一种利用气压和风洞的LED灯散热方法技术

本发明专利技术涉及一种利用气压和风洞的ＬＥＤ灯的散热方法，由ＬＥＤ灯壳体和壳体内的电路板、电源和恒流源上的散热板构成一个空气流通道，在灯头端设有空气进口孔和空气流通道连通，空气进口孔的孔径与通风管或支撑杆或电线杆的直径相匹配，通风管或支撑杆或电线杆为空心管，通过空气进口孔与空气流通道连通，在通风管或支撑杆或电线杆的下端开有空气进气口，在壳体上空气流通道的另一端开有出气孔，冷空气流由于通风管或支撑杆或电线杆的高度而形成的气压差，使空气在空心管形成的通道中自然上升，在空气流通道中形成风流，将电路板、电源和恒流源工作时产生的热量随时带出壳体外，达到散热，解决了大功率ＬＥＤ灯散热难的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用气压和风洞的半导体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、载流子注入产生 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， 采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利用气压和风洞的LED灯散热结构，应用空气 的气压使空气在风洞中形成气流的散热方法，使体外的低温气体进入LED灯体 内，由于冷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52W以上LED灯散热难的问题。本专利技术的方案是..由筒型LED灯壳体和壳体内的电路板、电源和恒流源组件上 的散热板构成一个空气流通道，在灯头端设有空气进口孔和空气流通道连通，空 气进口孔的孔径与通风管或支撑杆或电线杆的直径相匹配，通风管或支撑杆或电线杆为空心管，通过空气进口孔与空气流通道连通，在通风管或支撑杆或电线杆 的下端开有空气进气口，在壳体上空气流通道的另一端开有出气 L，冷空气流由 于通风管或支撑杆或电线杆的高度而形成的气压差，使空气在空心管形成的通 道中自然上升，在通风管或支撑杆或电线杆和灯壳形成的空气流通道中形成风 流，将电路板、电源和恒流源组件工作时产生的热量随时带出壳体外，达到散 执。LED灯实验在环境温度22°C的情况下，普通52W的LED灯在使用3小时后或直至不再升 温，紧贴LED的散热板最高温度为76C，已超出LED正常使用的范围。使用用本申请的方法经过改造的LED灯，在没有接通空气进气口的情况下， 使用LED灯，3小时后测得散热板最高温度为68°C 。接通空气进气口后，经几昼夜，环境温度最高气温中午22°C，最低气温8 。C，紧贴LED散热板的最高温度为46。C。能降温30。C，灯距地面6M，达到LED 最佳的工作温度55'C以下的温度。如果用散热器来解决，要增加该灯原有的散 热面积l倍以上，增加l倍体积和重量以上，不仅增加了生产成本，而且笨重， 给安装带来极大的不便，用本专利技术，只需将LED灯往原有或新安装的灯杆上一拧 即可。根据长时间的测试，LED灯具除LED紧贴散热板外的部位，尤其表面随着环 境温度的变化，它的温度同时会跟着变化。LED紧贴的散热板，因LED放热量大 的原因，环境温度变化，几乎不影响该散热板的温度。从8'C到22'C，散热板始 终保持46。C。同一功率的LED灯，灯的支撑杆或电线杆高度越高，它的散热效果越好。灯支撑杆或电线杆高度每增加1米，LED灯最高温区能降温rC以上。随LED灯的 功率增大，管直径适当增大。LED灯的支撑杆或电线杆管可用铁管，最好为铝管， 能帮助LED灯导热。当LED灯接上适当的通风管后，不使用灯杆，将LED灯的高 度增加，LED灯的散热能力同样增加，具有灯杆一样的效果。在高的建筑物上， 只要能装1.5—2M长的通风管(直管或弯管，软管或硬管)均可，在电杆外加通 风管有同样的功能。在能装2米以上的杆子的屋内同样可装此LED灯，此管可用 作支撑杆。利用气压和风洞的LED灯，真正解决了大功率LED灯散热难的大问题，从而 不仅能在广告灯、路灯、高杆灯上使用大功率LED灯，而且可在机场、体育馆、 医院手术室、剧院、会场隧道、军舰上都可使用该LED大功率灯。利用气压和风洞的LED灯，解决LED灯散热难的实际效益 一、能使大功率 LED灯普及；二、可制造上千瓦的LED灯；三、减轻重量降低成本，(台湾有家 制造一台200W的LED灯，重量达20多公斤)。就以上测试的52W LED灯为例， 散热器部份重1. 87公斤，计人民币52. 32元，如果不用利用气压和风洞的LED 灯，达到最高温区低于55。C，散热面积需增加l倍以上，即需增1.87公斤的铝 散热盔，不仅要增52.32元成本，最主要是增加了重量。LED灯的功率越大，LED 灯重量就成倍的增加，体积和重量，大得你无法使用。而利用气压和风洞的100W LED灯，也只有3公斤不到。单是散热器可节约成本100多元。利用气压和风洞的LED灯，使LED灯的最高温度(即LED紧贴的铝基板和LED 自身在工作时的温度)， 一般不会超出5(TC，比LED安全范围55'C还要低，从而 保障了 LED的使用寿命在6—10万小时以上。 附图说明图l LED灯利用气压和风洞散热原理图图2 51W LED灯结构示意图。图3 51W LED灯A-A面结构示意图。其中1.进气口， 2.支撑杆或电线杆，3.通道，4.空气进口孔，5.灯头 盖，6.空气流通道，7.空气出口孔，8.内散热片，9. LED灯发光体，10.铝 散热板，11.电路板，12.电源和恒流源一体化组件，13.筒型散热板，14.壳体 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用气压和风洞的ＬＥＤ灯散热方法，其特征在于：由筒型ＬＥＤ灯壳体和壳体内的电路板、电源和恒流源组件上的散热板构成一个空气流通道，在灯头端设有空气进口孔和空气流通道连通，空气进口孔的孔径与通风管或支撑杆或电线杆的直径相匹配，通风管或支撑杆或电线杆为空心管，通过空气进口孔与空气流通道连通，在通风管或支撑杆或电线杆的下端开有空气进气口，在壳体上空气流通道的另一端开有出气孔，冷空气流由于通风管或支撑杆或电线杆的高度而形成的上下气压差，使空气在空心管形成的通道中自然上升，在空气流通道中形成风流即风洞，将电路板、电源和恒流源工作时产生的热量随时带出壳体外，达到散热。

【技术特征摘要】
1.一种利用气压和风洞的LED灯散热方法，其特征在于由筒型LED灯壳体和壳体内的电路板、电源和恒流源组件上的散热板构成一个空气流通道，在灯头端设有空气进口孔和空气流通道连通，空气进口孔的孔径与通风管或支撑杆或电线杆的直径相匹配，通风管或支撑杆或电线杆为空心管，通过空气进口孔与空气流通道连通，在通风管或支撑杆或电线杆的下端开有空...

【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]