專利名稱：Led投光燈對流散熱的設(shè)計與優(yōu)化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
隨著科技的創(chuàng)新與進步，人類對綠色環(huán)保的認(rèn)知度愈加強烈，可持續(xù)發(fā)展成為全社會的永恒主題。與人們生活密切相關(guān)的綠色照明一發(fā)光二極管(light emitting diode, LED)，因其節(jié)能、環(huán)保等諸多優(yōu)點，被認(rèn)為是最有可能替代白熾燈的第四代照明光源，受到廣泛矚目。但散熱問題被認(rèn)為是LED照明產(chǎn)業(yè)中的一大技術(shù)難題，是LED燈光衰的根源，散熱成本也占了 LED燈自身成本的相當(dāng)部分，散熱成了 LED投光燈普及與發(fā)展道路上的攔路虎。迄今為止，國內(nèi)外對LED投光燈的散熱設(shè)計問題已進行了大量研究，提出了多種優(yōu)化與強化方法。本發(fā)明——LED投光燈對流散熱的設(shè)計與優(yōu)化系統(tǒng)，基于自然對流散熱原理，遵從最大散熱量以及優(yōu)化設(shè)計的理念，設(shè)計出LED投光燈芯片組的最佳安放矩陣——中心嵌套對稱式排布和LED投光燈散熱片的最佳設(shè)計結(jié)構(gòu)——正六邊形集簇式散熱片，添加對流罩， 利用煙 效應(yīng)強化提高散熱熱量。采用自然對流散熱，無機械運動，可靠性高，成本低，在經(jīng)久耐用的質(zhì)量要求上又實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的理念，可以廣泛應(yīng)用于公共休閑場所晚間照明， 也可以作為公路交通方面的探照燈使用。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)LED投光燈在工作過程中產(chǎn)生熱量，這些熱量如果不能迅速耗散而積聚起來，導(dǎo)致LED的溫度過高，必然會引起其電、光、色性能等發(fā)生變化，嚴(yán)重影響LED的工作性能。如何在達到高亮度的基礎(chǔ)上，對LED投光燈對流散熱系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)最大散熱量成為LED投光燈技術(shù)研究的一個重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，在達到高亮度的基礎(chǔ)上，對LED投光燈對流散熱系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)最大散熱量，可靠性高，成本低，節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是LED投光燈發(fā)光板(2)(主芯片組為經(jīng)過熱設(shè)計優(yōu)化排布的中心嵌套對稱式LED矩陣)，正六邊形集簇式散熱片(3)、對流罩(4)。LED投光燈發(fā)光板⑵是一個長為8cm，寬為6cm，厚度約為Icm的PCB板，上面布設(shè)14顆經(jīng)過熱設(shè)計優(yōu)化后的單顆功率約為IW的LED芯片。這種中心嵌套對稱式的排布方式，可以在保證足夠亮度的前提下，最大限度的減弱熱源耦合，從而保證熱量的最大發(fā)散， 為對流散熱系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計奠定基礎(chǔ)。正六邊形集簇式散熱片(3)，設(shè)計成上下貫通的結(jié)構(gòu)，避免空氣彎曲流動，渦流出現(xiàn)。增大空氣在散熱片中的流通面積，既不會減小空氣流量，又能降低流速。將LED投光燈發(fā)光板(2)主芯片的中心嵌套對稱式LED矩陣集中在散熱片中心導(dǎo)熱柱截面上，不僅發(fā)熱源(LED主芯片組)離散熱肋片根的距離近，導(dǎo)熱柱內(nèi)導(dǎo)熱熱阻小，而且LED芯片集中，所占的截面積小，即空氣的有效流通面積大，因而有利于減小流動阻力。對流罩(4)采用透明材料制成，可以作為燈罩使用。對流罩內(nèi)的LED投光燈發(fā)光板(2)主芯片向上放置，另外設(shè)置有反射鏡。從LED主芯片發(fā)出的朝上的光線，經(jīng)反射鏡反射成平射光，如果反射鏡的反射角可調(diào)，就可調(diào)節(jié)光線的平射角。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖；圖2是LED投光燈發(fā)光板結(jié)構(gòu)圖；圖3是正六邊形集簇式散熱片原理圖；圖4是對流罩的結(jié)構(gòu)組圖；下面結(jié)合實例和附圖對本發(fā)明一LED投光燈對流散熱的設(shè)計與優(yōu)化系統(tǒng)作詳細(xì)說明。如圖I所示，將220V交流電接入電源導(dǎo)線，供給LED投光燈發(fā)光板(2)，使LED投光燈達到高亮度照明。所產(chǎn)生的熱量經(jīng)過導(dǎo)熱柱傳送到正六邊形集簇式散熱片(3)，實現(xiàn)最大散熱。LED芯片發(fā)出的朝上的光線，經(jīng)設(shè)置在對流罩(4)中的反射鏡反射成平射光，如果反射鏡的反射角可調(diào)，就可調(diào)節(jié)光線的平射角，實現(xiàn)不同方位的照明。如圖2所示，是一個長為8cm，寬為6cm，厚度約為Icm的PCB板，上面布設(shè)14顆經(jīng)過熱設(shè)計優(yōu)化后的單顆功率約為IW的LED主芯片組發(fā)光板。如圖3所示，是設(shè)計成上下貫通結(jié)構(gòu)，中部有導(dǎo)熱柱，可以在其截面排布LED主芯片組的正六邊形集簇式散熱片。如圖4所示，是采用透明材料制成，作為燈罩使用，內(nèi)置有反射鏡，可以將從LED主芯片發(fā)出的朝上的光線，經(jīng)反射鏡反射成平射光，如果反射鏡的反射角可調(diào)，就可調(diào)節(jié)光線的平射角，實現(xiàn)不同方位的照明的對流罩。
權(quán)利要求
1.LED投光燈對流散熱的設(shè)計與優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于還設(shè)置有LED投光燈發(fā)光板(2)，主芯片組為經(jīng)過熱設(shè)計優(yōu)化排布的中心嵌套對稱式LED矩陣；正六邊形集簇式散熱片(3);對流罩(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED投光燈對流散熱的設(shè)計與優(yōu)化系統(tǒng)，其特征還在于，所述的LED投光燈發(fā)光板(2)是一個長為8cm，寬為6cm，厚度約為Icm的PCB板，上面布設(shè)14 顆經(jīng)過熱設(shè)計優(yōu)化后的單顆功率約為IW的LED芯片；這種中心嵌套對稱式的排布方式，可以在保證足夠亮度的前提下，最大限度的減弱熱源耦合，從而保證熱量的最大發(fā)散，為對流散熱系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計奠定基礎(chǔ)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED投光燈對流散熱的設(shè)計與優(yōu)化系統(tǒng)，其特征還在于，所述的正六邊形集簇式散熱片(3)，設(shè)計成上下貫通的結(jié)構(gòu)，避免空氣彎曲流動，渦流出現(xiàn)；增大空氣在散熱片中的流通面積，既不會減小空氣流量，又能降低流速；將LED投光燈發(fā)光板(2)主芯片的中心嵌套對稱式LED矩陣集中在散熱片中心導(dǎo)熱柱截面上，不僅發(fā)熱源(LED 主芯片組)離散熱肋片根的距離近，導(dǎo)熱柱內(nèi)導(dǎo)熱熱阻小，而且LED芯片集中，所占的截面積小，即空氣的有效流通面積大，因而有利于減小流動阻力。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED投光燈對流散熱的設(shè)計與優(yōu)化系統(tǒng)，其特征還在于，所述的對流罩(4)采用透明材料制成，可以作為燈罩使用；對流罩內(nèi)的LED投光燈發(fā)光板(2) 主芯片向上放置，另外設(shè)置有反射鏡；從LED主芯片發(fā)出的朝上的光線，經(jīng)反射鏡反射成平射光，如果反射鏡的反射角可調(diào)，就可調(diào)節(jié)光線的平射角。
全文摘要
本發(fā)明是一種LED投光燈對流散熱的設(shè)計與優(yōu)化系統(tǒng)，包括有LED投光燈發(fā)光板(2)，主芯片組為經(jīng)過熱設(shè)計優(yōu)化排布的中心嵌套對稱式LED矩陣；正六邊形集簇式散熱片(3)；對流罩(4)；基于自然對流散熱原理，遵從最大散熱量以及優(yōu)化設(shè)計的理念，設(shè)計出LED投光燈芯片組的最佳安放矩陣——中心嵌套對稱式排布和LED投光燈散熱片的最佳設(shè)計結(jié)構(gòu)——正六邊形集簇式散熱片，添加對流罩，利用煙囪效應(yīng)強化提高散熱熱量；采用自然對流散熱，無機械運動，可靠性高，成本低，在經(jīng)久耐用的質(zhì)量要求上又實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的理念，可以廣泛應(yīng)用于公共休閑場所晚間照明，也可以作為公路交通方面的探照燈使用。
文檔編號F21Y101/02GK102588923SQ20121005245
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者張獻, 李勁松, 李陽, 楊慶新, 金亮 申請人:天津工業(yè)大學(xué)