一种高效散热模组灯具的制作方法

本发明涉及照明技术领域，特别涉及一种高效散热模组灯具。

背景技术：

随着深紫外波段中的紫外c波段(波长200纳米-280纳米)的发光二极管在杀菌领域的应用越来越广泛，市场上涌现出了许多与uvcled相关的灯具产品。现有的uvcled灯具产品基本是采用杀菌能力低下的低功率uvcled，存在散热不充分、体积大、安装不灵活等缺点，不能充分响应市场需求。应用大功率uvcled模组灯具，可以大大提高杀菌速度，满足市场对高效快速消毒的需求。然而目前大功率uvcled的光电转换效率低下，一般小于10％，而且大功率uvcled发热严重。市场上需要深紫外光功率强大、散热充分、体积小巧、安装灵活的大功率uvcled灯具来处理被细菌病毒污染的物体表面、空气或饮用水，以保障个人和公共安全。当在消毒有人区的空气和表面时，还需要灯具可以检测到周边人的存在，确定无人情况下，自动开启消毒光源，进行计时消毒以确保每天充分的消毒剂量，例如，每天消毒剂量可以设定为10-40mj/cm2。为此急需开发出满足市场需求的大功率uvcled杀菌灯具产品以解决灯具散热不充分的问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明实施例提供一种高效散热模组灯具，以解决灯具散热不充分的问题。

本发明实施例提供的高效散热模组灯具，包括：主体装置，包括灯壳；发光装置，包括光源组板和散热背板，所述光源组板上设有发光光源，所述散热背板密封固定在所述灯壳内部，所述光源组板与所述散热背板连接；以及散热装置，包括后盖，所述后盖密封固定在所述灯壳的端部后与所述散热背板形成一腔体，所述腔体上设有流体入口和流体出口，所述腔体还设有连通所述流体入口和所述流体出口的流体通道。

进一步的，所述流体通道中设有流体整流器，所述流体整流器设有整流输入端和整流输出端，所述整流输入端朝向所述流体入口，所述整流输入端与所述流体入口之间设有空隙，所述整流输出端朝向所述流体出口，所述整流输入端和所述整流输出端均设有呈阵列排列的若干个整流孔。

进一步的，所述散热背板朝向所述后盖的一面设有若干散热片，所述散热片呈梳状排列，所述散热片插入所述流体整流器内并处于所述流体通道中，相邻所述散热片之间具有供流体流通的流体流路。

优选的，所述流体入口和所述流体出口设在所述灯壳上，所述流体入口的中心线与所述流体出口的中心线共线并与所述流体流路平行，所述流体整流器为环状，所述整流孔的中心线与所述流体流路平行。

优选的，所述流体整流器上还设有第一隔离凸台和第二隔离凸台，所述第一隔离凸台和所述第二隔离凸台呈对称设置且均与所述灯壳连接。

本实施例中，所述发光光源包括若干个发光二极管，所述发光二极管发出的光的波长为200～750nm。

进一步的，所述光源组板上还设有微处理器、人体感应器和紫外传感器，所述微处理器与所述人体感应器、所述紫外传感器及所述发光二极管电连接，所述微处理器接收由所述人体感应器和所述紫外传感器产生的电信号后控制所述发光二极管。

优选的，所述发光装置还包括反光杯和透镜，所述反光杯处于所述透镜和所述光源组板之间。

优选的，所述反光杯的反光面镀有铝膜和ptfe的任意一种，所述透镜由玻璃、石英和蓝宝石的任意一种构成。

具体的，所述流体通道中的流体为空气和/或水。

基于上述技术方案，本发明实施例至少具有以下有益效果：本实施例提供的高效散热模组灯具，由主体装置，发光装置和散热装置连接而成，灯壳作为安装的主体，散热背板密封固定在灯壳内部，光源组板上的一面上设有发光光源，光源组板的另一面与散热背板紧贴固定，当后盖密封固定在灯壳的端部后与散热背板形成一腔体，该腔体设有流体入口和流体出口，该腔体还设有连通流体入口和流体出口的流体通道，灯具工作时，光源组板上的发光光源正常工作时产生大量的热量，热量从光源组板传导至散热背板上，因流体通道上流通有流体，流体经流体通道与散热背板充分接触，所以散热背板的热量再传导至流体通道内流动的流体，因流体是流动的，能够将散热背板表面的热量带走，进一步的降低了光源组板的温度并保持在一定的数值范围，既解决了灯具散热不充分的问题，同时也大大延长了灯具的使用寿命。为达到更进一步的散热效果，还可以在散热背板朝向后盖的一面设置若干散热片，该散热片呈梳状排列且处于流体通道中。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1是本发明实施例的背视图；

图2是本发明实施例沿b-b方向的结构剖视图；

图3是本发明实施例沿b-b方向的三维结构剖视图；

图4是本发明实施例沿a-a方向的结构剖视图；

图5是本发明实施例中灯壳的结构剖视图；

图6是本发明实施例的分解图；

图7是本发明实施例中光源组板的三维图；

图8是本发明实施例中流体流路的示意图；

图9是本发明实施例中流体流路的路径长度示意图；

图10是本发明实施例中流体流路的路径长度与角度θ的变化曲线图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图6所示，本实施例提供的高效散热模组灯具主要由主体装置10、发光装置20和散热装置30构成。

本实施例中，主体装置10，包括灯壳11，发光装置20安装在灯壳上。

本实施例中，发光装置20，包括光源组板23和散热背板24，光源组板23上设有发光光源，发光光源可提供照明灯光，散热背板24密封固定在灯壳11内部，光源组板23与散热背板24连接。具体的，散热背板24连接在灯壳11的第二台阶14上，散热背板24与光源组板23上还都设有可供螺丝穿过的通孔，固定时，先将散热背板24放置在第二台阶14上，为保证防水的密封性，通常会在散热背板24和第二台阶14连接处之间放置密封垫或o型密封圈，再把光源组板23放在散热背板24上，用螺丝旋紧固定在灯壳11的第二台阶14上，此时的光源组板23的一面与散热背板24的一面紧紧贴住。优选的，在光源组板23与散热背板24的接触面上抹有导热性能良好的导热胶，以确保光源组板23与散热背板24接触面之间紧密接触、不存在空隙以及热量的均匀传递。

本实施例中，散热装置30，包括后盖32，后盖32密封固定在灯壳11的端部后与散热背板24形成一腔体，为保证密封性，通常会在后盖32与灯壳11的接触面之间设置密封垫或o型密封圈，腔体上设有流体入口15和流体出口16，腔体还设有连通流体入口15和流体出口16的流体通道，流体通道为能够使流体自由畅通流动的通道，流体通道的一端连通流体入口15，流体通道的另一端连通流体出口16，通过设置该流体通道能使流体流动更均匀平缓，而且流体通道覆盖散热背板24露在腔体的表面并能将流体引流到散热背板24表面。灯具工作时，起到散热作用的流体能够从流体入口15进入腔体，流经流体通道，再从流体出口16流出腔体，该流体通道能让流经的流体充分接触散热背板24。实际工作中，光源组板23上的发光光源工作过程中产生大量的热量，热量大部分集中在光源组板23上，因光源组板23与散热背板24紧贴在一起，热量进一步的扩散至散热背板24上，同时，起到散热作用的流体从流体入口15流入并充满上述腔体内的流体通道，通过流体通道将流体与散热背板24充分接触，因流体的温度比散热背板24的温度低，热量自发地从散热背板24传导至流动的流体上，而流动的流体把热量持续的从腔体的散热背板24带走并从流体出口16流出，让光源组板23上的发光光源的温度保持在一个稳定的范围内。这种设计充分的把灯具内的热量带走，流体通道中流动的流体使散热更充分，让灯具长期处于一个正常的工作状态，延长了灯具的使用寿命。

进一步的，流体通道中设有流体整流器31，流体整流器31设有整流输入端和整流输出端，整流输入端朝向流体入口15，整流输入端与流体入口15之间设有空隙，整流输出端朝向流体出口16，整流输入端和整流输出端均设有呈阵列排列的若干个整流孔。其中，整流孔用于调节流体通道中垂直于流体流动方向上的横截面的流体流量。具体的，可以通过调整设置在整流输入端和整流输出端的整流孔的数量和大小来调节流体通道中垂直于流体流动方向上的横截面的流体流量，使流体分布均匀，流体通道内流体的流体阻力基本一致，便于均匀地带走散热背板24上的热量。开始工作时，优选大流量地通入流体，让流体尽量填满流体通道，使流体充分与散热背板24接触。整流输入端和整流输出端的整流孔使得流体能够均匀通过流动方向上的各个横截面。这样，流体就能够均匀地从整流输入端的整流孔均匀流入流体通道中，让充满整个流体通道的流体充分并均匀地与散热背板24接触，吸收散热背板24上的热量。总的来说，设置有整流孔的流体整流器31起到调速稳流的作用，能让腔体内流体通道上的流体充分地吸收散热背板24的热量，进一步的提高了灯具的散热效率。

更进一步的，参照图6和图8所示，散热背板24朝向后盖32的一面设有若干散热片，散热片呈梳状排列，散热片插入流体整流器31内并处于流体通道中，相邻散热片之间具有供流体流通的流体流路，流体在流体流路的流动方向可参照图8所示的箭头方向，具体地，流体从流体入口15处进入，通过流体整流器31的整流输入端上的整流孔将流体均匀分发到流体流路中，匀速均匀的流过流体通道内的散热片，再从流体流路汇集到流体整流器31的整流输出端，从整流输出端的整流孔流出汇聚到流体出口16，最后流出灯具。实际生产运用中，散热片的数量和高度可根据灯具的功率来进行调整。散热片的增设，增大了散热背板24露在腔体内流体通道上的表面积，呈阵列排列的散热片能使均匀通过流体通道的流体充分、均匀地接触散热片，也进一步地增大了散热背板24在工作时与流体接触的表面积，可以加快热量从散热背板24传导至流体的速度，能够更有效、也更充分的改善灯具的散热问题。本实施例中，散热背板24可以由导热性良好的材料构成，如金属材料中的铝或者铜等。

本实施例中，参照图5和图6所示，流体入口15和流体出口16设在灯壳11上，具体的，流体入口15的中心线与流体出口16的中心线共线并与流体流路平行，流体整流器31为环状，整流孔的中心线与流体流路平行，这样设计能使流体流经流体通道和散热片的过程是顺畅的，也能将从流体入口15流入的流体均匀分发到环状流体整流器31的整流孔。从图8可见，流体入口15与流体出口16之间的直线距离最短，流体的流路也是最短的，相对应的此段的流体流路上流体的流体阻力最小，为了流体更加均匀地通过，结合图6所示，需要减少整流输入端正对流体入口15以及整流输出端正对流体出口16的整流孔的直径和密度，增加整流输入端非正对且远离流体入口15以及整流输出端非正对且远离流体出口16的整流孔的直径和密度，这种设计调整能够调整流体的不同流体路径上的流体阻力。本实施例中用r表示流体阻力，流体流路的路径长度用l来表示，参照图9所示，圆圈可看作流体整流器31，r表示流体整流器31的半径，箭头表示的流体流路路径的流向，流体流路的路径长度随着角度θ的增加而增加，l与θ呈正相关，具体的计算公式为l(θ)＝2r(θ+cosθ)，图10所示的变化曲线图经上述计算公式计算出来的数据绘制而成，在0～30°时，l线性地从1增加到1.4；30～45°时，l线性地从1.4增加到1.5；45～60°时，l线性地从1.5增加到1.55；60～75°时，l线性地从1.55增加到1.57；而在75～90°时，l基本维持1.57而没有太大的波动。这里我们把流体流路的横截面积用a表示，而流体阻力r的计算公式为r＝kl/a，其中k为常数，横截面积a与流体流路的路径长度l均与流体阻力相关，为了使流体的流体流路上的流体阻力基本一致且恒定，只需要根据流体阻力r的计算公式来调整横截面积a与流体流路的路径长度l即可。当然，实际使用过程中，流体入口15和流体出口16的设置位置不仅仅局限于本实施例中的灯壳11，还有其他的实施方式，例如可以设置在后盖32上，而且流体入口15的中心线与流体出口16的中心线不一定要设置成共线。

更进一步的，如图6和图8所示，流体整流器31上还设有第一隔离凸台33和第二隔离凸台34，第一隔离凸台33和第二隔离凸台34呈对称设置且均与灯壳11连接，连接处阻断流体在此处的流通，使得流体只能流经散热背板24。对称设置的第一隔离凸台33和第二隔离凸台34均与灯壳11形成整流输入端与流体入口15之间的空隙，使流体通过时能均匀的流经整流输入端的整流孔，达到整流的目的。

具体的实施例中，流体通道中的流体为空气和/或水，该流体可以是任何具有携带热量能力的流体，如水，空气，油等。特别地，当流体是空气时，流体入口15外接一个能够提供流动空气的装置，例如电风扇、鼓风机等。

本实施例中，如图7所示，发光光源包括若干个发光二极管27，发光二极管27发出的光的波长为200～750nm，根据发光二极管27发出的光的波长，发光二极管27包括可见光led以及若干个uvcled，可见光led与uvcled均连接在光源组板23的同一面上，uvcled呈阵列排布。uvcled发出的光线起到一个杀菌的作用，uvcled阵列排列能使发出的光线更加均匀，杀菌更充分，而且uvcled的数量可根据实际的需求选择增加或减少。可见光led可以均匀分布在uvcled的阵列中或排布在uvcled阵列的外围。该可见光led可模拟uvcled的光斑，展示uvcled消毒的可视化范围，让使用者能够更清晰明了的看得到该灯具的杀菌范围，而且，该可见光led还可以当作通用照明灯使用。

进一步的，结合图7，光源组板23上还设有微处理器25、人体感应器28和紫外传感器26，微处理器25与人体感应器28、紫外传感器26及发光二极管27电连接，微处理器25接收由人体感应器28和紫外传感器26产生的电信号后控制发光二极管27。具体的，紫外传感器26为专门检测uvc的传感器，紫外传感26实时监控发光光源发射的深紫外光功率，微处理器25可以根据紫外传感器26送来的深紫外光功率、光源离消毒表面的距离以及发光光源的光发射角，计算出给定消毒剂量下的消毒时间，进行智能化消毒，例如，假设每天额定消毒深紫外剂量是10-40mj/cm²，而微处理器25计算到的消毒表面的深紫外辐照强度是40μw/cm²，那微处理器25就会决定当天的累计消毒时间必须是250-1000秒。当人体感应器28反馈给到微处理器25的信息是消毒环境中没有人的存在时，微处理器25就会打开发光光源上的发光二极管27，进行计时消毒，并计算已消毒剂量，达到当日额定消毒剂量后，关闭发光光源上的发光二极管27。如果在消毒过程中，人体感应器28检测到人的存在，会立刻将这一信号发给微处理器25，微处理器25会即刻终止消毒，并且等待无人时，再重启发光光源的发光二极管27进行杀菌消毒工作，一直到满足当天额定消毒剂量满足为止。另外，紫外传感26和微处理器25配合灯具工作，还可以主动调节光源输入电流，以获取所需的深紫外光功率。

优选的，发光装置20还包括反光杯22和透镜21，反光杯22处于透镜21和光源组板23之间。具体的，透镜21被固定在灯壳11另一端的镜片固定圈12压在第一台阶13上，该透镜21采用可让紫外光和可见光穿透的玻璃、石英和蓝宝石的任意一种构成。反光杯22可将uvcled的光线聚集照射在一定的范围内，也就是可以使发光二极管27发射出来的光线有一定的发射角，有效的提高灯具的局部杀菌能力，优选的，反光杯22的反光面上镀有铝膜和ptfe的任意一种，且可通过改变反光杯22上的反光面角度来调节发射角；而透镜21既能让紫外光透过达到杀菌的目的，又能防止灰尘和水等其他物质落在光源组板23和反光杯22上，极大的保护了灯具。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。