专利名称：具有制冷液的led发光单元及由其构成的led灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种LED灯结构，更具体地说是指具有制冷液的LED发光单元及由其构成的LED灯，特别适合体积较大的大功率LED灯具产品。
背景技术：
现有技术中，LED灯已经在照明行业得到广泛的应用，已被制成各种各样的产品应用于市场，然而LED灯的发热直接影响到LED灯的寿命，现有的LED灯通常采用加大散热结构的方式来实现更好的散热效果，以此保证LED灯的温度不会太高，并能保证LED产品的寿命。然而现有的厂商，在其LED灯产品的性能测试过程中，产品处于一种较为理想的状态， LED灯在实际应用时的工作环境是各不相同的，包括LED灯产品的工作模式(比如是连续使用，还是临时使用一二个小时)，都会对LED灯造成不同的影响，不同的使用环境，直接决定了 LED灯产品的寿命。为了更安全的散热保障，生产商的大多数做法是采用过大的散热结构，比如加大散热片的数量，深度、长度、宽度等等，但由此造成了 LED灯的体积过大，由于物料成本过高，散热结构增大，进一步增大了 LED灯的生产成本，不利于LED灯的产业应用。由于传统的LED散热原理大多数是利用金属的散热器或散热片与空气的接触进行散热，此时外界的气温直接影响至散热结构的有效散热量，当散热器本体温度上升至较高时，其与空气的热交量，与它们之间的温度差有直接的关系。但由于使用环境的气温有较大的差别，散热器在不同气温下的有效散热量是不一样的，而且存在较大的差别。而现有的生产厂商在竞争激烈的环境下，当设计大功率的LED灯具时，追求较低的生产成本和较低的出厂价，其设计过程中又会尽量考虑散热结构的较高散热能力(即气温较低时的散热能力)，此种设计思路设计出来的大功率LED灯具，当环境温度变化较大时，其实际的散热能力与设计时的散热能力相差甚远；并且当LED灯具长期使用时，散热器周边的空气温度也呈梯度变化，离散热器越近的空气温度越高，散热器的散热效果进一步下降。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷，而提供一种具有制冷液的LED发光单元及由其构成的LED灯，每个LED发光单元均配有一内置冰晶制冷液的散热体，充分利用冰晶制冷液的吸热功能，达到一定时间内的快速散热效果。LED灯则采用了二个LED发光单元，利用控制器的温度检测功能，自动切换不同的LED发光单元，从而保证在不同的使用环境下，LED灯的内部温度始终处于安全区域，有利于保证LED灯的健康运行，保证LED灯的长寿命。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案具有制冷液的LED发光单元，包括LED灯珠，及用于固定LED灯珠的基板，还包括与基板固定联接的散热板，所述的散热板后端还固定联接有散热体，所述的散热体设有中空腔，所述散热体的后端还固定联接有端盖；所述的中空腔内设有冰晶制冷液。其进一步技术方案为所述散热体的外周设有散热翅片；所述的散热板与散热体为一体式结构，或与基板为一体式结构。其进一步技术方案为所述的散热体与散热板、端盖的联接处均设有密封结构。其进一步技术方案为所述的散热体与散热板、端盖的联接均为螺纹联接。其进一步技术方案为所述散热板的上端面设有与中空腔相联通的沉孔腔。其进一步技术方案为所述沉孔腔底面至散热板前端面的厚度为I 5mm，所述的沉孔腔包括内腔和腔口，所述内腔的形状与LED灯珠的分布形状相同，所述腔口的形状与中空腔形状相同；所述的基板为铝基板，所述的散热体为筒形铝材。由具有制冷液的LED发光单元构成的LED灯，包括灯体和设于灯体前端的灯罩，所述灯体的后端固定联接有前述的具有制冷液的LED发光单元，包括第一 LED发光单元和第二 LED发光单元。其进一步技术方案为还包括控制电路，所述的控制电路包括电源电路、与电源电路连接的控制器、与控制器连接的继电器电路，及与继电器电路连接的第一驱动电路和第二驱动电路，所述的第一驱动电路与第一 LED发光单元的LED灯珠连接，所述的第二驱动电路与第二 LED发光单元的LED灯珠连接。其进一步技术方案为还包括与控制器连接的第一温度传感器、第二温度传感器， 分别设于第一 LED发光单元、第二 LED发光单元的基板上。其进一步技术方案为还包括与控制器联接的指示灯和蜂鸣器；所述的控制器设有计时电路和温度上限报警电路。本发明与现有技术相比的有益效果是本发明LED发光单元充分利用冰晶制冷液在液化时的恒温吸热功能，实现LED发光单元的恒温散热，有效地阻止LED灯珠的温度进一步上升，保证LED灯珠的温度处于安全区域，有利于保证LED灯的健康运行，保证LED灯的长寿命。本发明LED灯设有二个LED发光单元，通过温度传感器检测每一个LED发光单元的基板温度，当检测到的温度高于设定温度时，能通过继电器将电源切换至另外一个LED 发光单元，通过二个LED发光单元的轮流工作，实现LED灯的长时间工作，有利保证LED灯在不同工作环境下，其工作温度能始终低于设定温度，有利提高LED灯的使用寿命。本发明具有制冷液的LED发光单元及由其构成的LED灯特别适合用于大功率的工矿灯等等之类的 LED灯产品。下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
图I是本发明具有制冷液的LED发光单元具体实施例的剖面示意图；图2为图I所示实施例中的散热体的截面示意图；图3是本发明由具有制冷液的LED发光单元构成的LED灯具体实施例的剖面示意图；图4是本发明由具有制冷液的LED发光单元构成的LED灯具体实施例的电路方框图。附图标记说明I LED灯珠2 基板3 散热板31 沉孔腔
311内腔312腔口
4散热体40冰晶制冷液
41中空腔42散热翅片
5端盖7控制电路
71电源电路72 控制器
73继电器电路741 第一驱动电路
742第二驱动电路751 第一温度传感器
752第二温度传感器76 指示灯
77蜂鸣器8 灯罩
9灯体91
SI第一 LED发光单兀S2 第二 LED发光单元
具体实施例方式为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例和说明书附图(附图仅通过示意图表示本发明的结构，其形状、大小、比例与实际应用时是有所不同的)对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。如图I所示，本发明具有制冷液的LED发光单元，包括LED灯珠I (单个或多个)， 及用于固定LED灯珠I的基板2，还包括与基板2固定联接的散热板3，散热板3后端还固定联接有散热体4，散热体4设有中空腔41，散热体4的后端还固定联接有端盖5 ;中空腔41 内设有冰晶制冷液40。散热体4的外周设有若干个散热翅片42。散热体4与散热板3、端盖5的联接处均设有密封结构，本实施例中采用的是密封圈结构。散热体4与散热板3、端盖5的联接均为螺纹联接。散热板3的上端面设有与中空腔41相联通的沉孔腔31。其中， 沉孔腔31底面至散热板3前端面(即与基板接触的表面)的厚度为I 5mm。为增加冰晶制冷液的容积量，沉孔腔31采用内大外小的结构，即包括内腔311和腔口 312，内腔311 的形状与LED灯珠I (多个LED灯珠呈圆形或方形矩阵排列时)的分布形状相同，腔口 312 的形状与中空腔41形状相同；基板2优选铝基板，散热板3优选铝材，散热体4优选筒形铝材。其中的冰晶制冷液是由多种物质制成的，比如冰晶液可以采用如下的重量比的成份制成六水氯化钙60份，八水过氧化锶2份，纤维素(或黏土)10份，乙二醇适量，水60 份，也可以采用如下的重量比的成份制成无水硫酸钠100份，水150份，甘油I份，硼砂I 份，也可以采用其它的方式进行。可以依照不同物质的比例成份配置成不同熔点温度的冰晶制冷液；冰晶制冷液可以在常温下，呈凝固或半凝固状态，当有热源时，其温度会上升达到熔点后开始液化，在未完全被液化之前，冰晶制冷液的温度保持不变，直至完全被液化。 在这个液化过程中，可以充分地吸收LED灯珠发出来的热量。这与利用金属片表面进行散热的效果是与众不同的。通常可以将冰晶制液的熔点调至略高于室温(比如35度至40 度)，使得不工作的LED发光单元，由于不发热，其内部的冰晶制冷液在室温环境下释放热量之后，逐步凝固，这是一个主动的散热方式，为下一轮的循环工作储备充足的吸热能力； 而另外一个LED发光单元处于工作状态，利用其液化过程需要热量的特点，吸收LED灯珠产生的大量热量。
特别地说明一点每个LED发光单元所需要采用的冰晶制冷液的用量与LED灯珠的功率、散热体的具体结构有关，散热体的形状优选采用圆筒形的散热筒，其直径与高度的比例优选在I : I至I : I. 5之间，中空腔的直径与散热筒的筒体直径的比例优选I : 1.25 至I : I. 3之间，散热翅片的径向长度与中空腔的直径的比例优选为I : 0.8至I : 1.5 之间。冰晶制冷液的熔点优选高于使用环境的最高温度I至2度，比如使用环境的最高气温为40度，冰晶制冷液的熔点为41至42度。如图3、图4所示，本发明由具有制冷液的LED发光单元构成的LED灯，包括灯体9 和设于灯体9前端的灯罩8，灯体9的后端固定联接有前述的具有制冷液的LED发光单元， 包括第一 LED发光单元SI和第二 LED发光单元S2。还包括控制电路7，控制电路7包括电源电路71、与电源电路71连接的控制器72、与控制器72连接的继电器电路73，及与继电器电路73连接的第一驱动电路741和第二驱动电路742，第一驱动电路741与第一 LED发光单元SI的LED灯珠电性连接，第二驱动电路742与第二 LED发光单元S2的LED灯珠电性连接。还包括与控制器72连接的第一温度传感器751、第二温度传感器752，分别设于第一 LED发光单元SI、第二 LED发光单元S2的基板上。还包括与控制器联接的指示灯76和蜂鸣器77。灯体9内设有聚光反光部91。进一步的创新，控制器72可以设有计时电路(即当某一 LED发光单元的基板温度未超出设定温度，但其工作时间超过设定时间时，也可以通过继电器切换至另外一 LED发光单元进行照明工作)和温度上限报警电路(即当某一 LED发光单元的基板温度超出设定好的最高温度时，发出报警声或通过指示灯报警，提醒用户排除故障，比如继电器不工作， 导致某一个LED发光单元长期工作。上述实施例中，采用二个驱动电路分别为二个LEC发光单元供电，继电器工作时采用即时接通、延时断开的触点，使得二组LED灯珠在切换时可以保持同时通电状态，从而不会出现光线很暗或不亮的状态。于其它实施例中，本发明具有制冷液的LED发光单元及由其构成的LED灯的灯体内还可以设有聚光透镜。于其它实施例中，散热板与散热体为一体式结构，或与基板为一体式结构。综上所述，本发明LED发光单元充分利用冰晶制冷液在液化时的恒温吸热功能， 实现LED发光单元的恒温散热，有效地阻止LED灯珠的温度进一步上升，保证LED灯珠的温度处于安全区域，有利于保证LED灯的健康运行，保证LED灯的长寿命。本发明LED灯设有二个LED发光单元，通过温度传感器检测每一个LED发光单元的基板温度，当检测到的温度高于设定温度时，能通过继电器将电源切换至另外一个LED发光单元，通过二个LED发光单元的轮流工作，实现LED灯的长时间工作，有利保证LED灯在不同工作环境下，其工作温度能始终低于设定温度，有利提高LED灯的使用寿命。本发明具有制冷液的LED发光单元及由其构成的LED灯特别适合用于大功率的工矿灯等等之类的LED灯产品。本发明具有制冷液的LED发光单元及由其构成的LED灯特别适合用于大功率的工矿灯等等之类的LED灯产品。以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解， 但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
权利要求
1.具有制冷液的LED发光单元，包括LED灯珠，及用于固定LED灯珠的基板，其特征在于还包括与基板固定联接的散热板，所述的散热板后端还固定联接有散热体，所述的散热体设有中空腔，所述散热体的后端还固定联接有端盖；所述的中空腔内设有冰晶制冷液。
2.根据权利要求I所述的具有制冷液的LED发光单元，其特征在于所述散热体的外周设有散热翅片；所述的散热板与散热体为一体式结构，或与基板为一体式结构。
3.根据权利要求I所述的具有制冷液的LED发光单元，其特征在于所述的散热体与散热板、端盖的联接处均设有密封结构。
4.根据权利要求I所述的具有制冷液的LED发光单元，其特征在于所述的散热体与散热板、端盖的联接均为螺纹联接。
5.根据权利要求I所述的具有制冷液的LED发光单元，其特征在于所述散热板的上端面设有与中空腔相联通的沉孔腔。
6.根据权利要求5所述的具有制冷液的LED发光单元，其特征在于所述沉孔腔底面至散热板前端面的厚度为I 5mm，所述的沉孔腔包括内腔和腔口，所述内腔的形状与LED灯珠的分布形状相同，所述腔口的形状与中空腔形状相同；所述的基板为铝基板，所述的散热体为筒形招材。
7.由具有制冷液的LED发光单元构成的LED灯，包括灯体和设于灯体前端的灯罩，其特征在于所述灯体的后端固定联接有二个权利要求I至6任一项所述的具有制冷液的LED 发光单元，包括第一 LED发光单元和第二 LED发光单元。
8.根据权利要求7所述的由具有制冷液的LED发光单元构成的LED灯，其特征在于还包括控制电路，所述的控制电路包括电源电路、与电源电路连接的控制器、与控制器连接的继电器电路，及与继电器电路连接的第一驱动电路和第二驱动电路，所述的第一驱动电路与第一 LED发光单元的LED灯珠连接，所述的第二驱动电路与第二 LED发光单元的LED灯珠连接。
9.根据权利要求7所述的由具有制冷液的LED发光单元构成的LED灯，其特征在于还包括与控制器连接的第一温度传感器、第二温度传感器，分别设于第一 LED发光单兀、第二 LED发光单元的基板上。
10.根据权利要求7所述的由具有制冷液的LED发光单元构成的LED灯，其特征在于还包括与控制器联接的指示灯和蜂鸣器；所述的控制器设有计时电路和温度上限报警电路。
全文摘要
本发明公开了具有制冷液的LED发光单元及由其构成的LED灯；具有制冷液的LED发光单元包括LED灯珠，及用于固定LED灯珠的基板，还包括与基板固定联接的散热板，散热板后端还固定联接有散热体，散热体设有中空腔，散热体的后端还固定联接有端盖；中空腔内设有冰晶制冷液。本发明充分利用冰晶制冷液在液化时的恒温吸热功能，实现LED发光单元的恒温散热，有效地阻止LED灯珠的温度进一步上升，保证LED灯珠的温度处于安全区域，有利于保证LED灯的健康运行，保证LED灯的长寿命。本发明LED灯通过二个LED发光单元的轮流工作，实现LED灯的长时间工作，有利保证LED灯在不同工作环境下，其工作温度能始终低于设定温度，有利提高LED灯的使用寿命。
文档编号H05B37/02GK102588798SQ20121006377
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月12日 优先权日2012年3月12日
发明者周文乾 申请人:周文乾