冷端直接散热热管led灯具的制作方法
【专利摘要】冷端直接散热热管LED灯具，包括热管、LED、驱动电源、与外界的电气连接界面和控制系统，其特征是热管的热端表面与LED的非发光面相吻合并且LED非发光面与热管热端直接传热连接。本实用新型冷端直接散热热管LED灯具其热管热端直接与LED传热连接，在以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与热管之间的传热胶或者弹性导热膜和热管。通过在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。
【专利说明】冷端直接散热热管LED灯具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冷端直接散热热管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。
【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0.5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I厘米2(0.5*0.7*2+0.1.25* (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0.05瓦/厘米2。作为对照参考:太阳光曝射的峰值强度约为I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* Δ T*S............S
[0007]式I中Q为散热功率，量纲为瓦；K为从热管冷端表面到空气的传热系数，量纲为瓦/ (°C *m2) ; AT为空气受热的升温，量纲为K或者。C 4为与空气接触的热管冷端的面积，量纲为平方米。
[0008]将Q=10，K=23瓦/ ( V * m2)，S=0.02 m2代入；得所述散热模型的温升AT ^ 21.74°C。当S=0.017 m2时得到温升AT ^ 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，LEDlO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冷端直接散热热管LED灯具。
[0012]本实用新型实现其目的的技术方案:制造一个冷端直接散热热管LED灯具，包括热管、LED、驱动电源和与外界的电气连接界面。热管与LED之间含有或者不含有传热基板。热管包括管壳、排气管、工质和吸液芯网。热管冷端带有或者不带有折褶。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。热管管壳各部分无缝融封密封连接为一体；热管的热端表面与LED的非发光面相吻合并且LED非发光面与热管热端直接传热连接；热管冷端不带有翅板。
[0013]还可以令热管热端外侧含有LED电路板。LED电路板的内侧表面与热管热端的外表面相吻合。LED电路板包括绝缘基板以及制作于绝缘基板上的导电线路、LED连接界面、电路板加强层和网孔。LED连接界面包括钎焊界面。LED连接界面用于连接LED ;LED连接界面与热管之间采用隔热设计。加强层包括埋置于绝缘基板内部的多孔钢板或者弹性网板。采用加强层可显著增强LED电路板的刚度和稳定性。适当的网孔可减少对于热管的包裹有利于散热。LED电路板和驱动电源之间通过若干根线缆实现两者的连接，所述两者的连接包括机械连接、电气连接和同时对热管的捆绑连接。所述两者的连接包括通过LED电路板或者驱动电源周边的线缆连接界面实现；线缆连接界面包括线缆缠绕短桩。通常，线缆用粘结材料粘结固定于热管上，有时线缆还可以采用窄条金属箔以减少相对热管表面的突起。或者，令所述驱动电源采用驱动电源主体与一个驱动电源底座连接的结构。驱动电源主体配置接触片，驱动电源底座配置线缆卡接槽。驱动电源主体和驱动电源底座配合连接后所述接触片与所述线缆卡接槽两者实现电气连接。并采用带线缆卡接端和串接/并接有弹性件的快接线缆。所述串接是指所述弹性件与线缆串联连接并且所述弹性件流过与所述线缆相同的电流；所述并接是指所述弹性件的两端与一段长度富裕的线缆连接并且所述连接件可以不流过电流或者流过较少的电流。快接线缆具有足够高的抗拉强度；弹性件包括一段弹簧。令所述线缆卡接端与所述线缆卡接槽卡接连接。LED电路板与快接线缆之间的连接包括焊接连接或者快装连接。快装连接包括上述卡接连接。
[0014]还可以令LED电路板含有若干LED孔，LED孔的边缘含有两处以上与LED连接界面；LED布置于所述LED孔内并用导热材料包括弹性导热膜和透明导热粘结材料与热管热端传热连接。
[0015]还可以令LED电路板上的LED连接界面为一块设置于线路板上的线路板上不锈钢薄板；LED两端分别含有带波纹状过渡段的不锈钢薄板叠焊平片；两块不锈钢薄板即线路板上不锈钢薄板和叠焊平片相互叠合并含有激光叠焊的焊接连接部位。
[0016]还可以令LED电路板包括柔性电路板。
[0017]并令与热管热端传热连接的LED表面含有形状与热管热端表面吻合的弹性导热膜；热管含有与LED电路板和驱动电源或者驱动电源底座的连接界面，连接界面包括与LED电路板和驱动电源或者驱动电源底座的螺纹连接界面；连接界面还包括一个以上向外凸起的定位台阶并且LED电路板和驱动电源或者驱动电源底座表面分别含有与所述定位台阶表面相吻合的连接界面；或者，
[0018]采用若干与热管冷端传热连接的贴合散热片或者贴合散热片组；令与热管热端传热连接的LED表面，以及所述贴合散热片或者贴合散热片组与热管接触处表面含有导热胶或者含有形状与热管热端表面吻合的弹性导热膜；热管含有与LED电路板和驱动电源或者驱动电源底座的连接界面，连接界面包括与LED电路板和驱动电源或者驱动电源底座的螺纹连接界面；连接界面还包括一个以上向外凸起的定位台阶并且LED电路板和驱动电源或者驱动电源底座表面分别含有与所述定位台阶表面相吻合的连接界面。
[0019]还可以令LED线路板含有一根一端带套扣且不串接弹性件的快接线缆；驱动电源底座含有一个具有伸缩性的弹簧钩；所述快接线缆与所述弹簧钩套接实现与两者之间的电气与机械连接；或者，LED线路板含有一根一端带套扣且不串接弹性件的快接线缆；驱动电源底座含有一个具有挠曲性的弹板钩；所述快接线缆与所述弹板钩套接实现与两者之间的电气与机械连接。
[0020]还可以令LED两端各含有一个热管管壳卡簧件，卡簧件包括两个簧片，各簧片的自由端各含有一根以上插针。卡簧件与热管热端传热连接；插针可插入一个插针座实现两者之间的电气连接。
[0021]本实用新型冷端直接散热热管LED灯具还可以包括一个匀光片；热管的热端或者热端边界处以及匀光片内侧各含有一个匀光片磁性连接界面；所述磁性连接界面的材料包括:顺磁材料+永磁材料或者永磁材料+永磁材料；所述两个匀光片磁性连接界面磁吸连接。
[0022]还可以采用一支以上热管，包括带一个以上冷端的热管、带两个冷端的U型管状热管、带有主冷端包括U型管状两支主冷端并且在主冷端上旁接分支冷端的多冷端热管；所述各冷端包括拔直向上、螺旋弯曲向上和蛇形弯曲向上的冷端；所有LED按照散热负载均分布置于各热管热端。
[0023]还可以令热管冷端不含有专用的散热片；或者热管冷端具有大比表面积表面包括折褶。
[0024]本实用新型的有益效果:本实用新型冷端直接散热热管LED灯具其热管冷端直接散热，其从LED到环境的传热途径最短仅仅包括LED与热管之间的传热胶或者弹性绝缘导热膜和热管。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；而热管加工的环境负荷微不足道，环境效益明显。具有大比表面积的热管冷端包括在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的工作温度并且造价增加极少。
[0025]本实用新型冷端直接散热热管LED灯具不采用散热片只依靠热管冷端散热与采用散热片的热管LED灯具相比具有表面容易清洁的优点。在热管管壁凃制二氧化钛光触媒涂层，可以利用灯具的光线持续分解与所述二氧化钛涂层接触的有机物污垢，起到自动清洁的效果。
[0026]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热管，增加娱乐情趣。高透明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。
[0027]LED电路板为LED与热管的传热连接和LED与外界的电气连接提供一个集成平台。
[0028]在LED电路板上设置LED孔使得LED能够直接与热管传热连接，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，焊接过程对热管管壁的热冲击小。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0030]图1是一个采用单支热管的热管LED灯具结构示意图。
[0031]图2是一个热管LED灯具的LED电路板结构示意图，是对图1LED电路板的正面描述。
[0032]图3是一个具有圆台状冷端的热管结构示意图，是对图1热管的专门描述。
[0033]图4是一个热管LED灯具采用激光叠焊LED叠焊平片的正视结构示意图。
[0034]图5是一个热管LED灯具采用激光叠焊LED叠焊平片的上视结构示意图。
[0035]图6为一个热管带有与驱动电源底座和LED电路板连接界面的热管LED灯具结构示意图。
[0036]图7是对图6中热管的专门描述。
[0037]图8是一个快接线缆与弹簧钩连接的结构示意图。
[0038]图9是一个快接线缆与弹板钩连接的结构示意图。
[0039]图10是一个LED的卡簧件与热管卡接式传热连接和与插针座电气连接的正视结构示意图。
[0040]图11是一个LED的卡簧件与热管卡接式传热连接和与插针座电气连接的侧视结构示意图。
[0041]图12是一个多冷端热管LED灯具的结构示意图。
[0042]图13是一个带两个蛇形弯曲向上冷端的U型变形管状热管LED灯具的热管展开图。
[0043]图14是一个带两个蛇形弯曲向上冷端的U型变形管状热管LED灯具的俯视结构示意图。
[0044]图15是一个带两个等角度倾斜向上冷端的U型变形管状热管LED灯具的热管展开图。
[0045]图16是一个带两个等角度倾斜向上冷端的U型变形管状热管LED灯具的俯视结构示意图。
[0046]图17和18分别是一个夹套式热管LED灯具的俯视结构示意图和正视剖视结构示意图。
[0047]图19是一个热管LED射灯的结构示意图。
[0048]图20是一个LED壁灯的结构示意图。
[0049]图21是一个LED仿水晶吊灯阵列的结构示意图。
[0050]图22是一个LED吸顶灯的复合结构示意图，上部为上视图；下部为正视图。
[0051]图23是一个热管LED交通信号灯的侧视结构示意图。
[0052]图24是一个热管LED交通信号灯的后视结构示意图。
[0053]图25是一个上半抛物面旋转体夹套热管LED灯具的结构示意图。
[0054]图26是一个倒扣抛物面旋转体热管LED灯具的结构示意图。
[0055]图27是一个板状热管LED灯具的正视结构示意图。
[0056]图中1.热管；2.LED ；3.驱动电源底座；4.驱动电源主体；5.与外界的电气连接界面；6.匀光片；7.排气管；11.LED电路板；12.导电线路；14.线缆卡接槽；15.LED连接界面；16.线缆卡接端；17.弹性件；18.快接线缆；19.LED孔；20.接触片；21.磁性连接件；22.导电粘结材料；23.波纹状过渡段；24.叠焊平片；26、27.定位台阶；28、29.配合连接界面；30.贴合散热片；31.钢丝细弹黃；32.弹黃钩；33.弹板钩；34.卡黃件；35.插针；36.插针座；38.热端；39.王冷端；40.冷端；41.卡植；42.驱动电源；43.折裙；44.聚光镜；45.壳体；46.导轨基础；47.连接面；49.滑槽；50.上半抛物面旋转体夹套；51.下半抛物面旋转体；52.抛物面旋转体夹套；53.吸液芯网；54.支撑件；55.泡状物。
【具体实施方式】
[0057]图1至3共同给出本实用新型第一个实施例。
[0058]图1至3中，热管LED灯具包括热管1、LED2、驱动电源底座3、驱动电源主体4、与外界的电气连接界面5、勻光片6和控制系统13。热管I包括管壳、排气管7和工质。根据需要还可以在热管I内部设置吸液芯网。工质包括水和乙醇。如果产品使用场合以及储运过程中可能结冰的话，可选择乙醇作为工质。与外界的电气连接界面5采用可以使用螺口灯座的灯泡螺口和电线。热管I管壳各部分无缝融封密封连接为一体。热管I的热端表面与LED2的表面相吻合。热管I冷端无折褶并且不采用散热片。LED2与热管I热端传热连接。图1至3中，并排向里的箭头表示热管热端，热管热端吸收热能；并排向外的箭头表示热管冷端，热管冷端释放热能。
[0059]热管I热端外侧含有LED电路板11。LED电路板11包括绝缘基板以及制作于绝缘基板上的导电线路12、线缆卡接槽14、LED连接界面15和加强层。加强层采用多孔钢板埋置于绝缘基板内部。多孔钢板加强层重量轻、强度有保证、其空洞部分不影响导体穿越LED电路板11。至少两处以上导电线路12相互之间不直接电气连接。LED电路板11的内侧表面与热管I热端的外表面相吻合。LED电路板11和驱动电源底座3的周边含有多处线缆卡接槽14。若干根两端带线缆卡接端16和中间串接弹性件17的快接线缆18，通过其线缆卡接端16卡接连接LED电路板11和驱动电源底座3上的线缆卡接槽14实现LED电路板11和驱动电源底座3之间的电气连接和，LED电路板11、驱动电源底座3及热管I三者的机械连接。LED连接界面15用于与LED2之间的电气连接包括焊接连接。快接线缆18可用粘结材料包括透明粘纸粘结固定于热管I上。
[0060]LED电路板11含有若干LED孔19，LED孔19内放置LED2。各LED孔19的边缘含有两处LED连接界面15。LED连接界面15与热管I之间采用隔热设计。LED2布置于LED孔19内并通过弹性导热膜或者导热粘结材料与热管I热端传热连接。
[0061]驱动电源主体4与驱动电源底座3连接包括螺纹连接。驱动电源主体4与驱动电源底座3连接后，驱动电源主体4通过接触片20与驱动电源底座3上的线缆卡接槽14电气连接；从而接通点亮LED2。
[0062]勻光片6通过设置于勻光片6上的永磁磁性连接件21与设置于热管I上的永磁磁性连接件21相互磁吸实现与热管I的连接。所述设置包括注塑件的预埋和粘结。
[0063]实施例1中的LED连接界面15还可以参考图4和图5的实施例2。
[0064]图4和图5共同给出本实用新型第二个实施例。
[0065]图4和图5中，在热管I热端贴置一块LED电路板11。LED电路板11上设置有导电线路12和线缆卡接槽14，线缆卡接槽14卡接连接快接线缆18的线缆卡接端16。LED电路板11上还设置有LED孔19用于安置LED2。
[0066]制作于LED电路板11上的LED连接界面15采用厚度0.4毫米的线路板上不锈钢薄板。LED连接界面15与玻璃热管I之间米用隔热设计以减轻对玻璃热管I的热冲击和传热。LED2与玻璃热管I的接触面上凃制有导热粘结材料22。LED2两端分别通过带波纹状过渡段23的叠焊平片24与LED连接界面15线路板上不锈钢薄板上下相叠。两块厚度
0.4毫米的相叠不锈钢板采用激光进行叠焊。叠焊平片24和连接界面15线路板上不锈钢薄板的厚度尺寸可以调节。LED连接界面15线路板上不锈钢薄板要经历激光焊接，因此其下方的LED电路板11所埋置的加强层应该保留钢板。
[0067]采用多点叠焊譬如图5中描述的叠焊平片24上的3点叠焊可以增加焊接连接的可靠性。采用带波纹状过渡段23的叠焊平片24可以减缓LED2与LED电路板11之间可能存在的有害应力产生的负面影响、可以减缓对玻璃热管I的不利机械作用力、热冲击和传热。
[0068]图6和图7给出本实用新型第三个实施例。
[0069]图6和7中，热管LED灯具包括热管1、LED2、驱动电源底座3、驱动电源主体4和与外界的电气连接界面5。热管I热端外侧含有LED电路板11。安装于LED电路板11上的LED2与热管I接触的表面含有弹性导热膜。设置弹性导热膜的目的是为了在经过多次更换热管I后仍保持热管I与LED之间良好的传热工况。热管I在与驱动电源底座3和LED电路板11接触的部位含有一个以上向外凸起的定位台阶26和27作为连接界面。定位台阶26和27的形状可以为圆形或者其他形状。驱动电源底座3和LED电路板11分别含有与热管I定位台阶26和27的配合连接界面28、29。定位台阶26和27和配合连接界面28,29还可以变形为相互配合的螺纹连接界面。驱动电源底座3的周边采用多处线缆卡接槽14。若干根与LED电路板11电气连接、带线缆卡接端16并串接弹性件17的快接线缆18，通过其线缆卡接端16卡接连接驱动电源底座3上的线缆卡接槽14，实现驱动电源底座3、LED电路板11和热管I三者的连接以及驱动电源底座3和LED电路板之间的电气连接。
[0070]采用图6和图7实施例的线缆卡接快接方式，可以方便初中生徒手更换热管I。采用驱动电源底座3和驱动电源主体4连接的结构还可用于LED灯具的升级，即只要更换驱动电源主体4就可以实现对LED灯具的软件和硬件升级。LED灯具升级时可以保留价值较高的LED、LED电路板和热管。
[0071]图6和图7实施例中，还可以在热管I的冷端外表面加贴贴合散热片30或者贴合散热片组并用钢丝细弹簧31箍起加以固定。贴合散热片30与热管I的接触处含有导热胶或者设置有弹性导热膜。
[0072]图8给出本实用新型第四个实施例。
[0073]图8中，一个一端带套扣的快接线缆18在一个与驱动电源底座基础连接并具有伸缩性的弹簧钩32被拉下时套扣在弹簧钩32上实现与弹簧钩32的电气和机械连接。这里，快接线缆18省略使用实施例3中的弹性件17。
[0074]图9给出本实用新型第五个实施例。
[0075]图9中，一个一端带套扣的快接线缆18在一个与驱动电源底座基础连接并具有伸缩性的弹板钩33被拉下时套扣在弹板钩33上实现与弹板钩33的电气和机械连接。这里，快接线缆18省略使用实施例3中的弹性件17。
[0076]图8和图9实施例方便本实用新型热管LED灯具的快装、维修、升级和样式多样化。
[0077]图10和图11共同给出本实用新型第六个实施例。
[0078]图10和图11中，LED2两端各含有一个热管管壳卡簧件34,卡簧件34含有两个簧片，各簧片的自由端各含有插针35。卡簧件34与热管I热端传热连接。为提高传热效率，LED2上与热管接触的表面可以凃制导热粘结材料或者设置弹性导热膜。插针35可插入一个与之配合的插针座36实现与插针座36的电气连接。
[0079]卡簧件34的优点包括简化或者省略了 LED电路板。图10和图11实施例还适用于长条形的LED灯具，这种情况下只要在一支长热管热端均布带卡簧件34的LED2就行。
[0080]图12给出本实用新型第七个实施例。
[0081]图12中，热管LED灯具包括热管1、LED2和与外界的电气连接界面5。热管I的热端38呈圆盘状，在热端38上端面开孔并与主冷端39融封连接。主冷端39旁接若干分支冷端40,构成一个多冷端的热管I。在热管I热端38的周边用若干个卡箍41连接固定LED电路板11。与外界的电气连接界面5灯泡螺口设置于主冷端39上方。热管I的排气管设置于主冷端39上端口处。
[0082]图12实施例多冷端热管LED灯具在保持一定的冷端面积情况下可以取较小的体积。因为一个直径150毫米的管状物与5个直径30毫米的等高管状物其筒形部分外表面积相同，但两者的体积可以相差许多倍。
[0083]图13和图14共同给出本实用新型第八个实施例。
[0084]图13和图14中，带两个蛇形弯曲段的冷端40的U型变形管状热管I的热端38与LED2传热连接。里层的热管冷端40窄一些用浅色表示。外层的热管冷端40宽一些用深色表示。每个热端38可以传热连接一个以上LED2。所有的LED2按照散热负载均分布置于热管I热端38。排气管可设置于里层或者外层任一冷端的上端口处。
[0085]图13中的4个带两个蛇形弯曲段的冷端40的U型变形管状热管I对称布置形成一个筒形体，即每个带两个蛇形弯曲段的冷端40的U型变形管状热管I各占据所述筒形体约四分之一圆周角，这在图14俯视结构示意图中能更直观地看到。
[0086]同样，还可以令图13和图14实施例中的带两个蛇形弯曲段的冷端40的U型变形管状热管I各占据所述筒形体约二分之一或者三分之一或者五分之一或者六分之一圆周角。
[0087]采用蛇形弯曲向上的冷端40的LED灯具其高度可以只有采用拔直向上冷端的30%。
[0088]图13和图14实施例的热管LED灯具也可以只使用单个热管I并将其热端38延长至接近一个圆圈，在热管热端38上布置多个LED2。
[0089]图15和图16共同给出本实用新型第九个实施例。
[0090]图15和图16中，带两个等角度伸展向上的冷端40的U型变形管状热管I的热端38与LED2传热连接。里层的热管冷端40用浅色表示。外层的热管冷端40用深色表示。每个热端38可以传热连接一个以上LED2。所有的LED2按照散热负载均分布置于热管I热端38。采用等角度倾斜向上冷端40的LED灯具其高度可以只有采用拔直向上冷端的30%。
[0091]还可以将图15和图16实施例中的带两个蛇形弯曲段的冷端40的U型变形管状热管I的数目扩大为多个并令其按照其自身筒形体均匀间隔相互嵌套布置各占据所述自身筒形体约二分之一或者三分之一或者四分之一或者五分之一圆周角。
[0092]图13、14和图15、16两实施例的热管LED灯具适合制作LED无影灯。无影灯需要不断变换其空间状态。采用多个U型变形管状热管即使在无影灯光照面作正负29度倾斜时，仍能确保其冷端的工质正常回流。采用弯曲管子制造热管适合大批量生产并且成品率高。部分热管或者LED损坏整机仍能工作。
[0093]图15和16实施例的热管LED灯具还可以将其热管热端38拉长至接近一个圆圈并在热端38上布置多个LED2。
[0094]图17和18共同给出本实用新型的第十个实施例。
[0095]图17和18中，热管LED灯具包括热管1、LED2、驱动电源42和与外界的电气连接界面5。热管I热端外侧含有LED电路板11。热管I为两头通的夹套结构，有助于中空部分热空气加速上升增强冷端表面换热。作为冷端40的内层夹套管的表面含有多个折褶43。驱动电源42布置于热管I的内部，可以采用粘结连接方式与热管I实现连接。热管I的排气管7布置于夹套内壁。
[0096]图17和18实施例中的内管上的折褶最多可以增加近30%散热面积，同比可降低LED2的温度4至6°C。
[0097]图19给出本实用新型第i^一个实施例。
[0098]图19中，热管LED射灯包括热管1、LED2、驱动电源42和与外界的电气连接界面
5、聚光镜44和壳体45。与外界的电气连接界面5为双绞线。热管I热端38处为提高与LED2的传热效率加工成矩形横截面。热管I冷端40取蛇形弯曲单调向上伸展并且作适应聚光镜44和壳体45的整体弯曲以确保工质回流。热管I与驱动电源42 —起布置于壳体45内的聚光镜44后侧。聚光镜44汇集灯光形成射灯效应。
[0099]有必要强调指出:本实用新型热管的热端表面为提高与LED2的传热效率可以局部加工成平面或者近似平面。这时，所述加工成平面或者近似平面的热管管壳的横截面可以为包含一个与平面相对应的直线以及其它各种形状。
[0100]图20给出本实用新型第十二个实施例。
[0101]图20中，LED壁灯包括夹套式热管1、LED2、与外界的电气连接界面5和驱动电源42。LED2的发光面与夹套式热管I热端用透明粘结剂譬如硅胶粘结。LED2的发光面与热管I热端粘结。LED2发出的光通过两层热管I的管壁照射。热管I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。
[0102]图21给出本实用新型第十三个实施例。
[0103]图21中，LED仿水晶吊灯阵列包括热管1、LED2、杯形匀光片6和驱动电源42，并采用软线与外界电源连接。
[0104]图21实施例因为LED始终保持良好的工况，光衰慢。因而有助于长期保持光色一致性。能给人以水晶吊灯极高品质的感受。
[0105]图22给出本实用新型第十四个实施例。
[0106]图22中，LED吸顶灯包括热管1、LED2、驱动电源42和壳体45。热管I的热端38大致弯制成一个圆角矩形沿壳体45四周内侧排布并与各LED2传热连接。热管I的两个冷端40分别自热端38的两端开始以圆角矩形的形式向上盘绕一圈多。冷端40在两个视图中分别以较粗的实线和虚线及较细的实线和虚线表示。图21实施例的成品，LED灯具功率40瓦，其高度可以仅仅35毫米，其重量从同样规格铸铝散热器灯具的3.2千克减轻为0.9千克；散热能力还有大幅度提闻。
[0107]图23和24共同给出本实用新型第十五个实施例。
[0108]图23和24中，热管LED交通信号灯包括热管1、LED2、驱动电源42、壳体45、导轨基础46和热管滑槽式安装界面。热管I包括平面热端38和一个带水平倾角的杆状冷端40，各平面热端38拼接组成一个大的竖直平面，各平面热端38的前面即正面粘结LED2组成一个显示界面。滑槽式安装界面为铝型材构件，包括一个可与热管I平面热端38背面粘结连接的连接面47和两侧两条可与两边两个导轨基础46配合滑动连接的滑槽49。检修时，可以直接沿导轨基础46向外拉出热管滑槽式安装界面。热管I粘结于连接面47上。LED2用导热胶粘贴于热管I热端前方。一个热管I的热端可以粘结多个LED2包括发出不同颜色光线的LED2。在一个玻璃热管I的热端粘结三种不同颜色光线的LED2时，可以制造三色一体是交通信号灯。三色一体的交通信号灯节省材料。
[0109]图23和24实施例中热管I采用向后伸出的杆状冷端40，既可以充分均匀地散热，又适合交通信号灯LED2较大面积密集安装的要求。
[0110]图25给出本实用新型第十六个实施例。
[0111]图25中，上半抛物面旋转体夹套热管LED灯具包括上半抛物面旋转体夹套50即热管1、LED2、下半抛物面旋转体51和驱动电源42。上半抛物面旋转体夹套50热管I的内半夹套取大致抛物面旋转体形状，其与下半抛物面旋转体51 —起组成一个完整的大致抛物面旋转体并在所述抛物面旋转体上凃制镜面，所述抛物面镜面用于将点光源LED2发出的光转换为一个大致的光柱。
[0112]图25实施例利用上半抛物面旋转体夹套50作为热管，可以获得100至300平方厘米的散热面积，适合8至25瓦的LED灯具包括矿灯、车灯和小型投影仪灯具。其下半旋转体51可以采用塑料或者金属制作。根据需要，可以对所述抛物面旋转体进行适当变形。
[0113]图26给出本实用新型第十七个实施例。
[0114]图26中，倒扣的抛物面旋转体热管LED灯具包括一个倒扣的抛物面旋转体夹套52即热管1、LED2和驱动电源42。倒扣的抛物面旋转体夹套52的内侧为一个抛物面旋转体，所述抛物面旋转体上制作有镜面，所述镜面用于将点光源LED2发出的光转换为一个大致的光柱。抛物面旋转体夹套52的沿口平滑并具有与LED2宽度相当的宽度用于传热连接LED2。电气连接界面5采用双线。
[0115]图26实施例利用倒扣的抛物面旋转体夹套52作为热管1，可以获得100至600平方厘米的散热面积，适合发光面积即抛物面旋转体夹套52的沿口为一个圆圈并且能够水平安置的8至50瓦的LED灯具。当热管I内部设置吸液芯网时其对热管倾角的变化不敏感，可以令所述发光面积所述抛物面旋转体夹套52的沿口在正负10°的水平倾角范围内正常工作。图27是一个板状热管LED灯具的结构示意图。
[0116]图27给出本实用新型第十八个实施例。
[0117]图27中，板状热管LED灯具包括一个板状热管1、LED2和驱动电源42。电气连接界面5采用双线。图27实施例的LED2均布于板状热管I的下面，可以获得平面发光的照明效果。当板状热管I内部布置吸液芯网53时，可以使板状热管I在正负10°或者更大的的水平倾角范围内正常工作。当所述吸液芯网53的吸液能力可以保证将板状热管I的工质通过毛细作用输送到各LED2处供LED2放热蒸发时，甚至可以将均布LED2的发光面朝上并在正负10°或者更大的的水平倾角范围内正常工作。为克服板状热管I管壁两侧的压力差即内部约0.1个大气压和外部I个大气压之差，在板状热管I内部设置支撑件54从里面顶住板状热管I的两内壁。在板状热管I不布置LED2的一面管壁上设置向外凸起的泡状物55可大幅度增加板状热管I的冷端面积。
[0118]带泡状物55的热管壁厚会减小。带泡状物55的热管清洁稍麻烦些。在热管I管壁凃制二氧化钛光触媒涂层，可以利用灯具的光线持续分解与所述二氧化钛涂层接触的有机物污垢，使之成为氮气、二氧化碳和水等简单分子。在热管I管壁凃制二氧化钛光触媒涂层可以参照现有技术实现。
[0119]也可以令图27实施例的热管的正视轮廓为圆角矩形以外的其它形式，譬如图27上方的椭圆形。这样，可以既利用拱形结构良好的抗压性能，又可以使体积小型化和使吸液芯网的毛细作用段不至于过长，略带拱形的发光面照射角优于平面的。
[0120]图27实施例的板状热管I的制作可以参照前两个实施例16和17的内容。
【权利要求】
1.冷端直接散热热管LED灯具，包括热管、LED、驱动电源和与外界的电气连接界面，热管包括管壳、排气管、工质和吸液芯网；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，其特征是热管的热端表面与LED的非发光面相吻合并且LED非发光面与热管热端直接传热连接；热管冷端不带有翅板。
2.根据权利要求1所述的冷端直接散热热管LED灯具，其特征是热管热端外侧含有LED电路板，LED电路板的内侧表面与热管热端的外表面相吻合；LED电路板包括绝缘基板以及制作于绝缘基板上的导电线路、LED连接界面、电路板加强层和网孔；LED连接界面包括钎焊界面；加强层包括埋置于绝缘基板内部的多孔钢板或者弹性网板；LED电路板和驱动电源之间通过若干根线缆实现两者的连接，所述两者的连接包括机械连接、电气连接和同时对热管的捆绑连接；所述两者的连接包括通过LED电路板或者驱动电源周边的线缆连接界面实现；线缆连接界面包括线缆缠绕短桩；或者，令所述驱动电源采用驱动电源主体与一个驱动电源底座连接的结构；驱动电源主体配置接触片，驱动电源底座配置线缆卡接槽，驱动电源主体和驱动电源底座配合连接后所述接触片与所述线缆卡接槽两者实现电气连接；并采用带线缆卡接端和串接/并接有弹性件的快接线缆；快接线缆具有足够高的抗拉强度；弹性件包括一段弹簧，令所述线缆卡接端与所述线缆卡接槽卡接连接；LED电路板与快接线缆之间的连接包括焊接连接或者快接连接，快接连接包括上述卡接连接。
3.根据权利要求2所述的冷端直接散热热管LED灯具，其特征是LED电路板含有若干LED孔，LED孔的边缘含有两处以上与LED连接界面；LED布置于所述LED孔内并用导热材料包括弹性导热膜和透明导热粘结材料与热管热端传热连接。
4.根据权利要求2所述的冷端直接散热热管LED灯具，其特征是LED电路板上的LED连接界面为一块设置于线路板上的线路板上不锈钢薄板；LED两端分别含有带波纹状过渡段的不锈钢薄板叠焊平片；两块不锈钢薄板即线路板上不锈钢薄板和叠焊平片相互叠合并含有激光叠焊的焊接连接部位。
5.根据权利要求2所述的冷端直接散热热管LED灯具，其特征是LED电路板包括柔性电路板； 与热管热端传热连接的LED表面含有形状与热管热端表面吻合的弹性导热膜；热管含有与LED电路板和驱动电源或者驱动电源底座的连接界面，连接界面包括与LED电路板和驱动电源或者驱动电源底座的螺纹连接界面；连接界面还包括一个以上向外凸起的定位台阶并且LED电路板和驱动电源或者驱动电源底座表面分别含有与所述定位台阶表面相吻合的连接界面；或者， 含有若干与热管冷端传热连接的贴合散热片或者贴合散热片组；与热管热端传热连接的LED表面，以及所述贴合散热片或者贴合散热片组与热管接触处表面含有导热胶或者含有形状与热管热端表面吻合的弹性导热膜；热管含有与LED电路板和驱动电源或者驱动电源底座的连接界面，连接界面包括与LED电路板和驱动电源或者驱动电源底座的螺纹连接界面；连接界面还包括一个以上向外凸起的定位台阶并且LED电路板和驱动电源或者驱动电源底座表面分别含有与所述定位台阶表面相吻合的连接界面。
6.根据权利要求2所述的冷端直接散热热管LED灯具，其特征是LED线路板含有一根一端带套扣且不串接弹性件的快接线缆；驱动电源底座含有一个具有伸缩性的弹簧钩；所述快接线缆与所述弹簧钩套接实现与两者之间的电气与机械连接；或者，LED线路板含有一根一端带套扣且不串接弹性件的快接线缆；驱动电源底座含有一个具有挠曲性的弹板钩；所述快接线缆与所述弹板钩套接实现与两者之间的电气与机械连接。
7.根据权利要求1所述的冷端直接散热热管LED灯具，其特征是LED两端各含有一个热管管壳卡簧件，卡簧件包括两个簧片，各簧片的自由端各含有一根以上插针；卡簧件与热管热端传热连接；插针可插入一个插针座实现两者之间的电气连接。
8.根据权利要求1所述的冷端直接散热热管LED灯具，其特征是还包括一个匀光片；热管的热端或者热端边界处以及匀光片内侧各含有一个匀光片磁性连接界面；所述磁性连接界面的材料包括:顺磁材料+永磁材料或者永磁材料+永磁材料；所述两个匀光片磁性连接界面磁吸连接。
9.根据权利要求1或者2或者7或者8所述的冷端直接散热热管LED灯具，其特征是含有一支以上热管，包括带一个以上冷端的热管、带两个冷端的U型管状热管、带有主冷端包括U型管状两支主冷端并且在主冷端上旁接分支冷端的多冷端热管；所述各冷端包括拔直向上、螺旋弯曲向上和蛇形弯曲向上的冷端；所有LED按照散热负载均分布置于各热管热端。
10.根据权利要求1或者2或者7或者8所述的冷端直接散热热管LED灯具，其特征是热管冷端不含有专用的散热片；或者热管冷端具有大比表面积表面包括折褶。
【文档编号】F21V29/00GK203940390SQ201420055829
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年1月28日 优先权日:2014年1月28日
【发明者】邱玉燕 申请人:邱玉燕