[发明专利]LED光源

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管（LED）光源、制造LED光源以及冷却LED的方法。

背景技术

发光二极管（LED）光源提供多种设定的光。LED光源是效率较高、持续时间长、成本低且环境友好的。

LED光源的性能大程度上取决于工作环境的周围温度。LED光源在高周围温度下过载能够导致过热，过热可导致设备故障。需要充分的散热来延长LED光源的使用寿命。

具体地，LED需要将其二极管结温维持在额定范围内以使效率、寿命和可靠性最大化。长期工作在高结温下能够导致光输出的减小和使用寿命的缩短。大多数LED制造商都以25℃的结温为基础要求它们的光输出和其他性能数据。这些性能数据通过在点亮后几微秒内完成的测试得出。光输出随着工作时间的增加和温度增加而减少。

LED发光的重要设计方面是有助于散热。当前，散热的最常见方法是使用散热片，散热片通常由具有良好导热特性的金属制成。热量通过LED阵列与散热片之间的表面接触散去。然而，通过散热片进行冷却可能无法使LED的结温在100000小时的要求使用寿命下都保持接近额定的25℃。这是因为，散热速率不对应于LED的温度升高速率（例如，在提供电压的浪涌期间）。当灰尘聚集并存留在散热片的翅片之间时，传热速率劣化，并且进一步影响LED的光输出和使用寿命。

LED还能够通过液体冷却。液体通过对流将热量从半导体结传导至LED壳体的表面。随后，壳体表面处的热量通过辐射散去。然而，液体的比浓对数粘度和比热容导致建立能够有效散热的对流的延迟。此外，被加热的液体可能释放堵塞性气体，从而妨碍有效对流。

因此，需要提供寻求解决上述问题中的至少一个的发光二极管（LED）光源和制造这种光源的方法。

发明内容

根据本发明的第一个方面，提供了一种发光二极管（LED）光源，包括：LED源；以及壳体，围绕LED源；其中气体或气体混合物填充在壳体内，使得气体或气体混合物充当将热量从LED源转移走的媒介；以及气体或气体混合物被选择为与空气相比提供增强的热量从LED源的转移。

热量可通过对流从LED源转移至壳体的表面。

壳体的材料可以被选择为有助于光的透射以及热量通过辐射从壳体的表面向周围环境的转移。

壳体的表面可包括玻璃。

气体或气体混合物可具有小于5.3的组合的分子量。

气体或气体混合物可具有大于0.14W/g/°C的组合的热导率。

壳体可有助于气体或气体混合物朝着LED源的汇集。

LED源可包括LED半导体结构。

LED光源还可包括从LED光源到干线电源的电连接。

LED光源还可包括用于将LED源安装在壳体内的管座。

气体可包括氢气或氦气；并且气体混合物可包括氮气和氦气。

根据本发明的第二个方面，提供了一种制造发光二极管（LED）光源的方法，包括以下步骤：将LED源安装在壳体内；将周围气体从壳体排出；以及用气体或气体混合物填充壳体，使得气体或气体混合物充当将热量从LED源转移走的媒介；并且气体或气体混合物被选择为与空气相比提供增强的热量从LED源的转移。

根据本发明的第三个方面，提供了一种冷却发光二极管（LED）光源的方法，包括以下步骤：将LED安装在壳体内；以及用气体或气体混合物填充壳体，使得气体或气体混合物充当将热量从LED源转移走的媒介；并且气体或气体混合物被选择为与空气相比提供增强的热量从LED源的转移。

附图说明

通过在下面仅参照实施例结合附图进行说明，本发明的示例性实施方式对本领域技术人员来说，将变得更好理解并显而易见，在附图中：

图1a是示出根据本发明的一个实施方式的LED光源的结构的示意图。

图1b是示出根据本发明的一个实施方式的LED光源的LED板的结构的示意图。

图1c是根据本发明的一个实施方式的LED光源的电路图。

图1d是根据本发明的一个实施方式的LED光源的电路图。

图2是示出根据本发明的一个实施方式的LED光源的壳体内的对流的形成的示意图。

图3是示出根据本发明的一个实施方式的LED光源内的温度分布的示意图。

图4a是根据本发明的一个实施方式的LED光源的示意图。

图4b是根据本发明的另一个实施方式的LED光源的示意图。

图5是示出根据本发明的一个实施方式的发光二极管（LED）光源的制造方法的流程图。