Led帶防水層浸入玻璃熱管工質液面以下的led燈具的制作方法
【專利摘要】LED帶防水層浸入玻璃熱管工質液面以下的LED燈具，包括玻璃熱管、LED、驅動電源、與外界的電氣連接界面和控制系統，其特征是玻璃熱管內含有內置LED，內置LED表面帶有防水層，內置LED的引腳通過玻璃融封的電極引出。本發明LED帶防水層浸入玻璃熱管工質液面以下的LED燈具其玻璃熱管熱端絕緣可以直接與LED傳熱連接，在以玻璃熱管冷端直接散熱的情況下，其從LED到環境的傳熱途徑最短僅僅包括LED與玻璃熱管之間的傳熱膠或者彈性導熱膜和玻璃熱管。通過在玻璃熱管冷端制作折褶可以大幅度增加散熱面積滿足對散熱器散熱面積的要求。玻璃性能穩定耐候性強氣密性好。用高透明玻璃制造熱管可以帶來全新的視覺體驗包括獲得水晶吊燈般的光效。
【專利說明】LED帶防水層浸入玻璃熱管工質液面以下的LED燈具
【技術領域】
[0001]本發明涉及LED帶防水層浸入玻璃熱管工質液面以下的LED燈具。LED是激光發光兩極管的英語簡稱，可以看作是本【技術領域】公認的專業術語。
【背景技術】
[0002]采用重力熱管的LED燈具，其大致結構應該為熱管下面的熱端傳熱連接若干個LED。熱管在這里起的主要作用應該是實現熱流密度變換和散熱。有關的熱流密度變換為大致從約0.5瓦/平方厘米變換為約0.06瓦/平方厘米。
[0003]考察現有的LED燈具，對于其中的一個長*寬為5*7毫米、總功率0.6瓦、光效21%的LED并且除發光以外的能量全部通過表面傳導進入環境、LED全部表面積取I厘米2(0.5*0.7*2+0.1.25* (7+5+7+5))，其散熱負荷的熱流密度為 0.6* (1-0.21)/1=0.474 瓦/厘米2。如果不采用散熱器，LED的表面溫度會超過100°C。
[0004]又，對于一個散熱負荷為10瓦的帶散熱器的LED,以其散熱器表面的散熱面積200平立方厘米計，則其散熱功率密度為0.05瓦/厘米2。作為對照參考:太陽光曝射的峰值強度約為I千瓦/ m2合0.1瓦/厘米2。一個表面積170厘米2的25瓦白熾燈燈泡，由于玻璃泡殼對紅外線的阻擋和吸收作用，使得玻璃泡殼表面的溫度明顯上升。這里，取通過玻璃泡殼的散熱功率10瓦，則其通過玻璃泡殼傳導的散熱功率密度為10/170~0.0588瓦/厘米2。
[0005]物體散熱功率與散熱表面溫升的計算公式為:
Q=K* A T*S...........`.............@
式I中Q為散熱功率,量綱為瓦；K為從玻璃熱管冷端表面到空氣的傳熱系數，量綱為瓦/ (°C *m2) ; AT為空氣受熱的升溫，量綱為K或者。C 4為與空氣接觸的玻璃熱管冷端的面積，量綱為平方米。
[0006]將Q=10，K=23瓦/ ( V * m2)，S=0.02 m2代入；得所述散熱模型的溫升AT ^ 21.74°C。當S=0.017 m2時得到溫升AT ^ 25.58°C。這里所有的散熱負荷都以幾乎平均的溫度通過與空氣換熱進入環境。實際上，傳熱系數K的數值還與表面狀態包括清潔狀態和發射率有關。
[0007]對于LED燈具，其從LED到空氣的散熱途徑遠比白熾燈復雜。將LED燈具散熱器表面相對環境溫度30°C的溫升值取21.74°C，并取LED與熱管熱端之間導熱材料的溫度降2°C、熱管熱端管壁的溫度降2°C、從熱管熱端到冷端兩相流換熱的溫度降忽略不計、熱管冷端管壁的溫度降1°C，則可知所述LED的表面溫度將達到30+21.74+1+2+2=56.74°C。鑒于LED的表面溫度隨環境溫度和其本身熱流密度變化而變化。當設定環境溫度的最高值為30°C、傳熱系數設定為23以及LED的最高溫度為64°C時，每瓦散熱功率需要的玻璃熱管冷端面積至少為15平方厘米；相應的熱流密度為0.0667瓦/厘米2。在此工況下，LEDlO萬小時的光衰可望低于20% ;而現有少數劣質LED燈具僅僅一個夏季光衰就會達到50%以上。
[0008]中國專利2008200495178公開了一種大功率熱管LED照明裝置，包括有LED、基座、熱管，以及設置有散熱裝置，基座的一側設置有一個或者一個以上的LED，熱管的一端即熱端與所述的基座相連接、另一端即冷端與所述的散熱裝置相連接。熱管與基座之間直接焊接或者填充導熱硅脂而不用其他中間傳熱介質，熱阻相對較小，熱量傳遞效率高。具有結構簡單，散熱效果好，工作可靠的特點。但其采用基座傳熱連接LED需要設置電氣絕緣層實現電氣隔離；其在金屬熱管冷端配置散熱翅板作為與空氣的換熱界面，由于熱管冷端與散熱翅板之間也有溫度降，并且散熱翅板的表面溫度不均勻，因而增加了散熱環節和與空氣的換熱熱阻；散熱片產生成本并且不容易清潔；金屬熱管熱端與LED之間需要耐壓較高的絕緣層，絕緣層本身存在熱阻。LED表面因為熱流密度大，同樣的熱阻，溫度降會大許多。由于LED對溫度敏感，溫度超過65°C LED會較快衰退。因此，削減傳熱環節和減小傳熱環節的熱阻就具有重要意義。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是要提供LED帶防水層浸入玻璃熱管工質液面以下的LED燈具。
[0010]本發明實現其目的的技術方案:制造一個LED帶防水層浸入玻璃熱管工質液面以下的LED燈具，包括玻璃熱管、LED、驅動電源、與外界的電氣連接界面和控制系統，玻璃熱管包括玻璃管殼、排氣管、工質和吸液芯網；與外界的電氣連接界面包括兩芯電線或者燈泡螺口連接件；當所述LED色彩或者色溫為恒定時，組成所述色彩或者色溫的多個LED包括三基色LED與外界可以只用一組兩根導線實現與外界的電氣連接；當所述LED色彩或者色溫為可調節時，組成所述色彩或者色溫的多個LED包括三基色LED與外界各自分別采用一組兩根導線實現與外界的電氣連接。控制系統包括人機界面；所述人機界面通過有線或者無線方式與控制系統的主控電路信號連接。令玻璃熱管管殼各部分無縫融封密封連接為一體；玻璃熱管內含有內置LED，所述內置LED表面、引腳及其發光面帶有防水層或者透明防水層；所述內置LED浸入工質；所述內置LED的引腳通過玻璃融封的電極引出。
[0011]還可以通過將LED快速浸沒于低融化溫度的玻璃溶液中并在LED及其引腳上形成透明玻璃搪凃防水層；或者
采用將紫外線固化透明樹脂涂覆于LED及其引腳上，包括令LED浸沒于紫外線固化透明樹脂中，再用紫外線進行照射固化形成透明紫外線固化透明樹脂防水層；或者
采用將耐紫外線的熱收縮透明塑料薄膜套管套于LED及其引腳上，并令LED置于真空中適當的熱收縮溫度場中使所述熱收縮透明塑料薄膜套管受熱收縮，緊密貼合于LED上形成耐紫外線熱收縮透明塑料薄膜防水層。
[0012]還可以令所述控制系統包括主控電路、存儲器、人機界面及其接口電路、三基色LED的三個驅動電源控制器及其接口電路、光信號接收和發射模塊及其接口電路、攝像頭麥克風受音器及其接口電路和軟件包括應用程序；所述主控電路、存儲器、人機界面接口電路、三基色LED的三個驅動電源控制器接口電路、光信號接收和發射模塊接口電路和攝像頭麥克風受音器接口電路通過總線信號連接；所述人機界面包括一個觸摸器件，所述觸摸器件包括帶有各種底色的觸摸屏。
[0013]本發明的有益效果:本發明LED帶防水層浸入玻璃熱管工質液面以下的LED燈具其玻璃熱管熱端絕緣可以直接與LED傳熱連接，在以玻璃熱管冷端直接散熱的情況下，其從LED到環境的傳熱途徑最短僅僅包括LED與玻璃熱管之間的傳熱膠或者彈性導熱膜和玻璃熱管。實際效果為:在熱管散熱器甚至是散熱器造價平均降低50至70%前提下，光衰20%的使用年限從現有熱管散熱器或者鑄鋁散熱器產品的平均2至3年延長至7年以上。鑄鋁散熱器涉及的有色金屬澆鑄為重大污染源；而玻璃熱管的加工可以只涉及燃氣火頭，其環境負荷微不足道。并且由于玻璃熱管LED燈具的使用年限長3倍、玻璃熱管散熱器生產過程中碳排放少，環境效益明顯。具有大比表面積的玻璃熱管冷端包括在玻璃熱管冷端制作折褶可以大幅度增加散熱面積進一步降低LED的溫度并且造價增加極少。玻璃性能穩定耐候性極強氣密性好，與金屬熱管相比使用壽命成倍提高。采用高透明玻璃制造熱管可以帶來或者保持一些全新的視覺體驗包括獲得水晶吊燈般的光效。還可以令LED發出的光線中經過若干次反射透射的漫射光部分通過玻璃熱管管壁向上向外照亮克服LED燈具不能360度照明的局限、還可以利用玻璃熱管的管壁起到勻光片的作用，和獲得在大開面熱管冷端表面制作有機LED或者透明有機LED從而獲得可選擇的附加光效的體驗。
[0014]本發明LED帶防水層浸入玻璃熱管工質液面以下的LED燈具還可以采用雙面發光的LED，以取得與眾不同的燈光效果。
[0015]本發明LED帶防水層浸入玻璃熱管工質液面以下的LED燈具不采用散熱片只依靠玻璃熱管冷端散熱與采用散熱片的熱管LED燈具相比具有表面容易清潔的優點。在玻璃熱管管壁凃制二氧化鈦光觸媒涂層，可以利用燈具的光線持續分解與所述二氧化鈦涂層接觸的有機物污垢，起到自動清潔的效果；尤其是采用高透明玻璃制造熱管，可以令光線經過反射透射更多地到達燈具的全部表面進行自動清潔。
[0016]玻璃熱管輕、耐腐蝕、與工質相容性好、管壁放氣90%以上為與工質特性一致或者無害的水蒸汽、可以一次吹制成最終形狀包括形成冷端表面的折褶。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0018]圖1是一個LED浸入玻璃熱管I工質的玻璃熱管LED燈具結構示意圖。
[0019]圖2是一個玻璃熱管LED燈具控制系統的總線框圖。
[0020]圖中1.玻璃熱管；2.LED ；3.驅動電源；4.與外界的電氣連接界面；5.控制系統；6.人機界面；7.玻璃融封電極；61.主控電路；62.存儲器；63.人機界面接口電路；64.三基色LED的三個驅動電源控制器接口電路；65.光信號接收和發射模塊接口電路；66.攝像頭麥克風受音器接口電路；67.總線。
【具體實施方式】
[0021]圖1給出本發明第一個實施例。
[0022]圖1中，玻璃熱管LED燈具包括玻璃熱管1、內置LED2、驅動電源3、與外界的電氣連接界面4和控制系統5。控制系統5包括人機界面6。人機界面6與控制系統5的主控電路之間采用有線或者無線信號連接。玻璃熱管I包括玻璃管殼和工質。內置LED2引腳及其發光面帶有透明防水層。內置LED2的引腳通過玻璃融封電極7引出玻璃熱管管殼。玻璃融封電極的制作可以參考燈泡的電極引出結構。透明防水層的制作技術可以參考現有技術包括:通過將LED快速浸沒于低融化溫度的玻璃溶液中并在LED及其引腳上形成透明玻璃搪凃防水層；或者將紫外線固化透明樹脂涂覆于LED及其引腳上，包括令LED及其引腳浸沒于紫外線固化透明樹脂中，再用紫外線進行照射固化形成紫外線固化透明樹脂防水層；或者將耐紫外線的熱收縮透明塑料薄膜套管套于LED 2及其引腳上，并將LED2置于真空中適當的熱收縮溫度場中使所述熱收縮透明塑料薄膜套管受熱收縮，緊密貼合于LED2上形成耐紫外線熱收縮透明塑料薄膜防水層。
[0023]所述這些防水層還可以同時兼具勻光片的作用包括令所述防水層材料增加散射性的處理，所述增加散射性的處理包括采取磨砂化處理。
[0024]圖1實施例中，內置LED2的正反面通過防水層或者透明防水層與玻璃熱管內的工質傳熱接觸，可使LED的散熱工況大幅度改善，并使LED2的功率可以成倍增大包括采用正反面都帶有發光面的LED2。
[0025]圖2給出本發明第二個實施例。
[0026]圖2中，玻璃熱管LED燈具控制系統包括主控電路61、存儲器62、人機界面及其接口電路63、三基色LED的三個驅動電源控制器及其接口電路64、光信號接收和發射模塊及其接口電路65、攝像頭麥克風受音器及其接口電路66和軟件包括應用程序。所述主控電路61、存儲器62、人機界面接口電路63、三基色LED的三個驅動電源控制器接口電路64、光信號接收和發射模塊接口電路65和攝像頭麥克風受音器接口電路66通過總線67信號連接。圖2實施例的人機界面包括一個觸摸器件。所述觸摸器件包括帶有各種底色的觸摸屏。
[0027]可以通過軟件包括應用程序使所述LED燈具的狀態根據用戶觸摸觸摸屏部位的變化而變化，譬如用戶觸摸觸摸屏上的紅色，LED就發出紅色的光。
[0028]可以通過軟件包括應用程序使所述LED燈具的狀態根據用戶觸摸觸摸屏部位的變化而變化，譬如用戶觸摸觸摸屏上的聲控部位，LED通過其發出光強度變化的燈光進行應答或者直接發出聲音詢問:“很高興聽從主人的指令。”然后用戶發出“請跳第14號舞。”的聲音，LED燈具的麥克風發出“跳第14號舞。”的聲音。用戶再說:“開始。” LED燈具根據設置發出色彩變化的燈光和音樂。
[0029]可以通過軟件包括應用程序使所述LED燈具在用戶剛一進門時就自動開燈進行拍攝并將攝錄的圖像通過光信號載波傳送到隱蔽的接收部件中，并自動與進門者進行對話:“你好。”用戶根據約定設置答應。LED燈具通過與事先儲存的內容進行比較判定是主人則進入主人伺候程序，如果白天則可以關掉燈光；還可以向主人進行報告和提醒譬如服藥澆花接孩子給家人打電話。如果判定進門者可能為不速之客則進入不速之客伺候程序包括直接報警并拉響警報。
【權利要求】
1.LED帶防水層浸入玻璃熱管工質液面以下的LED燈具，包括玻璃熱管、LED、驅動電源、與外界的電氣連接界面和控制系統，玻璃熱管包括玻璃管殼、排氣管、工質和吸液芯網；與外界的電氣連接界面包括兩芯電線或者燈泡螺口連接件；當所述LED色彩或者色溫為恒定時，組成所述色彩或者色溫的多個LED包括三基色LED與外界可以只用一組兩根導線實現與外界的電氣連接；當所述LED色彩或者色溫為可調節時，組成所述色彩或者色溫的多個LED包括三基色LED與外界各自分別采用一組兩根導線實現與外界的電氣連接；控制系統包括人機界面；所述人機界面通過有線或者無線方式與控制系統的主控電路信號連接，其特征是玻璃熱管管殼各部分無縫融封密封連接為一體；玻璃熱管內含有內置LED，所述內置LED表面、引腳及其發光面帶有防水層或者透明防水層；所述內置LED浸入工質；所述內置LED的引腳通過玻璃融封的電極引出。
2.根據權利要求1所述的LED帶防水層浸入玻璃熱管工質液面以下的LED燈具，其特征是含有通過將LED快速浸沒于低融化溫度的玻璃溶液中在LED及其引腳上形成的透明玻璃搪凃防水層；或者 含有采用紫外線固化透明樹脂涂覆于LED及其引腳上，再用紫外線進行照射固化形成的透明紫外線固化透明樹脂防水層；或者 含有采用耐紫外線的熱收縮透明塑料薄膜套管套于LED及其引腳上，并將LED置于真空中適當的熱收縮溫度場中使所述熱收縮透明塑料薄膜套管受熱收縮，緊密貼合于LED上形成的耐紫外線熱收縮透明塑料薄膜防水層。
3.根據權利要求1所述的LED帶防水層浸入玻璃熱管工質液面以下的LED燈具，其特征是所述控制系統包括主控電路、存儲器、人機界面及其接口電路、三基色LED的三個驅動電源控制器及其接口電路、光信號接收和發射模塊及其接口電路、攝像頭麥克風受音器及其接口電路和軟件包括應用程序；所述主控電路、存儲器、人機界面接口電路、三基色LED的三個驅動電源控制器接口電路、光信號接收和發射模塊接口電路和攝像頭麥克風受音器接口電路通過總線信號連接；所述人機界面包括一個觸摸器件，所述觸摸器件包括帶有各種底色的觸摸屏。
【文檔編號】H05B37/02GK103775999SQ201410042626
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月28日 優先權日:2014年1月28日
【發明者】邱玉燕 申請人:邱玉燕