一种LED冷却系统及使用该冷却系统的LED照明系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种LED冷却系统及使用该冷却系统的LED照明系统，所述的冷却系统包括一半导体冷却器，所述的半导体冷却器包括一顶部的冷板和底部的热板，顶部的冷板直接连接LED外壳，使得LED外壳内的LED产生的热量能够通过LED外壳传导给半导体冷却器进行散热，一控制电路连接所述的半导体冷却器，来控制供给所述半导体冷却器的电量，供给所述半导体冷却器的所述电量根据LED外壳的温度来确定。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种LED冷却系统及使用该冷却系统的LED照明系统。
技术介绍
目前LED灯已经迅速成为照明系统中一种常用的光源，相比较于传统光源而言，LED灯具有很多优势，例如，LED灯的尺寸比传统的白炽灯泡要明显小很多，但是亮度比白炽灯泡甚至还要亮一些。由于LED是一种半导体器件，以确保LED灯不被烧坏，应控制LED灯接点的温度。此外，控制接点的温度也有利于LED灯维持最大亮度、寿命，以及色彩的一致性。温度的快速波动对LED灯发出的光的颜色会产生不良影响，并且LED发射的光的亮度也会随着温度的波动而发生很大的变化，这些在使用LED的照明系统中都可能被注意到。因此，这些LED照明系统需要采用冷却系统来对LED灯进行散热。典型的冷却系统通常为使用散热片和/或风扇来冷却接点。另外一种冷却系统就是采用半导体冷却器(Peltier cooler)来散热。半导体冷却器是一种电气设备,其作为一热泵工作，当电流被供给到所述冷却器时，使热量从一端转移至另一端，提供给半导体冷却器的电量与传导的热量之间存在一线性关系，通过设于半导体冷却器相对两侧的两块板，能够使将热量从一端传递到另一端，从而形成一个冷却面区域，该冷却面区域能够使LED照明系统通过一个主动的散热系统来直接冷却，而不需要一个被动的散热器。因此，LED接点的温度可以被直接控制。虽然使用半导体冷却器可以较大地控制LED系统的散热，但半导体冷却器仍然存在一些缺点。比如，半导体冷却器效率非常低，能耗远远大于它的转换效果。因此，如果一直操作半导体冷却器会耗费大量的能量使设备变得低能效，而且它的热端产生的热量也需要处理，避免影响到LED照明系统。另一个需要考虑因素的是，如果半导体冷却器运行相当长一段时间后，冷却效应能够使冷端板出现冷凝，冷凝导致的水珠也会影响到LED照明系统的操作。
技术实现思路
本技术提出一种带有控制系统的冷却系统，能够控制冷却系统的操作，解决现有技术的缺陷，实现本技术的目的和优点。本技术提出的LED冷却系统包括:一半导体冷却器，其包括一顶部冷板和一底部热板，所述顶部的冷端直接与LED外壳接触，使LED外壳内LED散发的热量，能够通过LED外壳被所述的半导体冷却器散热；一与所述半导体冷却器连接的控制电路，用于控制提供给半导体冷却器的电量，该电量根据LED外壳的温度来确定。所述的LED照明系统包括:一固定LED的LED外壳，当LED发光时会产生热量；一冷却系统，用于对LED和LED外壳散热；以及一控制电路，用于通过所述的冷却系统控制从LED和LED外壳转移热量，其中，所述控制电路监测所述LED外壳的温度，并根据LED外壳的温度通过所述冷却系统控制所述LED外壳转移的热量。本技术利用半导体冷却器的冷端直接与LED外壳连接，使接点能够获得最大的冷却效果，半导体冷却器由控制系统来控制，通过检测温度来确定需要提供多少电流来给半导体冷却器供能，从而控制冷却效果，半导体冷却器的热端采用传统的散热片进行散热。附图说明图1是本技术一实施例的部件示意图；图2是LED壳体单元的结构示意图；图3是冷却系统的结构示意图；图4是控制系统的电路图；图5是热敏电阻操作特性的曲线图；图6是本技术第二实施例的部件示意图。具体实施方式为了进一步理解本技术，下面参照附图中给出的具体实施例来进行详细说明，但是本技术的范围并不限于例举的实施例，本领域的普通技术人员在本技术涉及的领域内可以做出任意变形和进一步地应用，这些变形和应用均包括在本技术的保护范围之内。参考图1，该图描述的是本技术所述冷却系统的一个实施例。LED照明系统10包括LED壳体单元12、冷却系统14、冷却控制系统18、以及温度传感器16。LED壳体单元12直接接触冷却系统14，冷却控制系统18与冷却系统14电连接，温度传感器16与冷却控制系统18电连接，温度传感器16设于LED壳体单元12和冷却系统14附近。LED壳体单元与一个单独的控制电路电连接，并且由单独的电气元件供电，虽然图1中未标出，但是这些内容为本领域技术人员惯用的技术手段。图2是本技术LED壳体单元的一实施例，LED壳体单元12包括LED 21、半透明灯罩27、电路板25和LED外壳23。电路板25与其上包含的一些电气元件电连接，如LED灯，这些电器元件由电源触发。电路板25采用电源供电(图中未标出)，本实施例中，电路板采用的是一薄晶片板，但是它也可以采用不同的结构。半透明灯罩27罩住LED 21，用于分配LED的光线从而获得美化的光线效果。半透明灯罩27和LED 21之间有一个空间，这个区域可以填充一些填充物来影响LED灯发射出的光线的颜色。例如，磷跟蓝光结合可以发出白光。半透明灯罩与任何填充物都可能影响LED的热传导，另外，从LED发射的光的集聚也会影响控制电路的设计。LED外壳23固定电路板和其上的LED，LED外壳直接接触冷却系统。由于LED外壳的底部是平的，从而增加了接触面积。接触面积越大，从直接接触的冷却系统中获得的制冷效果就越好。因此，外壳的热传导特性可以选择，以便有助于被使用的其他元气件的散热，t匕如，如果电路板容接了很多不同的LED灯或者其他电气元件，就会产生大量热量，导热性能好的外壳材料将会更加有助于散热。包含着各种电气元件以及电路连接的电路板附近的接点的控制也十分重要。图3描述的是冷却系统14,它由一个半导体冷却器(Peltier cooler)构成。顶盖34与底板32相平行，顶盖和底板之间设有若干个N型半导体区域36和P型半导体区域38。这些区域在相对的顶盖和底板上彼此电连接。顶盖34和底板32由绝缘材质材料制成，但是具有很好的导热性。底板连接着由合适材质制成的散热片，用于消散底板32所产生的热量。半导体冷却器和合适的散热片的大小的选择取决于LED壳体组件，并且这些对于本领域普通技术人员来说，都属于公知常识。电引线31从半导体冷却器引出，与冷却控制系统18连接。图4是冷却控制系统18的一控制电路实施例。控制电路包括一个三极管Q1，它的集电极与半导体冷却器41连接，半导体冷却器的另一输入端连接电压电源V2。三极管Ql的发射极接地，并且通过两个电阻Rl和R2将基极连接到电源VI。本实施例中，Rl是一个热敏电阻，它根据其传感器的温度有相应的电阻变化。热敏电阻的温度传感器在图1中标注为16。描绘电阻与温度关系的线形图如图5所示，其他的电气设备或系统可以用来代替热敏电阻，会使电阻与温度之间更具有线性关系，只要传感器的温度以公知的和可控的方式变化电阻。在操作中，通过选择R2、V1和V2的值使三极管Ql断开，然后没有电流提供给半导体冷却器41。随着LED外壳温度的升高(热敏电阻的电阻根据温度也在变化)，三极管基极的电压变得足够高时接通三极管Ql，使得电流能够提供给半导体冷却器41。如果温度持续升高，会有更多的电流提供给半导体冷却器41来增加冷却效果，在一段时间内，两边的系统会达到一个平衡点，即温度保持恒定或者给半导体冷却器供应了最大的电流，使它达到最大的制冷效果。控制电路在上述操作中很大程度取决于所用的元件的特性，电阻R2主要用来确定在某个温度下三极管Ql将被接通。三极管Ql和热敏电阻Rl的特性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED冷却系统，包括一珀耳帖致冷器，所述的珀耳帖致冷器包括一顶部的冷端和底部的热端，所述顶部的冷端直接接触LED外壳，使LED外壳内LED散发的热量，能够通过LED外壳被所述的珀耳帖致冷器散热；一控制电路电连接到所述的珀耳帖致冷器，来控制提供给珀耳帖致冷器的电量，提供给所述的珀耳帖致冷器的电量根据LED外壳的温度来确定。

【技术特征摘要】
2011.12.20 US 13/332,3551.一种LED冷却系统，包括一珀耳帖致冷器，所述的珀耳帖致冷器包括一顶部的冷端和底部的热端，所述顶部的冷端直接接触LED外壳，使LED外壳内LED散发的热量，能够通过LED外壳被所述的珀耳帖致冷器散热；一控制电路电连接到所述的珀耳帖致冷器，来控制提供给珀耳帖致冷器的电量，提供给所述的珀耳帖致冷器的电量根据LED外壳的温度来确定。2.如权利要求1所述的LED冷却系统，其特征在于，所述的控制电路包括一晶体管，用于控制提供给珀耳帖致冷器的电量。3.如权利要求1所述的LED冷却系统，其特征在于，所述的控制电路包括一热敏电阻，用于监控所述LED外壳的温度。4.如权利要求3所述的LED冷却系统，其特征在于，所述的热敏电阻包括一温度传感器。5.如权利要求4所述的LED冷却系统，其特征在于，所述的温度传感器设于所述的珀耳帖致冷器底部的热端。6.如权利要求4所述的LED冷却系统，其特征在于，所述的温度传感器设于所述的顶部冷端和LED外壳之间。7.如权利要求1所述的LED冷却系统，其特征在于，所述的控制电路在LED外壳的温度达到室温时开始给所述的热电制冷器提供电量。8.—种使用权利要求1所述的冷却系统的LED照明系统,包括:一发射光线并产生热量的装有LED的LED外壳；一冷却系统，所述冷却系统能够对LED和所述LED外壳散热；以及一控制电路通过所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：古沙拓，
申请(专利权)人：古沙拓，
类型：实用新型
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