[发明专利]一种相变蓄热式大功率LED路灯

说明书

技术领域

本发明涉及照明领域，特别涉及一种相变蓄热式大功率LED路灯。

技术背景

近年来，LED路灯由于具有发光效率高、寿命长和安全环保等优点，因此其在市政道路照明领域表现出巨大的潜力和前景。然而，LED是通过激发电子，使电子发生能量级的跳跃而实现发光，光谱中不含红外部分，产生的热量不能像传统的路灯通过辐射散出，又大部分LED灯的实际效率只能达到20％，即80％的电能转换为热能只能通壳体的自然对流散出，恶劣的散热条件降低了发光效率，而且导致半导体PN结的温度的升高产生光衰现象并缩短了LED灯的寿命。因此，大功率LED照明的散热和有效温控成为大功率LED应用的瓶颈问题之一。

大功率LED路灯现有的冷却技术主要是通过外置散热器区的对流换热来带走LED封装件产生的热量。专利CN2735548和文献[1][文献1：S.L.Lee,Z.H.Yang,Y.Hsyua,Cooling of a heated surface by mist flow,Journal of Heat Transfer,1994,116(1):167.]分别利用矽油和空气的强制对流冷却来降低LED封装件的温度，不足之处是所采用的主动冷却系统需要额外的能耗及可靠性差。专利CN1828956A公开了一种大功率的LED散热封装，其原理是采用低沸点液滴冲击散热装置降低LED封装体的温度，不足之处是温控面温度不均匀，压差较大且在冷却面上容易产生腐蚀。专利US20090322229A1和专利WO2009110987A1利用相变材料熔化时吸热进行储能来降低LED封装件的温度，不足之处是相变材料的导热系数低，换热能力有限，不利于推广。专利CN101457919A公开了一种相变散热半导体灯，其原理是利用密闭在LED灯体内的液体在半导体灯工作时发生液气相变把LED产生的热量转移到灯的玻璃外壳上和空气做热交换实现LED芯片的散热，不足之处是换热能力有限，不适用于大功率LED照明。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种相变蓄热式大功率LED路灯，该路灯能够延长了散热时间，增强相变材料的自然对流换热，延长LED路灯的使用寿命，散热效果好、无外在能耗和无环境污染。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括驱动电路封装体以及设在驱动电路封装体底部的热沉空腔，热沉空腔底部设有内部封装大功率LED芯片的LED封装件，热沉空腔内设有若干间隔布置的实心金属圆柱体，且热沉空腔与实心金属圆柱体所形成的间隙中填充有熔点低于大功率LED芯片工作温度的相变材料；LED封装件的正负极穿过热沉空腔与驱动电路封装体的正负极对应相连；热沉空腔的外壁上还设有若干与热沉空腔外壁铸成一体的散热翅片，且若干散热翅片呈喇叭状分布在热沉空腔的周向。

若干实心金属圆柱体呈阵列式分布或以热沉空腔的轴心为中心呈辐射状分布。

所述的散热翅片数目为15～45个；每个散热翅片的高度与热沉空腔的高度相同，且每个散热翅片与热沉空腔的底面夹角在20～30°之间。

所述的相变材料为柠檬酸钠，磷酸钠，硝酸盐或石蜡。

所述的热沉空腔内设有正极金属圆柱体和负极金属圆柱体，且正极金属圆柱体内开设有用于连接LED封装件正极和驱动电路封装体正极的正极通道，负极金属圆柱体内开设有用于连接LED封装件负极和驱动电路封装体负极的负极通道。

所述的热沉空腔的底部设有金属基板，且金属基板的一面与热沉空腔的底部相接触，另一面与LED封装件相连，热沉空腔的底部还设有用于聚光以及保护LED封装件的光学透镜。

所述的热沉空腔的底部加工有凹槽，金属基板的一面通过螺钉与热沉空腔底部的凹槽表面连接，且金属基板的一面与热沉空腔底部的接触面涂有减小接触热阻并提高换热能力的锡膏或硅脂；金属基板的另一面通过硅脂或者共晶焊与LED封装件相连。

所述的凹槽边缘加工有高和宽相等的凹台，凹台内侧固定有光学透镜，凹槽外侧设有用于固定光学透镜的光学透镜固定件。

所述的驱动电路封装体的横截面积大于光学透镜固定件的面积，凹槽内表面涂有反光材料或镀银。

所述的热沉空腔的外壁设有两个与灯架相连的螺栓连接柱。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：