一種基于復(fù)合相變儲能材料散熱的大功率led燈具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED照明裝置，具體涉及一種基于復(fù)合相變儲能材料散熱的大功率LED燈具。
【背景技術(shù)】
[0002]LED照明，是指用半導(dǎo)體發(fā)光二極管(Light Emitting D1de — LED)作為光源的固態(tài)照明。其具有綠色環(huán)保、節(jié)能高效、壽命長、體積小、響應(yīng)迅速等顯著優(yōu)勢，與傳統(tǒng)白熾燈相比，可節(jié)省60°/『90%的電能，被公認(rèn)為下一代綠色光源，是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高新技術(shù)領(lǐng)域之一。然而，由于大功率LED光電轉(zhuǎn)換效率低、易受周期性高密度熱流的影響，LED照明產(chǎn)品尚未能適應(yīng)競爭愈演愈烈的照明市場。因此，如何在提升LED芯片封裝密度和使用功率的同時解決其高密度熱流成為了 LED產(chǎn)品封裝領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)問題。
[0003]近年來，相變儲能材料(Phase Change Material一PCM)對于電子產(chǎn)品熱性能的影響被研宄人員所廣泛探索。相變儲能材料是指隨溫度變化而改變其物理性質(zhì)并能提供潛熱的物質(zhì)，轉(zhuǎn)變物理性質(zhì)的過程稱為相變過程，這時相變儲能材料將吸收或釋放大量的熱量。當(dāng)其應(yīng)用于LED照明產(chǎn)品中，其固一液相變過程將大量吸收LED芯片在工作過程中產(chǎn)生的熱量并作為潛熱儲存于材料內(nèi)部，待LED芯片停止工作時再通過液一固相變過程將潛熱釋放出來。這不僅能大幅度降低LED工作溫度，提升其光電轉(zhuǎn)換效率，更能減小LED芯片工作于頻繁開關(guān)模式下的周期性溫度變化，削弱循環(huán)熱應(yīng)力對LED芯片造成的不良影響，保證其穩(wěn)定的工作過程和使用壽命。
[0004]但是，常見的相變儲能材料存在導(dǎo)熱率低的問題，限制了其在LED照明行業(yè)中的進(jìn)一步熱控應(yīng)用。為此，學(xué)者們在相變儲能材料中填充金屬粉末、金屬泡沫、金屬纖維、碳纖維和膨脹石墨等高熱導(dǎo)率的多孔材料作為支撐元素，制備出各式各樣的復(fù)合相變儲能材料，并通過理論分析及實驗測試證明:復(fù)合相變儲能材料擁有更高的導(dǎo)熱率、更好的散熱性能以及更廣泛的熱控應(yīng)用，它的出現(xiàn)為進(jìn)一步優(yōu)化LED照明產(chǎn)品的熱管理性能提供了可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的散熱問題，提出一種散熱效果好、受周期性高密度熱流影響小、結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、安裝方便和成本低廉的新型LED燈具。
[0006]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種基于復(fù)合相變儲能材料散熱的大功率LED燈具，包括反光杯、設(shè)置在反光杯底部的大功率LED光源、通過安裝環(huán)固定在反光杯前端的PC板或有機(jī)玻璃板為材料的透光板，所述反光杯后端連接設(shè)置有外周帶散熱鋁翅片的復(fù)合相變儲能散熱體，所述復(fù)合相變儲能散熱體中部設(shè)置有一端開口的復(fù)合相變材料容腔，所述復(fù)合相變材料容腔內(nèi)填充設(shè)置有復(fù)合相變材料，所述復(fù)合相變材料容腔的開口端通過螺釘設(shè)置有用于密封的散熱體頂蓋。
[0007]進(jìn)一步地，所述復(fù)合相變材料由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-35%、直徑為100~300 ym的車削銅纖維和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65-95%的石蠟類有機(jī)物通過物理分散法以及化學(xué)分散法制備而成。
[0008]進(jìn)一步地，所述物理分散法為機(jī)械攪拌法或超聲波震蕩法，所述化學(xué)分散法為分散劑混凝法。
[0009]進(jìn)一步地，所述復(fù)合相變材料容腔的其內(nèi)表面為噴砂面，且其圓周內(nèi)壁面設(shè)置有若干對所述車削銅纖維其支撐作用的支撐肋，用于支撐復(fù)合相變材料中的車削銅纖維以防止其由于重力作用沉積于容腔底部，保證其在相變石蠟中的分布均勻性。
[0010]進(jìn)一步地，所述支撐肋為相互平行的銅纖維環(huán)形支撐肋，或者為翅片式支撐肋，或者為圓柱式支撐肋。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述反光杯包括反光杯體，所述反光杯體內(nèi)表面為光面或噴砂面，所述反光杯體底部內(nèi)側(cè)設(shè)有LED光源安裝槽，所述反光杯體底部外側(cè)設(shè)置有用于連接復(fù)合相變儲能散熱體的反光杯安裝平面，所述的反光杯安裝平面與復(fù)合相變儲能散熱體的散熱體安裝平面通過螺釘緊密連接。
[0012]進(jìn)一步地，所述大功率LED光源包括陣列式藍(lán)光LED芯片、基板與硅膠層，所述陣列式藍(lán)光LED芯片安裝于基板上，所述硅膠層填充于陣列式藍(lán)光LED芯片間隙中。
[0013]進(jìn)一步地，所述基板在芯片安裝面上設(shè)置有強(qiáng)化出光微結(jié)構(gòu)，該微結(jié)構(gòu)為倒錐孔結(jié)構(gòu)、梯形微槽結(jié)構(gòu)或噴砂結(jié)構(gòu)。
[0014]進(jìn)一步地，所述散熱體頂蓋通過螺栓連接安裝于所述復(fù)合相變儲能散熱體頂端，其上設(shè)有圓周卡口，與所述復(fù)合相變材料容腔的圓周內(nèi)壁面過盈配合。
[0015]進(jìn)一步地，所述復(fù)合相變儲能散熱體中部還貫穿地設(shè)置有直達(dá)反光杯底部的LED走線通道。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
(I)本發(fā)明的散熱部件為復(fù)合相變儲能散熱體，包括復(fù)合相變材料容腔和散熱鋁翅片。其中，復(fù)合相變材料容腔用以填充復(fù)合相變儲能材料，它可以在相變過程中快速大量的吸收LED光源產(chǎn)生的熱量，從而大幅度降低LED芯片的峰值溫度。同時，由于復(fù)合相變材料的儲能和釋能作用，LED芯片工作在頻繁開關(guān)模式下的周期性溫度變化將被削弱，循環(huán)熱應(yīng)力對LED光源產(chǎn)生的不良影響將大大減小，LED光源穩(wěn)定的工作過程和使用壽命將得到保證。
[0017](2)本發(fā)明的散熱部件——相變儲能散熱體中的散熱鋁翅片由航空鋁材拉伸成型，并于末端設(shè)置有傳熱加強(qiáng)筋，同時，散熱鋁翅片與復(fù)合相變材料容腔為一體化結(jié)構(gòu)，無接觸熱阻，導(dǎo)熱能力強(qiáng)，可有效提升復(fù)合相變材料的熱控性能，降低LED工作溫度，提高其使用壽命。
[0018](3)本發(fā)明的LED芯片安裝基板上設(shè)置有強(qiáng)化出光微結(jié)構(gòu)，可將LED多芯片光源模組出光效率提高40%以上，從而提高光源亮度，更加節(jié)約電能。
[0019](4)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，比較傳統(tǒng)LED燈具減少了加工工藝和安裝時間。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實施例的爆炸示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明實施例的另一方向的爆炸示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明實施例的裝配體示意圖。
[0023]圖4是本發(fā)明的實施例的裝配體剖視示意圖。
[0024]圖5是復(fù)合相變儲能散熱體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖6是復(fù)合相變儲能散熱體的剖視示意圖。
[0026]圖7是圖6中的I處局部放大示意圖。
[0027]圖8是大功率LED光源的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中:1_復(fù)合相變儲能散熱體；11_復(fù)合相變材料容腔；111_銅纖維環(huán)形支撐肋；12- LED走線通道；13_散熱鋁翅片；14_散熱體安裝平面；2-反光杯；21_反光杯安裝平面；22_反光杯體，23-杯口安裝卡口 ；24-LED光源安裝槽；3_大功率LED光源；31_陣列式藍(lán)光LED芯片；32-基板；33-硅膠層；4-透光板；5-安裝環(huán)；51-安裝卡口； 6-卡簧；61-彈簧支撐片；62彈簧；7_散熱體頂蓋。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的發(fā)明目的作進(jìn)一步詳細(xì)地描述，實施例不能在此一一贅述，但本發(fā)明的實施方式并不因此限定于以下實施例。
[0030]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
如圖1至8所示，一種基于復(fù)合相變儲能材料散熱的大功率LED燈具，包括反光杯2、設(shè)置在反光杯2底部的大功率LED光源3、通過安裝環(huán)5固定在反光杯2前端的PC板或有機(jī)玻璃板為材料的透光板4，所述反光杯2后端連接設(shè)置有外周帶散熱鋁翅片13的復(fù)合相變儲能散熱體，所述復(fù)合相變儲能散熱體中部設(shè)置有一端開口的復(fù)合相變材料容腔11，所述復(fù)合相變材料容腔11內(nèi)填充設(shè)置有復(fù)合相變材料，所述復(fù)合相變材料容腔11的開口端通過螺釘設(shè)置有用于密封的散熱體頂蓋7。
[0031]所述復(fù)合相變材料由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-35%、直徑為100~300 μ m的車削銅纖維和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65-95%的石蠟類有機(jī)物通過物理分散法以及化學(xué)分散法制備而成。
[0032]所述物理分散法為機(jī)械攪拌法或超聲波震蕩法，所述化學(xué)分散法為分散劑混凝法。
[0033]所述復(fù)合相變材料容腔11的其內(nèi)表面為噴砂面，且其圓周內(nèi)壁面設(shè)置有若干對所述車削銅纖維其支撐作用的支撐肋。
[0034]所述支撐肋為相互平行的銅纖維環(huán)形支撐肋111，或者為翅片式支撐肋，或者為圓柱式支撐肋，本實施例采用銅纖維環(huán)形支撐肋，。
[0035]所述反光杯2包括反光杯體22，所述反光杯體22內(nèi)表面為光面或噴砂面，所述反光杯體22底部內(nèi)側(cè)設(shè)有LED光源安裝槽24，所述反光杯體22底部外側(cè)設(shè)置有用于連接復(fù)合相變儲能散熱體I的反光杯安裝平面21，所述的反光杯安裝平面21與復(fù)合相變儲能散熱體I的散熱體安裝平面14通過螺釘緊密連接。
[0036]所述大功率LED光源3包括陣列式藍(lán)光LED芯片31、基板32與硅膠層33，所述陣列式藍(lán)光LED芯片31安裝于基板32上，所述硅膠層33填充于陣列式藍(lán)光LED芯片31間隙中。
[0037]同時，所述基板32在芯片安裝面上設(shè)置有強(qiáng)化出光微結(jié)