專利名稱：一種大功率的led路燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種大功率的LED路燈，屬于室外照明燈具。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)具有低耗能、省電、壽命長(zhǎng)、耐用等優(yōu)點(diǎn)，因而被看好將取代傳統(tǒng)照明光源成為未來(lái)照明光源。然而，隨著功率增加，電流勢(shì)必增大，因而LED所產(chǎn)生電熱流之廢熱無(wú)法有效散出，導(dǎo)致LED壽命嚴(yán)重下降。LED發(fā)光效率會(huì)隨著使用時(shí)間及次數(shù)而降低，而過(guò)高的接面溫度則會(huì)加速LED發(fā)光效率衰減，故散熱成LED等的軟肋。LED散熱對(duì)于發(fā)光效率與使用壽命影響甚大，故散熱裝置的設(shè)計(jì)相當(dāng)重要，衍生需要克服的問(wèn)題也很多，甚至成為L(zhǎng)ED廠商間的決勝關(guān)鍵。眾所周知，LED的有效光輻射(發(fā)光亮度/和或輻射通量)嚴(yán)重受其結(jié)溫影響。單顆LED封裝通常被稱為一級(jí)LED，而多顆LED芯片裝配在同一個(gè)金屬基板上的LED組件通常被稱為二級(jí)LED。當(dāng)二級(jí)LED對(duì)光要求很高時(shí)，結(jié)溫對(duì)LED發(fā)光效率會(huì)產(chǎn)生影響的這個(gè)問(wèn)題將更顯得十分突出。如何降低LED結(jié)溫影響，也就是如何把結(jié)溫?cái)U(kuò)散出去，是保證LED的有效光輻射即LED壽命的途徑。也是LED業(yè)內(nèi)研究的重要問(wèn)題。 ·大功率LED路燈的芯片結(jié)溫散熱問(wèn)題，一直是業(yè)內(nèi)急需解決的問(wèn)題，它影響到LED路燈的推廣和發(fā)展。我們都知道，熱傳遞主要有三種方式第一傳導(dǎo)物質(zhì)本身或當(dāng)物質(zhì)與物質(zhì)接觸時(shí)，能量的傳遞就被稱為熱傳導(dǎo)，這是最普遍的一種熱傳遞方式，由能量較低的粒子和能量較高的粒子直接接觸碰撞來(lái)傳遞能量。相對(duì)而言，熱傳導(dǎo)方式局限于固體和液體，因?yàn)闅怏w的分子構(gòu)成并不是很緊密，它們之間能量的傳遞被稱為熱擴(kuò)散。熱傳導(dǎo)的基本公式為“Q = KXAX Λ T/AL”。其中Q代表為熱量，也就是熱傳導(dǎo)所產(chǎn)生或傳導(dǎo)的熱量；Κ為材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)，熱傳導(dǎo)系數(shù)類似比熱，但是又與比熱有一些差另IJ，熱傳導(dǎo)系數(shù)與比熱成反比，熱傳導(dǎo)系數(shù)越高，其比熱的數(shù)值也就越低。舉例說(shuō)明，純銅的熱傳導(dǎo)系數(shù)為396. 4，而其比熱則為O. 39 ;公式中A代表傳熱的面積(或是兩物體的接觸面積)、AT代表兩端的溫度差；AL則是兩端的距離。因此，從公式我們就可以發(fā)現(xiàn)，熱量傳遞的大小同熱傳導(dǎo)系數(shù)、熱傳熱面積成正比，同距離成反比。熱傳遞系數(shù)越高、熱傳遞面積越大，傳輸?shù)木嚯x越短，那么熱傳導(dǎo)的能量就越高，也就越容易帶走熱量。第二對(duì)流對(duì)流指的是流體(氣體或液體)與固體表面接觸，造成流體從固體表面將熱帶走的熱傳遞方式。具體應(yīng)用到實(shí)際來(lái)看，熱對(duì)流又有兩種不同的情況，即自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流。自然對(duì)流指的是流體運(yùn)動(dòng)，成因是溫度差，溫度高的流體密度較低，因此質(zhì)量輕，相對(duì)就會(huì)向上運(yùn)動(dòng)。相反地，溫度低的流體，密度高，因此向下運(yùn)動(dòng)，這種熱傳遞是因?yàn)榱黧w受熱之后，或者說(shuō)存在溫度差之后，產(chǎn)生了熱傳遞的動(dòng)力；強(qiáng)制對(duì)流則更有效率和可指向性。[0011]熱對(duì)流的公式為“Q = HXAX AT”。公式中Q依舊代表熱量，也就是熱對(duì)流所帶走的熱量為熱對(duì)流系數(shù)值，A則代表熱對(duì)流的有效接觸面積；AT代表固體表面與區(qū)域流體之間的溫度差。因此熱對(duì)流傳遞中，熱量傳遞的數(shù)量同熱對(duì)流系數(shù)、有效接觸面積和溫度差成正比關(guān)系；熱對(duì)流系數(shù)越高、有效接觸面積越大、溫度差越高，所能帶走的熱量也就越多。第三輻射熱輻射是一種可以在沒(méi)有任何介質(zhì)的情況下，不需要接觸，就能夠發(fā)生熱交換的傳遞方式，也就是說(shuō)，熱輻射其實(shí)就是以波的形式達(dá)到熱交換的目的。一般的熱輻射的熱傳導(dǎo)公式為“Q = EXSXFX Δ (Ta-Tb) ”。公式中Q代表熱輻射所交換的能力，E是物體表面的熱輻射系數(shù)。在實(shí)際中，當(dāng)物質(zhì)為金屬且表面光潔的情況下，熱輻射系數(shù)比較小，而把金屬表面進(jìn)行處理后(比如著色)其表面熱輻射系數(shù)值就會(huì)提升。因此熱輻射系數(shù)、物體表面積的大小以及溫度差之間都存在正比關(guān)系。風(fēng)量和風(fēng)壓，在散熱片材質(zhì)相同的情況下，風(fēng)量是衡量風(fēng)冷散熱器散熱能力的最 重要的指標(biāo)。顯然，風(fēng)量越大的散熱器其散熱能力也越高。這是因?yàn)榭諝獾臒崛荼嚷适且?定的，更大的風(fēng)量，也就是單位時(shí)間內(nèi)更多的空氣能帶走更多的熱量。當(dāng)然，同樣風(fēng)量的情況下散熱效果和風(fēng)的流動(dòng)方式有關(guān)。沒(méi)有足夠的冷空氣與散熱片進(jìn)行熱交換，也會(huì)造成散熱效果不好。一般鋁質(zhì)鰭片的散熱片要求冷風(fēng)的風(fēng)壓足夠大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，使用安全、可靠，能降低使用成本，提高使用效率，延長(zhǎng)使用壽命的大功率LED路燈。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的，它包括一路燈的燈殼，燈殼內(nèi)安裝有一鋁制散熱器，至少一 LED芯片組件用導(dǎo)熱膠固定在鋁制散熱器的底部；所述的燈殼內(nèi)配置有一根可將外部空氣流引入鋁制散熱器的冷空氣導(dǎo)流管，該冷空氣導(dǎo)流管的一端部通過(guò)一過(guò)渡管連接一根連通外部的金屬空心管，另一端部的出風(fēng)管口斜插在鋁制散熱器中間并側(cè)向?qū)χ撞空迟N有LED芯片組件的鋁制散熱器部位。所述的鋁制散熱器由鋁制基座和散熱鰭片組成，且在所述散熱鰭片表面涂有輻射散熱降溫涂料以促進(jìn)鰭片表面的輻射散熱；所述的鋁制散熱器上面且對(duì)應(yīng)于所述LED芯片組件、沿著散熱鰭片方向制有一垂直于鋁制基座的散熱孔，孔深不大于散熱鰭片厚度，所述空氣導(dǎo)流管的出風(fēng)管口插入并固定在所述散熱孔中并位于散熱鰭片底部，以加強(qiáng)散熱效果O所述的散熱鰭片采用銑刀銑出的溝槽構(gòu)成，在沿散熱鰭片的垂直方向，還用銑刀銑出有通透的槽，且槽寬與散熱鰭片的間隙相當(dāng)，或用鉆孔方式沿散熱鰭片的垂直方向鉆出通透的孔，孔的直徑與散熱鰭片間隙相當(dāng)，或采用上述銑槽和鉆孔相結(jié)合的方式，將散熱鰭片形成通透，使所述的散熱鰭片形成有縱向和橫向全部溝通狀。所述的鋁制散熱器由鋁制基座和散熱鰭片組成，散熱鰭片為縱向和橫向全部溝通的鰭片狀，在散熱鰭片的根部布置有冷空氣導(dǎo)流管的風(fēng)管口 ；在所述燈殼上設(shè)置有利于內(nèi)外連通的出氣口或出氣孔，并與散熱鰭片以及空氣導(dǎo)流管形成空氣流回路。本實(shí)用新型采用去除安裝熱管的底座并減薄鋁制散熱鰭片的基座，加大基座上的鰭片面積，同時(shí)引入燈殼外的冷風(fēng)(相對(duì)于燈殼內(nèi)溫度的冷空氣)，對(duì)燈殼內(nèi)LED芯片結(jié)溫進(jìn)行降溫；燈殼內(nèi)溫度升得越高，冷空氣補(bǔ)充得就越快，風(fēng)量及風(fēng)壓加大。將散熱器的散熱鰭片，縱向、橫向全部溝通，并將冷風(fēng)管 口延伸到散熱鰭片的根部，以保證冷風(fēng)的引入及熱空氣的排放；還在散熱鰭片表面涂以輻射散熱降溫涂料以促進(jìn)鰭片表面的輻射散熱。燈殼外的冷風(fēng)引進(jìn)于燈桿的底部，冷風(fēng)源的流量及流速與燈桿的高度及粗細(xì)有關(guān)。至于側(cè)向安置空氣導(dǎo)流管是考慮側(cè)向氣流更容易帶走散熱器鰭片的熱量。因此本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，使用安全、可靠，能降低使用成本，提高使用效率，延長(zhǎng)使用壽命等特點(diǎn)。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的介紹圖I所示，本實(shí)用新型包括一路燈的燈殼1，燈殼I內(nèi)安裝有一鋁制散熱器2，至少一 LED芯片組件3用導(dǎo)熱膠4固定在鋁制散熱器2的底部,夕卜面還有玻璃燈罩10 ;所述的燈殼I內(nèi)配置有一根可將外部空氣流引入鋁制散熱器2的空氣導(dǎo)流管5，該冷空氣導(dǎo)流管5的一端部通過(guò)一過(guò)渡管6連接一根連通外部的金屬空心管7，另一端部的出風(fēng)管口 8斜插在鋁制散熱器2中間并側(cè)向?qū)χ撞空迟N有LED芯片組件3的鋁制散熱器部位。本實(shí)用新型所述的鋁制散熱器2由鋁制基座21和散熱鰭片22組成，且在所述散熱鰭片22表面涂有輻射散熱降溫涂料，這種涂料為公知的能夠起到輻射散熱降溫作用的常規(guī)涂料；所述的鋁制散熱器2上面且對(duì)應(yīng)于所述LED芯片組件3、沿著散熱鰭片22方向制有一垂直于鋁制基座的散熱孔，孔深不大于散熱鰭片厚度，所述空氣導(dǎo)流管5的出風(fēng)管口 8插入并固定在所述散熱孔中并位于散熱鰭片22底部，為了插入的方便，可以制有插入斜孔與上述垂直散熱孔相通。本實(shí)用新型所述的散熱鰭片22采用銑刀銑出的溝槽構(gòu)成，在沿散熱鰭片的垂直方向，還用銑刀銑出有通透的槽，且槽寬與散熱鰭片的間隙相當(dāng)，或用鉆孔方式沿散熱鰭片的垂直方向鉆出通透的孔，孔的直徑與散熱鰭片間隙相當(dāng)，或采用上述銑槽和鉆孔相結(jié)合的方式，將散熱鰭片形成通透，使所述的散熱鰭片形成有縱向和橫向全部溝通狀。所述的鋁制散熱器由鋁制基座和散熱鰭片組成，散熱鰭片為縱向和橫向全部溝通的鰭片狀，在散熱鰭片的根部布置有空氣導(dǎo)流管5的出風(fēng)管口 8 ;在所述燈殼I上設(shè)置有利于內(nèi)外連通的出氣口 9或出氣孔，并與散熱鰭片22以及空氣導(dǎo)流管5形成空氣流回路。燈殼I尾部的支撐是空心金屬管7，金屬空心管7與燈殼I內(nèi)的空氣導(dǎo)流管5采用過(guò)渡膠管(過(guò)渡管)連接，用卡箍11固定，LED的電源線12從中引到燈殼I內(nèi)，連接到LED芯片組件3。金屬空心管7的另一端是連接到路燈的柱桿上，在柱桿上面打孔后與金屬空心管連接，使其空間相通，可將柱桿底部打孔，不使其泄露，保證路燈柱桿底部的冷空氣能夠順暢地通過(guò)路燈柱桿到燈殼尾部的金屬空心管，再由金屬空心管順暢地通到燈殼內(nèi)的冷空氣導(dǎo)流管。在具體實(shí)施過(guò)程中，本實(shí)用新型采用鋁制散熱器型材(成本低廉)沿鋁質(zhì)鰭片方向向底板中心用銑刀，銑出直徑與LED芯片組件相似大小的孔，孔深可達(dá)型材底板。再將該型材段，沿鋁質(zhì)鰭片垂直方向，用銑刀銑出通透的槽，槽寬可與鰭片的間隙相似；孔后部分因無(wú)法銑槽(銑槽會(huì)導(dǎo)致鰭片脫落)，則可采用鉆孔的方式，將散熱器型材通透(以不使鰭片脫落為標(biāo)準(zhǔn))；孔的直徑可以與鰭片的間隙相似。完成后在上述部件的外表面上涂以輻射散熱降溫涂料，輻射散熱降溫涂料是一種通過(guò)輻射帶走物體熱量并隔熱防水的涂料。然后將該部件底部采用導(dǎo)熱膠粘在安置固定LED芯片組件，并加以螺絲將其固定，再冷風(fēng)導(dǎo)流管插入散熱器上銑出的孔中，深達(dá)散熱器鰭片底部。當(dāng)LED芯片熱流傳到散熱器之后，通過(guò)散熱器鰭片，當(dāng)熱量傳遞給空氣后，和散熱片接觸的空氣溫度會(huì)急速上升，這時(shí)候，熱空氣應(yīng)該盡可能和周圍的冷空氣通過(guò)對(duì)流等熱交換方式來(lái)將熱量帶走。將LED路燈燈殼內(nèi)的空氣加熱，體積增大，通過(guò)燈殼上下蓋的縫隙及在燈蓋上鉆的出氣口，排出燈殼；導(dǎo)致燈殼內(nèi)氣體壓力減小，將冷風(fēng)導(dǎo)流管中的冷空氣吸·入燈殼，如此不斷循環(huán)，LED芯片所生成的熱量就會(huì)不斷的散出。實(shí)施例在實(shí)施中采用鋁制散熱器型材(成本低廉)沿鋁質(zhì)鰭片方向向底板中心用銑刀或鉆頭，銑出或鉆出直徑與LED芯片組件相似大小的孔，孔深可達(dá)型材底板。對(duì)鋁制散熱器型材的要求是1.散熱鰭片底座應(yīng)該越薄越好，2.底座的平面要平整或自己用磨床將其磨平，不得粗糙。3.散熱鰭片越薄越好、鰭片的間隙越小越好4.材質(zhì)1070型鋁合金為好，它的熱傳導(dǎo)系數(shù)226W/mK。再將該型材段，沿鋁質(zhì)鰭片垂直方向，用銑刀銑出通透的槽，槽寬可與鰭片的間隙相似；孔后部分因無(wú)法銑槽(銑槽會(huì)導(dǎo)致鰭片脫落)，則可采用鉆孔的方式，將散熱器型材通透(以不使鰭片脫落為標(biāo)準(zhǔn))；孔的直徑可以與鰭片的間隙相似。采取上述措施，是為了加大散熱片與流動(dòng)空氣的接觸面積，便于散熱需要。完成后，在上述部件的外表面上涂以北京耐高溫涂料有限公司生產(chǎn)的ZS-411輻射散熱降溫涂料，(輻射散熱降溫涂料是一種通過(guò)輻射帶走物體熱量并隔熱防水的涂料，耐溫幅度-50 600°C，涂料直接涂刷在要散熱降溫的物體表面，輻射散熱降溫涂料能夠以8-13. 5 μ m紅外波長(zhǎng)向大氣空間自動(dòng)輻射帶走所涂刷在物體上的熱量，降低物體表面和內(nèi)部溫度，散熱降溫明顯。涂料散熱不受周圍介質(zhì)影響，涂料在起到輻射降溫的同時(shí)，也有很好的自潔性、絕緣性、防腐性、防水性、抗酸堿、施工方便的特點(diǎn)。)以增強(qiáng)散熱器的散熱。然后將該部件底部采用導(dǎo)熱膠粘在安置固定LED芯片組件的背面，該施工時(shí)不得在接觸面間留有空隙，空隙會(huì)嚴(yán)重影響熱傳遞。再將冷風(fēng)導(dǎo)流管插入散熱器上銑出或鉆出的孔中，深達(dá)散熱器鰭片底部，并加于固定。固定方式可在鋁制散熱器型材尾部安置固定架進(jìn)行固定，固定架可以與LED燈殼連接。當(dāng)LED芯片熱流傳到散熱器之后，通過(guò)散熱器鰭片，當(dāng)熱量傳遞給空氣后，和散熱片接觸的空氣溫度會(huì)急速上升，這時(shí)候，熱空氣應(yīng)該盡可能和周圍的冷空氣通過(guò)對(duì)流等熱交換方式來(lái)將熱量帶走。將LED路燈燈殼內(nèi)的空氣加熱，體積增大，通過(guò)燈殼上下蓋的縫隙及在燈蓋上鉆的出氣口，排出燈殼；導(dǎo)致燈殼內(nèi)氣體壓力減小，勢(shì)必將冷風(fēng)導(dǎo)流管中的冷空氣吸入燈殼，如此不斷循環(huán)，LED芯片所生成的熱量就會(huì)源源不斷不斷的散出。
權(quán)利要求1.一種大功率LED路燈，它包括一路燈的燈殼，燈殼內(nèi)安裝有一鋁制散熱器，至少一LED芯片組件用導(dǎo)熱膠固定在鋁制散熱器的底部；其特征在于所述的燈殼內(nèi)配置有一根可將外部空氣流引入鋁制散熱器的冷空氣導(dǎo)流管，該冷空氣導(dǎo)流管的一端部通過(guò)一過(guò)渡管連接一根連通外部的金屬空心管，另一端部的出風(fēng)管口斜插在鋁制散熱器中間并側(cè)向?qū)χ撞空迟N有LED芯片組件的鋁制散熱器部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率LED路燈，其特征在于所述的鋁制散熱器由鋁制基座和散熱鰭片組成，且在所述散熱鰭片表面涂有輻射散熱降溫涂料；所述的鋁制散熱器上面且對(duì)應(yīng)于所述LED芯片組件、沿著散熱鰭片方向制有一垂直于鋁制基座的散熱孔，孔深不大于散熱鰭片厚度，所述空氣導(dǎo)流管的出風(fēng)管口插入并固定在所述散熱孔中并位于散熱鰭片底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率LED路燈，其特征在于所述的散熱鰭片采用銑刀銑出的溝槽構(gòu)成，在沿散熱鰭片的垂直方向，還用銑刀銑出有通透的槽，且槽寬與散熱鰭片的間隙相當(dāng)，或用鉆孔方式沿散熱鰭片的垂直方向鉆出通透的孔，孔的直徑與散熱鰭片間隙相當(dāng)，或采用上述銑槽和鉆孔相結(jié)合的方式，將散熱鰭片形成通透，使所述的散熱鰭片形成有縱向和橫向全部溝通狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率LED路燈，其特征在于所述的鋁制散熱器由鋁制基座和散熱鰭片組成，散熱鰭片為縱向和橫向全部溝通的鰭片狀，在散熱鰭片的根部布置有冷空氣導(dǎo)流管的風(fēng)管口 ；在所述燈殼上設(shè)置有利于內(nèi)外連通的出氣口或出氣孔，并與散熱鰭片以及空氣導(dǎo)流管形成空氣流回路。
專利摘要一種大功率LED路燈，它包括一路燈的燈殼，燈殼內(nèi)安裝有一鋁制散熱器，至少一LED芯片組件用導(dǎo)熱膠固定在鋁制散熱器的底部；所述的燈殼內(nèi)配置有一根冷空氣導(dǎo)流管，該冷空氣導(dǎo)流管的一端部通過(guò)一過(guò)渡管連接一根連通外部的金屬空心管，另一端部的出風(fēng)管口斜插在鋁制散熱器中間并側(cè)向?qū)χ撞空迟N有LED芯片組件的鋁制散熱器部位；所述的鋁制散熱器由鋁制基座和散熱鰭片組成，且在所述散熱鰭片表面涂有輻射散熱降溫涂料；所述的鋁制散熱器上面沿著散熱鰭片方向制有一垂直于鋁制基座的散熱孔，所述空氣導(dǎo)流管的出風(fēng)管口插入并固定在所述散熱孔中并位于散熱鰭片底部；它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，使用安全、可靠，能降低使用成本，提高使用效率，延長(zhǎng)使用壽命等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F21V29/00GK202756993SQ20122026880
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者王巍, 史文浩, 陸仁奎 申請(qǐng)人:王巍, 史文浩, 陸仁奎