具有通过相变循环所冷却的LED芯片的灯制造技术

本发明专利技术题为具有通过相变循环所冷却的LED芯片的灯。一种设备包括：LED光源，安置在外壳内，涂覆外壳的多孔流体传输材料，提供LED光源与外壳之间的通道，以及冷却介质，其经过流体传输材料以液相传导向LED光源，并且以气相从LED光源传导给外壳，以用于从LED光源去除热。

【技术实现步骤摘要】

所公开的示范实施例一般涉及照明系统，以及更具体来说涉及发光二极管(LED)照明系统。
技术介绍
白炽光灯泡通过经过电阻灯丝传导电力、将灯丝加热到极高温度以产生可见光来创造光。在尺寸和电压的大范围中制造白炽灯泡。灯泡通常包括在内部具有钨灯丝的壳体以及提供电和结构支持连接的底座连接器。白炽灯泡一般与具有螺纹爱迪生底座连接器、卡口式底座连接器、针式底座连接器或者用于向灯泡提供电力的任何适合的连接器的灯座紧密配合。但是，白炽光灯泡一般效率低并且要求频繁替换。这些灯处于由更有效类型的电灯(例如荧光灯、高强度放电灯以及特别是LED光源)来替换的过程中。LED技术持续进步，从而引起伴随存在于范围从小针点源到球场灯的照明应用中的LED光源而改善的效率和更低的成本。与，LED光可以比白炽光效率高60-70%，但是仍然可以生成相当大量的热。在更高温度，LED光源的光转换效率可以当功率增加时而下降，LED使用寿命降低并且光输出可以永久减小。虽然白炽光可以生成相当大量的热，但是热一般经过灯外壳从通常独立的灯丝辐射到周围空气中。相比之下，LED光源一般是芯片安装的，并且热经过热沉传导离开。现有灯具主要适合耗散辐射热，并且经常具有耗散传导热的极小的能力。为了达到预期流明值并且保持与当前存在灯具的相当大的安装底座的兼容性，可以要求附加冷却技术。Nilssen等人(US2011/0193479)公开一种LED灯，其使用玻璃灯结构内部的水或其它冷却剂的蒸发去除热。在低温时，冷却剂汇聚在壳体的最底部分，以及可以提供一种结构将热从LED传导给冷却剂或者将冷却剂从池中通过毛细作用传送到LED的紧靠邻近。提供位置开关，以确保灯泡只可以在该结构或吸液芯与冷却剂池相接触的位置中操作。Tuma(US2006/0090881)公开一种用于将电子组件浸入冷却流体中的装置。冷却流体布置在围闭容积中，使得装置安装在热耗散组件之上，并且围闭容积的可破裂密封件破裂，允许冷却流体接触热耗散组件并且将热传递到装置的侧壁。Lenk等人(US8638033)公开一种覆盖有壳的LED，壳可以或者可以不包含用于转换由LED所发射的光谱的磷光体。壳覆盖的LED安置在外灯泡壳(其也可以将一个或更多磷光体附在填充剂材料中)中。填充剂材料可以是热传导流体、塑料、凝胶、水凝胶、水或其它材料。Wheelock等人(US8152341、US8277094和US8562185)公开一种在壳内包含热传导液体的LED灯泡。包括液体容积补偿器，以补偿热传导液体的膨胀。当补偿器处于第一位置时提供热传导液体的第一容积，而当补偿器处于第二位置时提供热传导流体的第二容积。将有利的是提供耗散由LED源所生成的热的结构和技术，其克服现有技术解决方案的缺点。
技术实现思路
所公开的实施例针对通过向LED光源提供冷却介质(其经过从液体到蒸气的相变，并且有效地将热从LED光源传送离开而到周围外壳)来冷却LED光源。在至少一个示范实施例中，一种设备包括：LED光源，安置在外壳内；多孔流体传输材料，涂覆在外壳的至少一部分上，提供LED光源与外壳之间的通道；以及冷却介质，经过多孔流体传输材料来传导，以用于去除来自LED光源的热。在一个或更多示范实施例中，一种冷却LED光源的方法包括：将LED光源安置在外壳内；提供LED光源与外壳之间的流体传导材料；以及经过流体传导材料以液相将冷却介质传导向LED光源，并且以气相将冷却介质从LED光源传导给外壳，以去除来自LED光源的热。技术方案1：一种设备，包括：LED光源，安置在外壳内；多孔流体传输材料，涂覆在所述外壳的至少一部分上，提供所述LED光源与所述外壳之间的通道；以及冷却介质，经过所述多孔流体传输材料来传导，以用于从所述LED光源去除热。技术方案2：如权利要求1所述的设备，其中，当所述设备处于操作中时，所述冷却介质经过所述多孔流体传输材料以液相传导向所述LED光源，并且以气相从所述LED光源传导到所述外壳。技术方案3：如权利要求1所述的设备，其中，所述外壳具有限制所述LED光源、所述多孔流体传输材料和所述冷却介质的形状。技术方案4：如权利要求1所述的设备，其中，所述多孔流体传输材料包括氧化物颗粒。技术方案5：如权利要求1所述的设备，其中，所述多孔流体传输材料包括Al2O3颗粒。技术方案6：如权利要求1所述的设备，其中，所述多孔流体传输材料包括聚合物颗粒。技术方案7：如权利要求1所述的设备，其中，所述多孔流体传输材料提供所述LED光源与所述外壳之间的毛细通道。技术方案8：如权利要求7所述的设备，其中，所述多孔流体传输材料涂覆所述外壳，以对于所述设备的任何取向来提供所述LED光源与所述外壳之间的毛细通道。技术方案9：如权利要求1所述的设备，其中，所述冷却介质包括水。技术方案10：如权利要求1所述的设备，其中，所述冷却介质包括醇。技术方案11：如权利要求1所述的设备，其中，所述冷却介质包括水和醇的组合。技术方案12：如权利要求1所述的设备，其中，所述冷却介质包括含氯氟烃或氢氟烃材料。技术方案13：如权利要求1所述的设备，其中，所述冷却介质包括在所述LED光源的操作温度下实现液-气相变循环的材料。技术方案14：如权利要求1所述的设备，其中，所述冷却介质以气相从所述LED光源传导至所述外壳。技术方案15：如权利要求1所述的设备，其中，所述LED光源包括涂覆有用于将所述LED输出转换成白光的材料的一个或更多LED。技术方案16：如权利要求1所述的设备，其中，所述外壳涂覆有用于将所述LED光源的输出转换成白光的材料。技术方案17：如权利要求1所述的设备，其中，所述多孔流体传输材料具有光学扩散性质。技术方案18：如权利要求1所述的设备，其中，所述涂层的折射率与流体状态的所述冷却介质充分地匹配。附图说明通过结合附图阅读以下详细描述，使所公开实施例的上述及其它方面更加明显，其中：图1示出根据所公开实施例的基于LED的照明灯泡的示意图；以及图2示出根据所公开实施例的基于LED的照明灯泡的另一方面。具体实施方式本文所公开的实施例利用毛细作用和相变以用于从LED光源（例如LED芯片）传送离开热。在一个或更多方面，本实施例利用冷却介质，其经过毛细作用流动到LED光源，经过相变，并且将热从LED光源传送离开而到周围环境。图1是结合本文所公开结构和技术的示范LED照明灯泡100的示意图。照明灯泡100包括：底座102、外壳104、LED光源106（通常安装在底座102的扩展上）以及电力供应装置108（通常安放在底座102内）。底座102的扩展可以实现为光源支撑118，以及底座另外可以包括底座连接器120。底座连接器120可以包括电接触件、例如接触件110、112，以用于向电力供应装置108提供电力。在至少一个实施例中，接触件110可以是螺纹接触件，而接触件1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：LED光源，安置在外壳内；多孔流体传输材料，涂覆在所述外壳的至少一部分上，提供所述LED光源与所述外壳之间的通道；以及冷却介质，经过所述多孔流体传输材料来传导，以用于从所述LED光源去除热。

【技术特征摘要】
2014.12.24 US 14/5830391.一种设备，包括：
LED光源，安置在外壳内；
多孔流体传输材料，涂覆在所述外壳的至少一部分上，提供所述LED光源与所述外壳之间的通道；以及
冷却介质，经过所述多孔流体传输材料来传导，以用于从所述LED光源去除热。
2.如权利要求1所述的设备，其中，当所述设备处于操作中时，所述冷却介质经过所述多孔流体传输材料以液相传导向所述LED光源，并且以气相从所述LED光源传导到所述外壳。
3.如权利要求1所述的设备，其中，所述外壳具有限制所述LED光源、所述多孔流体传输材料和所述冷却介质的形状。
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【专利技术属性】
技术研发人员：何建民，JB詹斯马，GH屈恩斯勒，
申请(专利权)人：通用电气照明解决方案有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US