具有散熱功能的led燈具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有散熱功能的LED燈具，包括具有內(nèi)部空間的燈殼以及設于內(nèi)部空間的燈板和電源，燈板包括安裝面和導熱面，安裝面和導熱面相對應設置，安裝面上具有若干間隔設置的LED光源，燈板貫穿內(nèi)部空間形成沿導熱面布設的氣流通道，導熱面上涂覆有用于輻射LED光源產(chǎn)生的熱量的輻射散熱膜，燈板上還設置用于產(chǎn)生沿氣流通道流通的離子風以冷卻LED光源產(chǎn)生的熱量的離子風散熱裝置。因此，本實用新型的LED燈具采用傳導、輻射、對流三管齊下方式，達到了高效傳熱散熱的效果，且輻射散熱膜環(huán)保、高效，成本較低，并且能大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，離子風散熱裝置體積小、重量輕、迅速控制熱流和溫度、節(jié)能靜音。
【專利說明】具有散熱功能的LED燈具
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及照明領域，更具體地說，涉及一種具有散熱功能的LED燈具。
【背景技術(shù)】
[0002]LED被稱為第四代照明光源和綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等特點，可以廣泛應用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領域。近年來，世界上一些經(jīng)濟發(fā)達國家圍繞LED的研制展開了激烈的技術(shù)競賽，其中LED散熱一直是一個亟待解決的問題。LED發(fā)熱的原因是因為所加入的電能并沒有全部轉(zhuǎn)化為光能，而是一部分轉(zhuǎn)化成為熱能。LED的電光轉(zhuǎn)換效率大約只有20~30%左右。也就是說大約70%的電能都變成了熱能。
[0003]由于市場上產(chǎn)品的發(fā)展趨勢是越來越薄、越來越輕因此大多數(shù)的緊湊型燈具的設計是將驅(qū)動電源內(nèi)置，這種內(nèi)置電源的優(yōu)點是可以讓產(chǎn)品看起來更佳地緊湊，防護性也更佳。但是這種的結(jié)構(gòu)設計也必然把電源的熱量也就加入到殼體內(nèi)，假設電源的效率為88%，所以就有12%的熱量也要散去，假設LED本身的發(fā)光效率為30%，也就是有70%的電功率變成熱量，相當于LED燈具一共有82%的電功率轉(zhuǎn)變成熱量，這無疑增加了產(chǎn)品的熱量。使得LED燈具的散熱又增加的一份困難，這使得燈具的LED光效與使用壽命也更加縮短。然而把電源放倒管子里面，電源本身就要承受由LED產(chǎn)生的較高的環(huán)境溫度，這就大大降低了電源里電解電容的壽命，從而降低了整個燈具的整體壽命。
[0004]目前市面上的LED燈具常見采用的散熱方式有自然對流散熱方式、風扇強制散熱 坐寸ο
[0005]自然對流散熱是透過散熱器(例如:散熱鰭片、燈具燈殼、系統(tǒng)電路板…等)和空氣進行直接接觸，散熱器周邊的空氣因吸收熱量成為熱空氣，接著熱空氣上升，冷空氣下降，自然就會帶動空氣產(chǎn)生對流，達到散熱的效果。隨著高功率燈具產(chǎn)品的推出，使用自然對流散熱需有較大的散熱表面積，需提供較大的散熱面積，強化對流散熱的效果。散熱鰭片的使用雖增加散熱效果，但也增加了燈具的整體重量和成本，更增添了燈具安全懸掛的風險，此外，LED燈具常面臨落塵堆積等問題，一旦經(jīng)過長時間的使用，過多的臟污、灰塵累積于散熱鰭片，將弱化散熱能力。
[0006]風扇強制散熱就是藉由風扇產(chǎn)生空氣對流，將熱空氣導出燈具本體外來進行散熱，使用風扇強制散熱可以非常有效的將熱排出。但是風扇有如下方面的缺點:首先會更費電，LED照明講的就是節(jié)能，雖然有的小風扇的只有好幾W，但長時間和燈一起耗，無端增加了能耗。其次風扇的壽命遠比不上LED壽命，如果光靠風扇散熱，風扇一出問題，這個燈就會馬上面臨嚴重的光衰和死燈現(xiàn)象。再次是噪音，采用風扇的燈具一開就有不小的噪聲，而且燈具的使用環(huán)境大多不是很好，灰塵一多噪音就更大，同時灰塵帶來阻力增加功耗的同時也讓風扇短命。
[0007]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進。實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述散熱效率低、負作用的大缺陷，提供一種具有散熱功能的LED燈具。
[0009]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種具有散熱功能的LED燈具，包括具有內(nèi)部空間的燈殼以及設于所述內(nèi)部空間的燈板和電源，所述燈板包括安裝面和導熱面，所述安裝面和導熱面相對應設置，所述安裝面上具有若干間隔設置的LED光源，所述燈板貫穿所述內(nèi)部空間形成沿所述導熱面布設的氣流通道，所述導熱面上涂覆有用于輻射所述LED光源產(chǎn)生的熱量的輻射散熱膜，所述燈板上還設置有用于產(chǎn)生沿所述氣流通道流通的離子風以冷卻所述LED光源產(chǎn)生的熱量的離子風散熱裝置。
[0010]本實用新型所述的具有散熱功能的LED燈具，其中，所述離子風散熱裝置包括設置在所述燈板上的用于將市電轉(zhuǎn)換為高壓的離子風產(chǎn)生電路以及連接至所述離子風產(chǎn)生電路的用于接收所述高壓的若干對放電電極，每對放電電極均包括用于在所述高壓的驅(qū)動下電離空氣產(chǎn)生正電離子的正電極和用于在所述高壓的驅(qū)動下電離空氣產(chǎn)生負電離子的負電極，所有的所述正電極和負電極分別分離設置在靠近所述氣流通道的兩通氣口的位置以使所述正電離子和負電離子相互吸引并帶動空氣形成沿所述氣流通道流通的穩(wěn)定氣流。
[0011]本實用新型所述的具有散熱功能的LED燈具，其中，所述放電電極由金屬材料制成，且所述放電電極為電極針或者具有尖端的電極片。
[0012]本實用新型所述的具有散熱功能的LED燈具，其中，所述放電電極形成等間距的排列，且相鄰的兩個正電極和相鄰的兩個負電極之間的距離均為5mm?20mm。
[0013]本實用新型所述的具有散熱功能的LED燈具，其中，每個所述放電電極包括固定地插設在所述燈板上的固定部及延伸出所述導熱面的延伸部。
[0014]本實用新型所述的具有散熱功能的LED燈具，其中，所述延伸部的長度為20mm?80mm，所述延伸部靠近所述燈板區(qū)域部分地包裹有用于防止高壓對所述燈板上的元器件擊穿的絕緣材料。
[0015]本實用新型所述的具有散熱功能的LED燈具，其中，所述輻射散熱膜由石墨烯制成。
[0016]本實用新型所述的具有散熱功能的LED燈具，其中，所述輻射散熱膜的厚度為
0.3nm ?2nm。
[0017]本實用新型所述的具有散熱功能的LED燈具，其中，所述燈殼包括條形的主板和沿所述主板的兩側(cè)邊緣折彎延伸的兩個側(cè)板，所述主板、兩個所述側(cè)板以及燈板共同圍合形成所述氣流通道。
[0018]實施本實用新型的具有散熱功能的LED燈具，具有以下有益效果:本實用新型的具有散熱功能的LED燈具在將LED光源產(chǎn)生的熱量通過燈板傳導到導熱面的一側(cè)，導熱面上涂覆輻射散熱膜，可以通過輻射方式散發(fā)該熱量，同時，在導熱面上設置離子風散熱裝置，產(chǎn)生沿氣流通道流通的離子風，離子風實現(xiàn)對流傳熱，因此，本實用新型的LED燈具采用傳導、輻射、對流三管齊下方式，達到了高效傳熱散熱的效果，且輻射散熱膜環(huán)保、高效，成本較低，并且能大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，離子風散熱裝置體積小、重量輕、迅速控制熱流和溫度、節(jié)能靜音?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0019]下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0020]圖1是本實用新型具有散熱功能的LED燈具的較佳實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是圖1中的主視圖；
[0022]圖3是放電電極分布示意圖；
[0023]圖4是放電電極固定示意圖。
【具體實施方式】
[0024]本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中LED燈存在的散熱效率低、負作用的大缺陷，提供一種具有散熱功能的LED燈具，將LED光源產(chǎn)生的熱量通過燈板傳導到導熱面的一側(cè)，導熱面上涂覆輻射散熱膜，可以通過輻射方式散發(fā)該熱量，同時，在導熱面上設置離子風散熱裝置，產(chǎn)生沿氣流通道6流通的離子風，離子風實現(xiàn)對流傳熱，因此，本實用新型的LED燈具采用傳導、輻射、對流三管齊下方式，達到了高效傳熱散熱的效果，且輻射散熱膜環(huán)保、高效，成本較低，并且能大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，離子風散熱裝置體積小、重量輕、迅速控制熱流和溫度、節(jié)能靜音。
[0025]為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0026]圖1是本實用新型具有散熱功能的LED燈具的較佳實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中的主視圖。
[0027]具有散熱功能的LED燈具，包括具有內(nèi)部空間的燈殼I以及設于所述內(nèi)部空間的燈板2和電源3，所述燈板2包括安裝面21和導熱面22，所述安裝面21和導熱面22相對應設置，所述安裝面21上具有若干間隔設置的LED光源4，所述燈板2貫穿所述內(nèi)部空間形成沿所述導熱面22布設的氣流通道6，所述導熱面22上涂覆有用于輻射所述LED光源4產(chǎn)生的熱量的輻射散熱膜，所述燈板2上還設置用于產(chǎn)生沿所述氣流通道6流通的離子風以冷卻所述LED光源4產(chǎn)生的熱量的離子風散熱裝置。
[0028]所述離子風散熱裝置包括設置在所述燈板2上的用于將市電轉(zhuǎn)換為高壓的離子風產(chǎn)生電路以及連接至所述離子風產(chǎn)生電路的用于接收所述高壓的若干對放電電極5，每對放電電極5均包括用于在所述高壓的驅(qū)動下電離空氣產(chǎn)生正電離子的正電極53和用于在所述高壓的驅(qū)動下電離空氣產(chǎn)生負電離子的負電極54，所有的所述正電極53和負電極54分別分離設置在靠近所述氣流通道6的兩通氣口的位置以使所述正電離子和負電離子相互吸引并帶動空氣形成沿所述氣流通道6流通的穩(wěn)定氣流。
[0029]關于離子風產(chǎn)生電路具體電路， 申請人:之前已經(jīng)申請了相關專利，主要是將市電經(jīng)過升壓處理以輸出高壓，此處不再贅述。放電電極5在高壓驅(qū)動下會電離空氣產(chǎn)生電離子，包括正電離子和負電離子，基于正負電子中和的原理，由一對放電電極5的正電極53產(chǎn)生正電離子，飛向負電極54與負電離子“會合”時，便能推動空氣中的中性分子運動進而帶動空氣形成穩(wěn)定氣流，即離子風。
[0030]其實離子風是電暈放電過程中特有的現(xiàn)象，也稱為電暈風。在尖端電極附近，由于局部電場強度超過氣體的電離場強，使氣體發(fā)生電離和激勵，便會出現(xiàn)相對穩(wěn)定的電暈放電。在一定的電壓和技術(shù)條件下，電暈放電是可以通過電離子在兩個電極間的“對流”產(chǎn)生風能的。便能帶動空氣形成穩(wěn)定氣流，即“離子風”帶走熱量，在完全沒有活動部件的情況下實現(xiàn)了靜音散熱。只需一個離子風產(chǎn)生電路和電極就可達到迅速控制熱流和溫度的目的，所消耗的電功耗和傳熱量相比可忽略不計。不僅具備高效的散熱性能，還節(jié)能靜音。
[0031]與目前流行的風扇強制散熱相比，這種離子風散熱最大的特點在于沒有任何運動組件，而又具有與風扇相同的效果。從理論上說，這種離子風散熱器可以產(chǎn)生最高達2.4米/秒的風速，而普通的機械風扇最高只能產(chǎn)生0.7?1.7米/秒的風速。離子風散熱技術(shù)的散熱效果與現(xiàn)在的散熱技術(shù)相比可以提升不少。
[0032]離子風散熱器沒有任何機械結(jié)構(gòu)，可以保持零噪音運作，這也是機械風扇所無法比擬的。另外，離子風散熱器的體積比機械風扇小得多，通常只有后者的四、五分之一，非常容易安置，可讓燈具做得輕薄。符合時代的審美和節(jié)能環(huán)保需求。
[0033]其中，所述放電電極5由金屬材料制成，且所述放電電極5為電極針或者具有尖端的電極片。本實施例中優(yōu)選的具有尖端的電極片。參考圖4是放電電極固定示意圖，每個所述放電電極5包括固定地插設在所述燈板2上的固定部51及伸出導熱面22的延伸部52。
[0034]由于高壓可能對燈板2上的其他電學元器件產(chǎn)生影響，以及高壓對安全性能的影響，且由于放電集中在放電電極5的尖端，因此，所述延伸部52靠近所述燈板2區(qū)域部分地包裹有用于防止高壓對所述燈板2上的元器件擊穿的由絕緣材料制成的絕緣層。
[0035]考慮到離子風產(chǎn)生的氣流的流通,所述延伸部52的長度為20mm?80mm,放電尖端如果距離燈板2的導熱面22太遠，則不能及時有效的將靠近導熱面22的熱量驅(qū)除，尖端如果距離燈板2的導熱面22太近，則可能會影響燈板2上的其他元器件和電路。
[0036]進一步的，為了使氣流集中且均勻，所述放電電極5形成等間距的排列，且相鄰的兩個正電極53和相鄰的兩個負電極54之間的距離相等，參考圖3是放電電極分布示意圖。每對放電電極5中的正電極53均勻排列在導熱面22的靠近氣流通道6的一個通氣口的位置，負電極54均勻排列在導熱面22的靠近氣流通道6的另一個通氣口的位置，所有的正電極53和負電極分別沿垂于與氣流通道6的氣流流通路徑的方向上一字排開，且相鄰的兩個正電極53和相鄰的兩個負電極54之間的距離均為5mm?20mm。
[0037]其中,所述福射散熱膜由石墨烯制成。所述福射散熱膜的厚度為0.3nm?2nm。
[0038]石墨烯室溫下的電阻值卻只有銅Cu的2/3。石墨烯可耐受I億?2億A/cm2的電流密度，這是銅耐受量的100倍左右。載流子遷移速度很快，可達到光的1/300。傳熱率與金剛石相當，導熱系數(shù)可達5000W/m*K。再加上其薄片形狀，所以石墨烯是一種很好的散熱材料。
[0039]其中，關于輻射散熱膜的制成，采用氧化石墨還原法制備石墨烯:將石墨片分散在強氧化性混合酸中，例如濃硝酸和濃硫酸，然后加入高錳酸鉀或氯酸鉀強等氧化劑氧化得到氧化石墨烯(GO)水溶膠，涂覆在LED燈板背面與殼體內(nèi)、外表面上，再經(jīng)過超聲處理得到氧化石墨烯，最后通過還原得到石墨烯。石墨烯在熱界面材料中的應用及其超高等效熱導率和超低界面熱阻。具有極大輻射散熱的能力。
[0040]石墨烯制成的輻射散熱膜環(huán)保、高效，成本較低，并且能大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。雖然強氧化劑會嚴重破壞石墨烯的電子結(jié)構(gòu)以及晶體的完整性，影響電子性質(zhì)，因而在一定程度上限制了其在精密的微電子領域的應用，但是就本實用新型的LED燈具來說已經(jīng)足夠了。[0041]較佳實施例中，所述燈殼I呈直條型且橫截面呈U型，具體包括:所述燈殼I包括條形的主板11和沿所述主板11的相對距離更短的兩側(cè)邊緣折彎延伸的兩個側(cè)板12。本實施例中，兩個側(cè)板12與主板11垂直，所述燈板2呈直條型。由于電源3也會產(chǎn)生大量的熱量，因此將電源3設置在所述氣流通道6內(nèi)，且位于氣流流通路徑的中間位置，便于熱量的均勻有效擴散，
[0042]所述燈殼I的兩個側(cè)板12對稱開設有沿平行于所述主板11方向延伸的條形安裝槽，所述燈板2的相對距離更短的兩個邊部嵌入所述條形安裝槽內(nèi)，于是所述主板11、兩個所述側(cè)板12以及燈板2共同圍合形成所述氣流通道6。因此，燈殼I的內(nèi)部空間的位于燈板2導熱面22 —側(cè)的空間形成氣流通道6。由于燈殼I兩端是連通的，因此，如此形成的氣流通道6完全是直線型，便于氣流的流通，電源產(chǎn)生的熱量以及LED光源通過燈板2傳導過來的熱量得以有一個很大的空間擴散，且離子風在此氣流通道6內(nèi)實現(xiàn)無阻對流，加快了熱量的驅(qū)散速度。
[0043]當然本實用新型中燈殼I的形狀并不限于此，燈殼I橫截面還可以是拱形或者其他不規(guī)則形狀，只要氣流通道6的兩個出氣口之間能夠?qū)崿F(xiàn)氣流的直線流通即可。
[0044]綜上所述，本實用新型的具有散熱功能的LED燈具在將LED光源產(chǎn)生的熱量通過燈板傳導到導熱面的一側(cè)，導熱面上涂覆輻射散熱膜，可以通過輻射方式散發(fā)該熱量，同時，在導熱面上設置離子風散熱裝置，產(chǎn)生沿氣流通道流通的離子風，離子風實現(xiàn)對流傳熱，因此，本實用新型的LED燈具采用傳導、輻射、對流三管齊下方式，達到了高效傳熱散熱的效果，且輻射散熱膜環(huán)保、高效，成本較低，并且能大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，離子風散熱裝置體積小、重量輕、迅速控制熱流和溫度、節(jié)能靜音。
[0045]上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有散熱功能的LED燈具，包括具有內(nèi)部空間的燈殼(I)以及設于所述內(nèi)部空間的燈板(2 )和電源(3 )，所述燈板(2 )包括安裝面(21)和導熱面(22 )，所述安裝面(21)和導熱面(22)相對應設置，所述安裝面(21)上具有若干間隔設置的LED光源(4)，其特征在于，所述燈板(2)貫穿所述內(nèi)部空間形成沿所述導熱面(22)布設的氣流通道(6)，所述導熱面(22)上涂覆有用于輻射所述LED光源(4)產(chǎn)生的熱量的輻射散熱膜，所述燈板(2)上還設置有用于產(chǎn)生沿所述氣流通道(6)流通的離子風以冷卻所述LED光源(4)產(chǎn)生的熱量的離子風散熱裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有散熱功能的LED燈具，其特征在于，所述離子風散熱裝置包括設置在所述燈板(2)上的用于將市電轉(zhuǎn)換為高壓的離子風產(chǎn)生電路以及連接至所述離子風產(chǎn)生電路的用于接收所述高壓的若干對放電電極(5)，每對放電電極(5)均包括用于在所述高壓的驅(qū)動下電離空氣產(chǎn)生正電離子的正電極(53)和用于在所述高壓的驅(qū)動下電離空氣產(chǎn)生負電離子的負電極(54),所有的所述正電極(53)和負電極(54)分別分離設置在靠近所述氣流通道(6 )的兩通氣口的位置以使所述正電離子和負電離子相互吸引并帶動空氣形成沿所述氣流通道(6)流通的穩(wěn)定氣流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有散熱功能的LED燈具，其特征在于，所述放電電極(5)由金屬材料制成，且所述放電電極(5 )為電極針或者具有尖端的電極片。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有散熱功能的LED燈具，其特征在于，所述放電電極(5)形成等間距的排列，且相鄰的兩個正電極(53)和相鄰的兩個負電極(54)之間的距離均為5mm ?20mmo
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有散熱功能的LED燈具，其特征在于，每個所述放電電極(5)包括固定地插設在所述燈板(2)上的固定部(51)及延伸出所述導熱面(22)的延伸部(52)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有散熱功能的LED燈具，其特征在于，所述延伸部(52)的長度為20mm?80mm，所述延伸部(52)靠近所述燈板(2)區(qū)域部分地包裹有用于防止高壓對所述燈板(2)上的元器件擊穿的絕緣材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有散熱功能的LED燈具，其特征在于，所述輻射散熱膜由石墨烯制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有散熱功能的LED燈具，其特征在于，所述輻射散熱膜的厚度為0.3nm?2nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有散熱功能的LED燈具，其特征在于，所述燈殼(I)包括條形的主板(11)和沿所述主板(11)的兩側(cè)邊緣折彎延伸的兩個側(cè)板(12 )，所述主板(11)、兩個所述側(cè)板(12)以及燈板(2 )共同圍合形成所述氣流通道(6 )。
【文檔編號】F21V29/02GK203641947SQ201320883771
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】郭迎新, 李渝貴, 陳軍奇, 王河 申請人:深圳市達特照明股份有限公司