專利名稱：一種高透光率、高散熱效率的大功率led照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED照明設(shè)備，特別是涉及一種高透光率、高散熱效率的大功率 LED照明裝置。
背景技術(shù)：
近年來，大功率LED照明設(shè)備基于在節(jié)能、高效、環(huán)保等方面的優(yōu)勢，得到越來越廣泛的應(yīng)用和不斷的改進。而由于LED發(fā)光設(shè)備所消耗的電能中有約80%轉(zhuǎn)換為熱能，只有小部分轉(zhuǎn)換為光能，因此，提高散熱性能和透光效率是LED照明裝置的技術(shù)要點，尤其對于大功率LED照明裝置來說，散熱設(shè)計的優(yōu)劣直接影響影響了裝置的光度衰減率和使用壽命。請參閱圖1、圖2所示，現(xiàn)有的大功率LED照明設(shè)備主要由LED芯片1、連接線2、陰極3、透鏡4、散熱部件5和外封裝6組成。其中散熱部件5常用的散熱方式主要是自然對流散熱和風(fēng)扇強制散熱。風(fēng)扇散熱系統(tǒng)復(fù)雜、可靠性低且風(fēng)扇的使用壽命很短。因此自然散熱的使用更為廣泛，而自然散熱的散熱面積、交換熱量有限，且散熱器本身較重，加重了燈桿的負荷，使其抗外力能力降低。此外，現(xiàn)有大功率LED照明設(shè)備在安裝時，還需要再次加裝透鏡，這樣會明顯降低透鏡的透光率，并會隔阻熱量的快速散發(fā)。由此可見，上述現(xiàn)有的大功率LED照明裝置在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創(chuàng)設(shè)一種透光率高、散熱效果好、使用壽命長、重量較輕的新的高透光率、高散熱效率的大功率LED照明裝置，實屬當前業(yè)界極需改進的目標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高透光率、高散熱效率的大功率LED照明裝置，使其透光率高、散熱效果好、使用壽命長、重量較輕，從而克服現(xiàn)有的大功率LED照明裝置的不足。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種高透光率、高散熱效率的大功率LED照明裝置， 包括LED芯片、連接線、陰極、透鏡、散熱部件和外封裝，所述的散熱部件包括與LED芯片接觸的熱管散熱器，以及與熱管散熱器接觸的散熱片；所述的透鏡采用蝙蝠翼配光設(shè)計。作為本發(fā)明的一種改進，所述的熱管散熱器為回路熱管散熱器。所述的LED芯片與回路熱管散熱器的蒸發(fā)器壁之間涂敷有導(dǎo)熱絕緣膠。所述的回路熱管散熱器的熱管為銅粉燒結(jié)工藝制成。所述的回路熱管散熱器采用防凍超導(dǎo)工作液。所述的散熱片表面設(shè)有自清潔層。所述的自清潔層為微米或納米粒子噴涂層。所述的透鏡采用120° *60°的蝙蝠翼光強分布設(shè)計。采用這樣的設(shè)計后，本發(fā)明利用熱管散熱技術(shù)可將散熱片的熱量快速散發(fā)到空氣中，散熱效率高、體積小、重量輕，從而可明顯延長產(chǎn)品的使用壽命，并提高產(chǎn)品的使用安全性，蝙蝠翼配光設(shè)計的透鏡還提高了裝置的透光率，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用成本。


上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明。圖1是現(xiàn)有大功率LED照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的剖面示意圖。圖3是本發(fā)明一種高透光率、高散熱效率的大功率LED照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明一種高透光率、高散熱效率的大功率LED照明裝置的配光曲線圖。
具體實施例方式請參閱圖3所示，本發(fā)明一種高透光率、高散熱效率的大功率LED照明裝置，與現(xiàn)有技術(shù)采用相同的LED芯片1、連接線2、陰極3、透鏡4、散熱部件5和外封裝6的結(jié)構(gòu)設(shè)計，但是在散熱部件5的設(shè)計上，包括了與LED芯片1相接觸的熱管散熱器51，以及與該熱管散熱器51接觸的散熱片52，對透鏡4也采用了蝙蝠翼配光設(shè)計。其中，熱管散熱器51優(yōu)選回路熱管散熱器，通常由管殼、吸液芯和端蓋組成。管殼可采用銅粉燒結(jié)工藝制成，內(nèi)部被抽成負壓狀態(tài)，充入沸點低、易揮發(fā)的液體，優(yōu)選晨怡熱管工作液A型等防凍超導(dǎo)工作液以適于戶外長時間工作，吸液芯由毛細多孔材料制成并設(shè)置于管壁上。熱管一段為蒸發(fā)端，另外一段為冷凝端，位于蒸發(fā)端的液體受熱迅速蒸發(fā)，蒸氣在微小的壓力差下流向冷凝端，并釋放出熱量，重新凝結(jié)成液體，液體在毛細力作用下沿吸液芯流回蒸發(fā)端，如此循環(huán)不止，迅速且源源不斷地將熱量由熱管一端傳至另外一端?；芈窡峁苌崞骺杀苊鈿庖夯炝鞯南嗷ジ蓴_，導(dǎo)熱效率更高，并具有普通熱管等溫性良好、傳熱面積可任意改變、利于遠距離傳熱、可控制溫度、無噪音等諸多優(yōu)點，可將散熱器溫升控制在18°C以內(nèi)，從而保證LED芯片在有效的結(jié)溫條件下長時間運行，明顯延長LED的使用壽命。為了研究本發(fā)明的散熱部件冷卻大功率LED的傳熱性能，我們建立了試驗系統(tǒng)， 并基于研華ADAM-4018數(shù)據(jù)采集卡和ADAM-4520轉(zhuǎn)換器建立了熱電偶測溫的數(shù)據(jù)采集儀硬件系統(tǒng)。將銅-康鋼熱電偶(型號為K型)測得的電信號進行采集，然后通過計算機軟硬件系統(tǒng)對采集得到的電信號進行分析處理，得到實時的溫度值。數(shù)據(jù)采集和動態(tài)顯示的軟件系統(tǒng)則基于研華組態(tài)王軟件平臺來構(gòu)建。采用薄膜電阻加熱器來模擬大功率LED芯片。將薄膜電阻加熱器貼在回路熱管蒸發(fā)器底部，薄膜電阻加熱器的厚度為0. 2mm，最大加熱功率為120W，僅與熱管接觸的面能夠傳遞熱量，其余面都采用絕熱材料保溫。為了便于觀察熱管內(nèi)部工質(zhì)的流動狀態(tài)，在蒸汽管路和液體管路上各加裝了觀察孔，此觀察孔由一透明的石英玻璃和連接裝置組成。實驗條件蒸發(fā)器內(nèi)部尺寸=7Omm(長)X55mm(寬)X5mm(高)；蒸汽管路尺寸長為140mm，內(nèi)徑為6mm，管壁厚為Imm ；液體管路尺寸長度1100mm，內(nèi)徑為6mm，管壁厚為Imm ；循環(huán)工質(zhì)二次蒸餾水；
熱流密度范圍q :3. 6X104 1. 0X105ff/m2 ；熱管充液率(工質(zhì)體積與環(huán)路總體積之比)ξ :50% ；熱管運行壓力及相應(yīng)飽和溫度0.07375X 105Pa(40 V )、 0. 12335X 105Pa(50 °C )、0· 19920 X 105Pa (60 °C )、0· 3116 X 105Pa (70 V )、 0. 7011X105Pa (90 °C )；薄膜電阻加熱器薄膜電阻加熱器的面積為70mmX55mm，與蒸發(fā)器的下表面積相等；直流穩(wěn)壓電源規(guī)格為0 :35V，20A ；冷凝器的冷卻方式自然風(fēng)冷卻，風(fēng)速約為lm/s，由風(fēng)速儀測定；蒸汽壓力測量壓力傳感器；試驗的環(huán)境溫度25°C。實驗結(jié)果顯示，回路熱管的性能非常優(yōu)異，在輸入功率為30W時，熱管在5min內(nèi)能夠迅速啟動，熱管的穩(wěn)定性好，薄膜電阻的溫度始終被控制在55°C左右。又經(jīng)過多次實驗驗證，熱管在不同輸入功率、不同的安裝角度的條件下，都能夠6min內(nèi)迅速地啟動、穩(wěn)定運行角度相同，輸入功率大時，熱管啟動迅速；輸入功率相同，角度小的時候，熱管的啟動較迅速。為使熱管散熱器發(fā)揮最大效率，建議安裝時以不低于12度傾角為好。此外，請配合參閱圖4所示，透鏡4以120° *60°的蝙蝠翼光強分布設(shè)計為最佳， 其一次配光設(shè)計可拉長發(fā)光角度，安裝時無需再加透鏡或反光杯，從而減少發(fā)光損失、降低熱量累計并節(jié)約生產(chǎn)和使用成本。由于大功率LED封裝形式一般采用表面貼裝，為了使LED 芯片與熱管散熱器壁緊密相連，可在所述的LED芯片與回路熱管散熱器的蒸發(fā)器壁之間涂敷導(dǎo)熱絕緣膠。還可在散熱片52表面增設(shè)微米或納米粒子噴涂層等自清潔層，防止塵土、 雨水等對散熱片散熱效果的影響。本發(fā)明高透光率、高散熱效率的大功率LED照明裝置不僅透光率更高，其所采用的回路熱管散熱器重量僅0. 515KG，120W的LED路燈僅重4. 8公斤，承重更為合理，使用更加安全，且體積小、散熱效率高、熱穩(wěn)定性好、熱阻小、利于延長照明設(shè)備的使用壽命。且散熱部分和器件部分為兩個單獨腔體，熱量由大功率LED背板傳熱給熱管散熱器，熱管迅速將熱量傳導(dǎo)到散熱片，配合自然對流將熱量傳導(dǎo)到空氣中，避免在LED芯片上的熱積累，完美的解決了器件密閉與對流散熱的矛盾。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高透光率、高散熱效率的大功率LED照明裝置，包括LED芯片、連接線、陰極、透鏡、散熱部件和外封裝，其特征在于所述的散熱部件包括與LED芯片接觸的熱管散熱器，以及與熱管散熱器接觸的散熱片；所述的透鏡采用蝙蝠翼配光設(shè)計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高透光率、高散熱效率的大功率LED照明裝置，其特征在于所述的熱管散熱器為回路熱管散熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高透光率、高散熱效率的大功率LED照明裝置，其特征在于所述的LED芯片與回路熱管散熱器的蒸發(fā)器壁之間涂敷有導(dǎo)熱絕緣膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高透光率、高散熱效率的大功率LED照明裝置，其特征在于所述的回路熱管散熱器的熱管為銅粉燒結(jié)工藝制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高透光率、高散熱效率的大功率LED照明裝置，其特征在于所述的回路熱管散熱器采用防凍超導(dǎo)工作液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高透光率、高散熱效率的大功率LED照明裝置，其特征在于所述的散熱片表面設(shè)有自清潔層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高透光率、高散熱效率的大功率LED照明裝置，其特征在于所述自清潔層為微米或納米粒子噴涂層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的一種高透光率、高散熱效率的大功率LED照明裝置，其特征在于所述的透鏡采用120° *60°的蝙蝠翼光強分布設(shè)計。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種高透光率、高散熱效率的大功率LED照明裝置，包括LED芯片、連接線、陰極、透鏡、散熱部件和外封裝，所述的散熱部件包括與LED芯片接觸的熱管散熱器，以及與熱管散熱器接觸的散熱片；所述的透鏡采用蝙蝠翼配光設(shè)計。本發(fā)明利用熱管散熱技術(shù)可將散熱片的熱量快速散發(fā)到空氣中，散熱效率高、體積小、重量輕，從而可明顯延長產(chǎn)品的使用壽命，提高產(chǎn)品的使用安全性，蝙蝠翼配光設(shè)計的透鏡還提高了裝置的透光率，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用成本。
文檔編號F21S2/00GK102235598SQ20101016421
公開日2011年11月9日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者劉武斌, 毛衛(wèi)蘭, 毛望慶 申請人:品耀光電科技(北京)有限公司