CN216280730U - 一种直接式液冷的led灯 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种直接式液冷的LED灯，包括灯头、灯罩和设置在灯罩内的灯芯，灯芯包括呈一字形的灯柱，灯柱上端与灯头连接，灯柱的下端设置有发光元件组件，灯柱下端还设有LED驱动器，所述发光元件组件通过导线与LED驱动器连接，LED驱动器的引线向上连接至灯头上用于通电；灯罩设置在灯柱的外围且灯罩的内部空腔内填充有不导电的电子氟化液，灯柱设有发光元件组件的下端浸没在灯罩内的电子氟化液中。本申请采用直接式液冷，将LED发光元件直接浸没在电子氟化液中进行冷却，利用电子氟化液进行直接冷却，有助于简化LED灯的冷却流程，同时节省LED灯的散热空间并减少能源成本。

Description

一种直接式液冷的LED灯

技术领域

本申请公开了一种直接式液冷的LED灯。

背景技术

LED发光芯片通过电子复合而发光，当在小电流的情况下， 产生热量很小，但在大功率的LED照明灯中，特别是照明领域的应用，需要较大的电流，会产生大量的热量，使工作温度升高。而影响LED发光芯片的主要因素就是温度（P-N结的工作温度），P-N结工作温度一般不要高于120℃，最好在100℃左右，P-N结的温度每上升10℃，光通量就会衰减，发光的主波长就会漂移1nm，寿命也随着降低。因此，散热是LED照明灯所必须考虑的问题 。

另外，LED发光芯片的体积非常的小，是点发光，具有指向性高（LED发光芯片发出的光是直线，发散性不好），这样就直接导致照射角度比较小，偏离该角度后光线迅速减弱，无法适应大面积照明的需要。为解决照射角度比较小的问题，现有技术中釆用灯管型LED照明，其灯具排列过密，设计成本过高及散热效果欠佳，失去节能效果快。

目前的LED灯大通过空气冷却、石墨烯冷却、（水）间接性冷却或者高效导热片进行热传导在设计方面较为复杂，由于冷却效果差，因此在设计过程中对散热功能要求极为严格。

中国专利CN 102410456 A 本发明公开了一种散热性好的LED灯。如图1所示，它采用空气冷却，在驱动电源壳体与散热灯杯内壁间设置了直上直下的散热通道，散热通道上下部均与外界空气保持连通，使得空气可以进入到散热灯杯内并带走驱动电源产生的热量，从而不仅避免了散热灯杯对驱动电源的影响，还对驱动电源进行有效对流散热，使得电源环境温升下降约5％。空气冷却设计了较多的散热孔道及散热面积。此发明在驱动电源壳体与散热灯杯内壁间设置了直上直下的散热通道，散热通道上下部均与外界空气保持连通，使得空气可以进入到散热灯杯内并带走驱动电源产生的热量。

与空冷相比，液体冷却在可持续性和效率方面都有所提升，对缩小功率器件的体积至关重要，对于大功率LED而言，空冷为了达到快速降温的效果，必须增加散热面积、加快空气流动来进行有效地散热，从而在设计时灯型较大。

中国专利CN 102313161 A公开了一种中空液冷的发光二极管灯。如图2所示，该专利将LED灯密闭在一个小空腔内形成第一空腔，然后设计第二空腔紧密连接第一空腔，同时在该空腔内填充散热液来达到散热效果。但是，用水或其他到点液冷剂（油类物质）来直接或间接性冷却功率器件需要大量复杂的设计以确保液冷剂不会接触电子设备并形成短路。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本申请的目的在于提供一种直接式液冷的LED灯，本发明采用电子氟化液作为液冷剂，将LED发光元件直接浸没在电子氟化液中进行冷却，能够有效提高冷却效率、简化LED灯的设计结构。

所述的一种直接式液冷的LED灯，包括灯头、灯罩和设置在灯罩内的灯芯，灯芯包括呈一字形的灯柱，灯柱上端与灯头连接，灯柱的下端设置有发光元件组件，灯柱下端还设有LED驱动器，发光元件组件通过导线与LED驱动器连接，LED驱动器的引线向上连接至灯头上用于通电；灯罩设置在灯柱的外围且灯罩的内部空腔内填充有不导电的电子氟化液，灯柱设有发光元件组件的下端浸没在灯罩内的电子氟化液中。

所述的一种直接式液冷的LED灯，其特征在于所述灯柱是由多块基板围合而成的多棱灯柱，所述发光元件组件包括在多棱灯柱的侧壁上沿周向设有的多个LED发光元件以及在多棱灯柱的下端底面设有的多个LED发光元件，其中多棱灯柱装有LED发光元件的部分全部浸没在电子氟化液中。

所述的一种直接式液冷的LED灯，其特征在于LED发光元件为LED灯珠或贴片。

所述的一种直接式液冷的LED灯，其特征在于所述基板为铝基电路板或铜基电路板。

所述的一种直接式液冷的LED灯，其特征在于所述多棱灯柱的每个侧面中部均设有多个空心圆孔，以便加快热量的散发。

本申请的设计思路是将LED发光元件直接浸没在电子氟化液中进行冷却，电子氟化液可选择浙江诺亚氟化工有限公司生产的Noah电子氟化液。Noah电子氟化液既有适度的溶解性，又有良好的化学惰性使其材料相容性很强，广泛用作电子测试液体因其出色的热传导性也被用做稳定的冷却液。且Noah电子氟化液对臭氧层破坏系数为0，全球变暖潜在值（GWP值）低，大气寿命等，满足最严苛环保法规的要求；另外，Noah氟化液可安全接触电子设备，不会对电子类部件产生任何腐蚀，使用过后也不需要特定的清洗步骤，因此简化了系统设计，同时，将电子元件直接浸没在液体中冷却比间接式水冷效率要高很多。其中，Noah氟化液可选择浙江诺亚氟化工有限公司生产的Noah®2000或Noah®3000。

本申请取得的有益效果是：

1、本申请LED灯的构造简单，制作简单，可进行大规模生产；

2、本申请LED灯中的冷却液采用电子氟化液（可选择Noah®2000或Noah®3000），其具有散热性能好、液冷效率高、使用率高，可以有效地降低成本。LED灯中的氟化液具有良好的化学惰性，不易污染器械，因此可以直接将发光元件浸没其中，从而能达到高效、节能的效果。

3、本申请采用直接式液冷，将LED发光元件直接浸没在电子氟化液中进行冷却，利用电子氟化液进行直接冷却，有助于简化LED灯的冷却流程，同时节省LED灯的散热空间并减少能源成本。

附图说明

图1为现有技术的空气冷却式LED灯的结构图；

图2为现有技术的中空液冷的发光二极管灯的结构图；

图3为本申请LED灯的灯柱结构示意图；

图4为本申请LED灯的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1：

如图3-4所示，一种直接式液冷的LED灯，包括灯头1、灯罩3和设置在灯罩3内的灯芯，所述灯芯包括呈一字形的灯柱2，灯柱2上端与灯头1连接，灯柱2的下端设置有发光元件组件，灯柱2下端还设有LED驱动器6，所述发光元件组件通过导线与LED驱动器6连接，LED驱动器6的引线向上连接至灯头1上用于通电；灯罩3设置在灯柱2的外围且灯罩3的内部空腔内填充有不导电的电子氟化液4，灯柱2设有发光元件组件的下端浸没在灯罩3内的电子氟化液中。

优选的，电子氟化液可以采用Noah®2000或Noah®3000。

如图3所示，灯柱2是由多块基板围合而成的多棱灯柱。进一步地，灯柱2可以是由铝基电路板围成的多棱灯柱，多棱灯柱的下端底面和每个侧面均设有多个LED发光元件，LED发光元件之间相互串联形成所述的发光元件组件，并与LED驱动器6相连接。所选用的基板为铝基电路板，因其卓越的导热性，使得LED发光芯片产生的热量能够快速传导至传导至的多棱灯柱。

如图4所示，多棱灯柱装有LED发光元件的部分全部浸没在电子氟化液4中。

进一步地，LED发光元件可以选择为LED灯珠或贴片。

进一步地对照图3中，多棱灯柱的每个侧面中部均设有多个空心圆孔201，能加快热量的散发。

本申请的液冷LED灯内包括的LED发光元件所产生的热量是通过如下途径散热的：由于LED发光元件直接浸没在电子氟化液中，与电子氟化液直接接触，因此其产生的热量直接被电子氟化液吸收、散热。电子氟化液距离LED发光元件的远近不同，导致温度不同、形成热传递，靠近LED发光元件的电子氟化液将热量传给远离发光元件的电子氟化液，并通过灯罩传向大气。同时灯罩与外界空气的接触面很大，也有利于散热。

其中，多棱灯柱的每个侧面中部均设有多个空心圆孔。多个LED发光元件产生的热量传导至的多棱灯柱，导致多棱灯柱的外侧和多棱灯柱空心内的温度不同，实现对流、加快散热的速度，对流将多棱灯柱的热量带走。

本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (5)

1.一种直接式液冷的LED灯，包括灯头（1）、灯罩（3）和设置在灯罩（3）内的灯芯，其特征在于所述灯芯包括呈一字形的灯柱（2），灯柱（2）上端与灯头（1）连接，灯柱（2）的下端设置有发光元件组件，灯柱（2）下端还设有LED驱动器（6），所述发光元件组件通过导线与LED驱动器（6）连接，LED驱动器（6）的引线向上连接至灯头（1）上用于通电；灯罩（3）设置在灯柱（2）的外围且灯罩（3）的内部空腔内填充有不导电的电子氟化液（4），灯柱（2）设有发光元件组件的下端浸没在灯罩（3）内的电子氟化液中。

2.如权利要求1所述的一种直接式液冷的LED灯，其特征在于所述灯柱（2）是由多块基板围合而成的多棱灯柱，所述发光元件组件包括在多棱灯柱的侧壁上沿周向设有的多个LED发光元件以及在多棱灯柱的下端底面设有的多个LED发光元件，其中多棱灯柱装有LED发光元件的部分全部浸没在电子氟化液（4）中。

3.如权利要求2所述的一种直接式液冷的LED灯，其特征在于LED发光元件为LED灯珠或贴片。

4.如权利要求2所述的一种直接式液冷的LED灯，其特征在于所述基板为铝基电路板或铜基电路板。

5.如权利要求2所述的一种直接式液冷的LED灯，其特征在于所述多棱灯柱的每个侧面中部均设有多个空心圆孔（201），以便加快热量的散发。

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