一種具有平行流均溫板散熱器的LED燈具的製作方法
2023-10-20 14:35:27 3
本實用新型涉及一種LED燈具，特別是具有平行流均溫板散熱器的LED燈具。
背景技術：
建築景觀立體照明、舞檯燈光照明和遠距離照明等工程應用中需要使用向上照明的燈具。傳統的燈具以金滷燈或高壓鈉燈燈泡為光源，這兩種光源都需要使用鎮流器，整燈能耗高、燈具體積大、光通量利用率低、光衰嚴重。隨著半導體照明技術的發展，LED燈具在上述工程照明中被廣泛應用。目前LED燈具大多採用多顆LED燈珠均布在光源面上、每顆燈珠單獨配光的形式，但這種形式僅適用於小功率，一般1W～30W範圍內不等。隨著功率的增加，多顆燈珠均布形式的LED燈具尺寸增大，尤其是當LED燈具功率在50W以上時。其中一個重要的原因受到燈具散熱的影響。單顆大功率LED光源的熱流密度高，其散熱對LED光源的光效、壽命至關重要。現有的LED燈具通常用於光源向下照射情況，將鋁型材散熱器安裝在光源下方；當需要光源向上照射時，將向下照射的燈具整體倒置。現有的散熱很難適用在光源向上照明的情況，因為在直接將鋁型材散熱器倒置使用的過程中，當散熱器與周圍的空氣對流散熱時，空氣會受熱向上流動。然而，散熱器上方正好是產生熱量的光源，因此，熱量會淤積在光源周圍，使得散熱器不能有效降低光源溫度，反而導致光源嚴重光衰甚至燒壞光源。這限制了LED燈具的應用推廣。因此，亟待提出一種適用於向上照明的單顆大功率LED燈具的散熱方案，研製出具有良好散熱性能、尺寸適中的LED燈具。
技術實現要素：
(一)要解決的技術問題
本實用新型提供一種適用於大功率情況的尺寸適中、快速散熱的LED燈具，以解決現有的LED燈具散熱困難、燈具體積大、光衰嚴重等問題的至少之一。
(二)技術方案
本實用新型的技術方案如下：
本實用新型提供了一種具有平行流均溫板散熱器的LED燈具，包括LED光源，還包括平行流均溫板散熱器：所述平行流均溫板散熱器包括平行流均溫板，所述平行流均溫板包括扁管和至少一個導熱片；所述扁管為有上下兩個平面且中間有空隙的扁平狀的密封管；所述導熱片布置在所述扁管內部，連接所述扁管的上下管壁並貫穿所述扁管兩端；所述導熱片將所述扁管內部分隔成多個空腔；所述空腔內部填充液體導熱工質；所述LED光源放置在所述平行流均溫板上表面。
所述扁管的外觀呈長方形；所述扁管的厚度在0.5～5mm範圍內，寬度在5～200mm範圍內，長度在1～2000mm範圍內，扁管壁厚在0.1～1mm範圍內。所述導熱片厚度在0.1～1mm範圍內，所述相鄰導熱片之間的空腔寬度在0.5～5mm範圍內。所述的LED光源利用導熱矽脂或導熱矽膠粘貼固定在平行流均溫板上。所述的LED光源是單顆LED光源。在所述的LED光源上布置光學器件；所述的光學器件形成的光束角在1°～120°範圍內；所述光學器件是球面透鏡、非球面透鏡、菲涅爾透鏡、反光杯或導光柱。所述平行流均溫板散熱器還包括散熱翅片，所述平行流均溫板位於LED光源兩側的部分向上折彎，所述散熱翹片固定在所述平行流均溫板向上彎折的位置外側。
(三)有益效果
1、本實用新型的LED燈具使用平行流均溫板散熱器散熱，通過在平行流均溫板的扁管內部設置導熱片，將扁管內部分成空腔，且在空腔內部填充液體工質，增強了LED燈具的散熱性能。
2、本實用新型通過平行流均溫板上下兩表面之間的導熱和液體工質的相變換熱兩種方式同時進行，達到無功耗取熱的效果。
3、本實用新型將平行流均溫板散熱器中的平行流均溫板向上彎折，並在折彎處粘貼散熱翅片，這種結構更有利於LED光源熱量向上傳遞並向環境散熱，從而使熱量不會淤積在光源部位，可以有效降低光源的溫度，延長光源的使用壽命。
4、本實用新型利用平行流均溫板散熱器很好地解決了單顆大功率LED光源向上照明的散熱問題，減小LED燈具尺寸、降低光源的光衰、延長光源壽命、保證燈具的運行可靠性。
5、本實用新型中將平行流均溫板散熱器和光學器件一體化設計，結構緊湊，實現燈具尺寸小型化、輕量化的目標，達到見光不見燈的照明效果。
附圖說明
圖1是根據本實用新型的具有平行流均溫板散熱器的LED燈具的一個實施例結構圖；
圖2是本實用新型實施例的平行流均溫板的斷面結構；
其中：LED光源1.1，平行流均溫板散熱器1.2，平行流均溫板1.3，散熱翅片1.4，凸透鏡1.5，扁管2.1，導熱片2.2；
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，並參照附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明。
本實用新型提供了一種具有平行流均溫板散熱器的LED燈具，包括LED光源，還包括平行流均溫板散熱器。其中平行流均溫板散熱器包括平行流均溫板，平行流均溫板包括扁管和至少一個導熱片；扁管為有上下兩個平面且中間有空隙的扁平狀的密封管；導熱片布置在所述扁管內部，連接所述扁管的上下管壁並貫穿扁管兩端；導熱片將所述扁管內部分隔成多個空腔；所述空腔內部填充液體導熱工質；LED光源放置在所述平行流均溫板上表面。
扁管兩端通過夾扁焊接實現密封。導熱片從扁管的一端貫穿至另一端。扁管內設置導熱片一方面可以增加扁管的機械強度，便於工程應用，一方面可以將熱量快速地從扁管的一側內壁傳遞到另一側內壁。在工程中，為便於加工和使用，扁管的外觀可加工成長方形。導熱片沿扁管的長度方向延伸。當有多個導熱片時，導熱片在扁管的寬度方向線性均布。導熱片將所述扁管內部分隔成多個空腔。空腔內部填充液體導熱工質。LED光源可以利用導熱矽脂或導熱矽膠等材料固定放置在平行流均溫板上表面。
平行流均溫板散熱器還包括散熱翅片，其中將平行流均溫板位於LED光源兩側的部分向上彎折，散熱翅片就固定在平行流均溫板向上彎折的位置外側。在平行流均溫板向上折彎，並在折彎處外側粘貼散熱翅片，一方面可以增加散熱面積，另一方面有利於LED光源熱量向上傳遞並向環境散熱，使熱量不會淤積在光源部位，能偶有效降低光源的溫度，延長光源的使用壽命。
本實用新型中作為優選方案，平行流均溫板的扁管厚度在0.5～5mm範圍內，寬度在5～200mm範圍內，長度在1～2000mm範圍內，壁厚在0.1～1mm範圍內。平行流均溫板內部連接上下管壁的導熱片厚度在0.1～1mm範圍內，相鄰兩導熱片之間的空腔寬度在0.5～5mm範圍內。
光學設計方面，在LED光源上布置光學器件，根據應用場景及照明效果，對平行流均溫板的兩端的彎折角度進行優化設計，並對朝向光源的表面進行表面處理，配合該光學器件對LED光源進行二次光學設計，形成所需的光束角。
本實用新型的LED燈具的LED光源可以用單顆LED光源。在LED光源上可以布置光學器件；光學器件形成的光束角在1°～120°範圍內。光學器件可以使球面透鏡、非球面透鏡、菲涅爾透鏡、反光杯或導光柱等。
本實用新型的一個具體實施例如圖1所示。本實施例包括LED光源1.1、平行流均溫板散熱器1.2、凸透鏡1.5，其中平行流均溫板散熱器1.2包括平行流均溫板1.3和散熱翅片1.4。平行流均溫板1.3的兩端向上折彎，散熱翅片1.4粘貼在平行流均溫板1.3向上彎折的兩端外表面，散熱翅片1.4沿平行流均溫板1.3彎折方向延伸。LED光源1.1利用導熱矽膠(矽脂)粘貼到平行流均溫板1.3上表面。光學器件凸透鏡1.5用於減小光源光束角。
本實施例中平行流均溫板1.3沿A-A方向剖開的斷面結構如圖2所示，平行流均溫板1.3包括扁管2.1和導熱片2.2，導熱片2.2將扁管2.1內部分隔成多個空腔，空腔內液體導熱工質。其中扁管2.1外觀為長方體，厚度為2.5mm，寬度80mm，長度300mm，壁厚0.5mm。連接扁管2.1上下兩內壁之間的導熱片2.2厚度為0.5mm，導熱片2.2在扁管2.1的寬度方向線性均布，相鄰兩導熱片2.2之間的空腔寬度為4mm。液體導熱工質的相變換熱有著極高的換熱強度，取熱效率高。
當LED光源1.1通電工作時，LED光源的熱量傳遞給平行流均溫板1.3，經由平行流均溫板1.3的表面以及其兩端的散熱翅片1.4與周圍空氣對流換熱帶走，從而快速降低LED光源1.1的溫度。LED光源1.1傳遞而來的熱量首先到達平行流均溫板1.3的上表面，也即扁管2.1上表面，然後經由導熱片2.2傳導至扁管2.1的下表面，與扁管2.1下表面接觸的液體導熱工質受熱後通過高強度沸騰相變將熱量傳導至扁管2.1的兩端，即平行流均溫板1.3向上彎折的兩端。當熱量在平行流均溫板1.3內傳遞的同時，一部分通過平行流均溫板1.3的表面與周圍空氣換熱帶走，另一部分從粘貼在平行流均溫板1.3向上彎折的兩端外側的散熱翅片1.4與環境空氣換熱帶走。
在光學設計方面，平行流均溫板1.3向上彎折的角度為75°，光學器件為凸透鏡1.5，光束角為60°。其中的光學器件凸透鏡1.5可以替換為菲涅爾透鏡、反光杯和導光柱等。平行流均溫板1.3朝向光源的表面通過粘貼反光紙或採用鍍膜、陽極氧化可提高反射率。
本實施例可實現散熱過程中導熱與對流同時進行，獲得非常好的取熱效果，可快速降低光源的溫度，降低光源光衰，延長燈具使用壽命，有利於光源向上照明的具有單顆大功率光源的LED燈具小型化、輕量化設計。
以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，並不用於限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。