專利名稱：車燈用大功率led的主動散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車燈用大功率LED的主動散熱裝置，屬于車用照明燈具散熱 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大功率LED在車燈中廣泛使用已經(jīng)成為一種趨勢。在車燈的前照燈中具有不可比 擬的優(yōu)勢，其具有使用壽命長，反映時(shí)間短，發(fā)光效率高，發(fā)熱量低等特點(diǎn)。LED屬于半導(dǎo)體材料發(fā)光的冷光源，受目前技術(shù)的限制，其在工作過程中還是要產(chǎn) 生一定的熱量，這部分熱量如果不能及時(shí)的散發(fā)，會直接導(dǎo)致半導(dǎo)體材料發(fā)光效率的下降， 嚴(yán)重時(shí)會燒毀LED光源；這種情況在大功率LED中尤其突出。目前使用的大功率LED的使 用溫度通常不超過120°C，其結(jié)點(diǎn)溫度不超過150°C ；在120°C條件下的發(fā)光效率僅能達(dá)到 25°C條件下的75%左右，更多的能量被轉(zhuǎn)化成了熱能，而不是光能，進(jìn)一步加重散熱器的負(fù) 擔(dān)。當(dāng)散熱器不能將熱量很好的散發(fā)時(shí)就會引起LED光源結(jié)點(diǎn)溫度的升高，直至燒毀LED 芯片，故在設(shè)計(jì)散熱器時(shí)要考慮增加較大的余量，這就增加了散熱器的成本和重量。目前車燈散熱常用是采用熱管散熱和散熱器組合進(jìn)行散熱以及通過水冷散熱等 方式，均是被動式的散熱，由于散熱效果受環(huán)境溫度的影響較大，LED光源只能工作在環(huán)境 溫度以上工作，一方面嚴(yán)重影響LED的使用壽命和發(fā)光效率，同時(shí)車燈的照明效果存在波 動，隨著開燈時(shí)間的推移，燈光將逐漸減暗，而影響行車安全。鹵素?zé)艉虷ID燈的發(fā)光機(jī)理與LED光源不同，其發(fā)光點(diǎn)的溫度可達(dá)數(shù)千攝氏度，環(huán) 境溫度的變化對其發(fā)光效率的影響微乎其微，完全可以忽略。采用這些光源的燈具的照明 效果不會受到環(huán)境溫度的影響。因此通過LED光源替代傳統(tǒng)光源，應(yīng)用在前照燈領(lǐng)域的重 要的一條就是能夠使LED光源的發(fā)光效率穩(wěn)定，
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能主動散熱，使LED的工作溫度穩(wěn)定在控制在環(huán) 境溫度以下的車燈用大功率LED的主動散熱裝置。本實(shí)用新型為達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是一種車燈用大功率LED的主動散熱裝 置，其特征在于包括大功率LED、導(dǎo)熱板、具有單向散熱功能的半導(dǎo)體制冷片以及散熱器、 風(fēng)扇和微處理控制器，所述的導(dǎo)熱板緊密貼合在半導(dǎo)體制冷片的冷源端面，大功率LED安 裝在導(dǎo)熱板的頂端，散熱器的上端面緊密貼合在半導(dǎo)體制冷片的熱源端面，散熱器的底部 與風(fēng)扇連接，導(dǎo)熱板和半導(dǎo)體制冷片安裝在安裝座上，安裝在安裝座上的蓋板罩在導(dǎo)熱板 的外漏部分，安裝在散熱器上的散熱溫度傳感器以及安裝在導(dǎo)熱板上的導(dǎo)熱溫度傳感器和 安裝在燈體內(nèi)或燈體外的環(huán)境溫度傳感器的各輸出端接入微處理控制器的輸入端，微處理 控制器的半導(dǎo)體制冷電源控制端與半導(dǎo)體制冷片的電源連接、風(fēng)扇電機(jī)控制端與風(fēng)扇電機(jī) 的電源連接、光源驅(qū)動端與大功率LED的電源端連接。其中所述所安裝座設(shè)有裝配孔，散熱器與安裝座連接，半導(dǎo)體制冷片安裝在安裝座的裝配孔內(nèi)其熱源端面通過導(dǎo)熱硅膠與散熱器連接，導(dǎo)熱板安裝在安裝座的裝配孔內(nèi)并 通過導(dǎo)熱硅膠與半導(dǎo)體制冷片冷源端面連接，導(dǎo)熱板上部的軸頸伸出安裝座的端面，具有 安裝孔的蓋板安裝在安裝座的端面，且蓋板底部與導(dǎo)熱板的接合面貼合，蓋板上的安裝孔 與導(dǎo)熱板的軸頸四周面貼合。本實(shí)用新型將大功率LED通過導(dǎo)熱板與半導(dǎo)體制冷片的冷源端面緊密貼合，而半 導(dǎo)體制冷片的熱源端面與散熱器緊密貼合，由于半導(dǎo)體制冷片具有單向散熱功能，半導(dǎo)體 制冷片在電能的作用下將冷源端面的熱量轉(zhuǎn)移到熱源端面，因此能將大功率LED產(chǎn)生的熱 量通過從半導(dǎo)體制冷片的冷源端面全部轉(zhuǎn)移到熱源端面，然后通過散熱器將熱量散發(fā)，由 于熱量被集中散熱器上，因此使散熱器表面的熱量遠(yuǎn)高于導(dǎo)熱板溫度及環(huán)境溫度，從而改 變了傳統(tǒng)的散熱結(jié)構(gòu)，使本實(shí)用新型的大功率LED工作時(shí)的溫度遠(yuǎn)低于環(huán)境溫度，并穩(wěn)定 在一個(gè)預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)，故能使大功率LED結(jié)點(diǎn)溫度可以保持恒定，LED的發(fā)光效率穩(wěn) 定，有效的減少因結(jié)點(diǎn)溫度升高引起的發(fā)光效率降低的問題，提高電能的利用率，減少熱量 的產(chǎn)生。本實(shí)用新型采用的半導(dǎo)體制冷片具有單向散熱功能，再在蓋板以及安裝座的隔離 作用下，能夠有效的阻止環(huán)境溫度的變化對大功率LED的影響，同時(shí)半導(dǎo)體制冷片具有無 噪聲、無振動、不需制冷劑、體積小、重量輕、工作可靠等特點(diǎn)，易于冷量的調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型 在散熱器、導(dǎo)熱板以及燈體內(nèi)部或外部安裝有溫度傳感器，通過各溫度傳感器及時(shí)檢測散 熱器處的溫度、導(dǎo)熱板處的溫度以及燈體內(nèi)外的環(huán)境溫度，將各溫度信號輸入至微處理控 制器內(nèi)，通過微處理控制器內(nèi)預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行對比和計(jì)算后輸出控制信號，分別給半 導(dǎo)體制冷片提供制冷電源，以控制半導(dǎo)體制冷片的制冷量，避免過度制冷造成的能源浪費(fèi)， 同時(shí)控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，給散熱器提供充分的氣流，并驅(qū)動大功率LED工作。本實(shí)用新型通過 蓋板可以防止半導(dǎo)體制冷片吸收大功率LED所產(chǎn)生熱量以外的熱量，以提高半導(dǎo)體制冷片 的效率。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1是本實(shí)用新型車燈用大功率LED的主動散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是
圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的電器控制原理框圖。其中1-大功率LED，2-導(dǎo)熱板，3-蓋板，31-安裝孔，4-安裝座，41-裝配孔，5-半 導(dǎo)體制冷片，6-散熱器，7-風(fēng)扇。
具體實(shí)施方式
見
圖1、2所示，本實(shí)用新型的車燈用大功率LED的主動散熱裝置，包括大功率 LED1、導(dǎo)熱板2、具有單向散熱功能的半導(dǎo)體制冷片5以及散熱器6、風(fēng)扇7和微處理控制 器。本實(shí)用新型大功率LEDl的功率可采用12-21瓦，半導(dǎo)體制冷片5的最大制冷量為60W， 導(dǎo)熱板2可采用紫銅板，導(dǎo)熱板2緊密貼合在半導(dǎo)體制冷片5的冷源端面，大功率LEDl安裝 在導(dǎo)熱板2的頂端，而散熱器6的上端面緊密貼合在半導(dǎo)體制冷片5的熱源端面，散熱器6 的底部與風(fēng)扇7連接，該散熱器6可采用鋁質(zhì)的散熱器，通過風(fēng)扇7為散熱器6提供流動的 空氣，導(dǎo)熱板2安裝在安裝座4上，安裝在安裝座4上的蓋板3罩在導(dǎo)熱板2的外漏部分，
4為導(dǎo)熱板2提供隔離作用。見
圖1、2所示，本實(shí)用新型的安裝座4設(shè)有裝配孔41，散熱器6 的頂面與安裝座4連接，可采用卡接或粘接形式，而半導(dǎo)體制冷片5安裝在安裝座4的裝配 孔41內(nèi)，半導(dǎo)體制冷片5的熱源端面通過導(dǎo)熱硅膠與散熱器6連接，導(dǎo)熱板2也安裝在安 裝座4的裝配孔41內(nèi)并通過導(dǎo)熱硅膠與半導(dǎo)體制冷片5的冷源端面連接，導(dǎo)熱板2上部的 軸頸伸出安裝座4的端面，具有安裝孔31的蓋板3安裝在安裝座4的端面，且蓋板3底部 與導(dǎo)熱板2的接合面貼合，蓋板3上的安裝孔31與導(dǎo)熱板2的軸頸四周面貼合，通過半導(dǎo) 體制冷片5將大功率LEDl所產(chǎn)生的全部熱量不斷地通過其內(nèi)部晶格的傳遞，將熱量移動到 熱源端面再通過散熱器6散發(fā)出去，將熱源端面高于大功率LEDl的熱量散發(fā)掉，以盡快降 低熱端溫度以增大兩端溫差，提高制冷效果，本實(shí)用新型風(fēng)扇7和散熱器6的最大散熱功率 為90W以上。本實(shí)用新型散熱器6上安裝有散熱溫度傳感器，以檢測散熱器6上的溫度，該散熱 溫度傳感器可安裝在散熱器6表面，而導(dǎo)熱板2上安裝有導(dǎo)熱溫度傳感器，以檢測導(dǎo)熱板2 上的溫度，該導(dǎo)熱溫度傳感器可安裝在導(dǎo)熱板2的頂部，而燈體內(nèi)部或外部安裝有環(huán)境溫 度傳感器，以檢測環(huán)境溫度，散熱溫度傳感器、導(dǎo)熱溫度傳感器以及環(huán)境溫度傳感器的各輸 出端接入微處理控制器的輸入端，本實(shí)用新型的微處理控制器可采用現(xiàn)有的CPU處理器， 或MCU處理器，通過微處理控制器內(nèi)部設(shè)定的程序，對輸入的各溫度傳感器信號進(jìn)行對比 和計(jì)算后輸出各控制信號，該微處理控制器的半導(dǎo)體制冷電源控制端與半導(dǎo)體制冷片5的 電源連接，控制其制冷量，并通過調(diào)節(jié)制冷量有效避免過度制冷造成的能源浪費(fèi)，微處理控 制器的風(fēng)扇電機(jī)控制端與風(fēng)扇電機(jī)的電源連接，以控制風(fēng)扇7的轉(zhuǎn)速，給散熱器6提供充分 的氣流，通過環(huán)境溫度與散熱溫度，使微處理控制器的風(fēng)扇電機(jī)控制端改變風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn) 速，微處理控制器的光源驅(qū)動端與大功率LEDl的電源連接，給大功率LEDl提供驅(qū)動電源， 當(dāng)微處理控制器接通電源后，本實(shí)用新型的主動散熱裝置就可以工作。當(dāng)本實(shí)用新型半導(dǎo)體制冷片5對大功率LEDl的制冷量為60瓦時(shí)，根據(jù)需要可以 調(diào)整，對應(yīng)21瓦的大功率LEDl有將近3倍的余量，散熱器6和風(fēng)扇7構(gòu)成的散熱系統(tǒng)能夠 提供90瓦的散熱量，因此對半導(dǎo)體制冷片5有50%的富裕散熱量。本實(shí)用新型的在主動散熱裝置使用時(shí)，可以將的主動散熱裝置全部裝到燈體內(nèi) 部；也可以將散熱器6和風(fēng)扇7裝到燈體的外部，以安裝座4為分界面。當(dāng)微處理處理器接通電源，給大功率LEDl提供驅(qū)動電源，大功率LEDl點(diǎn)亮，導(dǎo)熱 板2與大功率LEDl表面相接觸，將大功率LEDl的熱量傳入導(dǎo)熱板2上，導(dǎo)熱板2再將熱量 通過半導(dǎo)體制冷片5的冷源端面迅速送至熱源端面，使冷源端面和熱源端面出現(xiàn)較大的溫 差，熱量便不斷地通過半導(dǎo)體制冷片5內(nèi)的晶格傳遞，將熱量移動到熱源端面并通散熱器6 和風(fēng)扇7將散發(fā)出去，同時(shí)通過有導(dǎo)熱溫度傳感器、散熱溫度傳感器以及環(huán)境溫度傳感器 不斷將各處的溫度信號輸入至微處理控制器內(nèi)，通過微處理控制器的對比、計(jì)算，分別輸出 對應(yīng)的半導(dǎo)體制冷電源控制信號和風(fēng)扇電機(jī)控制信號，分別控制半導(dǎo)體制冷片5的制冷量 以及控制風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速，對大功率LEDl強(qiáng)制散熱，使大功率LEDl的工作溫度穩(wěn)定在25°C 以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種車燈用大功率LED的主動散熱裝置，其特征在于包括大功率LED (1)、導(dǎo)熱板 O)、具有單向散熱功能的半導(dǎo)體制冷片(5)以及散熱器(6)、風(fēng)扇(7)和微處理控制器，所 述的導(dǎo)熱板( 緊密貼合在半導(dǎo)體制冷片(5)的冷源端面，大功率LED(I)安裝在導(dǎo)熱板 ⑵的頂端，散熱器(6)的上端面緊密貼合在半導(dǎo)體制冷片(5)的熱源端面，散熱器(6)的 底部與風(fēng)扇(7)連接，導(dǎo)熱板(2)和半導(dǎo)體制冷片(5)安裝在安裝座(4)上，安裝在安裝座 (4)上的蓋板C3)罩在導(dǎo)熱板( 的外漏部分，安裝在散熱器(6)上的散熱溫度傳感器以及 安裝在導(dǎo)熱板( 上的導(dǎo)熱溫度傳感器和安裝在燈體內(nèi)或燈體外的環(huán)境溫度傳感器的各 輸出端接入微處理控制器的輸入端，微處理控制器的半導(dǎo)體制冷電源控制端與半導(dǎo)體制冷 片(5)的電源連接、風(fēng)扇電機(jī)控制端與風(fēng)扇電機(jī)的電源連接、光源驅(qū)動端與大功率LED(I) 的電源連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車燈用大功率LED的主動散熱裝置，其特征在于所述所安 裝座(4)設(shè)有裝配孔(41)，散熱器(6)與安裝座(4)連接，半導(dǎo)體制冷片(5)安裝在安裝座 (4)的裝配孔Gl)內(nèi)其熱源端面通過導(dǎo)熱硅膠與散熱器(6)連接，導(dǎo)熱板( 安裝在安裝 座(4)的裝配孔Gl)內(nèi)并通過導(dǎo)熱硅膠與半導(dǎo)體制冷片( 冷源端面連接，導(dǎo)熱板(2)上 部的軸頸伸出安裝座⑷的端面，具有安裝孔(31)的蓋板(3)安裝在安裝座⑷的端面， 且蓋板(3)底部與導(dǎo)熱板O)的接合面貼合，蓋板(3)上的安裝孔(31)與導(dǎo)熱板O)的軸 頸四周面貼合。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種車燈用大功率LED的主動散熱裝置，導(dǎo)熱板緊密貼合在半導(dǎo)體制冷片的冷源端面，大功率LED安裝在導(dǎo)熱板的頂端、散熱器上端面緊密貼合在半導(dǎo)體制冷片的熱源端面，散熱器底部與風(fēng)扇連接，導(dǎo)熱板和半導(dǎo)體制冷片安裝在安裝座上，安裝在安裝座上的蓋板罩在導(dǎo)熱板的外漏部分，安裝在散熱器上的散熱溫度傳感器及導(dǎo)熱板上的導(dǎo)熱溫度傳感器和燈體內(nèi)外的環(huán)境溫度傳感器的各輸出端接入微處理控制器的輸入端，微處理控制器的半導(dǎo)體制冷電源控制端與半導(dǎo)體制冷片的電源連接、風(fēng)扇電機(jī)控制端與風(fēng)扇電機(jī)的電源連接以及光源驅(qū)動端與大功率LED的電源端連接。本實(shí)用新型采用主動散熱，使LED的工作溫度穩(wěn)定在控制在環(huán)境溫度以下。
文檔編號F21V17/00GK201897188SQ20102061960
公開日2011年7月13日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者李朝暉 申請人:常州星宇車燈股份有限公司