CN202868631U - Led灯组的散热装置 - Google Patents

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王东盛
毛珍生
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Abstract

本实用新型涉及一种LED灯组的散热装置，包括安装在上盖内侧的LED灯组，其特征是：在所述LED灯组的背面设有散热片，散热片与LED灯组之间设有温差发电片，在温差发电片和LED灯组之间设置热沉，温差发电片的热面紧贴热沉，冷面紧贴散热片的下端，在散热片的上端设置半导体制冷片，半导体制冷片与温差发电片的两极通过导线连接；所述散热片下端的四周边缘与热沉相接触。所述温差发电片由1~50片温差发电片串联而成。在所述半导体制冷片的上端设置灯具接线旋转头，灯具接线旋转头通过导线与LED灯组连接。本实用新型利用LED灯组产生的热量，达到对芯片散热的效果，提高电能的利用率以及LED灯组的发光质量和使用寿命，技术原理清晰，结构简单，安全可靠。

Description

LED灯组的散热装置
技术领域
本实用新型涉及一种LED灯组的散热装置，尤其是一种利用LED灯组产生的热量来驱动半导体制冷片对LED进行散热的散热结构。
背景技术
LED是取自Light Emitting Diode三个字的缩写，中文译为“发光二极管”，顾名思义发光二极管是一种可以将电能转化为光能的电子器件，具有二极管的特性。目前不同的发光二极管可以发出从红外到蓝间不同波长的光线，目前发出紫色乃至紫外光的发光二极管也已经诞生。除此之外还有在蓝光LED上涂上荧光粉，将蓝光转化成白光的白光LED。
发光二极管LED的工作原理是：在外加电场作用下，电子和空穴分别由n型导电层和p型导电层注入到多量子阱内辐射复合发生电致发光。不过光电转换效率只有20%~60%，剩下的电能主要以俄歇复合的方式产生晶格震动，以热能的方式转换出去。因此LED灯组尤其是功率型灯组通常在使用的过程中产生大量的热，而这些热量通常是由散热片以被动散热的方式散发出去，散热效率比较低，最终影响了LED灯组的寿命。
温差电效应，又称热电效应，在无外磁场时包括5个基本效应，即赛贝克效应、珀尔贴效应、汤姆逊效应，焦耳效应和傅里叶效应。这5个效应奠定了热力学中热电理论的基础，也为热电转换材料的实际应用展示了广阔的前景。温差电是利用材料的赛贝克效应，通过载流子（电子和空穴）进行能量的输运。该效应于1821年由德国人赛贝克发现：在两种不同金属（锑与铜）构成的回路中，如果两个接头处存在温度差，其周围就会出现磁场。通过进一步的实验，赛贝克发现回路中存在电动势，赛贝克效应是制作测温热电偶、温差发电和温差电传感器的基础。
温差发电的原理如图1所示：将两种不同类型的热电转换材料N和P的一端结合并将其置于高温状态（热板），另一端开路并给以低温（冷板）。由于高温端的热激发作用较强，此端的空穴和电子浓度比低温端高，在这种载流子浓度梯度的驱动下，空穴和电子向低温端扩散，从而在低温开路端形成电势差。将许多对P型和N型热电转换材料连接起来组成模块，就可得到足够高的电压，形成一个温差发电机，这种发电机在有微小温差存在的条件下就能将热能直接转化为电能，且转换过程中不需要机械运动部件，也无气态或液态介质存在，因此适应范围广、体积小、重量轻、安全可靠、对环境无任何污染，是十分理想的电源。温差发电的灵活、绿色、安静和微小体积的特性，使其可在许多领域发挥重要的作用。
半导体制冷片是一个热传递的工具。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。但是半导体自身存在电阻，当电流经过半导体时就会产生热量，从而会影响热传递。而且两个极板之间的热量也会通过空气和半导体材料自身进行逆向热传递。当冷热端达到一定温差，这两种热传递的量相等时，就会达到一个平衡点，正逆向热传递相互抵消。此时冷热端的温度就不会继续发生变化。为了达到更低的温度，可以采取散热等方式降低热端的温度来实现。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种LED灯组的散热装置，可以充分利用LED灯组产生的热量用来驱动半导体制冷片对LED进行强制散热。
按照本实用新型提供的技术方案，所述LED灯组的散热装置，包括安装在上盖内侧的LED灯组，其特征是：在所述LED灯组的背面设有散热片，散热片与LED灯组之间设有温差发电片，在温差发电片和LED灯组之间设置热沉，温差发电片的热面紧贴热沉，冷面紧贴散热片的下端，在散热片的上端设置半导体制冷片，半导体制冷片与温差发电片的两极通过导线连接；所述散热片下端的四周边缘与热沉相接触。
所述温差发电片由1~50片温差发电片串联而成。
在所述半导体制冷片的上端设置灯具接线旋转头，灯具接线旋转头通过导线与LED灯组连接。
本实用新型的优点是：利用LED灯组产生的热量，达到对芯片散热的效果，提高电能的利用率以及LED灯组的发光质量和使用寿命，技术原理清晰，结构简单，安全可靠，在大功率LED领域有广阔的应用前景。
附图说明
图1为利用热电模块进行温差发电的原理图。
图2为本实用新型第一种实施例的结构示意图。
图3为本实用新型第二种实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。
如图2~图3所示：所述LED灯组的散热装置包括上盖1、LED灯组2、热沉3、温差发电片4、散热片5、半导体制冷片6、灯具接线旋转头7等。
如图2、图3所示，本实用新型包括安装在上盖1内侧的LED灯组2，在LED灯组2的背面设有散热片5，散热片5与LED灯组2之间设有温差发电片4，在温差发电片4和LED灯组2之间设置热沉3，温差发电片4的热面紧贴热沉3，冷面紧贴散热片5的下端，在散热片5的上端或侧部设置一个或多个半导体制冷片6，半导体制冷片6与温差发电片4的两极通过导线连接；所述温差发电片4由1~50片温差发电片串联而成；所述LED灯组2和温差发电片4之间的热沉3可以增加LED灯组2的传热面积，增大与温差发电片4的接触面积，提高散热效率；
所述热沉3是LED封装的基板，其特点是具有优良的导热性能，材质可以是陶瓷、银、铝或者合金；
所述温差发电片4可以选用型号为TEC1-03130T125、TEC1-03140T125的温差发电片，热面和冷面的温差能达到摄氏60度，则发电电压可达到3.5V，电流可达到3~5A；当热面和冷面的温差为30~200摄氏度时，产生1.5~15V的电压，所产生的电能用来驱动小型半导体制冷片；
所述散热片5为由若干个散热片围绕成的圆锥台状、圆柱状或多边柱形，散热片5下端的四周边缘与热沉3相连，可以降低LED灯组2的温度，起到散热效果；
在所述半导体制冷片6的上端设置灯具接线旋转头7，灯具接线旋转头7通过导线与LED灯组2连接。
本实用新型所适用的LED灯组包括球泡灯、筒灯、射灯、条形灯或路灯等各种功率的LED灯组，或者单颗大功率LED芯片、高压LED芯片等。当LED 灯组2通电工作后，LED灯组2会产生大量热量，温度快速升高，通过热沉3将热量传导至温差发电片4处，此时温差发电片4工作，利用LED灯组2通电工作时产生的热量产生电能，驱动半导体制冷片6 转动，加速散热片5处的空气流动，降低LED灯组2的温度，达到散热效果。

Claims (3)

1.一种LED灯组的散热装置，包括安装在上盖（1）内侧的LED灯组（2），其特征是：在所述LED灯组（2）的背面设有散热片（5），散热片（5）与LED灯组（2）之间设有温差发电片（4），在温差发电片（4）和LED灯组（2）之间设置热沉（3），温差发电片（4）的热面紧贴热沉（3），冷面紧贴散热片（5）的下端，在散热片（5）的上端设置半导体制冷片（6），半导体制冷片（6）与温差发电片（4）的两极通过导线连接；所述散热片（5）下端的四周边缘与热沉（3）相接触。
2.如权利要求1所述的LED灯组的散热装置，其特征是：所述温差发电片（4）由1~50片温差发电片串联而成。
3.如权利要求1所述的LED灯组的散热装置，其特征是：在所述半导体制冷片（6）的上端设置灯具接线旋转头（7），灯具接线旋转头（7）通过导线与LED灯组（2）连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107608133A (zh) * 2017-09-22 2018-01-19 武汉天马微电子有限公司 一种背光模组及显示设备
CN112803834A (zh) * 2021-01-29 2021-05-14 大连理工大学 一种基于发动机余热的热电转换实验装置和方法

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