用于LED灯具的基于磁制冷泵循环散热的结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于LED灯具的基于磁制冷泵循环散热的结构，包括保护外壳、LED芯片、塑料散热器、金属线路层、冷端换热器、热端换热器，磁工质，永磁体组，左换向阀和右换向阀，水泵、传热介质和滑道。本实用新型专利技术还公开了一种用于LED灯具的基于磁制冷泵循环散热结构的散热方法，包括以下步骤：步骤1：使磁工质进入磁场；步骤2：磁工质进入磁场，由于磁热效应，磁工质放出热量，左换向阀和右换向阀转换为热端循环模式；步骤3：使磁工质退出磁场；步骤4：左换向阀和右换向阀转换进入冷端循环模式；步骤5：永磁体组往复运动，降低塑料散热器上的温度。本实用新型专利技术具有克服了触、漏电安全隐患等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种用于LED灯具的基于磁制冷泵循环散热的结构，包括保护外壳、LED芯片、塑料散热器、金属线路层、冷端换热器、热端换热器，磁工质，永磁体组，左换向阀和右换向阀，水泵、传热介质和滑道。本技术还公开了一种用于LED灯具的基于磁制冷泵循环散热结构的散热方法，包括以下步骤：步骤1：使磁工质进入磁场；步骤2：磁工质进入磁场，由于磁热效应，磁工质放出热量，左换向阀和右换向阀转换为热端循环模式；步骤3：使磁工质退出磁场；步骤4：左换向阀和右换向阀转换进入冷端循环模式；步骤5：永磁体组往复运动，降低塑料散热器上的温度。本技术具有克服了触、漏电安全隐患等优点。【专利说明】用于LED灯具的基于磁制冷泵循环散热的结构
本技术涉及一种LED灯具的主动散热
，特别涉及一种用于LED灯具的基于磁制冷泵循环散热的结构。
技术介绍
LED作为一种新型的固体照明光源，因节能环保、驱动电压低、反应速度快、耐震特性佳、使用寿命长及等诸多特点，在生产生活中逐步推广应用。目前大功率LED灯具发展的瓶颈主要是其芯片在工作时会产生大量的热量，如果热量集中在芯片周围不能及时散去，结温过高会使得LED灯具出现寿命变短、光衰加剧、波长漂移等问题，严重影响其稳定性。因此，散热技术是是半导体照明领域的关键技术和研究热点。 磁制冷技术是以磁性物质为工质，通过等温磁化和绝热去磁达到制冷目的的一种极具开发潜力的高新制冷技术，它依据的物理学原理是磁热效应，即磁性材料的磁熵和温度随外加磁场的变化而变化的一种物理现象，最早是德国物理学家Wartburg在1881年对金属铁的磁性研究中发现的。磁制冷技术具有高效节能，无环境污染等优点，是典型的高新、绿色环保制冷技术。 通过制冷技术对大功率LED灯具进行散热设计，有助于提高灯具芯片与散热器的温度梯度，根据傅立叶传热学定律，将提高其散热速率和效果，是一种新型的LED灯具散热思路。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本技术的首要目的在于提供一种用于LED灯具的基于磁制冷泵循环散热的结构，该机构突破了传统的依靠翅片被动散热方式，采用高新环保的制冷技术对大功率LED灯具进行散热，得到更好的散热效果和热特性。 本技术的另一目的在于提供一种所述的用于LED灯具的基于磁制冷泵循环散热结构的散热方法，该方法极大的改善了 LED灯具的散热效果，克服了触、漏电安全隐串 ■/Q1、O 本技术的首要目的通过以下技术方案实现:一种用于LED灯具的基于磁制冷泵循环散热的结构，包括:保护外壳、LED芯片、塑料散热器、金属线路层、冷端换热器、热端换热器，磁工质，永磁体组，左换向阀、右换向阀，水泵、传热介质和滑道，所述金属线路层的材料为铜。 所述保护外壳设置有穹形空心结构，所述LED芯片位于穹形空心结构内。 所述保护外壳为玻璃保护外壳或环氧树脂，用于进行配光设计，所述保护外壳作为封装材料由环氧树脂或玻璃制成，一方面把LED芯片与塑料散热器上的线路层跟外界环境完全隔离，起到防尘、防湿等作用，另一方面提供二次配光的功能，所述保护外壳密封地扣装在塑料散热器上端以实现对LED芯片的封装。 所述塑料散热器由高导热工程塑料通过注塑成型，上端设置有金属线路层，所述金属线路层的材料为铜。用于连接LED芯片并提供电能，所述LED芯片焊接于金属线路层上，所述保护外壳形状为半球形或半椭圆形，并可根据照明需要，制成不同形状。 所述冷端换热器是由高导热塑料加工成型的密闭微管，所述冷端换热器与塑料散热器一次注塑成型，所述冷端换热器附着于塑料散热器表面并与塑料散热器紧密接触，或者在注塑塑料散热器时在其内部镂空成型。 所述滑道附着于塑料散热器底部，与塑料散热器一次注塑成型，内含滚珠，滑道下端与永磁体组连接，永磁体组为空心组件，由电磁控制按一定频率在滑道上来回滑动，使磁工质有规律地进出磁场，产生磁热效应,永磁体组包括永磁体、聚磁体和磁屏蔽体,永磁体组用于减小对其他部件的磁干扰。 所述由高导热塑料加工成型为微管的冷端换热器为密闭微管，与塑料散热器一次注塑成型，可附着于塑料散热器表面，与塑料散热器紧密接触，其接触面积及匝数不限；也可直接在一次性注塑塑料散热器时在其内部镂空成型。 所述滑道附于塑料散热器底部，可与塑料散热器一次注塑成型，内含滚珠，滑道下端与永磁体组连接，永磁体组为空心组件，由电磁控制按一定频率在滑道上来回滑动，使磁工质有规律地进出磁场，产生磁热效应。永磁体组应由永磁体、聚磁体、和磁屏蔽体组成,减小对其他部件的磁干扰。永磁体可由N52钕铁硼合金制造，聚磁体采用电工纯铁材料，内层磁屏蔽体可取铁铝合金或坡莫合金。 所述左换向阀和右换向阀由电磁控制换向频率，其换向频率与磁工质进出磁场频率相配合，在磁工质远离磁场吸收热量时，使传热介质进入冷端换热器传热，在磁工质进入磁场放出热量时，使传热介质进入热端换热器散热。 所述磁工质为空心柱体，中间由微管穿过进行换热并起到支撑作用，磁工质由金属礼或MnFePhAsx等过渡族合金。制作时可将磁工质材料混合后连续球磨0.5?4个小时，并在400?600°C真空或保护气氛下预退火20分钟后采用放电等离子技术对粉末烧结，保持30分钟铸件成型，冷却至室温后可得磁工质部件。 所述热端换热器可根据需要由金属或塑料制成形状不同的密闭微管。 所述传热介质12可为水或其他高导热液体。 本技术的另一目的通过以下技术方案实现:一种所述的用于LED灯具的基于磁制冷泵循环散热结构的散热方法，包括以下步骤: 步骤1:磁工质6固定不动,永磁体组7沿滑道13向左运动,使磁工质6进入磁场； 步骤2:磁工质6进入磁场，由于磁热效应，磁工质6放出热量，左换向阀8和右换向阀9转换为热端循环模式，即传热介质12经过磁工质6升温后在水泵10的驱动下进入热端换热器11散热； 步骤3:永磁体组7到达到滑道13最左端后，沿滑道13向右运动，使磁工质6退出磁场； 步骤4:磁工质6退出磁场并吸收热量，使周边的传热介质12温度降低，左换向阀8和右换向阀9转换进入冷端循环模式，即传热介质12经过磁工质降温后在水泵10的驱动下进入冷端换热器5吸热，带走塑料散热器3上的热量； 步骤5:永磁体组7往复运动，可降低塑料散热器3上的温度，进而提高LED灯具的散热质量和效率，降低LED芯片结温，延长LED灯具寿命。 本技术的原理:本技术的磁制冷泵循环散热部件附于LED模组散热器下，通过电源驱动永磁体组往复运动，使磁工质在磁热效应作用下与传热介质进行热交换，同时利用泵循环并依靠传热介质将LED模组产生的热量通过冷、热端换热器迅速转移散发，所述磁制冷泵循环散热部件适合于大功率、密集型封装的LED照明领域，通过使用制冷技术的新型主动散热方式可以达到更好的散热效果和更稳定的器件可靠性。 与现有技术相比，本技术具有以下优点和有益效果: (I)本技术通过磁制冷技术对LED灯具进行主动散热，相比于被动散热和传统的主动散热技术，能够产生更大的换热温差，有利于极大改善LED灯具的散热效果。 (2)将塑料作为散热器、滑道、冷、热端换热器的材料，实现一本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于LED灯具的基于磁制冷泵循环散热的结构，其特征在于,包括：保护外壳(1)、LED芯片(2)、塑料散热器(3)、金属线路层(4)、冷端换热器(5)、热端换热器(11)、磁工质(6)、永磁体组(7)、左换向阀(8)、右换向阀(9)、水泵(10)、传热介质(12)和滑道(13)；所述保护外壳(1)内设置有穹形空心结构，所述LED芯片(2)位于所述穹形空心结构内，所述保护外壳(1)密封地扣装在塑料散热器(3)上，所述塑料散热器(3)上端设置有金属线路层(4)，所述LED芯片(2)焊接于金属线路层(4)上，所述冷端换热器(5)附着于塑料散热器(3)表面并与塑料散热器(3)紧密接触，所述滑道(13)附着于塑料散热器(3)底部，所述滑道(13)的下端与永磁体组(7)连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：文尚胜，黄伟明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44