專利名稱：具有制冷液的led發(fā)光單元及由其構成的led燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種LED燈結構，更具體地說是指具有制冷液的LED發(fā)光單元及由其構成的LED燈，特別適合體積較大的大功率LED燈具產(chǎn)品。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，LED燈已經(jīng)在照明行業(yè)得到廣泛的應用，已被制成各種各樣的產(chǎn)品應用于市場，然而LED燈的發(fā)熱直接影響到LED燈的壽命，現(xiàn)有的LED燈通常采用加大散熱結構的方式來實現(xiàn)更好的散熱效果，以此保證LED燈的溫度不會太高，并能保證LED產(chǎn)品的壽命。然而現(xiàn)有的廠商，在其LED燈產(chǎn)品的性能測試過程中，產(chǎn)品處于一種較為理想的狀態(tài)， LED燈在實際應用時的工作環(huán)境是各不相同的，包括LED燈產(chǎn)品的工作模式(比如是連續(xù)使用，還是臨時使用一二個小時)，都會對LED燈造成不同的影響，不同的使用環(huán)境，直接決定了 LED燈產(chǎn)品的壽命。為了更安全的散熱保障，生產(chǎn)商的大多數(shù)做法是采用過大的散熱結構，比如加大散熱片的數(shù)量，深度、長度、寬度等等，但由此造成了 LED燈的體積過大，由于物料成本過高，散熱結構增大，進一步增大了 LED燈的生產(chǎn)成本，不利于LED燈的產(chǎn)業(yè)應用。由于傳統(tǒng)的LED散熱原理大多數(shù)是利用金屬的散熱器或散熱片與空氣的接觸進行散熱，此時外界的氣溫直接影響至散熱結構的有效散熱量，當散熱器本體溫度上升至較高時，其與空氣的熱交量，與它們之間的溫度差有直接的關系。但由于使用環(huán)境的氣溫有較大的差別，散熱器在不同氣溫下的有效散熱量是不一樣的，而且存在較大的差別。而現(xiàn)有的生產(chǎn)廠商在競爭激烈的環(huán)境下，當設計大功率的LED燈具時，追求較低的生產(chǎn)成本和較低的出廠價，其設計過程中又會盡量考慮散熱結構的較高散熱能力(即氣溫較低時的散熱能力)，此種設計思路設計出來的大功率LED燈具，當環(huán)境溫度變化較大時，其實際的散熱能力與設計時的散熱能力相差甚遠；并且當LED燈具長期使用時，散熱器周邊的空氣溫度也呈梯度變化，離散熱器越近的空氣溫度越高，散熱器的散熱效果進一步下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術的缺陷，而提供一種具有制冷液的LED發(fā)光單元及由其構成的LED燈，每個LED發(fā)光單元均配有一內(nèi)置冰晶制冷液的散熱體，充分利用冰晶制冷液的吸熱功能，達到一定時間內(nèi)的快速散熱效果。LED燈則采用了二個LED發(fā)光單元，利用控制器的溫度檢測功能，自動切換不同的LED發(fā)光單元，從而保證在不同的使用環(huán)境下，LED燈的內(nèi)部溫度始終處于安全區(qū)域，有利于保證LED燈的健康運行，保證LED燈的長壽命。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案具有制冷液的LED發(fā)光單元，包括LED燈珠，及用于固定LED燈珠的基板，還包括與基板固定聯(lián)接的散熱板，所述的散熱板后端還固定聯(lián)接有散熱體，所述的散熱體設有中空腔，所述散熱體的后端還固定聯(lián)接有端蓋；所述的中空腔內(nèi)設有冰晶制冷液。其進一步技術方案為所述散熱體的外周設有散熱翅片；所述的散熱板與散熱體為一體式結構，或與基板為一體式結構。其進一步技術方案為所述的散熱體與散熱板、端蓋的聯(lián)接處均設有密封結構。其進一步技術方案為所述的散熱體與散熱板、端蓋的聯(lián)接均為螺紋聯(lián)接。其進一步技術方案為所述散熱板的上端面設有與中空腔相聯(lián)通的沉孔腔。其進一步技術方案為所述沉孔腔底面至散熱板前端面的厚度為I 5mm，所述的沉孔腔包括內(nèi)腔和腔口，所述內(nèi)腔的形狀與LED燈珠的分布形狀相同，所述腔口的形狀與中空腔形狀相同；所述的基板為鋁基板，所述的散熱體為筒形鋁材。由具有制冷液的LED發(fā)光單元構成的LED燈，包括燈體和設于燈體前端的燈罩，所述燈體的后端固定聯(lián)接有前述的具有制冷液的LED發(fā)光單元，包括第一 LED發(fā)光單元和第二 LED發(fā)光單元。其進一步技術方案為還包括控制電路，所述的控制電路包括電源電路、與電源電路連接的控制器、與控制器連接的繼電器電路，及與繼電器電路連接的第一驅動電路和第二驅動電路，所述的第一驅動電路與第一 LED發(fā)光單元的LED燈珠連接，所述的第二驅動電路與第二 LED發(fā)光單元的LED燈珠連接。其進一步技術方案為還包括與控制器連接的第一溫度傳感器、第二溫度傳感器， 分別設于第一 LED發(fā)光單元、第二 LED發(fā)光單元的基板上。其進一步技術方案為還包括與控制器聯(lián)接的指示燈和蜂鳴器；所述的控制器設有計時電路和溫度上限報警電路。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果是本發(fā)明LED發(fā)光單元充分利用冰晶制冷液在液化時的恒溫吸熱功能，實現(xiàn)LED發(fā)光單元的恒溫散熱，有效地阻止LED燈珠的溫度進一步上升，保證LED燈珠的溫度處于安全區(qū)域，有利于保證LED燈的健康運行，保證LED燈的長壽命。本發(fā)明LED燈設有二個LED發(fā)光單元，通過溫度傳感器檢測每一個LED發(fā)光單元的基板溫度，當檢測到的溫度高于設定溫度時，能通過繼電器將電源切換至另外一個LED 發(fā)光單元，通過二個LED發(fā)光單元的輪流工作，實現(xiàn)LED燈的長時間工作，有利保證LED燈在不同工作環(huán)境下，其工作溫度能始終低于設定溫度，有利提高LED燈的使用壽命。本發(fā)明具有制冷液的LED發(fā)光單元及由其構成的LED燈特別適合用于大功率的工礦燈等等之類的 LED燈產(chǎn)品。下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。


圖I是本發(fā)明具有制冷液的LED發(fā)光單元具體實施例的剖面示意圖；圖2為圖I所示實施例中的散熱體的截面示意圖；圖3是本發(fā)明由具有制冷液的LED發(fā)光單元構成的LED燈具體實施例的剖面示意圖；圖4是本發(fā)明由具有制冷液的LED發(fā)光單元構成的LED燈具體實施例的電路方框圖。附圖標記說明I LED燈珠2 基板3 散熱板31 沉孔腔
311內(nèi)腔312腔口
4散熱體40冰晶制冷液
41中空腔42散熱翅片
5端蓋7控制電路
71電源電路72 控制器
73繼電器電路741 第一驅動電路
742第二驅動電路751 第一溫度傳感器
752第二溫度傳感器76 指示燈
77蜂鳴器8 燈罩
9燈體91
SI第一 LED發(fā)光單兀S2 第二 LED發(fā)光單元
具體實施例方式為了更充分理解本發(fā)明的技術內(nèi)容，下面結合具體實施例和說明書附圖(附圖僅通過示意圖表示本發(fā)明的結構，其形狀、大小、比例與實際應用時是有所不同的)對本發(fā)明的技術方案進一步介紹和說明，但不局限于此。如圖I所示，本發(fā)明具有制冷液的LED發(fā)光單元，包括LED燈珠I (單個或多個)， 及用于固定LED燈珠I的基板2，還包括與基板2固定聯(lián)接的散熱板3，散熱板3后端還固定聯(lián)接有散熱體4，散熱體4設有中空腔41，散熱體4的后端還固定聯(lián)接有端蓋5 ;中空腔41 內(nèi)設有冰晶制冷液40。散熱體4的外周設有若干個散熱翅片42。散熱體4與散熱板3、端蓋5的聯(lián)接處均設有密封結構，本實施例中采用的是密封圈結構。散熱體4與散熱板3、端蓋5的聯(lián)接均為螺紋聯(lián)接。散熱板3的上端面設有與中空腔41相聯(lián)通的沉孔腔31。其中， 沉孔腔31底面至散熱板3前端面(即與基板接觸的表面)的厚度為I 5mm。為增加冰晶制冷液的容積量，沉孔腔31采用內(nèi)大外小的結構，即包括內(nèi)腔311和腔口 312，內(nèi)腔311 的形狀與LED燈珠I (多個LED燈珠呈圓形或方形矩陣排列時)的分布形狀相同，腔口 312 的形狀與中空腔41形狀相同；基板2優(yōu)選鋁基板，散熱板3優(yōu)選鋁材，散熱體4優(yōu)選筒形鋁材。其中的冰晶制冷液是由多種物質(zhì)制成的，比如冰晶液可以采用如下的重量比的成份制成六水氯化鈣60份，八水過氧化鍶2份，纖維素(或黏土)10份，乙二醇適量，水60 份，也可以采用如下的重量比的成份制成無水硫酸鈉100份，水150份，甘油I份，硼砂I 份，也可以采用其它的方式進行。可以依照不同物質(zhì)的比例成份配置成不同熔點溫度的冰晶制冷液；冰晶制冷液可以在常溫下，呈凝固或半凝固狀態(tài)，當有熱源時，其溫度會上升達到熔點后開始液化，在未完全被液化之前，冰晶制冷液的溫度保持不變，直至完全被液化。 在這個液化過程中，可以充分地吸收LED燈珠發(fā)出來的熱量。這與利用金屬片表面進行散熱的效果是與眾不同的。通?？梢詫⒈е埔旱娜埸c調(diào)至略高于室溫(比如35度至40 度)，使得不工作的LED發(fā)光單元，由于不發(fā)熱，其內(nèi)部的冰晶制冷液在室溫環(huán)境下釋放熱量之后，逐步凝固，這是一個主動的散熱方式，為下一輪的循環(huán)工作儲備充足的吸熱能力； 而另外一個LED發(fā)光單元處于工作狀態(tài)，利用其液化過程需要熱量的特點，吸收LED燈珠產(chǎn)生的大量熱量。
特別地說明一點每個LED發(fā)光單元所需要采用的冰晶制冷液的用量與LED燈珠的功率、散熱體的具體結構有關，散熱體的形狀優(yōu)選采用圓筒形的散熱筒，其直徑與高度的比例優(yōu)選在I : I至I : I. 5之間，中空腔的直徑與散熱筒的筒體直徑的比例優(yōu)選I : 1.25 至I : I. 3之間，散熱翅片的徑向長度與中空腔的直徑的比例優(yōu)選為I : 0.8至I : 1.5 之間。冰晶制冷液的熔點優(yōu)選高于使用環(huán)境的最高溫度I至2度，比如使用環(huán)境的最高氣溫為40度，冰晶制冷液的熔點為41至42度。如圖3、圖4所示，本發(fā)明由具有制冷液的LED發(fā)光單元構成的LED燈，包括燈體9 和設于燈體9前端的燈罩8，燈體9的后端固定聯(lián)接有前述的具有制冷液的LED發(fā)光單元， 包括第一 LED發(fā)光單元SI和第二 LED發(fā)光單元S2。還包括控制電路7，控制電路7包括電源電路71、與電源電路71連接的控制器72、與控制器72連接的繼電器電路73，及與繼電器電路73連接的第一驅動電路741和第二驅動電路742，第一驅動電路741與第一 LED發(fā)光單元SI的LED燈珠電性連接，第二驅動電路742與第二 LED發(fā)光單元S2的LED燈珠電性連接。還包括與控制器72連接的第一溫度傳感器751、第二溫度傳感器752，分別設于第一 LED發(fā)光單元SI、第二 LED發(fā)光單元S2的基板上。還包括與控制器聯(lián)接的指示燈76和蜂鳴器77。燈體9內(nèi)設有聚光反光部91。進一步的創(chuàng)新，控制器72可以設有計時電路(即當某一 LED發(fā)光單元的基板溫度未超出設定溫度，但其工作時間超過設定時間時，也可以通過繼電器切換至另外一 LED發(fā)光單元進行照明工作)和溫度上限報警電路(即當某一 LED發(fā)光單元的基板溫度超出設定好的最高溫度時，發(fā)出報警聲或通過指示燈報警，提醒用戶排除故障，比如繼電器不工作， 導致某一個LED發(fā)光單元長期工作。上述實施例中，采用二個驅動電路分別為二個LEC發(fā)光單元供電，繼電器工作時采用即時接通、延時斷開的觸點，使得二組LED燈珠在切換時可以保持同時通電狀態(tài)，從而不會出現(xiàn)光線很暗或不亮的狀態(tài)。于其它實施例中，本發(fā)明具有制冷液的LED發(fā)光單元及由其構成的LED燈的燈體內(nèi)還可以設有聚光透鏡。于其它實施例中，散熱板與散熱體為一體式結構，或與基板為一體式結構。綜上所述，本發(fā)明LED發(fā)光單元充分利用冰晶制冷液在液化時的恒溫吸熱功能， 實現(xiàn)LED發(fā)光單元的恒溫散熱，有效地阻止LED燈珠的溫度進一步上升，保證LED燈珠的溫度處于安全區(qū)域，有利于保證LED燈的健康運行，保證LED燈的長壽命。本發(fā)明LED燈設有二個LED發(fā)光單元，通過溫度傳感器檢測每一個LED發(fā)光單元的基板溫度，當檢測到的溫度高于設定溫度時，能通過繼電器將電源切換至另外一個LED發(fā)光單元，通過二個LED發(fā)光單元的輪流工作，實現(xiàn)LED燈的長時間工作，有利保證LED燈在不同工作環(huán)境下，其工作溫度能始終低于設定溫度，有利提高LED燈的使用壽命。本發(fā)明具有制冷液的LED發(fā)光單元及由其構成的LED燈特別適合用于大功率的工礦燈等等之類的LED燈產(chǎn)品。本發(fā)明具有制冷液的LED發(fā)光單元及由其構成的LED燈特別適合用于大功率的工礦燈等等之類的LED燈產(chǎn)品。以上所述僅以實施例來進一步說明本發(fā)明的技術內(nèi)容，以便于讀者更容易理解， 但不代表本發(fā)明的實施方式僅限于此，任何依本發(fā)明所做的技術延伸或再創(chuàng)造，均受本發(fā)明的保護。本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準。
權利要求
1.具有制冷液的LED發(fā)光單元，包括LED燈珠，及用于固定LED燈珠的基板，其特征在于還包括與基板固定聯(lián)接的散熱板，所述的散熱板后端還固定聯(lián)接有散熱體，所述的散熱體設有中空腔，所述散熱體的后端還固定聯(lián)接有端蓋；所述的中空腔內(nèi)設有冰晶制冷液。
2.根據(jù)權利要求I所述的具有制冷液的LED發(fā)光單元，其特征在于所述散熱體的外周設有散熱翅片；所述的散熱板與散熱體為一體式結構，或與基板為一體式結構。
3.根據(jù)權利要求I所述的具有制冷液的LED發(fā)光單元，其特征在于所述的散熱體與散熱板、端蓋的聯(lián)接處均設有密封結構。
4.根據(jù)權利要求I所述的具有制冷液的LED發(fā)光單元，其特征在于所述的散熱體與散熱板、端蓋的聯(lián)接均為螺紋聯(lián)接。
5.根據(jù)權利要求I所述的具有制冷液的LED發(fā)光單元，其特征在于所述散熱板的上端面設有與中空腔相聯(lián)通的沉孔腔。
6.根據(jù)權利要求5所述的具有制冷液的LED發(fā)光單元，其特征在于所述沉孔腔底面至散熱板前端面的厚度為I 5mm，所述的沉孔腔包括內(nèi)腔和腔口，所述內(nèi)腔的形狀與LED燈珠的分布形狀相同，所述腔口的形狀與中空腔形狀相同；所述的基板為鋁基板，所述的散熱體為筒形招材。
7.由具有制冷液的LED發(fā)光單元構成的LED燈，包括燈體和設于燈體前端的燈罩，其特征在于所述燈體的后端固定聯(lián)接有二個權利要求I至6任一項所述的具有制冷液的LED 發(fā)光單元，包括第一 LED發(fā)光單元和第二 LED發(fā)光單元。
8.根據(jù)權利要求7所述的由具有制冷液的LED發(fā)光單元構成的LED燈，其特征在于還包括控制電路，所述的控制電路包括電源電路、與電源電路連接的控制器、與控制器連接的繼電器電路，及與繼電器電路連接的第一驅動電路和第二驅動電路，所述的第一驅動電路與第一 LED發(fā)光單元的LED燈珠連接，所述的第二驅動電路與第二 LED發(fā)光單元的LED燈珠連接。
9.根據(jù)權利要求7所述的由具有制冷液的LED發(fā)光單元構成的LED燈，其特征在于還包括與控制器連接的第一溫度傳感器、第二溫度傳感器，分別設于第一 LED發(fā)光單兀、第二 LED發(fā)光單元的基板上。
10.根據(jù)權利要求7所述的由具有制冷液的LED發(fā)光單元構成的LED燈，其特征在于還包括與控制器聯(lián)接的指示燈和蜂鳴器；所述的控制器設有計時電路和溫度上限報警電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了具有制冷液的LED發(fā)光單元及由其構成的LED燈；具有制冷液的LED發(fā)光單元包括LED燈珠，及用于固定LED燈珠的基板，還包括與基板固定聯(lián)接的散熱板，散熱板后端還固定聯(lián)接有散熱體，散熱體設有中空腔，散熱體的后端還固定聯(lián)接有端蓋；中空腔內(nèi)設有冰晶制冷液。本發(fā)明充分利用冰晶制冷液在液化時的恒溫吸熱功能，實現(xiàn)LED發(fā)光單元的恒溫散熱，有效地阻止LED燈珠的溫度進一步上升，保證LED燈珠的溫度處于安全區(qū)域，有利于保證LED燈的健康運行，保證LED燈的長壽命。本發(fā)明LED燈通過二個LED發(fā)光單元的輪流工作，實現(xiàn)LED燈的長時間工作，有利保證LED燈在不同工作環(huán)境下，其工作溫度能始終低于設定溫度，有利提高LED燈的使用壽命。
文檔編號H05B37/02GK102588798SQ20121006377
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月12日 優(yōu)先權日2012年3月12日
發(fā)明者周文乾 申請人:周文乾