CN202756993U - 一种大功率的led路灯 - Google Patents

Abstract

一种大功率LED路灯，它包括一路灯的灯壳，灯壳内安装有一铝制散热器，至少一LED芯片组件用导热胶固定在铝制散热器的底部；所述的灯壳内配置有一根冷空气导流管，该冷空气导流管的一端部通过一过渡管连接一根连通外部的金属空心管，另一端部的出风管口斜插在铝制散热器中间并侧向对着底部粘贴有LED芯片组件的铝制散热器部位；所述的铝制散热器由铝制基座和散热鳍片组成，且在所述散热鳍片表面涂有辐射散热降温涂料；所述的铝制散热器上面沿着散热鳍片方向制有一垂直于铝制基座的散热孔，所述空气导流管的出风管口插入并固定在所述散热孔中并位于散热鳍片底部；它具有结构简单、合理，使用安全、可靠，能降低使用成本，提高使用效率，延长使用寿命等特点。

Description

一种大功率的LED路灯

技术领域

本实用新型涉及的是一种大功率的LED路灯，属于室外照明灯具。

背景技术

发光二极管(LED)具有低耗能、省电、寿命长、耐用等优点，因而被看好将取代传统照明光源成为未来照明光源。然而，随着功率增加，电流势必增大，因而LED所产生电热流之废热无法有效散出，导致LED寿命严重下降。LED发光效率会随着使用时间及次数而降低，而过高的接面温度则会加速LED发光效率衰减，故散热成LED等的软肋。

LED散热对于发光效率与使用寿命影响甚大，故散热装置的设计相当重要，衍生需要克服的问题也很多，甚至成为LED厂商间的决胜关键。

众所周知，LED的有效光辐射(发光亮度/和或辐射通量)严重受其结温影响。单颗LED封装通常被称为一级LED，而多颗LED芯片装配在同一个金属基板上的LED组件通常被称为二级LED。当二级LED对光要求很高时，结温对LED发光效率会产生影响的这个问题将更显得十分突出。

如何降低LED结温影响，也就是如何把结温扩散出去，是保证LED的有效光辐射即LED寿命的途径。也是LED业内研究的重要问题。

大功率LED路灯的芯片结温散热问题，一直是业内急需解决的问题，它影响到LED路灯的推广和发展。

我们都知道，热传递主要有三种方式：

第一传导：物质本身或当物质与物质接触时，能量的传递就被称为热传导，这是最普遍的一种热传递方式，由能量较低的粒子和能量较高的粒子直接接触碰撞来传递能量。相对而言，热传导方式局限于固体和液体，因为气体的分子构成并不是很紧密，它们之间能量的传递被称为热扩散。

热传导的基本公式为“Q＝K×A×ΔT/ΔL”。其中Q代表为热量，也就是热传导所产生或传导的热量；K为材料的热传导系数，热传导系数类似比热，但是又与比热有一些差别，热传导系数与比热成反比，热传导系数越高，其比热的数值也就越低。举例说明，纯铜的热传导系数为396.4，而其比热则为0.39；公式中A代表传热的面积(或是两物体的接触面积)、ΔT代表两端的温度差；ΔL则是两端的距离。因此，从公式我们就可以发现，热量传递的大小同热传导系数、热传热面积成正比，同距离成反比。热传递系数越高、热传递面积越大，传输的距离越短，那么热传导的能量就越高，也就越容易带走热量。

第二对流：对流指的是流体(气体或液体)与固体表面接触，造成流体从固体表面将热带走的热传递方式。具体应用到实际来看，热对流又有两种不同的情况，即：自然对流和强制对流。自然对流指的是流体运动，成因是温度差，温度高的流体密度较低，因此质量轻，相对就会向上运动。相反地，温度低的流体，密度高，因此向下运动，这种热传递是因为流体受热之后，或者说存在温度差之后，产生了热传递的动力；强制对流则更有效率和可指向性。

热对流的公式为“Q＝H×A×ΔT”。公式中Q依旧代表热量，也就是热对流所带走的热量；H为热对流系数值，A则代表热对流的有效接触面积；ΔT代表固体表面与区域流体之间的温度差。因此热对流传递中，热量传递的数量同热对流系数、有效接触面积和温度差成正比关系；热对流系数越高、有效接触面积越大、温度差越高，所能带走的热量也就越多。

第三辐射：热辐射是一种可以在没有任何介质的情况下，不需要接触，就能够发生热交换的传递方式，也就是说，热辐射其实就是以波的形式达到热交换的目的。一般的热辐射的热传导公式为“Q＝E×S×F×Δ(Ta-Tb)”。公式中Q代表热辐射所交换的能力，E是物体表面的热辐射系数。

在实际中，当物质为金属且表面光洁的情况下，热辐射系数比较小，而把金属表面进行处理后(比如着色)其表面热辐射系数值就会提升。因此热辐射系数、物体表面积的大小以及温度差之间都存在正比关系。

风量和风压，在散热片材质相同的情况下，风量是衡量风冷散热器散热能力的最重要的指标。显然，风量越大的散热器其散热能力也越高。这是因为空气的热容比率是一定的，更大的风量，也就是单位时间内更多的空气能带走更多的热量。当然，同样风量的情况下散热效果和风的流动方式有关。

没有足够的冷空气与散热片进行热交换，也会造成散热效果不好。一般铝质鳍片的散热片要求冷风的风压足够大。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构简单、合理，使用安全、可靠，能降低使用成本，提高使用效率，延长使用寿命的大功率LED路灯。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，它包括一路灯的灯壳，灯壳内安装有一铝制散热器，至少一LED芯片组件用导热胶固定在铝制散热器的底部；所述的灯壳内配置有一根可将外部空气流引入铝制散热器的冷空气导流管，该冷空气导流管的一端部通过一过渡管连接一根连通外部的金属空心管，另一端部的出风管口斜插在铝制散热器中间并侧向对着底部粘贴有LED芯片组件的铝制散热器部位。

所述的铝制散热器由铝制基座和散热鳍片组成，且在所述散热鳍片表面涂有辐射散热降温涂料以促进鳍片表面的辐射散热；所述的铝制散热器上面且对应于所述LED芯片组件、沿着散热鳍片方向制有一垂直于铝制基座的散热孔，孔深不大于散热鳍片厚度，所述空气导流管的出风管口插入并固定在所述散热孔中并位于散热鳍片底部，以加强散热效果。

所述的散热鳍片采用铣刀铣出的沟槽构成，在沿散热鳍片的垂直方向，还用铣刀铣出有通透的槽，且槽宽与散热鳍片的间隙相当，或用钻孔方式沿散热鳍片的垂直方向钻出通透的孔，孔的直径与散热鳍片间隙相当，或采用上述铣槽和钻孔相结合的方式，将散热鳍片形成通透，使所述的散热鳍片形成有纵向和横向全部沟通状。

所述的铝制散热器由铝制基座和散热鳍片组成，散热鳍片为纵向和横向全部沟通的鳍片状，在散热鳍片的根部布置有冷空气导流管的风管口；在所述灯壳上设置有利于内外连通的出气口或出气孔，并与散热鳍片以及空气导流管形成空气流回路。

本实用新型采用去除安装热管的底座并减薄铝制散热鳍片的基座，加大基座上的鳍片面积，同时引入灯壳外的冷风(相对于灯壳内温度的冷空气)，对灯壳内LED芯片结温进行降温；灯壳内温度升得越高，冷空气补充得就越快，风量及风压加大。将散热器的散热鳍片，纵向、横向全部沟通，并将冷风管口延伸到散热鳍片的根部，以保证冷风的引入及热空气的排放；还在散热鳍片表面涂以辐射散热降温涂料以促进鳍片表面的辐射散热。灯壳外的冷风引进于灯杆的底部，冷风源的流量及流速与灯杆的高度及粗细有关。至于侧向安置空气导流管是考虑侧向气流更容易带走散热器鳍片的热量。

因此本实用新型具有结构简单、合理，使用安全、可靠，能降低使用成本，提高使用效率，延长使用寿命等特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍：图1所示，本实用新型包括一路灯的灯壳1，灯壳1内安装有一铝制散热器2，至少一LED芯片组件3用导热胶4固定在铝制散热器2的底部，外面还有玻璃灯罩10；所述的灯壳1内配置有一根可将外部空气流引入铝制散热器2的空气导流管5，该冷空气导流管5的一端部通过一过渡管6连接一根连通外部的金属空心管7，另一端部的出风管口8斜插在铝制散热器2中间并侧向对着底部粘贴有LED芯片组件3的铝制散热器部位。

本实用新型所述的铝制散热器2由铝制基座21和散热鳍片22组成，且在所述散热鳍片22表面涂有辐射散热降温涂料，这种涂料为公知的能够起到辐射散热降温作用的常规涂料；所述的铝制散热器2上面且对应于所述LED芯片组件3、沿着散热鳍片22方向制有一垂直于铝制基座的散热孔，孔深不大于散热鳍片厚度，所述空气导流管5的出风管口8插入并固定在所述散热孔中并位于散热鳍片22底部，为了插入的方便，可以制有插入斜孔与上述垂直散热孔相通。

本实用新型所述的散热鳍片22采用铣刀铣出的沟槽构成，在沿散热鳍片的垂直方向，还用铣刀铣出有通透的槽，且槽宽与散热鳍片的间隙相当，或用钻孔方式沿散热鳍片的垂直方向钻出通透的孔，孔的直径与散热鳍片间隙相当，或采用上述铣槽和钻孔相结合的方式，将散热鳍片形成通透，使所述的散热鳍片形成有纵向和横向全部沟通状。

所述的铝制散热器由铝制基座和散热鳍片组成，散热鳍片为纵向和横向全部沟通的鳍片状，在散热鳍片的根部布置有空气导流管5的出风管口8；在所述灯壳1上设置有利于内外连通的出气口9或出气孔，并与散热鳍片22以及空气导流管5形成空气流回路。

灯壳1尾部的支撑是空心金属管7，金属空心管7与灯壳1内的空气导流管5采用过渡胶管(过渡管)连接，用卡箍11固定，LED的电源线12从中引到灯壳1内，连接到LED芯片组件3。金属空心管7的另一端是连接到路灯的柱杆上，在柱杆上面打孔后与金属空心管连接，使其空间相通，可将柱杆底部打孔，不使其泄露，保证路灯柱杆底部的冷空气能够顺畅地通过路灯柱杆到灯壳尾部的金属空心管，再由金属空心管顺畅地通到灯壳内的冷空气导流管。

在具体实施过程中，本实用新型采用铝制散热器型材(成本低廉)沿铝质鳍片方向向底板中心用铣刀，铣出直径与LED芯片组件相似大小的孔，孔深可达型材底板。

再将该型材段，沿铝质鳍片垂直方向，用铣刀铣出通透的槽，槽宽可与鳍片的间隙相似；孔后部分因无法铣槽(铣槽会导致鳍片脱落)，则可采用钻孔的方式，将散热器型材通透(以不使鳍片脱落为标准)；孔的直径可以与鳍片的间隙相似。

完成后在上述部件的外表面上涂以辐射散热降温涂料，辐射散热降温涂料是一种通过辐射带走物体热量并隔热防水的涂料。

然后将该部件底部采用导热胶粘在安置固定LED芯片组件，并加以螺丝将其固定，再冷风导流管插入散热器上铣出的孔中，深达散热器鳍片底部。

当LED芯片热流传到散热器之后，通过散热器鳍片，当热量传递给空气后，和散热片接触的空气温度会急速上升，这时候，热空气应该尽可能和周围的冷空气通过对流等热交换方式来将热量带走。将LED路灯灯壳内的空气加热，体积增大，通过灯壳上下盖的缝隙及在灯盖上钻的出气口，排出灯壳；导致灯壳内气体压力减小，将冷风导流管中的冷空气吸入灯壳，如此不断循环，LED芯片所生成的热量就会不断的散出。

实施例：

在实施中采用铝制散热器型材(成本低廉)沿铝质鳍片方向向底板中心用铣刀或钻头，铣出或钻出直径与LED芯片组件相似大小的孔，孔深可达型材底板。

对铝制散热器型材的要求是：1.散热鳍片底座应该越薄越好，2.底座的平面要平整或自己用磨床将其磨平，不得粗糙。3.散热鳍片越薄越好、鳍片的间隙越小越好4.材质1070型铝合金为好，它的热传导系数226W/mK。

再将该型材段，沿铝质鳍片垂直方向，用铣刀铣出通透的槽，槽宽可与鳍片的间隙相似；孔后部分因无法铣槽(铣槽会导致鳍片脱落)，则可采用钻孔的方式，将散热器型材通透(以不使鳍片脱落为标准)；孔的直径可以与鳍片的间隙相似。

采取上述措施，是为了加大散热片与流动空气的接触面积，便于散热需要。

完成后，在上述部件的外表面上涂以北京耐高温涂料有限公司生产的ZS-411辐射散热降温涂料，(辐射散热降温涂料是一种通过辐射带走物体热量并隔热防水的涂料，耐温幅度-50～600℃，涂料直接涂刷在要散热降温的物体表面，辐射散热降温涂料能够以8-13.5μm红外波长向大气空间自动辐射带走所涂刷在物体上的热量，降低物体表面和内部温度，散热降温明显。涂料散热不受周围介质影响，涂料在起到辐射降温的同时，也有很好的自洁性、绝缘性、防腐性、防水性、抗酸碱、施工方便的特点。)以增强散热器的散热。

然后将该部件底部采用导热胶粘在安置固定LED芯片组件的背面，该施工时不得在接触面间留有空隙，空隙会严重影响热传递。再将冷风导流管插入散热器上铣出或钻出的孔中，深达散热器鳍片底部，并加于固定。固定方式可在铝制散热器型材尾部安置固定架进行固定，固定架可以与LED灯壳连接。

当LED芯片热流传到散热器之后，通过散热器鳍片，当热量传递给空气后，和散热片接触的空气温度会急速上升，这时候，热空气应该尽可能和周围的冷空气通过对流等热交换方式来将热量带走。将LED路灯灯壳内的空气加热，体积增大，通过灯壳上下盖的缝隙及在灯盖上钻的出气口，排出灯壳；导致灯壳内气体压力减小，势必将冷风导流管中的冷空气吸入灯壳，如此不断循环，LED芯片所生成的热量就会源源不断不断的散出。

Claims (4)

1.一种大功率LED路灯，它包括一路灯的灯壳，灯壳内安装有一铝制散热器，至少一LED芯片组件用导热胶固定在铝制散热器的底部；其特征在于所述的灯壳内配置有一根可将外部空气流引入铝制散热器的冷空气导流管，该冷空气导流管的一端部通过一过渡管连接一根连通外部的金属空心管，另一端部的出风管口斜插在铝制散热器中间并侧向对着底部粘贴有LED芯片组件的铝制散热器部位。

2.根据权利要求1所述的大功率LED路灯，其特征在于所述的铝制散热器由铝制基座和散热鳍片组成，且在所述散热鳍片表面涂有辐射散热降温涂料；所述的铝制散热器上面且对应于所述LED芯片组件、沿着散热鳍片方向制有一垂直于铝制基座的散热孔，孔深不大于散热鳍片厚度，所述空气导流管的出风管口插入并固定在所述散热孔中并位于散热鳍片底部。

3.根据权利要求2所述的大功率LED路灯，其特征在于所述的散热鳍片采用铣刀铣出的沟槽构成，在沿散热鳍片的垂直方向，还用铣刀铣出有通透的槽，且槽宽与散热鳍片的间隙相当，或用钻孔方式沿散热鳍片的垂直方向钻出通透的孔，孔的直径与散热鳍片间隙相当，或采用上述铣槽和钻孔相结合的方式，将散热鳍片形成通透，使所述的散热鳍片形成有纵向和横向全部沟通状。

4.根据权利要求1所述的大功率LED路灯，其特征在于所述的铝制散热器由铝制基座和散热鳍片组成，散热鳍片为纵向和横向全部沟通的鳍片状，在散热鳍片的根部布置有冷空气导流管的风管口；在所述灯壳上设置有利于内外连通的出气口或出气孔，并与散热鳍片以及空气导流管形成空气流回路。

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