具有集成熱管的led源的製作方法

2023-08-01 05:48:41 1

專利名稱：具有集成熱管的led源的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光源，更具體地涉及採用發光二極體(LED或LEDs )的光源。更為具體地，本發明涉及使用LED作為光源的燈和用於這種光源的冷卻結構。
背景技術：
與作為例如警報燈的現有用途不同的是，LED作為照明光源已經進展顯著，能夠實現用於所謂普通光照目的的應用。雖然LED現在達到傳統光源的性能水平，不過其需要熱消散器以保持其光輸出和期望使用壽命。雖然這一問題(除熱)在使用低功率LED(低於0. 5 瓦)時並不大，不過這在需要高功率密度的應用中成為嚴重問題。典型地，驅熱通過各種方式處理，例如，實體散熱器，強制通風，循環冷卻液體，熱管，或這些裝置的各種組合。例如，美國專利6，910，794公開一種機車光照組件，其包括金屬熱管，其中使用蒸發區域和遠離蒸發區域定位的凝結區域。這樣的結構相對較重且難以製造。其它的大規模熱管也已經被提出，用於大規模冷卻操作，例如在美國專利 2，350，348和3，229，759中所示。不過，這些相對較重的裝置與小規模LED實際上不相容， 而且不提供LED直接安裝。

發明內容
本發明的一個目的在於消除現有技術的缺點。本發明的另一目的在於改進LED熱管。本發明的又一目的在於增強LED冷卻。在本發明的一個方案中，這些目的通過一種光源實現，所述光源包括管狀玻璃熱管，其具有給定的內直徑；管狀玻璃纖維芯(wick)，其位於所述玻璃熱管內，所述玻璃纖維芯具有大致等於所述給定內直徑的外直徑並具有沿其長度延伸的大致對中定位的開放腔； 一定量的可蒸發可凝結介質，其處於所述玻璃熱管內；金屬帽，其選自玻璃封接金屬和合金的組並固定到所述玻璃熱管的近端；熱消散器，其固定到所述熱管的遠端；發光二極體，其固定到所述金屬帽；和功率傳導跡線，其與所述熱管一起形成並電連接到所述發光二極體。在本發明的另一實施例中，將多個所述光源組合而形成燈，所述燈可用於許多應用中，並有效用於下照燈。所述光源是便利的，具有小尺寸和輕質，使用易於獲得的材料，且製造便宜。


圖1是本發明的實施例的斷截面立視圖； 圖2是根據本發明的實施例的燈的平面圖； 圖3是光源的另一實施例的局部截面圖；和圖4是沿圖2的線4 一 4所取的截面圖。
具體實施例方式為了更好地理解本發明以及本發明的其它和進一步的目的、優點和能力，將結合附圖並參照以下公開內容和所附權利要求書。現在更具體地參照附圖，如圖1中所示，光源10包括具有給定內直徑ID的管狀玻璃熱管12。在優選實施例中，玻璃套14包括鉛玻璃管，鉛玻璃管具有4 mm的ID並具有0. 5 mm的壁厚，因而具有5 mm的外直徑。金屬帽18選自玻璃封接金屬和合金(例如Cartech 27)的組，並通過火封固定到玻璃熱管12的近端20。管狀玻璃纖維芯14位於玻璃熱管12內，玻璃纖維芯14具有大致等於玻璃管給定內直徑ID的外直徑OD並具有沿其長度延伸的大致對中定位的開放腔16。玻璃纖維芯在插入之前在575°C在空氣中燒制25分鐘以去除所有粘合劑。在優選實施例中，玻璃纖維芯是編織材料。一定量的可蒸發可凝結介質17，優選地為水，分配到玻璃熱管12內，優選地通過注射器實現，分配的量足以浸透所述芯。多餘流體也利用注射器去除。然後，玻璃熱管12的底部或遠端24浸入液氫中，並被泵送至約50微米，翻轉，回到室溫環境。熱消散器22 (優選地採取輻射片30的形式)固定到熱管12的遠端24。為了完成組裝，發光二極體26固定到金屬帽18 ；功率傳導跡線28(如果尚未形成) 與熱管12—起形成並電連接到發光二極體26。功率傳導跡線可形成在外部或形成在內部。金屬帽18可形成有平坦或平面式上表面，如圖3中所示，或者優選地可形成有凹形上表面，如圖1中所示。在本發明的另一方案中，燈40 (見圖2和4)可包括裝配有多個光源10的中空主體42。如果出於體積容納目的有必要的話，則玻璃熱管12的近端20可沿縱軸44延伸，玻璃熱管12的所述遠端24中的一些可形成為與縱軸44成最大90°的角度。由此提供一種簡單且便宜的光源，其設置有適合熱管以在操作過程中控制溫度。雖然已經顯示和描述了當前被認為優選的本發明實施例，不過，在不背離由所附權利要求書限定的本發明範圍的情況下，本領域技術人員顯然可對此進行各種變化和修改。
權利要求
1.一種光源，包括管狀玻璃熱管，其具有給定的內直徑；管狀玻璃纖維芯，其位於所述玻璃熱管內，所述玻璃纖維芯具有大致等於所述給定內直徑的外直徑並具有沿其長度延伸的大致對中定位的開放腔； 一定量的可蒸發可凝結介質，其處於所述玻璃熱管內；金屬帽，其選自玻璃封接金屬和合金的組中，並且被固定到所述玻璃熱管的近端； 熱消散器，其固定到所述熱管的遠端； 發光二極體，其固定到所述金屬帽；和功率傳導跡線，其與所述熱管一起形成並被電連接到所述發光二極體。
2.如權利要求1所述的光源，其中，所述玻璃纖維芯由編織玻璃纖維構建而成。
3.如權利要求1所述的光源，其中，所述可蒸發可凝結介質是水或水蒸氣。
4.如權利要求1所述的光源，其中，所述玻璃熱管具有約5mm的外直徑。
5.如權利要求1所述的光源，其中，所述熱消散器包括多個輻射片。
6.一種燈，包括 中空主體；和多個光源，其裝配到所述中空主體中，每個所述光源包括 管狀玻璃熱管，其具有給定的內直徑；管狀玻璃纖維芯，其位於所述玻璃熱管內，所述玻璃纖維芯具有大致等於所述給定內直徑的外直徑並具有沿其長度延伸的大致對中定位的開放腔； 一定量的可蒸發可凝結介質，其處於所述玻璃熱管內； 金屬帽，其選自玻璃封接金屬和合金的組並固定到所述玻璃熱管的近端； 熱消散器，其固定到所述熱管的遠端； 發光二極體，其固定到所述金屬帽；和功率傳導跡線，其與所述熱管一起形成並被電連接到所述發光二極體。
7.如權利要求6所述的燈，其中，一些所述玻璃熱管的所述近端沿縱軸延伸，所述玻璃熱管的所述遠端形成為與所述縱軸成最大90°的角度。
全文摘要
一種光源(10)，包括管狀玻璃熱管(12)，其具有給定的內直徑ID。管狀玻璃纖維芯(14)位於所述玻璃熱管(12)內。所述玻璃纖維芯(14)具有大致等於所述給定內直徑ID的外直徑OD並具有沿其長度延伸的大致對中定位的開放腔(16)。一定量的可蒸發可凝結介質(17)設置在所述玻璃熱管(12)內；金屬帽(18)選自玻璃封接金屬和合金的組並固定到所述玻璃熱管(12)的近端(20)。熱消散器(22)固定到所述熱管(12)的遠端(24)；發光二極體(26)固定到所述金屬帽(18)。功率傳導跡線(28)與所述熱管(12)一起形成並電連接到所述發光二極體(26)。可用多個光源(10)形成燈(40)。
文檔編號F21V29/00GK102171512SQ200980138443
公開日2011年8月31日 申請日期2009年8月24日 優先權日2008年9月30日
發明者W. 約翰斯頓 D., 扎斯拉夫斯基 G., J. 塞爾 J. 申請人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司