一种应用空气对流仓的LED灯散热方法技术

本发明专利技术涉及一种应用空气对流仓的ＬＥＤ灯的散热方法，特征是：在ＬＥＤ灯壳体内的电路板、电源和恒流源周围设置由散热板和散热板、散热板和壳体构成的空气流动仓和空气流通道，在散热板上设置空气流通孔，在壳体上设置配套的空气进、出孔，在空气流动仓内和周边设置散热板和散热片组成的散热结构，冷空气流可以随时进入壳体内，电路板、电源和恒流源工作时产生的热量被随时进入壳体内的冷空气流流经空气流动仓和空气流通道，经过与散热板和散热片的冷热交换后将热量带出壳体外，达到散热的目的；空气流动仓，能够带走２５％的壳体内热量，消除了ＬＥＤ灯在发光时热量的积累效应，有效的解决了大功率ＬＥＤ灯散热难，成本高和不通用的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用空气对流仓的半导体LED (Lingt emitting diode)灯 的散热方法。
技术介绍
LED灯耗电量低、有巨大的节能效果。 一个100W距地面高度为8米，照度 为30LUX，光通亮为4800LM的节能灯，与同一指标的LED灯比，LED灯耗电量仅 为节能灯的五分之一、普通钨丝灯的二十分之一至三十分之一。LED还具有寿命 长、体积小、可设计强(即实现照明光的随意布置)等优点。近十年来，为更进 一步开发LED的潜在优势、在实现大功率、高效率的LED芯片生产技术的产业化 技术等等方面，世界上有许多国家不惜投入巨资。如日本于1998年，美国于2000 年相继启动了 "国家半导体照明计划"。我国2001年863计划立项，2003年6 月紧急启动了 "国家半导体照明工程"。当今，由于在芯片数、载流子注7v产生 不同色彩的激发源与光亮度的配比关系等工艺过程、制作难度已被逐渐破解与掌 握，使LED灯实现了使用电压低、效能高、体积小、性能稳定性强、响应时间短、 颜色可多变的优点。作为LED发光体的动力源，即电压和电流则是LED灯的关键。 电源、恒流源是由许多电子器件组成，工作中它们散发的热量造成电子器件损毁， 直接影响全系统的工作性能乃至于寿命。原本能正常工作5万小时以上的LED 灯，就因工作中高热量无法排出，在实际应用中很难突破一万小时，有的只能工 作几百小时就不再发光。为解决LED灯在发光过程中所散发出来的热量和供LED发光电路系统散发出来的热量，目前世界上对10W以上大功率LED 灯基本上都是将电源、恒流源、LED分成二部份组装，将热量分散处理。 在解决散热问题上几乎都采用在LED发光体的背面以弧形方式通过散热片散热 的办法。为了达到一定的散热面积使体积很大且重量很重。不仅成本高，使用 不方便，体积大，还没有从根本上解决如何以足够的散热面积或散热方式实现 全电路处于正常温度下工作的问题。此缺陷在很大程度上限制了 LED灯的广泛应 用。这是造成LED灯特别是大功率LED灯不能普遍应用和推广的原因之一。原因 之二是LED灯价格昂贵，这是因为LED发光体自身价格高，加之在灯具制造和装 配过程中为减少热量堆积则将电源和恒流源独立制作与装配，不仅制作成本高， 釆用的专用安装设备也使价格居高不下。散热的关键取决于散热材料和散热面积 及通风程度。而空气对流散热却是LED灯的禁区，为防止空气进入LED灯具，保 护电路和电器元件不被氧化和腐蚀，几乎都采用密封的办法，强调防水性能，这 就给散热造成困难。目前，世界上LED灯的应用也仅限于功率在10W以下，如何 解决LED灯用作照明技术中出现的上述难题，使LED灯特别是大功率LED灯能普 遍应用和推广则是当今LED灯应用技术中人们关注和攻克的焦点。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种具有空气对流仓的LED灯散热结构，应用空气对流 的方法，使LED灯体内的热气与体外的低温气体形成对流，冷热气体的流动和交 换带走热气，加速散热和加大散热面积及通风程度，解决在有限范围内LED灯散 热难的问题。本专利技术的方案是首先将电源和恒流源一体化，然后在外表面为矩齿形的圆锥形、圆柱形、椭圆形或长方形构成的LED灯壳体内的电路板、电源和恒流源周围 设置由散热板和散热板、散热板和壳体构成的空气流动仓和空气流通道，在散热 板上设置空气流通孔，在壳体上设置配套的空气进、出孔，在空气流动仓内和周 边设置散热板和散热片组成的散热结构，冷空气流可以随时进入壳体内，电路板、 电源和恒流源工作时产生的热量被随时进入壳体内的冷空气流，流经空气流动仓 和空气流通道，经过与散热板和散热片的冷热交换后将的热量带出壳体外，达到 散热。为解决在有限范围内提高散热面积和散热能力，散热板和散热片采用铝材。 为把散热面积提高到最大，壳体采用圆柱形、椭圆形和长方形增加散热面积。根 据空气对流原理，壳体内的热气与壳体外的低温气体会形成对流，冷热气体的流 动和交换会不断带走热气，加速散热，在圆锥形、圆柱形、椭圆形、长方形的 LED灯壳内设置的空气流动仓，即热对流场所，在壳体上设置空气进出孔，在空 气流动仓内设置散热片组成散热结构，从下孔进入的冷空气经过散热片从上孔把 热量带走，使LED灯具有内外双重散热功效。没有空气流动仓和设有空气流动仓 的LED灯对比表明设有空气流动仓的LED灯仅空气流动仓就能将内部25%以上 的热量带走。LED灯在发光时热量会随着工作时间的增加不断积累，由于有了空 气流动仓，空气对流的速度加快，带走的热量就越多，25%的散热比消除了 LED 灯在发光时热量会随着工作时间的增加的积累效应，这种内部自我调节的热量散 发与外壳稳定的热量自然散发的完美结合，有效的解决了 LED灯散热难的问题。应用空气对流原理打破了目前世界上LED灯制作的禁区，为防止空气进入 LED灯具，保护电路和电器元件不被氧化和腐蚀，几乎都采用密封的办法，强调 防水性能，给散热造成困难。专利技术效果1、 由于散热效果大大提高，有效的提高了 LED发光体及电器元件的寿命， 从目前世界上大功率LED灯的使用寿命从最长一万小时变成了最短超过一万小 时，实现了寿命达五万小时以上。2、 现有产品为了分散散热，通常是把电源和恒流源分开组装，由于不是一 体，不仅需要特殊安装，还不能通用。我们将电源和恒流源改为一体组装，不仅 安装方便，可通用，还节约了成本。例如目前大街上的路灯，要改换用上LED灯， 用以往的LED灯，除了不美观外还需将除灯杆以外的其它设施全部拆除掉，重新 安装上LED灯。这样不仅材料(配件)的成本要提高，人工安装费用也将增加。 这样一拆一装，每一盏路灯大约要增加安装成本五百元(特制灯的灯具、配体、 外罩、电源盒可节约四百元，人工费用一百元)。而本专利技术只须将LED灯在现有 的路灯上一拧即可，使用高登车、人工费的费用约为五十元。3、 本专利技术的LED灯的制作成本大幅降低，原有市场上的LED灯是在LED发 光体的背面以弧形或锥形方式来增加散热面积，面积很大、体积很重。4、 由于LED灯的体积和体重减小和减轻，使得灯头可以使用通用的螺口和 插口，便于LED灯的普及使用。以21W的LED灯为例原有市场上的LED灯重量为2. 5公斤。本专利技术的LED灯重量不足1公斤。每一盏LED灯可节约铝材1. 5公斤。按目 前铝锭的最低市场价每公斤为22元计算，每一盏LED灯可节约铝材价为33元。除此之外，电源单独组装约需增加成本费50元。 仅此例表明使用本专利技术的LED灯与使用原有市场上的LED灯相比，每一盏21W的LED灯可节约使用费533元。本专利技术解决了 LED灯产品的又一最终目的即LED灯成本昂贵问题。附图说明图l 21W横式LED灯结构示意图。图2 21W横式LED灯A-A面结构示意图。其中1.进气孔，2.进气孔，3.外罩，4.LED发光体，5.电路板，6.铝 散热板，7.铝散热板，8.进气孔，9.空气流动仓，IO.空气流通道，11.电 源和恒流源一体化电路板，12铝散热板，13.壳体，14.铝散热板，15.铝散热 板，16.灯盖，17.出气孔，18.灯头，19.进气孔，20.出气孔，21.铝散热 板，22.外罩，23.内散热片，24.螺钉。 图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用空气对流仓的ＬＥＤ灯散热方法，其特征在于：在ＬＥＤ灯壳体内的电路板、电源和恒流源周围设置由散热板和散热板、散热板和壳体构成的空气流动仓和空气流通道，在散热板上设置空气流通孔，在壳体上设置配套的空气进、出孔，在空气流动仓内和周边设置散热板和散热片组成的散热结构，冷空气流可以随时进入壳体内，电路板、电源和恒流源工作时产生的热量被随时进入壳体内的冷空气流流经空气流动仓和空气流通道，经过与散热板和散热片的冷热交换后将热量带出壳体外，达到散热。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王其林，
申请(专利权)人：王其林，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]