一种基于复合相变储能材料散热的大功率led灯具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种LED照明装置，具体涉及一种基于复合相变储能材料散热的大功率LED灯具。
【背景技术】
[0002]LED照明，是指用半导体发光二极管(Light Emitting D1de — LED)作为光源的固态照明。其具有绿色环保、节能高效、寿命长、体积小、响应迅速等显著优势，与传统白炽灯相比，可节省60°/『90%的电能，被公认为下一代绿色光源，是21世纪最具发展前景的高新技术领域之一。然而，由于大功率LED光电转换效率低、易受周期性高密度热流的影响，LED照明产品尚未能适应竞争愈演愈烈的照明市场。因此，如何在提升LED芯片封装密度和使用功率的同时解决其高密度热流成为了 LED产品封装领域的关键技术问题。
[0003]近年来，相变储能材料(Phase Change Material一PCM)对于电子产品热性能的影响被研宄人员所广泛探索。相变储能材料是指随温度变化而改变其物理性质并能提供潜热的物质，转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变储能材料将吸收或释放大量的热量。当其应用于LED照明产品中，其固一液相变过程将大量吸收LED芯片在工作过程中产生的热量并作为潜热储存于材料内部，待LED芯片停止工作时再通过液一固相变过程将潜热释放出来。这不仅能大幅度降低LED工作温度，提升其光电转换效率，更能减小LED芯片工作于频繁开关模式下的周期性温度变化，削弱循环热应力对LED芯片造成的不良影响，保证其稳定的工作过程和使用寿命。
[0004]但是，常见的相变储能材料存在导热率低的问题，限制了其在LED照明行业中的进一步热控应用。为此，学者们在相变储能材料中填充金属粉末、金属泡沫、金属纤维、碳纤维和膨胀石墨等高热导率的多孔材料作为支撑元素，制备出各式各样的复合相变储能材料，并通过理论分析及实验测试证明:复合相变储能材料拥有更高的导热率、更好的散热性能以及更广泛的热控应用，它的出现为进一步优化LED照明产品的热管理性能提供了可能性。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术存在的散热问题，提出一种散热效果好、受周期性高密度热流影响小、结构简单、使用寿命长、安装方便和成本低廉的新型LED灯具。
[0006]本实用新型通过以下技术方案实现:
[0007]一种基于复合相变储能材料散热的大功率LED灯具，包括反光杯、设置在反光杯底部的大功率LED光源、通过安装环固定在反光杯前端的由PC板或有机玻璃板为材料的透光板，所述反光杯后端连接设置有外周带散热铝翅片的复合相变储能散热体，所述复合相变储能散热体中部设置有一端开口的复合相变材料容腔，所述复合相变材料容腔内填充设置有复合相变材料，所述复合相变材料容腔的开口端通过螺钉设置有用于密封的散热体顶至
ΠΠ O
[0008]进一步地，所述复合相变材料由质量分数为5-35%、直径为100~300 ym的车削铜纤维和质量分数为65-95%的石蜡类有机物通过物理分散法以及化学分散法制备而成。
[0009]进一步地，所述物理分散法为机械搅拌法或超声波震荡法，所述化学分散法为分散剂混凝法。
[0010]进一步地，所述复合相变材料容腔的其内表面为喷砂面，且其圆周内壁面设置有若干对所述车削铜纤维起支撑作用的支撑肋，用于支撑复合相变材料中的车削铜纤维以防止其由于重力作用沉积于容腔底部，保证其在相变石蜡中的分布均匀性。
[0011]进一步地，所述支撑肋为相互平行的铜纤维环形支撑肋，或者为翅片式支撑肋，或者为圆柱式支撑肋。
[0012]进一步地，所述反光杯包括反光杯体，所述反光杯体内表面为光面或喷砂面，所述反光杯体底部内侧设有LED光源安装槽，所述反光杯体底部外侧设置有用于连接复合相变储能散热体的反光杯安装平面，所述的反光杯安装平面与复合相变储能散热体的散热体安装平面通过螺钉紧密连接。
[0013]进一步地，所述大功率LED光源包括阵列式蓝光LED芯片、基板与硅胶层，所述阵列式蓝光LED芯片安装于基板上，所述硅胶层填充于阵列式蓝光LED芯片间隙中。
[0014]进一步地，所述基板在芯片安装面上设置有强化出光微结构，该微结构为倒锥孔结构、梯形微槽结构或喷砂结构。
[0015]进一步地，所述散热体顶盖通过螺栓连接安装于所述复合相变储能散热体顶端，其上设有圆周卡口，与所述复合相变材料容腔的圆周内壁面过盈配合。
[0016]进一步地，所述复合相变储能散热体中部还贯穿地设置有直达反光杯底部的LED走线通道。
[0017]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0018](I)本实用新型的散热部件为复合相变储能散热体，包括复合相变材料容腔和散热铝翅片。其中，复合相变材料容腔用以填充复合相变储能材料，它可以在相变过程中快速大量的吸收LED光源产生的热量，从而大幅度降低LED芯片的峰值温度。同时，由于复合相变材料的储能和释能作用，LED芯片工作在频繁开关模式下的周期性温度变化将被削弱，循环热应力对LED光源产生的不良影响将大大减小，LED光源稳定的工作过程和使用寿命将得到保证。
[0019](2)本实用新型的散热部件——相变储能散热体中的散热铝翅片由航空铝材拉伸成型，并于末端设置有传热加强筋，同时，散热铝翅片与复合相变材料容腔为一体化结构，无接触热阻，导热能力强，可有效提升复合相变材料的热控性能，降低LED工作温度，提高其使用寿命。
[0020](3)本实用新型的LED芯片安装基板上设置有强化出光微结构，可将LED多芯片光源模组出光效率提高40%以上，从而提高光源亮度，更加节约电能。
[0021](4)本实用新型结构简单，安装方便，比较传统LED灯具减少了加工工艺和安装时间。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型实施例的爆炸示意图。
[0023]图2是本实用新型实施例的另一方向的爆炸示意图。
[0024]图3是本实用新型实施例的装配体示意图。
[0025]图4是本实用新型的实施例的装配体剖视示意图。
[0026]图5是复合相变储能散热体的结构示意图。
[0027]图6是复合相变储能散热体的剖视示意图。
[0028]图7是图6中的I处局部放大示意图。
[0029]图8是大功率LED光源的结构示意图。
[0030]图中:1_复合相变储能散热体；11_复合相变材料容腔；111_铜纤维环形支撑肋；12- LED走线通道；13_散热铝翅片；14_散热体安装平面；2-反光杯；21_反光杯安装平面；22_反光杯体，23-杯口安装卡口 ；24-LED光源安装槽；3_大功率LED光源；31_阵列式蓝光LED芯片；32-基板；33-硅胶层；4-透光板；5-安装环；51-安装卡口； 6-卡簧；61-弹簧支撑片；62弹簧；7_散热体顶盖。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和具体实施例对本实用新型的实用新型目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施例。
[0032]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步的描述:
[0033]如图1至8所示，一种基于复合相变储能材料散热的大功率LED灯具，包括反光杯2、设置在反光杯2底部的大功率LED光源3、通过安装环5固定在反光杯2前端的由PC板或有机玻璃板为材料的透光板4，所述反光杯2后端连接设置有外周带散热铝翅片13的复合相变储能散热体，所述复合相变储能散热体中部设置有一端开口的复合相变材料容腔11，所述复合相变材料容腔11内填充设置有复合相变材料，所述复合相变材料容腔11的开口端通过螺钉设置有用于密封的散热体顶盖7。
[0034]所述复合相变材料由质量分数为5-35%、直径为100~300 μ m的车削铜纤维和质量分数为65-95%的石蜡类有机物通过物理分散法以及化学分散法制备而成。
[0035]所述物理分散法为机械搅拌法或超声波震荡法，所述化学分散法为分散剂混凝法。
[0036]所述复合相变材料容腔11的其内表面为喷砂面，且其圆周内壁面设置有若干对所述车削铜纤维起支撑作用的支撑肋。
[0037]所述支撑肋为相互平行的铜纤维环形支撑肋111，或者为翅片式支撑肋，或者为圆柱式支撑肋，本实施例采用铜纤维环形支撑肋，。
[0038]所述反光杯2包括反光杯体22，所述反光杯体22内表面为光面或喷砂面，所述反光杯体22底部内侧设有LED光源安装槽24，所述反光杯体22底部外侧设置有用于连接复合相变储能散热体I的反光杯安装平面21，所述的反光杯安装平面21与复合相变储能散热体I的散热体安装平面14通过螺钉紧密连接。