一種基于紅外輻射涂層的led照明散熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于紅外輻射涂層的LED照明散熱裝置及方法，該裝置包括路燈上外殼(6)、路燈下外殼(9)、導(dǎo)熱硅膠(2)、金屬導(dǎo)熱片(3)、散熱鰭片(4)、導(dǎo)熱金屬管(5)、LED燈珠(7)、LED光源配光透鏡(8)，在路燈上外殼(6)和路燈下外殼(9)的表面設(shè)有紅外輻射涂層(1)，金屬導(dǎo)熱片(3)與路燈上外殼(6)和路燈下外殼(9)通過導(dǎo)熱硅膠(2)連接，所述金屬導(dǎo)熱片(3)與導(dǎo)熱金屬管(5)連接，導(dǎo)熱金屬管(5)與散熱鰭片(4)和通過金屬導(dǎo)熱片(3)與路燈上外殼(6)和路燈下外殼(9)相連。本發(fā)明通過在LED燈具與外界環(huán)境的結(jié)合處增加了熱輻射涂層，提高了熱輻射效率，系統(tǒng)地改善了散熱性能。
【專利說明】—種基于紅外輻射涂層的LED照明散熱裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于照明【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于紅外輻射涂層的LED照明散熱裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]照明用電總占全球用電總量的19%，采用綠色照明技術(shù)是節(jié)能減排的一個(gè)重要安發(fā)展方向。LED照明是近年來收到全球推廣應(yīng)用，目前最有效的綠色照明技術(shù)。例如，應(yīng)用于道路照明的150WLED路燈與400W高壓鈉燈的光效等效，相對節(jié)能率達(dá)到60%以上。數(shù)據(jù)顯示，如果全部采用LED照明，相對于傳統(tǒng)照明，我國年節(jié)省用電量相當(dāng)于三個(gè)三峽大壩的年發(fā)電總量。目前，我國政府已經(jīng)陸續(xù)出臺了一系列相關(guān)政策來支持和推廣LED照明技術(shù)。到去年年底，我國已累計(jì)銷售LED照明燈具7.8億只，年節(jié)能320億千瓦時(shí)。估計(jì)今年將超過I億只。
[0003]LED照明技術(shù)主要由三大核心技術(shù)構(gòu)成:包括襯底材料技術(shù)和外延材料技術(shù)的LED芯片技術(shù)、具有光學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)高穩(wěn)定性和高可靠性的LED封裝技術(shù)和由傳熱與散熱技術(shù)構(gòu)成的LED組裝熱管理技術(shù)。本發(fā)明技術(shù)屬于大功率LED照明散熱技術(shù)。LED照明是半導(dǎo)體照明技術(shù)。光源的發(fā)光效率、使用壽命與發(fā)光二級管的工作溫度關(guān)系極大。散熱技術(shù)是LED照明，尤其是100W以上，如道路照明等大功率照明的關(guān)鍵技術(shù)之一。主要為熱管技術(shù)和導(dǎo)熱板技術(shù)。二者均利用了相變吸熱和氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)空間傳熱的機(jī)理，非常有效地實(shí)現(xiàn)了快速導(dǎo)熱，以使芯片與承載體(基板)之間形成了相對均衡的溫度場。在利用空氣對流散熱和金屬散熱片輻射散熱。輻射散熱的效果取決于金屬散熱片材料的紅外發(fā)射特性。
[0004]因?yàn)楣に嚭统杀镜脑颍F(xiàn)有技術(shù)采用鋁合金材料的金屬散熱鰭片。鋁合金的熱傳導(dǎo)系數(shù)可以高達(dá)200m/W.K，但是其熱輻射系數(shù)只有0.02-0.1，輻射散熱作用很小。也有采用高熱輻射塑料材料用于散熱器的技術(shù)，其輻射系數(shù)可以達(dá)到0.8左右。但是，不適用于室外照明，如道路照明等，因?yàn)樗芰显谑彝猸h(huán)境下易于老化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種基于紅外輻射涂層的LED照明散熱裝置，采用紅外輻射涂層技術(shù)解決LED燈具，尤其是大功率LED燈具金屬表面紅外發(fā)射系數(shù)不高，輻射散熱特性不好的問題，以增強(qiáng)散熱特性，降低LED發(fā)光芯片的PN結(jié)結(jié)溫。其技術(shù)方案如下:
[0006]一種基于紅外輻射涂層的LED照明散熱裝置，包括路燈上外殼6、路燈下外殼9、導(dǎo)熱硅膠2、金屬導(dǎo)熱片3、散熱鰭片4、導(dǎo)熱金屬管5、LED燈珠7、LED光源配光透鏡8，在路燈上外殼6和路燈下外殼9的表面設(shè)有紅外輻射涂層1，金屬導(dǎo)熱片3與路燈上外殼6和路燈下外殼9通過導(dǎo)熱硅膠2連接，所述金屬導(dǎo)熱片3與導(dǎo)熱金屬管5連接，導(dǎo)熱金屬管5與散熱鰭片4和通過金屬導(dǎo)熱片3與路燈上外殼6和路燈下外殼9相連。
[0007]進(jìn)一步優(yōu)選，所述散熱鰭片4為陣列結(jié)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選，所述導(dǎo)熱金屬管5為導(dǎo)熱銅管。
[0009]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過在LED燈具與外界環(huán)境的結(jié)合處增加了熱輻射涂層，提高了熱輻射效率，系統(tǒng)地改善了散熱性能。據(jù)實(shí)驗(yàn)，在目前通用的LED路燈結(jié)構(gòu)上增加熱輻射涂層后，LED芯片的工作溫度下降了 3°C左右，對提高LED的發(fā)光效率，降低LED燈具的光衰和延長燈具的使用壽命由明顯的幫助。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明基于紅外輻射涂層的LED照明散熱裝置的剖視圖；
[0011]圖2為本發(fā)明基于紅外輻射涂層的LED照明散熱裝置的仰視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0013]參照圖1-圖2，一種基于紅外輻射涂層的LED照明散熱裝置，包括路燈上外殼6、路燈下外殼9、導(dǎo)熱硅膠2、金屬導(dǎo)熱片3、散熱鰭片4、導(dǎo)熱金屬管5、LED燈珠7、LED光源配光透鏡8，在路燈上外殼6和路燈下外殼9的表面設(shè)有紅外輻射涂層1，金屬導(dǎo)熱片3與路燈上外殼6和路燈下外殼9通過導(dǎo)熱硅膠2連接，所述金屬導(dǎo)熱片3與導(dǎo)熱金屬管5連接，導(dǎo)熱金屬管5與散熱鰭片4和通過金屬導(dǎo)熱片3與路燈上外殼6和路燈下外殼9相連。所述散熱鰭片4為陣列結(jié)構(gòu)。所述導(dǎo)熱金屬管5為導(dǎo)熱銅管。
[0014]其結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明如下:
[0015]I紅外輻射涂層。噴涂在燈具的外殼的外表面。其作用是利用其高輻射特性將燈具外殼的熱量輻射散發(fā)到外環(huán)境中。
[0016]原理上，紅外輻射涂層(以下簡稱涂層)的輻射特性是可逆的，輻射系數(shù)高則吸收系數(shù)也高。輻射還是吸收，取決于涂層的溫度與環(huán)境溫度的比較。在環(huán)境溫度高于涂層溫度的條件下，涂層從環(huán)境吸收熱量，反之向環(huán)境輻射熱量。LED燈具，尤其是室外LED燈具(如LED路燈)一般在夜間工作，其LED光源(發(fā)光二極管)的工作溫度一般在70°C左右，通過導(dǎo)熱和散熱鰭片的輻射，燈具外殼的溫度(由于涂層與外殼一體，也即涂層的溫度)一般在60°C左右，遠(yuǎn)高于外環(huán)境溫度，涂層向外環(huán)境輻射熱量而散熱。
[0017]涂層與外環(huán)境溫度差越大，輻射效率越高。因此，必須提高從LED光源向燈具外殼的導(dǎo)熱效率，涂層與光源之間溫差越小，輻射效率越高。因此，結(jié)構(gòu)中，具有在與光源導(dǎo)熱連接的散熱鰭片和燈具外殼之間的導(dǎo)熱連接。這種連接由導(dǎo)熱金屬(如普通銅管)的簡單連接，或者熱管構(gòu)成。除了導(dǎo)熱連接之外，還可以在燈具外殼的內(nèi)壁加上吸收涂層(結(jié)構(gòu)圖中未標(biāo)示)。其作用是吸收散熱鰭片的熱輻射，更有利于提高輻射涂層的輻射效率。
[0018]紅外輻射涂層屬于陶瓷涂層，具有多種系列的成熟產(chǎn)品。其制作工藝包括:待涂層金屬表面去油污和去銹蝕處理、液態(tài)涂層材料噴涂、烘烤燒結(jié)固化。
[0019]本發(fā)明針對150W的LED路燈的對比試驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)顯示，與未采用采用涂層比較，LED光源工作溫度的下降幅度高于4°C，散熱特性有顯著改善。對提高LED發(fā)光效率，工作壽命、可靠性和穩(wěn)定性有明顯改善。
[0020]本發(fā)明保護(hù)的是紅外輻射涂層在LED照明中的應(yīng)用。所示路燈結(jié)構(gòu)僅為一個(gè)具體的應(yīng)用。通過此例來說明專利的技術(shù)思想。本發(fā)明技術(shù)適應(yīng)于各種不同的燈具(如各種室內(nèi)外LED照明燈具和采用如分立技術(shù)和COB集成技術(shù)的燈具等)、燈具結(jié)構(gòu)和導(dǎo)熱連接。
[0021]2導(dǎo)熱硅膠。具有良好導(dǎo)熱特性。將與導(dǎo)熱金屬管(如銅管)相連接的金屬導(dǎo)熱片與燈具外殼粘接的起來，實(shí)現(xiàn)散熱鰭片與燈具外殼之間的導(dǎo)熱連接。
[0022]3金屬導(dǎo)熱片。與導(dǎo)熱金屬管相連接，將熱量的管狀一維傳導(dǎo)轉(zhuǎn)換為平面二維傳導(dǎo)，以利于與燈具外殼表面的熱耦合。
[0023]4散熱鰭片。陣列結(jié)構(gòu)，與LED光源裝載體——金屬導(dǎo)熱基板相連。向環(huán)境輻射熱量和通過金屬管向外殼傳導(dǎo)熱量。
[0024]5導(dǎo)熱銅管。也可以是適應(yīng)于更大功率燈具的熱管。與散熱鰭片和通過金屬導(dǎo)熱片與燈具外殼相連，實(shí)現(xiàn)熱傳導(dǎo)。
[0025]6路燈外殼上表面。為涂層承載面。
[0026]7LED燈珠，即LED光源。此為分立光源，也可以是COB集成光源。
[0027]8LED光源配光透鏡實(shí)現(xiàn)LED光源的二次配光，以滿足應(yīng)用要求。
[0028]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于紅外輻射涂層的120照明散熱裝置，其特征在于，包括路燈上外殼(6)、路燈下外殼⑶、導(dǎo)熱硅膠⑵、金屬導(dǎo)熱片⑶、散熱鰭片⑷、導(dǎo)熱金屬管(5)、…0燈珠⑵、120光源配光透鏡(8)，在路燈上外殼(6)和路燈下外殼(9)的表面設(shè)有紅外輻射涂層(1)，金屬導(dǎo)熱片(3)與路燈上外殼(6)和路燈下外殼(9)通過導(dǎo)熱硅膠(2)連接，所述金屬導(dǎo)熱片(3)與導(dǎo)熱金屬管(5)連接，導(dǎo)熱金屬管(5)與散熱鰭片(4)和通過金屬導(dǎo)熱片(3)與路燈上外殼(6)和路燈下外殼(9)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外輻射涂層的[￡0照明散熱裝置，其特征在于，所述散熱鰭片(4)為陣列結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外輻射涂層的[￡0照明散熱裝置，其特征在于，所述導(dǎo)熱金屬管(5)為導(dǎo)熱銅管。
【文檔編號】F21V29/70GK104373913SQ201410662536
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】石燦, 段子剛, 元秀華, 羅契 申請人:河南中云創(chuàng)光電科技股份有限公司