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1、(10)申请公布号 CN 103775999 A (43)申请公布日 2014.05.07 CN 103775999 A (21)申请号 201410042626.9 (22)申请日 2014.01.28 F21V 29/00(2006.01) F21V 31/00(2006.01) H05B 37/02(2006.01) F21Y 101/02(2006.01) (71)申请人 邱玉燕 地址 317500 浙江省台州市温岭市太平街道 小南门路 109 弄 1 号 (72)发明人 邱玉燕 (54) 发明名称 LED 带防水层浸入玻璃热管工质液面以下的 LED 灯具 (57) 摘要 LED 带防。
2、水层浸入玻璃热管工质液面以下的 LED 灯具, 包括玻璃热管、 LED、 驱动电源、 与外界 的电气连接界面和控制系统, 其特征是玻璃热管 内含有内置 LED, 内置 LED 表面带有防水层, 内置 LED的引脚通过玻璃融封的电极引出。 本发明LED 带防水层浸入玻璃热管工质液面以下的 LED 灯具 其玻璃热管热端绝缘可以直接与 LED 传热连接, 在以玻璃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 与玻璃热 管之间的传热胶或者弹性导热膜和玻璃热管。通 过在玻璃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。玻璃性能稳 定耐候性强气密性好。
3、。用高透明玻璃制造热管可 以带来全新的视觉体验包括获得水晶吊灯般的光 效。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103775999 A CN 103775999 A 1/1 页 2 1.LED 带防水层浸入玻璃热管工质液面以下的 LED 灯具, 包括玻璃热管、 LED、 驱动电 源、 与外界的电气连接界面和控制系统, 玻璃热管包括玻璃管壳、 排气管、 工质和吸液芯网 ; 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 。
4、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 ; 控制系 统包括人机界面 ; 所述人机界面通过有线或者无线方式与控制系统的主控电路信号连接, 其特征是玻璃热管管壳各部分无缝融封密封连接为一体 ; 玻璃热管内含有内置 LED, 所述 内置 LED 表面、 引脚及其发光面带有防水层或者透明防水层 ; 所述内置 LED 浸入工质 ; 所述 内置 LED 。
5、的引脚通过玻璃融封的电极引出。 2. 根据权利要求 1 所述的 LED 带防水层浸入玻璃热管工质液面以下的 LED 灯具, 其特 征是含有通过将LED快速浸没于低融化温度的玻璃溶液中在LED及其引脚上形成的透明玻 璃搪凃防水层 ; 或者 含有采用紫外线固化透明树脂涂覆于 LED 及其引脚上, 再用紫外线进行照射固化形成 的透明紫外线固化透明树脂防水层 ; 或者 含有采用耐紫外线的热收缩透明塑料薄膜套管套于 LED 及其引脚上, 并将 LED 置于真 空中适当的热收缩温度场中使所述热收缩透明塑料薄膜套管受热收缩, 紧密贴合于 LED 上 形成的耐紫外线热收缩透明塑料薄膜防水层。 3. 根据权利要。
6、求 1 所述的 LED 带防水层浸入玻璃热管工质液面以下的 LED 灯具, 其特 征是所述控制系统包括主控电路、 存储器、 人机界面及其接口电路、 三基色 LED 的三个驱动 电源控制器及其接口电路、 光信号接收和发射模块及其接口电路、 摄像头麦克风受音器及 其接口电路和软件包括应用程序 ; 所述主控电路、 存储器、 人机界面接口电路、 三基色 LED 的三个驱动电源控制器接口电路、 光信号接收和发射模块接口电路和摄像头麦克风受音器 接口电路通过总线信号连接 ; 所述人机界面包括一个触摸器件, 所述触摸器件包括带有各 种底色的触摸屏。 权 利 要 求 书 CN 103775999 A 2 1/。
7、4 页 3 LED 带防水层浸入玻璃热管工质液面以下的 LED 灯具 技术领域 0001 本发明涉及 LED 带防水层浸入玻璃热管工质液面以下的 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。
8、 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 1 厘米 (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 。如果不采用散热器, LED 的表面温度会超过 100。 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 。作为对照参考 : 太阳光曝射的峰值 强度约为 1 千瓦 / 合 0.1 瓦 / 厘米 。一个表面积 170 厘米 的 25 瓦白炽灯灯。
9、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 。 0005 物体散热功率与散热表面温升的计算公式为 : Q=K*T*S 式 1 中 Q 为散热功率, 量纲为瓦 ; K 为从玻璃热管冷端表面到空气的传热系数, 量纲为 瓦 /( * ) ; T 为空气受热的升温, 量纲为 K 或者 ; S 为与空气接触的玻璃热管冷端 的面积, 量纲为平方米。 0006 将 Q=10, K=23 瓦 /( * ) , S=0.02 代 入 ; 得 所 述。
10、 散 热 模 型 的 温 升 T 21.74。当 S=0.017 时得到温升 T 25.58。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。 0007 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的温升值取 21.74, 并取 LED 与热管热端之间导热材料的温度降 2、 热管热端管壁的温度降 2、 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, 则可知所述 LED 的表面温度将达到 30+21.74+1+2+2。
11、=56.74。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、 传热系数设定为 23 以及 LED 的最高温度为 64时, 每瓦散热功率需要的玻璃热管冷 端面积至少为 15 平方厘米 ; 相应的热流密度为 0.0667 瓦 / 厘米 。在此工况下, LED10 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。 0008 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、 说 明 书 CN 103775999 A 3 2/4 页 4 热管, 以及设置有。
12、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 。
13、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 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 0009 本发明的目的是要提供 LED 带防水层浸入玻璃热管工质液面以下的 LED 灯具。 0010 本发明实现其目的的技术方案 : 制造一个 LED 带防水层浸入玻璃热管工质液面以 下的 LED 灯具, 包括玻璃热管、 LED、 驱动电源、 与外界的电气连接界面和控制系统, 玻璃热 管包括玻璃管壳、 排气管、 工质和吸液芯网 ; 与外界的电气连接界面包括两芯电线或者灯泡 。
14、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。控制系统包括人机界面 ; 所述人机界面通过有线或者 无线方式与控制系统的主控电路信号连接。 令玻璃热管管壳各部分无缝融封密封连接为一 体 ; 玻璃热管内含有内置 LED, 所述内置 LED 表面、 引脚及其发光面带有防水层或者透明防 水层 ; 所述内置 LED 浸入工质 ; 所述。
15、内置 LED 的引脚通过玻璃融封的电极引出。 0011 还可以通过将LED快速浸没于低融化温度的玻璃溶液中并在LED及其引脚上形成 透明玻璃搪凃防水层 ; 或者 采用将紫外线固化透明树脂涂覆于 LED 及其引脚上, 包括令 LED 浸没于紫外线固化透 明树脂中, 再用紫外线进行照射固化形成透明紫外线固化透明树脂防水层 ; 或者 采用将耐紫外线的热收缩透明塑料薄膜套管套于 LED 及其引脚上, 并令 LED 置于真空 中适当的热收缩温度场中使所述热收缩透明塑料薄膜套管受热收缩, 紧密贴合于 LED 上形 成耐紫外线热收缩透明塑料薄膜防水层。 0012 还可以令所述控制系统包括主控电路、 存储器、。
16、 人机界面及其接口电路、 三基色 LED 的三个驱动电源控制器及其接口电路、 光信号接收和发射模块及其接口电路、 摄像头 麦克风受音器及其接口电路和软件包括应用程序 ; 所述主控电路、 存储器、 人机界面接口电 路、 三基色 LED 的三个驱动电源控制器接口电路、 光信号接收和发射模块接口电路和摄像 头麦克风受音器接口电路通过总线信号连接 ; 所述人机界面包括一个触摸器件, 所述触摸 器件包括带有各种底色的触摸屏。 0013 本发明的有益效果 : 本发明 LED 带防水层浸入玻璃热管工质液面以下的 LED 灯具 其玻璃热管热端绝缘可以直接与 LED 传热连接, 在以玻璃热管冷端直接散热的情况下。
17、, 其 从LED到环境的传热途径最短仅仅包括LED与玻璃热管之间的传热胶或者弹性导热膜和玻 说 明 书 CN 103775999 A 4 3/4 页 5 璃热管。 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 ; 而玻璃热管的加工可以只涉及燃气火头, 其环 境负荷微不足道。并且由于玻璃热管 LED 灯具的使用年限长 3 倍、 玻璃热管散热器生产过 程中碳排放少, 环境效益明显。具有大比表面积的玻璃热管冷端包括在玻璃热管冷端制作。
18、 折褶可以大幅度增加散热面积进一步降低 LED 的温度并且造价增加极少。玻璃性能稳定耐 候性极强气密性好, 与金属热管相比使用寿命成倍提高。采用高透明玻璃制造热管可以带 来或者保持一些全新的视觉体验包括获得水晶吊灯般的光效。还可以令 LED 发出的光线中 经过若干次反射透射的漫射光部分通过玻璃热管管壁向上向外照亮克服 LED 灯具不能 360 度照明的局限、 还可以利用玻璃热管的管壁起到匀光片的作用, 和获得在大开面热管冷端 表面制作有机 LED 或者透明有机 LED 从而获得可选择的附加光效的体验。 0014 本发明LED带防水层浸入玻璃热管工质液面以下的LED灯具还可以采用双面发光 的 L。
19、ED, 以取得与众不同的灯光效果。 0015 本发明LED带防水层浸入玻璃热管工质液面以下的LED灯具不采用散热片只依靠 玻璃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。在玻璃热 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 ; 尤其是采用高透明玻璃制造热管, 可以令光线经过反 射透射更多地到达灯具的全部表面进行自动清洁。 0016 玻璃热管轻、 耐腐蚀、 与工质相容性好、 管壁放气 90% 以上为与工质特性一致或者 无害的水蒸汽、 可以一次吹制成最终形状包括形成冷端表面的折褶。 附图说明 00。
20、17 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 0018 图 1 是一个 LED 浸入玻璃热管 1 工质的玻璃热管 LED 灯具结构示意图。 0019 图 2 是一个玻璃热管 LED 灯具控制系统的总线框图。 0020 图中 1. 玻璃热管 ; 2.LED ; 3. 驱动电源 ; 4. 与外界的电气连接界面 ; 5. 控制系统 ; 6. 人机界面 ; 7. 玻璃融封电极 ; 61. 主控电路 ; 62. 存储器 ; 63. 人机界面接口电路 ; 64. 三 基色 LED 的三个驱动电源控制器接口电路 ; 65. 光信号接收和发射模块接口电路 ; 66. 摄像 头麦克风受音器接口电路 ; 67.。
21、 总线。 具体实施方式 0021 图 1 给出本发明第一个实施例。 0022 图 1 中, 玻璃热管 LED 灯具包括玻璃热管 1、 内置 LED2、 驱动电源 3、 与外界的电气 连接界面 4 和控制系统 5。控制系统 5 包括人机界面 6。人机界面 6 与控制系统 5 的主控 电路之间采用有线或者无线信号连接。玻璃热管 1 包括玻璃管壳和工质。内置 LED2 引脚 及其发光面带有透明防水层。内置 LED2 的引脚通过玻璃融封电极 7 引出玻璃热管管壳。 玻璃融封电极的制作可以参考灯泡的电极引出结构。透明防水层的制作技术可以参考现 有技术包括 : 通过将 LED 快速浸没于低融化温度的玻璃溶。
22、液中并在 LED 及其引脚上形成透 明玻璃搪凃防水层 ; 或者将紫外线固化透明树脂涂覆于 LED 及其引脚上, 包括令 LED 及其 说 明 书 CN 103775999 A 5 4/4 页 6 引脚浸没于紫外线固化透明树脂中, 再用紫外线进行照射固化形成紫外线固化透明树脂防 水层 ; 或者将耐紫外线的热收缩透明塑料薄膜套管套于 LED 2 及其引脚上, 并将 LED2 置于 真空中适当的热收缩温度场中使所述热收缩透明塑料薄膜套管受热收缩, 紧密贴合于 LED2 上形成耐紫外线热收缩透明塑料薄膜防水层。 0023 所述这些防水层还可以同时兼具匀光片的作用包括令所述防水层材料增加散射 性的处理,。
23、 所述增加散射性的处理包括采取磨砂化处理。 0024 图1实施例中, 内置LED2的正反面通过防水层或者透明防水层与玻璃热管内的工 质传热接触, 可使 LED 的散热工况大幅度改善, 并使 LED2 的功率可以成倍增大包括采用正 反面都带有发光面的 LED2。 0025 图 2 给出本发明第二个实施例。 0026 图 2 中, 玻璃热管 LED 灯具控制系统包括主控电路 61、 存储器 62、 人机界面及其接 口电路 63、 三基色 LED 的三个驱动电源控制器及其接口电路 64、 光信号接收和发射模块及 其接口电路65、 摄像头麦克风受音器及其接口电路66和软件包括应用程序。 所述主控电路 。
24、61、 存储器 62、 人机界面接口电路 63、 三基色 LED 的三个驱动电源控制器接口电路 64、 光信 号接收和发射模块接口电路 65 和摄像头麦克风受音器接口电路 66 通过总线 67 信号连接。 图 2 实施例的人机界面包括一个触摸器件。所述触摸器件包括带有各种底色的触摸屏。 0027 可以通过软件包括应用程序使所述 LED 灯具的状态根据用户触摸触摸屏部位的 变化而变化, 譬如用户触摸触摸屏上的红色, LED 就发出红色的光。 0028 可以通过软件包括应用程序使所述 LED 灯具的状态根据用户触摸触摸屏部位的 变化而变化, 譬如用户触摸触摸屏上的声控部位, LED 通过其发出光强。
25、度变化的灯光进行应 答或者直接发出声音询问 :“很高兴听从主人的指令。 ” 然后用户发出 “请跳第 14 号舞。 ” 的 声音, LED 灯具的麦克风发出 “跳第 14 号舞。 ” 的声音。用户再说 :“开始。 ” LED 灯具根据设 置发出色彩变化的灯光和音乐。 0029 可以通过软件包括应用程序使所述 LED 灯具在用户刚一进门时就自动开灯进行 拍摄并将摄录的图像通过光信号载波传送到隐蔽的接收部件中, 并自动与进门者进行对 话 :“你好。 ” 用户根据约定设置答应。LED 灯具通过与事先储存的内容进行比较判定是主人 则进入主人伺候程序, 如果白天则可以关掉灯光 ; 还可以向主人进行报告和提醒譬如服药 浇花接孩子给家人打电话。 如果判定进门者可能为不速之客则进入不速之客伺候程序包括 直接报警并拉响警报。 说 明 书 CN 103775999 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103775999 A 7 。