一種水循環(huán)散熱led燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及照明領(lǐng)域，尤其涉及一種水循環(huán)散熱LED燈。
【背景技術(shù)】
[0002]LED作為新一代的照明光源，相比于傳統(tǒng)光源具有作壽命長(zhǎng)、功耗低、亮度高、體積小等優(yōu)勢(shì)，因而受到越來(lái)越多的關(guān)注。LED芯片正朝著小體積和大功率兩個(gè)方向發(fā)展，但是其發(fā)光效率目前僅有10 %-20 %，也就是說(shuō)有高達(dá)80 %-90 %的電能直接轉(zhuǎn)化為了熱量。目前應(yīng)用于照明的大功率LED(功率>1W)芯片尺寸大多在1mm X 1mm以上，熱流密度超過(guò)了lOOW/cm，如果芯片的熱量不能及時(shí)散發(fā)出去，芯片的結(jié)點(diǎn)溫度過(guò)高會(huì)降低其發(fā)光效率和可靠性，會(huì)使芯片老化甚至失效，這是制約大功率白光LED光源發(fā)展的重要瓶頸。為了保證LED器件的正常工作和使用壽命，一般要求結(jié)點(diǎn)溫度不超過(guò)80°C。若要實(shí)現(xiàn)大功率LED的規(guī)模化應(yīng)用就必須解決其散熱問(wèn)題，對(duì)于這方面的問(wèn)題，無(wú)論是從內(nèi)部材料或封裝還是外部輔助工具，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)就此進(jìn)行了諸多研究。
[0003]如公開(kāi)號(hào)為CN102606896A的實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種水循環(huán)散熱LED燈具，包括燈體，在燈體的光源腔內(nèi)安裝有用于照明的LED，該燈具還包括用于給燈具散熱的水循環(huán)散熱裝置，該水循環(huán)散熱裝置嵌套在燈體與外界大氣之間。在燈具上的燈體上嵌套一水循環(huán)散熱裝置，一部分設(shè)置在光源腔內(nèi)，與LED緊貼，用于光源腔內(nèi)熱交換，另一部分外露大氣中，用于與外界進(jìn)行熱交換，通過(guò)水循環(huán)散熱裝置內(nèi)水的循環(huán)流動(dòng)，加速熱交換，降低燈具光源腔內(nèi)的溫度。該水循環(huán)散熱裝置中水會(huì)受熱后變成蒸汽，在循環(huán)體系中設(shè)置水的沸點(diǎn)為79°C，對(duì)循環(huán)體系的密封性能要求非常高，操作困難。
[0004]又如公開(kāi)號(hào)為CN103162146A的實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種儲(chǔ)熱式LED燈具，包括LED光源基板，光源基板后設(shè)置與后方儲(chǔ)液桶的非金屬外殼一次成型的內(nèi)嵌招殼，在非金屬外殼與內(nèi)嵌鋁殼圍成的腔體中放置儲(chǔ)熱液體，在儲(chǔ)液桶外殼近側(cè)設(shè)置一個(gè)隨環(huán)境照度控制LED功率的內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器。該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，外殼采用非金屬材料制作如碳纖維、玻璃纖維、ABS等，可有效降低制造成本，并提高燈具抗腐蝕能力，可使沿海地區(qū)或高腐蝕環(huán)境使用LED燈具無(wú)憂。但是該燈具無(wú)法適用于需要穩(wěn)定照明效果的環(huán)境中，具有一定的局限性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的散熱效果差、散出熱量浪費(fèi)等問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種水循環(huán)散熱LED燈，包括LED晶片、連接線、透鏡、LED晶片基板、系統(tǒng)電路板、散熱片，所述連接線連接所述LED晶片與所述LED晶片基板，所述LED晶片、LED晶片基板、系統(tǒng)電路板和所述散熱片從上到下依次連接，所述透鏡固定在所述LED晶片基板上，將所述LED晶片封裝在所述透鏡與所述LED晶片基板形成的內(nèi)部空間，其特征在于，所述散熱片下方設(shè)有散熱的散熱裝置，所述散熱裝置的進(jìn)水口位于所述散熱裝置正下方，所述散熱裝置設(shè)有兩個(gè)以上的出水口，所述出水口均勻分布于所述散熱裝置側(cè)面。
[0006]水流從下方進(jìn)入，四周流出，使得溫度較低的水從散熱片的中間向兩邊形成流動(dòng)，帶走散熱片上的熱量，實(shí)現(xiàn)水流的均勻吸熱，提高水流的吸熱效率，保證散熱片各區(qū)域溫度的保持相同且穩(wěn)定。
[0007]優(yōu)選地，所述散熱片背向所述系統(tǒng)電路板的一側(cè)設(shè)有兩個(gè)以上的散熱柱，每個(gè)所述散熱柱上設(shè)有一個(gè)以上的通孔。
[0008]在散熱片上設(shè)散熱柱，可以增加散熱片與水流的接觸面積，在散熱柱上設(shè)通孔，可以實(shí)現(xiàn)水流中間向兩邊的順暢流動(dòng)，穩(wěn)定水體的流速，提高水流吸熱的均勻性。
[0009]優(yōu)選地，所述散熱柱上的通孔均處在同一水平位置，所述通孔中點(diǎn)離所述散熱柱根部的距離是所述散熱柱高度的1/4-1/3。這樣使得水流在靠近散熱柱根部的位置改變方向，均衡水流對(duì)散熱片的壓力。
[0010]優(yōu)選地，所述出水口與所述進(jìn)水口之間通過(guò)主管道連通，連接所述出水口與所述進(jìn)水口的主管道上設(shè)有水栗。調(diào)節(jié)水栗的功率可控制進(jìn)水口和出水口的水流速度，這里出水口可以設(shè)置3個(gè)或4個(gè)，優(yōu)選4個(gè)，進(jìn)水口的截面面積是出水口的4-8倍，優(yōu)選5倍，使得出水口的速度微微大于進(jìn)水口的速度。
[0011 ]優(yōu)選地，所述散熱柱根部設(shè)有第一溫度傳感器，所述第一溫度傳感器與所述水栗相連。當(dāng)散熱柱根部的溫度達(dá)到設(shè)定值，優(yōu)選75°C時(shí)，水栗會(huì)加快水流速度，從而使散熱柱根部的溫度降低到75°C以下，優(yōu)選70°C左右。
[0012]優(yōu)選地，連接所述出水口與所述進(jìn)水口的主管道上設(shè)有冷水進(jìn)水管道和熱水出水管道，所述熱水出水管道位于所述出水口位置處，所述冷水進(jìn)水管道和所述水栗位于所述進(jìn)水口位置處所述熱水出水管道與所述主管道連接處設(shè)有出水閥門(mén)，所述冷水進(jìn)水管道與所述主管道連接處設(shè)有進(jìn)水閥門(mén)。
[0013]優(yōu)選地，所述出水口上設(shè)有第二溫度傳感器，所述第二溫度傳感器與所述出水閥門(mén)、所述進(jìn)水閥門(mén)連接。當(dāng)?shù)诙囟葌鞲衅鳈z測(cè)到出水口溫度達(dá)到設(shè)定值，優(yōu)選70°C時(shí)，打開(kāi)出水閥門(mén)和進(jìn)水閥門(mén)，持續(xù)從熱水出水管道流出，冷水從時(shí)水管道進(jìn)入，這里優(yōu)選冷水的水溫為20_30°C，當(dāng)出水口水溫度小于65°C時(shí)，關(guān)閉出水閥門(mén)和進(jìn)水閥門(mén)。
[0014]優(yōu)選地，所述LED晶片與所述LED晶片基板之間、所述LED晶片基板與所述系統(tǒng)電路板之間、所述系統(tǒng)電路板與所述散熱片之間通過(guò)一層固化的導(dǎo)熱膠連接。通過(guò)導(dǎo)熱膠可以增加晶片與基板、基板與電路板、電路板與散熱片之間連接的緊密性，提高導(dǎo)熱面積，實(shí)現(xiàn)高效導(dǎo)熱。
[0015]優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱膠的按重量百分比計(jì)，包括以下組分:20-30%的端甲基乙烯基娃氧燒、20_30%超支化環(huán)氧樹(shù)脂、3-8%納米氧化招、3-8 %銅粉、3-8%銀粉、2-7 %招粉、1_2 %交聯(lián)劑、30-50 %的洛劑。通過(guò)超支化環(huán)氧樹(shù)脂、端甲基乙稀基娃氧燒和納米氧化招的合理搭配，可以有效地提高導(dǎo)熱膠與基板、晶片、電路板和散熱片之間的結(jié)合性能，提高其導(dǎo)熱性，再加入一定量的銅粉、銀，進(jìn)一步擴(kuò)大了納米氧化鋁在導(dǎo)熱膠中的作用，提高了固化后整體的導(dǎo)熱效果。
[0016]優(yōu)選地，所述散熱片為銅合金，按重量百分比計(jì)，包括以下成份:97-99%銅、0-
0.5%銀、0-0.5%鋁鈦硼和0-3%金屬雜質(zhì)。在選擇合理的銅合金配比，并通過(guò)與少量的銀和鋁鈦硼，提高銅合金的細(xì)化效果和導(dǎo)熱效果，其中的金屬雜質(zhì)是鋁、鐵、錫等。
[0017]優(yōu)選地，所述進(jìn)水口和所述出水口的截面為橢圓形。
[0018]優(yōu)選地，所述進(jìn)水口處設(shè)有一段與所述散熱裝置平滑連接的過(guò)渡段，所述過(guò)渡段從下到上面積逐漸增加。
[0019]優(yōu)選地，所述進(jìn)水口處設(shè)有用于檢測(cè)水溫的第三溫度傳感器，所述第三溫度傳感器與所述水栗相連。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0021 ] (1)將進(jìn)水口設(shè)在正下方，出水口設(shè)在側(cè)面，水流從下方進(jìn)入，四周流出，使得溫度較低的水從散熱片的中間向兩邊形成流動(dòng)，帶走散熱片上的熱量，實(shí)現(xiàn)水流的均勻吸熱，提高水流的吸熱效率，保證散熱片各區(qū)域溫度的保持相同且穩(wěn)定；
[0022](2)在散熱片上設(shè)散熱柱，可以增加散熱片與水流的接觸面積，在散熱柱上設(shè)通孔，可以實(shí)現(xiàn)水流中間向兩邊的順暢流動(dòng)，穩(wěn)定水體的流速，提高水流吸熱的均勻性；
[0023](3)通過(guò)導(dǎo)熱膠可以增加晶片與基板、基板與電路板、電路板與散熱片之間連接的緊密性，提尚導(dǎo)熱面積，實(shí)現(xiàn)尚效導(dǎo)熱；通過(guò)超支化環(huán)氧樹(shù)脂、端甲基乙稀基娃氧燒和納米氧化鋁的合理搭配，可以有效地提高導(dǎo)熱膠與基板、晶片、電路板和散熱片之間的結(jié)合性能，提高其導(dǎo)熱性，再加入一定量的銅粉、銀，進(jìn)一步擴(kuò)大了納米氧化鋁在導(dǎo)熱膠中的作用，提高了固化后整體的導(dǎo)熱效果；
[0024](4)散熱片通過(guò)選擇合理的銅合金配比，并與少量的銀和鋁鈦硼，提高了銅合金的細(xì)化效果和導(dǎo)熱效果；
[0025](5)從熱水出水管道流出的熱水溫度為75°C，剛好可用于日常的洗澡等，起到節(jié)約用電的作用;從冷水進(jìn)水管進(jìn)入的水溫為常規(guī)溫度，來(lái)源充足，操作方便。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本實(shí)用新型較佳之正面剖視圖；
[0027]圖2是本實(shí)用新型較佳之仰視圖；
[0028]圖3是本實(shí)用新型較佳之水流示意圖。