使用热管控制LED灯单元的温度的设备制造技术

本发明专利技术揭示一种发光二极管(LED)灯单元。举例而言，所述LED灯单元包括至少一个支撑板，所述支撑板具有一或多个内开口。至少一个LED阵列可耦合到LED板。所述LED灯单元还包括至少一个热管，所述热管耦合到所述LED板，其中所述LED板耦合到所述至少一个支撑板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及移除LED灯単元的热，且更具体而言，涉及用于控制LED灯単元的温度的热管和热电冷却器。
技术介绍
在过去，发光二极管(LED)仅限于低于ー瓦特的功率电平。现在，在封装中，可使用超过5瓦特的LED。现在，还可使用效率为100流明/瓦特的LED。这些最新进步已使得LED的许多新应用成为可能。ー个实例为用于报警装置(例如，信标灯)的LED的用途。 信标灯通常发射光，所述光具有有限的垂直光束扩散，并且在所有径向上贯穿全向360°。 更具体而言，LED可用于频闪信标应用，在过去，氙气频闪管可用于信标应用。已论述过使用LED(发光二极管)生产报警装置，所述报警装置类似于采用氙气闪光管的单元来产生闪光。在许多应用中，这些装置定位在无线电发射塔、风カ涡轮发电机、精炼堆等的顶部。这些位置使得例行维护的施行(例如，更换闪光管)极为困难。使用具有较长使用寿命的LED 取代氙气管的能力提供主要优势。为提供这些类似于氙气闪光管的装置的光输出，或其他传统照明技木，通常需要大量的LED。举例而言，联邦航空管理局要求无线电塔的顶部的白色闪光装置在日间时数期间的操作。对于中等强度应用，这些装置必须能产生最少20000有效坎德拉的光输出。使用LED产生所述光输出可能需要大约400个5瓦特LED。因为光是闪烁的，所以LED将以小于100%的工作周期运行。把这些大量的LED封装在光信号所需的小空间中导致热的高度集中。LED裸片中聚集的热可导致更短的使用寿命，并且，在极端状况下，LED裸片中聚集的热可导致LED装置失灵。LED的内部裸片温度应保持为低，以便最大化LED的性能和使用寿命。最大LED裸片温度的范围在约125°C到150°C之间。
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术提供ー种发光二极管(LED)灯単元。LED灯単元包含至少ー个支撑板，所述支撑板具有一或多个内开ロ ；至少ー个LED阵列，所述LED阵列耦合到 LED板；和至少ー个热管，所述热管耦合到所述LED板，其中所述LED板耦合到所述至少一个支撑板。在另ー实施例中，本专利技术提供ー种LED灯単元，所述LED灯単元包含多个支撑板， 其中所述多个支撑板中的每ー个具有一或多个内开ロ且所述多个支撑板中的每ー个垂直堆叠并耦合到中心柱。LED灯单元还包含至少ー个LED阵列，所述LED阵列耦合到LED板； 集热器，所述集热器耦合到所述LED板；和至少ー个热管，所述热管耦合到所述集热器。所述至少一个热管可耦合到所述集热器，以便所述至少一个热管直接在所述至少ー个LED阵列之下且平行于所述至少ー个LED阵列，其中所述至少一个热管耦合到所述多个支撑板中的一者。在另ー实施例中，本专利技术提供ー种LED灯単元，所述LED灯単元包含至少ー个LED 阵列，所述LED阵列耦合到LED板；至少一个集热器；至少ー个LED板，其中所述LED板耦合到所述至少一个集热器；和至少ー个热管，所述热管耦合到所述集热器。附图说明通过考虑以下具体实施方式连同附随图式可以很容易理解本专利技术的教示，其中图1绘示本专利技术的示范性实施例的高级框图；图2绘示本专利技术的另ー示范性实施例的高级框图；图3绘示示范性支撑板和热管；图4绘示示范性热管和相关结构的更详细的视图；图5绘示本专利技术的示范性实施例的分解图；图6绘示本专利技术的示范性中心柱；图7绘示示范性散热片的顶视图；图8绘示本专利技术的示范性完全组装的侧视图；图9绘示本专利技术的示范性完全组装的等距视图；图10绘示LED灯単元的替代实施例；和 图11绘示LED灯単元的替代实施例。为方便理解，在可能的情况下，使用了相同的元件符号来指定图式中共同的相同元件。具体实施例方式图1绘示本专利技术的发光二极管(LED)灯単元100的示范性实施例的高级框图。LED 灯単元100可为(例如)信标，所述信标位于无线电发射塔、风カ涡轮发电机、精炼堆等上。 LED灯単元100可利用(例如)在频闪单元中闪烁的LED，或(例如)始终在接通位置连续地发射光的LED。LED灯単元100可包括至少ー个支撑板102i至10ん。在下文中，支撑板 102!至10 可分别或统称为支撑板102。支撑板102可为任何几何形状，例如圆形或任何例如正方形、六边形、八边形等的多边形状。在示范性实施例中，为了论述本专利技术，支撑板102 可为圆形。此外，支撑板102可由任何导热材料构造，例如铜、铝等。支撑板102可具有至少ー个LED阵列(未图示)，所述LED阵列耦合到支撑板102。 在示范性实施例中，LED灯単元100包括三个支撑板102。所属领域的技术人员将认识到 LED灯単元100并不限于任何数量的支撑板102。LED灯単元100可为模块化的。S卩，LED 灯単元100可按照归因于使用的LED的提高或降低的效率所致的LED的数量要求变化或按照特定应用的光度要求而添加或去除支撑板102。每ー支撑板102具有一或多个内开ロ 106。在一个实施例中，例如当支撑板102具5有圆形几何形状吋，一或多个内开ロ 106为同心圆形开ロ。在另ー实施例中，如图3中所示和以下所述，ー或多个内开ロ 106可为在支撑板周围的点处的开ロ 310。一或多个内开ロ 106使热管104垂直向上延伸穿过每ー支撑板102。下文将论述热管104的具体对准。每一支撑板102可具有至少ー个热管104 ；然而，所属领域的技术人员将认识到每一支撑板 102可具有任何数量的适合足以移除LED阵列的热的热管104。在本专利技术的替代实施例中，LED灯単元100可不具有支撑板102。举例而言，热管 104自身可用作全部或部分支撑板102。热管104可垂直于顶板延伸，所述顶板把所有热管 104均保持在适当的位置上。如图1所示，每ー支撑板102可相互垂直堆叠。每ー支撑板102可耦合到中心柱 108。卡圈(未图示)可耦合到中心柱108，以调平每ー支撑板102。所属领域的技术人员将认识到中心柱108可为单一整段或多个更小的段，所述多个更小的段结合形成中心柱 108。此外，中心柱108可由导热材料构造，例如铜、铝等。如上所述，LED灯単元100要求的光输出的量使LED灯単元100产生大量的热。此外，由于把输出多达20000有效坎德拉或更多的光所需的大量LED的封装于小空间中，导致热的高度集中。本专利技术的设计允许在耗散LED中的热时把如此大量的LED封装在小空间中。 因此，LED的使用寿命将大幅度延长，并且，需要最少量的维护。热管104提供更有效地传递LED的热能的方法。由于热由LED产生，所以热被传导到支撑板102。如下将述，热管104可将热朝向支撑板102的中心传递，并且将热向上传递到大气或散热片。举例而言，每ー级的支撑板102可具有多个热管104，所有热管104均垂直向上延伸。或者，每ー级的支撑板102可使每ー相应支撑板102的热管104耦合到中心热管(未图示)，中心热管沿LED灯単元100的中心垂直向上延伸。然而，替代实施例将导致位于热管104与散热片或大气之间的热界面的数量的増加。热界面通常增加热阻。热管104可由导热材料构造，例如铜、铝等。热管104为中空的，以提供内部容积。 热管104的内部容积可填充少量的工作流体，例如水、任何醇(例如，乙醇)或流体混合物和选定工作流体的汽相。热管104的内壁可经烧结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·R·伯顿，约翰·W·柯伦，约翰·帕特里克·佩克，肯尼思·J·齐默，格雷戈里·K·布莱扎瑞克，
申请(专利权)人：迪亚光公司，
类型：发明
国别省市：