近所述金属肋片热沉处。
2.根据权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述风轮叶片与所述金属肋片热沉间的间隔为1～1000mm。
3.根据权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述风轮采用水平轴风轮，所述金属肋片热沉采用垂直于所述金属基底的带有开口的呈同心圆状分布的多个圆筒形肋片或者采用垂直于所述金属基底的呈放射状分布的多个平面肋片。
4.根据权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述风轮采用垂直轴风轮，所述金属肋片热沉采用平行于所述金属基底的层叠式分布的多个平面肋片。
5.根据权利要求2、3或4所述的LED光源，其特征在于，所述风轮制作材料采用木材、玻璃钢、塑料、铝合金或碳纤维复合材料。
6.根据权利要求2、3或4所述的LED光源，其特征在于，所述LED发光模块为集成LED发光芯片。
7.根据权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述LED光源还包括用于调整所述LED发光模块出光以及保护所述LED发光模块的透镜。
8.根据权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述金属肋片热沉的制作材料采用铜或铝。
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| CN105276436A (zh) * | 2014-06-20 | 2016-01-27 | 甄国富 | Led射灯结构 |
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2009
- 2009-11-26 CN CN2009202778430U patent/CN201582614U/zh not_active Expired - Lifetime
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