Led发光面贴合玻璃热管热端的led灯具的制作方法
【专利摘要】LED发光面贴合玻璃热管热端的LED灯具，包括玻璃热管、LED、驱动电源、与外界的电气连接界面和控制系统，其特征是玻璃热管管壳各部分融封为一体；LED的发光面与玻璃热管热端贴合传热连接。本实用新型LED发光面贴合玻璃热管热端的LED灯具其玻璃热管热端绝缘可以直接与LED传热连接，在以玻璃热管冷端直接散热的情况下，其从LED到环境的传热途径最短仅仅包括LED与玻璃热管之间的传热胶或者弹性导热膜和玻璃热管。通过在玻璃热管冷端制作折褶可以大幅度增加散热面积满足对散热器散热面积的要求。玻璃性能稳定耐候性强气密性好。用高透明玻璃制造热管可以带来全新的视觉体验包括获得水晶吊灯般的光效。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及LED发光面贴合玻璃热管热端的LED灯具。LED是激光发光两极 管的英语简称，可以看作是本【技术领域】公认的专业术语。 LED发光面贴合玻璃热管热端的LED灯具
【背景技术】
[0002] 采用重力热管的LED灯具，其大致结构应该为热管下面的热端传热连接若干个 LED。热管在这里起的主要作用应该是实现热流密度变换和散热。有关的热流密度变换为 大致从约〇. 5瓦/平方厘米变换为约0. 06瓦/平方厘米。
[0003] 考察现有的LED灯具，对于其中的一个长*宽为5*7毫米、总功率0. 6瓦、光效 21%的LED并且除发光以外的能量全部通过表面传导进入环境、LED全部表面积取1厘米2 (0.5*0. 7*2+0. L 25* (7+5+7+5)),其散热负荷的热流密度为 0.6* (1-0.21)/1=0. 474 瓦 /厘米2。如果不采用散热器，LED的表面温度会超过100°C。
[0004] 又，对于一个散热负荷为10瓦的带散热器的LED,以其散热器表面的散热面积200 平立方厘米计，则其散热功率密度为〇. 05瓦/厘米2。作为对照参考：太阳光曝射的峰值 强度约为1千瓦/ m2合0. 1瓦/厘米2。一个表面积170厘米2的25瓦白炽灯灯泡，由于 玻璃泡壳对红外线的阻挡和吸收作用，使得玻璃泡壳表面的温度明显上升。这里，取通过玻 璃泡壳的散热功率10瓦，则其通过玻璃泡壳传导的散热功率密度为10/170?0. 0588瓦/ 厘米2。
[0005] 物体散热功率与散热表面温升的计算公式为：
[0006] Q=K*AT*S............S
[0007] 式1中Q为散热功率，量纲为瓦；K为从玻璃热管冷端表面到空气的传热系数，量 纲为瓦/ (°C * m2) ; ΛT为空气受热的升温，量纲为K或者°C ;S为与空气接触的玻璃热管 冷端的面积，量纲为平方米。
[0008] 将Q=10, K=23瓦/ ( °C * m2)，S=0. 02 m2代入；得所述散热模型的温升 Λ T ~ 21. 74°C。当S=0. 017 m2时得到温升Λ T ~ 25. 58°C。这里所有的散热负荷都以几乎 平均的温度通过与空气换热进入环境。实际上，传热系数K的数值还与表面状态包括清洁 状态和发射率有关。
[0009] 对于LED灯具，其从LED到空气的散热途径远比白炽灯复杂。将LED灯具散热器 表面相对环境温度30°C的温升值取21. 74°C，并取LED与热管热端之间导热材料的温度降 2°C、热管热端管壁的温度降2°C、从热管热端到冷端两相流换热的温度降忽略不计、热管冷 端管壁的温度降1°C，则可知所述LED的表面温度将达到30+21. 74+1+2+2=56. 74°C。鉴于 LED的表面温度随环境温度和其本身热流密度变化而变化。当设定环境温度的最高值为 30°C、传热系数设定为23以及LED的最高温度为64°C时，每瓦散热功率需要的玻璃热管冷 端面积至少为15平方厘米；相应的热流密度为0. 0667瓦/厘米2。在此工况下，LED10万 小时的光衰可望低于20% ;而现有少数劣质LED灯具仅仅一个夏季光衰就会达到50%以上。
[0010] 中国专利2008200495178公开了一种大功率热管LED照明装置，包括有LED、基座、 热管，以及设置有散热装置，基座的一侧设置有一个或者一个以上的LED，热管的一端即热 端与所述的基座相连接、另一端即冷端与所述的散热装置相连接。热管与基座之间直接焊 接或者填充导热硅脂而不用其他中间传热介质，热阻相对较小，热量传递效率高。具有结构 简单，散热效果好，工作可靠的特点。但其采用基座传热连接LED需要设置电气绝缘层实现 电气隔离；其在金属热管冷端配置散热翅板作为与空气的换热界面，由于热管冷端与散热 翅板之间也有温度降，并且散热翅板的表面温度不均匀，因而增加了散热环节和与空气的 换热热阻；散热片产生成本并且不容易清洁；金属热管热端与LED之间需要耐压较高的绝 缘层，绝缘层本身存在热阻。LED表面因为热流密度大，同样的热阻，温度降会大许多。由于 LED对温度敏感，温度超过65°C LED会较快衰退。因此，削减传热环节和减小传热环节的热 阻就具有重要意义。
【发明内容】
[0011] 本实用新型的目的是要提供LED发光面贴合玻璃热管热端的LED灯具。
[0012] 本实用新型实现其目的的技术方案：制造一个LED发光面贴合玻璃热管热端的 LED灯具，包括玻璃热管、LED、驱动电源和与外界的电气连接界面，玻璃热管包括高透明玻 璃管壳、排气管、工质和吸液芯网；玻璃热管冷端制有或者不制有折褶；玻璃热管冷端采用 或者不采用散热片。与外界的电气连接界面包括两芯电线或者灯泡螺口连接件。当所述 LED色彩或者色温为恒定时，组成所述色彩或者色温的多个LED包括三基色LED与外界可 以只用一组两根导线实现与外界的电气连接；当所述LED色彩或者色温为可调节时，组成 所述色彩或者色温的多个LED包括三基色LED与外界各自分别采用一组两根导线实现与外 界的电气连接。令玻璃热管管壳各部分无缝融封密封连接为一体；玻璃热管的热端表面与 LED的发光面低热阻连接。
[0013] 还可以令所述控制系统包括主控电路、存储器、人机界面及其接口电路、三基色 LED的三个驱动电源控制器及其接口电路、光信号接收和发射模块及其接口电路、摄像头 麦克风受音器及其接口电路和软件包括应用程序；所述主控电路、存储器、人机界面接口电 路、三基色LED的三个驱动电源控制器接口电路、光信号接收和发射模块接口电路和摄像 头麦克风受音器接口电路通过总线信号连接；所述人机界面包括一个触摸器件，所述触摸 器件包括带有各种底色的触摸屏。
[0014] 本实用新型的有益效果：本实用新型LED发光面贴合玻璃热管热端的LED灯具其 玻璃热管热端绝缘可以直接与LED传热连接，在以玻璃热管冷端直接散热的情况下，其从 LED到环境的传热途径最短仅仅包括LED与玻璃热管之间的传热胶或者弹性导热膜和玻璃 热管。实际效果为：在热管散热器甚至是散热器造价平均降低50至70%前提下，光衰20% 的使用年限从现有热管散热器或者铸铝散热器产品的平均2至3年延长至7年以上。铸铝 散热器涉及的有色金属浇铸为重大污染源；而玻璃热管的加工可以只涉及燃气火头，其环 境负荷微不足道。并且由于玻璃热管LED灯具的使用年限长3倍、玻璃热管散热器生产过 程中碳排放少，环境效益明显。具有大比表面积的玻璃热管冷端包括在玻璃热管冷端制作 折褶可以大幅度增加散热面积进一步降低LED的温度并且造价增加极少。玻璃性能稳定耐 候性极强气密性好，与金属热管相比使用寿命成倍提高。采用高透明玻璃制造热管可以带 来或者保持一些全新的视觉体验包括获得水晶吊灯般的光效。采用高透明玻璃制造热管将 LED的发光面面向热管热端贴置并使光线透过热管管壁照明适合射灯的情况、还可以发挥 正在研发中的可以两面发光的LED的优势实现360度全圆周角发光并使光效成倍提高、还 可以令LED发出的光线中经过若干次反射透射的漫射光部分通过玻璃热管管壁向上向外 照亮克服LED灯具不能360度照明的局限、还可以利用玻璃热管的管壁起到匀光片的作用， 和获得在大开面热管冷端表面制作有机LED或者透明有机LED从而获得可选择的附加光效 的体验。
[0015] 玻璃热管轻、耐腐蚀、与工质相容性好、管壁放气90%以上为与工质特性一致或者 无害的水蒸汽、可以一次吹制成最终形状包括形成冷端表面的折褶。
[0016] 玻璃热管LED灯具采用快接线缆形成脱卸式结构方便更换不同造型包括模仿动 物植物造型的玻璃热管，增加娱乐情趣。高透明玻璃热管内部利用蒸汽的流动或者设置一 些新的内容可以获得一些全新的体验。
[0017] LED电路板为LED与玻璃热管的传热连接和LED与外界的电气连接提供一个集成 平台。
[0018] 在LED电路板上设置LED孔使得LED能够直接与玻璃热管传热连接，有助于实现 传热热阻最小化。采用激光焊接LED焊接牢固，可以在常温下实现，焊接过程对玻璃热管管 壁的热冲击小。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0020] 图1是一个LED壁灯的结构示意图。
[0021] 图2是一个玻璃热管LED灯具控制系统的总线框图。
[0022] 图中1.玻璃热管；2. LED ;3.与外界的电气连接界面；4.驱动电源；5.控制系统； 6.人机界面；61.主控电路；62.存储器；63.人机界面接口电路；64.三基色LED的三个驱 动电源控制器接口电路；65.光信号接收和发射模块接口电路；66.摄像头麦克风受音器接 口电路；67.总线。
【具体实施方式】
[0023] 图1给出本实用新型第一个实施例。
[0024] 图1中，LED壁灯包括夹套式玻璃热管1、LED2、与外界的电气连接界面3、驱动电 源4和控制系统5。控制系统5包括人机界面6。人机界面6与控制系统5的主控电路之 间可以采用无线连接。LED2的发光面与夹套式玻璃热管1热端用透明粘结剂譬如硅胶粘 结。LED2的发光面与玻璃热管1热端粘结。LED2发出的光通过两层玻璃热管1的管壁照 射。玻璃热管1两层管壁的四个表面中有一个以上经过磨砂化处理起到匀光片的效果。
[0025] 图2给出本实用新型第二个实施例。
[0026] 图2中，玻璃热管LED灯具控制系统包括主控电路61、存储器62、人机界面及其接 口电路63、三基色LED的三个驱动电源控制器及其接口电路64、光信号接收和发射模块及 其接口电路65、摄像头麦克风受音器及其接口电路66和软件包括应用程序。所述主控电路 61、存储器62、人机界面接口电路63、三基色LED的三个驱动电源控制器接口电路64、光信 号接收和发射模块接口电路65和摄像头麦克风受音器接口电路66通过总线67信号连接。 图2实施例的人机界面包括一个触摸器件。所述触摸器件包括带有各种底色的触摸屏。
[0027] 可以通过软件包括应用程序使所述LED灯具的状态根据用户触摸触摸屏部位的 变化而变化，譬如用户触摸触摸屏上的红色，LED就发出红色的光。
[0028] 可以通过软件包括应用程序使所述LED灯具的状态根据用户触摸触摸屏部位的 变化而变化，譬如用户触摸触摸屏上的声控部位，LED通过其发出光强度变化的灯光进行应 答或者直接发出声音询问："很高兴听从主人的指令。"然后用户发出"请跳第14号舞。"的 声音，LED灯具的麦克风发出"跳第14号舞。"的声音。用户再说："开始。"LED灯具根据设 置发出色彩变化的灯光和音乐。……
[0029] 可以通过软件包括应用程序使所述LED灯具在用户刚一进门时就自动开灯进行 拍摄并将摄录的图像通过光信号载波传送到隐蔽的接收部件中，并自动与进门者进行对 话："你好。"用户根据约定设置答应。LED灯具通过与事先储存的内容进行比较判定是主人 则进入主人伺候程序，如果白天则可以关掉灯光；还可以向主人进行报告和提醒譬如服药 浇花接孩子给家人打电话。如果判定进门者可能为不速之客则进入不速之客伺候程序包括 直接报警并拉响警报。
【权利要求】
1. LED发光面贴合玻璃热管热端的LED灯具，包括玻璃热管、LED、驱动电源和与外界的 电气连接界面，玻璃热管包括玻璃管壳、排气管、工质和吸液芯网；玻璃热管冷端制有或者 不制有折褶；与外界的电气连接界面包括两芯电线或者灯泡螺口连接件；当所述LED色彩 或者色温为恒定时，组成所述色彩或者色温的多个LED包括三基色LED与外界可以只用一 组两根导线实现与外界的电气连接；当所述LED色彩或者色温为可调节时，组成所述色彩 或者色温的多个LED包括三基色LED与外界各自分别采用一组两根导线实现与外界的电气 连接，其特征是玻璃热管的热端表面与LED的发光面低热阻连接。
2. 根据权利要求1所述的LED发光面贴合玻璃热管热端的LED灯具，其特征是LED(2) 的发光面与夹套式玻璃热管（1)热端用透明粘结剂粘结。
【文档编号】F21S2/00GK203892911SQ201420056158
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年1月28日 优先权日:2014年1月28日
【发明者】邱丽琴 申请人:邱丽琴