基于徑向相變均溫體的led照明光源的制作方法

基于徑向相變均溫體的led照明光源的制作方法
【專利摘要】一種基于徑向相變均溫體的功率型LED照明光源及制作方法，它包括有燈頭組件、傳熱組件、LED導光組件，其中傳熱組件一端連接燈頭組件，一端連接導光組件；其特征在于：所述的傳熱組件是由徑向相變均溫體、軸向散熱外套、綁定在徑向相變均溫體取熱面上的LED光源模組，組合匹配成的一種模糊傳熱系統結構；這種模糊熱傳遞系統結構不僅可用于制作一種高性價比的大功率LED照明光源替代白織球泡燈，替代節能燈，成為老百姓歡迎的高性價比照明光源，也可單獨作為一種熱設計方法或者一種高性價比熱傳遞系統結構使用在其他LED燈具如：筒燈，天花燈，工礦燈，舞臺燈，三防燈等LED普通照明，通用照明，專用照明，特殊照明產品中，制作高性價比的LED照明產品。
【專利說明】基于徑向相變均溫體的LED照明光源的制作方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種LED照明光源，具體涉及LED照明光源的熱傳遞系統的設計與結 構；特別是用這種熱傳遞系統結構制作的各式各樣的功率型LED照明光源，尤其是可直接 替換白熾燈，熒光節能燈等傳統電光源，應用于家庭、酒店、商場、廠礦企業或類似場合供普 通照明，通用照明，裝飾照明，專用照明，特種照明等各種照明領域用的功率型LED照明光 源。

【背景技術】
[0002] LED照明光源作為二十一世紀新型的節能照明光源，已普遍被人們所使用，隨著 LED照明技術的迅速發展，以LED作為光源的各式各樣的LED照明燈具大量出現，尤其是出 現了很多替代傳統光源的LED照明光源，例如：代替普通白熾燈和自鎮流熒光燈的LED球泡 燈，代替反射型白熾燈的LED-R燈和LED-PAR燈，代替MR16鹵素燈的LED-MR16等，由于它 們可在不需要更換傳統燈具結構的情況下方便地替換，因此迅速被廣大消費者接受。
[0003] 在通用照明或裝飾等室內照明領域中人們長期習慣使用的電光源，特別是白熾球 泡燈將逐步被淘汰，LED照明光源能否全部替換，還面臨一糸列技術問題；如現有技術的功 率型LED球泡燈大多由一塊固定有LED芯片的金屬基板、下部連接一個帶有散熱鰭片的金 屬散熱器、散熱器的底部直接連接燈頭，一個包括有開關電源和恒流裝置的驅動器與電連 接器連接、通過防眩光泡殼照明；用這種傳熱方法制作的功率型LED球泡燈基本都是用高 導熱性能的金屬材料制作的導熱、散熱一體化的傳熱系統（以下簡稱導散熱一體金屬傳熱 系統)，因此造成目前的功率型LED照明燈具重量重，體積大，安全性能差，發光角度小，性價 比不及熒光節能燈，初次購買成本較高，還難于直接替換熒光節能燈用于通用照明。
[0004] 功率型LED照明光源在工作中，LED管芯會產生大量的熱量，影響功率型LED照明 光源的使用壽命及可靠性。為了解決LED管芯的散熱問題，功率型LED照明光源的傳熱系 統的結構很多。但是目前的LED照明光源傳熱系統結構也基本還是上述的導散熱一體金屬 傳熱系統。
[0005] 這種熱傳遞系統結構的材料、形狀和結構，已有大量的研究和專利，但是目前解決 功率型LED管芯散熱問題的主流還是用合金鋁制成帶有散熱鰭片的金屬散熱器結構，即導 散熱一體金屬傳熱系統，隨著LED照明光源的功率增加，金屬材料的超大、超重設計及絕緣 安全性能問題，在功率型LED照明光源中成了一個瓶頸。
[0006] 特別是在受結構有限空間限制的LED球泡燈，體積大、重量重的導散熱一體金屬 傳熱系統，即使有很多優點，能使LED照明光源產品取得高的出光率及長的壽命，但價格 貴、性價比低、實用性低于熒光節能燈，仍不能替代現在大量使用的熒光節能燈，成為照明 領域發展的主流。
[0007] 為了解決以上問題，有人研究應用氣體散熱，液體散熱制作LED照明光源；研究應 用相變熱管技術，相變均溫(熱）板技術制作大功率太陽花金屬散熱器的LED照明光源；研 究應用導熱塑料，散熱涂料制作散熱器，研究應用煙窗通道，研究小芯片LED集成封裝制作 等技術，解決功率型LED傳熱系統問題，研究應用高壓LED芯片，交流LED芯片降低驅動成 本，制作各種功率型LED照明光源；
[0008] 如專利：《適于大功率LED散熱的相變太陽花散熱器》（專利號201120535403. 8)， 公開了一種大功率相變太陽花散熱器結構，公開了相變均溫技術的均溫室基本結構：鋁合 金殼體，鋁匹配泡沫，相變傳熱工質，工作原理，制作方法，給減輕大功率LED金屬散熱器重 量提供了很好的方法，但該技術方案相變太陽花散熱器是導散熱一體金屬傳熱系統結構， 仍存在體積大、重量重、金屬散熱器絕緣性能差的問題，該技術方案就不適合應用在功率型 LED球泡燈有限小空間內；
[0009] 如專利：《一種大功率LED相變熱沉結構》:（專利號200810029570. 8)，公開了一種 帶有空腔的圓形或方形的大功率LED相變熱沉結構，公開了純水、乙醇或丙酮傳熱工質；能 給大功率LED芯片產生的熱量有效的導出，但是沒有對相變熱沉的啟動溫度、傳熱速度、熱 流密度、熱容量大小給予相應的技術啟示，還沒有解決一般熱沉導熱速度慢，熱容量小等引 起LED管芯中高溫聚集造成的損害，也沒有提出解決熱傳遞系統中導出的熱量如何散熱等 的問題，這樣的熱沉結構還需經過優化與散熱器件匹配，才能成為功率型LED燈具傳熱系 統中的一個導熱器件；
[0010] 如專利：《內軸散熱式LED球泡燈》（專利號201010609912. 0)公開了一種散熱罩， 在散熱罩與散熱器之間形成散熱空間，散熱罩LED的散熱提供了一個開放式的對流環境， 并在電路板下方設置軸向鋁制散熱器，該技術方案雖然能提高球泡燈的通風散熱效果。但 是軸向鋁制散熱器、散熱罩的材料是壓鑄鋁金屬材料，體積大，重量重，金屬散熱器容易帶 電、存在安全隱患，制作LED球泡燈沒有安全感，同樣該技術方案還需要優化，才能在功率 型LED燈具傳熱系統中成為一個散熱器件使用；
[0011] 如專利：《一種LED球泡燈》（專利號201010127096)公開了球泡燈內設有一貫 穿散熱裝置和發光體的煙窗通道。由于球泡燈內設置有一貫穿散熱裝置和發光體的煙窗 通道，LED球泡燈所產生的熱量通過空氣流由該煙窗通道排出，提高了 LED球泡燈的散熱效 果。但是該技術方案沒有提出與其他技術結合的啟示，同樣還需要優化，才能在功率型LED 燈具傳熱系統中成為一個器件結構使用；
[0012] 如中國專利：《AC LED照明模塊》（專利號ZL200910155096.8)，公開了一種低成 本的驅動電路光源，加上散熱器就可直接用交流市電工作，其驅動電路很簡單，成本低性價 比高，解決了驅動器的高成本，但它如與一個必須暴露在空氣中的導散熱一體金屬傳熱系 統熱連接，金屬散熱器容易帶電、AC LED上的高壓交流電不安全，暴露在空氣中的金屬散熱 器制作LED球泡燈沒有安全感，存在安全隱患，同樣該技術方案還需要優化，才能在功率型 LED燈具傳熱系統中作為一種低成本驅動方案使用；
[0013] 但是從功率型LED照明光源的工作原理，散熱路徑，經過大量實驗，業內技術人員 都知道，大功率LED的芯片在工作期間，如果結溫急速上升，當其溫升超過最大允許溫度時 (一般是150°C )，LED芯片會因過熱而燒毀，即使沒有立即被燒毀，長期在高溫下工作的LED 出光率、壽命、質量也會打折扣。
[0014] 因此一個成功的功率型LED照明光源傳熱系統結構，不是一個任何環境條件下都 適合的萬能led傳熱系統結構，也不是將現有的傳熱材料簡單的進行結構組合就可以制成 的傳熱系統，還要考慮到半導體器件的使用環境成本；優秀的LED照明光源傳熱系統結構 的關鍵是：在任何環境條件下都能將led管芯的熱迅速導出，能保證LED結溫工作在正常溫 度、控制動態平衡值不超過合理值、防止led芯片的結溫聚集而燒壞芯片，能控制LED結溫 的升溫和降溫曲線相對平滑，防止急冷極熱的沖擊造成LED照明光源的損壞，同時又是低 成卒高性價比的傳熱系統結構。
[0015] 綜上所述，我們需要的是一個最簡單又最經濟，老百姓買得起，用得安全，環保，並 滿足特定的電氣，機械，結構，環境條件，可靠性設計要求的低成卒、高性價比的LED照明光 源傳熱系統結構制作的功率型LED照明光源。


【發明內容】

[0016] 本發明的目的在于克服上述之不足，提出了一種用模糊傳熱系統熱設計方法制作 的傳熱系統結構，公開了用這種傳熱系統結構制作的一種基于徑向相變均溫體的功率型 LED照明光源：
[0017] 為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：：
[0018] 一種基于徑向相變均溫體的功率型LED照明光源，它包括有燈頭組件、傳熱組件、 導光組件，其中傳熱組件一端連接燈頭組件，一端連接導光組件；其特征在于：
[0019] 所述的傳熱組件是由徑向相變均溫體、軸向散熱外套、綁定在徑向相變均溫體取 熱面上的LED光源模組，匹配組合成的一種模糊傳熱系統結構；
[0020] 其中徑向相變均溫體是一種注有相變傳熱工質的低傳熱啟動溫度、高傳熱速度的 密封徑向相變均溫器件；
[0021] 其中LED光源模組是包括現有可DC工作或AC工作的LED光源芯片與整流芯片， 自恢復熱保險芯片、傳感器件芯片的一種或幾種集成封裝的模組，其中至少有可DC工作或 AC工作的LED芯片；
[0022] 其中軸向散熱外套是散熱傳熱量與徑向相變均溫體的導熱傳熱量匹配的絕緣散 熱外套；
[0023] 所述的燈頭組件至少是包括現有照明燈具的任何一種電連接器與帶有絕緣保護 套的驅動電源，智能控制電路，安全保護電路組合成的組件；
[0024] 所述的導光組件是包括現有燈具中的任一種燈罩，反射鏡，透鏡，泡殼，支撐架，及 用發明專利：《一種覆蓋有光學膜層的導光體》（專利號ZL201010558179. 4)制作的異形幾 何形狀導光體，導光柱與導光泡殼組合成的組件，其中至少包含有一種燈罩。
[0025] 優化的，所述徑向相變均溫體是含有核沸騰液相變傳熱工質的無芯相變均溫器 件。
[0026] 優化的，所述徑向相變均溫體是含有核沸騰液相變傳熱工質的有芯相變均溫器 件，其中有芯相變均溫器件的毛細芯導熱系統是設置在導熱均溫體內的多孔泡沫材料。
[0027] 優化的，所述徑向相變均溫體是一層以上的密封腔體，其中腔體的外形是以旋轉 幾何體為主體的幾何體；或者是以以旋轉幾何體為主體帶有溝槽，肋輻條粗糙表面的異形 幾何體。
[0028] 優化的，所述的軸向散熱外套是含有高效煙囪對流散熱通道、對流散熱> 70%的 軸向對流散熱外套，其中對流散熱通道是由對流散熱外套的通風孔及內表面的肋輻條與嵌 入在散熱外套內部的，導熱均溫體外表面的溝槽，肋輻條匹配組成；或者是由不同幾何形狀 的齒形散熱片沿軸向圓周均勻排布組成；或者是配置有微形風扇，強迫空氣進行散熱的對 流通道組成。
[0029] 優化的，所述的軸向散熱外套模糊傳熱系統結構是使用在有密封等級要求的，高 效軸向熱輻射散熱外套、散熱外套外表面熱輻射糸數> 〇. 9,其中熱輻射散熱> 70%。
[0030] 優化的，所述的模糊傳熱系統結構中徑向相變均溫體是含有自恢復熱保護功能的 相變器件。
[0031] 本發明與現有技術相比，其優點是：
[0032] 1.提出了一種實用的模糊傳熱系統熱設計方法：
[0033] 由熱工學可知，雖然任何傳熱系統都同時存在導熱、對流、輻射三種較為復雜的熱 傳遞方式，但在實際熱交換時，各種傳熱環節，在電氣，機械，結構，環境條件等因素不同，起 主導作用的基本方式也不同；因此在要求不很嚴格的實際應用中沒有必要按復雜的熱傳 遞模型進行高精計算，應該抓住解決各種傳熱環節的主導方式忽略模糊其他次要方式的干 擾；如LED照明光源中的LED球泡燈熱傳遞系統，LED芯片是熱源，在有限空間小的結構中， LED球泡燈熱源產生的熱量，不管采用什么方法最終還是要與空氣進行熱交換，把熱量散發 到空氣中。因此關鍵是首先將熱量從熱源芯片快速地傳遞出來，然后才是把熱量散到空氣 中；熱量從熱源芯片傳遞出來主要是由導熱性能決定；而與空氣進行熱交換主要是由對流 和熱福射的能力決定，在一定條件下材料導熱性能幾乎可以忽略。
[0034] 卒發明在LED照明光源中的的傳熱系統結構設計方法是：先對導熱、對流、輻射模 糊集合的LED熱傳遞系統，分別建立導熱器件模糊導熱計算框架與散熱器件模糊散熱計算 框架，抓住解決導熱器件傳熱環節的導熱主導方式忽略模糊對流、輻射方式的干擾，抓住解 決散熱器件傳熱環節對流或輻射主導方式忽略導熱的干擾，運用半導體物理、傳熱學理論 的基本理論知識、實驗數據、和定量測試數據進行不精確、不確定的熱計算，熱設計導熱器 件的啟動溫度，均溫溫度，均溫體最大熱容量，估算出導熱器件的安全傳熱量；進行不精確、 不確定的熱計算，熱設計散熱器件的絕緣散熱外套外表面積、對流換熱系數或者熱輻射糸 數，估算散熱器件實際散熱量等熱參數；然后綜合相關【技術領域】積累的工藝技術知識和經 驗數據完成傳熱系統全部熱計算過程進行優化匹配、組裝低設計成本的傳熱組件，進行仿 真實驗、檢測，最后制作成高性價比LED照明光源。
[0035] 卒發明將這種建立在半導體物理、傳熱學理論基礎上的一種導熱、對流、輻射模糊 集合的模糊計算框架，對輸入信息具有明顯的抗干擾能力；能夠有效利用不精確、不確定 和不完備信息進行熱計算和決策；能夠綜合運用定性知識（包括經驗知識）和定量知識完 成熱計算過程、具有較低設計成本的傳熱系統設計方法，定義為模糊傳熱系統熱設計方法； 用這種設計方法制作的傳熱系統結構定義為模糊傳熱系統結構；
[0036] 熱管理設計是一門高精的學科，但是在實際應用中，特別是在民用或者通用領域 中還需要考慮到商品的性價比；性價比是商品的性能值與價格值比，是反映物品的可買程 度的一種量化的計量方式，公正的性價比應該在先滿足性能要求的前提下，再衡量價格是 否合適；如通用照明或民用室內照明與特種照明的性能要求不一樣，人們把室內LED照明 光源產品的性價比看成是選購產品的重要指標，人們不愿購買欠導熱，欠散熱的劣質產品， 也不愿購買過散熱，過導熱的低性價比產品，需要的是安全、方便、可靠、價格合適實惠的高 性價比LED照明光源產品；而用模糊傳熱系統結構制作LED照明光源產品，可以通過各種標 準的導熱器件與散熱器件的優化匹配，方便的組合不同要求的傳熱組件，制作高性價比的 LED照明光源產品。
[0037] 模糊傳熱系統熱設計方法是一種實用、簡單全新概念的高性價比傳熱系統設計方 法，不僅適合LED照明光源中的熱傳遞系統，而且也適合其他應用領域的熱傳遞系統，是傳 熱系統設計方法實際應用中的一種創新，突破，
[0038] 2.公開了一種創新的徑向相變均溫體導熱器件；
[0039] 相變器件的傳熱性能是任何金屬材料不能相比的，卒發明公開的徑向相變均溫體 又是目前最先進的相變器件，從廣義上來講它是通過徑向相變快速導熱達到面、體、多維的 快速均溫，不是一般的相變熱管的軸向導熱；也不是相變均溫板(均熱板）熱沉，僅僅在板面 上導熱均溫；徑向相變可以更快速導熱達到面、體、多維的快速均溫，徑向相變均溫體能更 快速的傳導熱量從而消除LED芯片高溫聚集點，經過對LED徑向均溫器初步的啟動性能以 及工作溫度特性等大量的實驗證實：在啟動升溫過程中，LED徑向相變均溫體具有更優良 的快速導熱性能、均勻的加熱性，在同樣條件下徑向傳熱的結構決定了徑向傳熱要比軸向 傳熱傳遞更多的熱量，更大的傳熱功率，且有更大的熱容量，能把LED管芯中聚集的大量的 熱量以彡340m/s的速度傳送到相變均溫器的傳熱面，迅速消除LED管芯中高溫聚集點，同 時熱流密度彡220W / cm2,導熱功率彡220W / cm2的性能，可以將大功率LED熱沉結構，擴 展為可以控制相變的啟動溫度、傳熱速度、熱容量大小的導熱器件、使得LED管芯可以更穩 定而高效的工作，解決了一般熱沉結構導熱速度慢，熱容量小引起LED管芯中高溫聚集造 成的損害；
[0040] 由于徑向相變傳熱的結構決定了徑向傳熱要比其他相變器件更優秀，因此應用徑 向相變均溫器件更快的傳熱速度、更高的熱流密度、導熱功率更大的特點，通過對LED徑向 相變均溫體器件的容積、真空度、傳熱工質的沸點及充液量、毛細芯導熱系統的結構與相變 器件的傳熱性能、啟動溫度，傳熱速度的相關性，可以按照模糊傳熱系統結構的性價比要求 優化相變腔體，優化傳熱速度，優化傳熱工質，調整徑向相變均溫體制作工藝，控制啟動溫 度、均溫溫度不大于LED芯片工作溫度；降低相變器件的制作成本；可以方便的按照不同產 品對出光率及壽命的要求在熱設計中根據模糊集合的模糊計算框架計算LED芯片的最大 允許結溫值，設計相應均溫溫度，同時配置相應的熱保護器件，控制LED結溫不超過LED芯 片的最大允許結溫值，避免快速的升溫和降溫帶來的內應力互相干涉問題，延長所有部件 的使用壽命，提高LED照明光源產品的性價比；
[0041] 由于徑向相變傳熱的結構改變了目前毛細芯導熱系統的結構，可以解決重力相變 器件實際應用時的缺陷，這種創新的徑向相變均溫體導熱器件，不僅適合LED照明光源中 的熱傳遞系統，而且也適合其他領域的熱傳遞系統，是傳熱系統結構實際應用中目前相變 技術的又一個革命。是大功率LED熱沉結構的一種創新、突破。
[0042] 3.公開了一種實用的LED照明光源模糊傳熱系統熱結構：
[0043] 由模糊傳熱系統結構設計方法知道，熱管理設計雖是一門高精的學科，每個傳熱 過程同時存在導熱、對流、輻射三種較為復雜的熱傳遞方式，但在實際應用中沒有必要按復 雜的熱傳遞模型進行精確計算，特別在有限空間小的結構中，熱傳過程中，許多參數、邊界 條件的影響幾乎可忽略模糊不計；
[0044] 目前LED照明光源傳熱系統(如LED球泡燈的導散熱一體金屬結構）的傳熱途徑 是：LED芯片一金屬基板一帶有散熱鰭片的金屬散熱器一空氣，傳熱系統起主導作用的是 金屬材料的導熱性能，在散熱時貢獻值太小，如果設計不當很可能制作成為早期失效的低 性價比產品：
[0045] 本發明模糊傳熱系統熱結構的熱設計傳熱途徑是：LED芯片一徑向相變均溫體 (導熱器件）一絕緣軸向散熱外套(散熱器件）一空氣；如在LED球泡這種有限空間小的結 構中，不管采用什么方法最終還是要與空氣進行熱交換，把熱量散發到空氣中，因此把熱量 從熱源芯片快速地傳遞出來是關鍵，然后才是把熱量散到空氣中；熱量從熱源芯片傳遞出 來主要是由徑向相變均溫體導熱器件導熱性能決定：而與空氣進行熱交換主要是由軸向散 熱外套的對流和熱輻射的性能決定；
[0046] 特別有限小空間的熱傳遞系統，如LED球泡燈有限空間內，按照模糊傳熱系統熱 設計方法，把導熱器件作為熱源，當導熱均溫體和軸向散熱外套表面的溫差越小，距離越 小，導熱系數就越不重要；根據公開的導熱系數和傳導對流散熱的關系的測試數據知道，如 果距離小于5_，那么只要導熱系數大于5,其散熱能力就完全由對流、輻射決定了，可以忽 略模糊散熱外套材料的導熱性能的影響，可以方便的根據實際應用環境，優化匹配不同的 散熱外套器件，組合成一種低成本、實用、標準的模糊傳熱系統熱結構傳熱組件，
[0047] 由于LED電光源是區別于其它電光源發光原理的一種半導體器件，根據定性的半 導體理論基礎知識和定量的半導體結溫數據知道：一般功率器件只要結溫小于最大允許結 溫溫度(一般是125°C)就可以了，但在大功率LED散熱設計中，因為LED結溫對LED的出光 率及壽命有較大影響，結溫越高會使LED的出光率越低，壽命越短，根據實際的經驗知識， 白光LED的結溫與相對出光率的關系數據：在結溫25°C時，相對出光率為1 ;結溫70°C時相 對出光率降為〇. 9 ;在結溫50°C時，壽命為90000小時；結溫80°C時，壽命降到34000小時。 因此LED結溫要求按產品的實際應用環境比125°C低得多，在實際制作中如何控制LED結溫 是LED照明光源產品的關鍵；
[0048] 本發明根據LED電光源半導體芯片的特點，用這種模糊傳熱系統熱結構制作成的 照明光源，可以降低半導體器件的使用環境成本，既滿足了產品的可靠性要求，又大大提高 了產品的性價比，不僅適合LED照明光源中的熱傳遞系統，而且也適合其他領域的熱傳遞 系統，是目前實際應用傳熱系統結構中的一個創新、突破。
[0049] 4.擴展了 LED照明光源產品的創新途經。
[0050] 由半導體物理知道，LED半導體器件，1W至幾W或更大的電功率集中在1至幾平方 mm的芯片上，有約70%的電功率將轉變成熱，一個LED芯片一個P-N結，其P-N結的結溫升 高、將導致發光效率迅速下降、甚至燒毀P-N結；為此目前LED照明光源產品，如LED球泡 燈常用小芯片集成技術分散高溫聚集點制作大功率LED球泡燈，限制了 LED照明光源產品 的發展，隨著LED芯片內量子效率的進一步提高和芯片價格的不斷下降，高瓦數大尺寸led 芯片，熱阻低，結構更簡單，性價比更高，模糊傳熱系統熱結構解決了使用高瓦數大尺寸led 芯片的技術瓶頸，如圖9a帶導光柱的LED蠟燭燈，圖9b帶導光柱的LED球泡燈，可以應用 高瓦數大尺寸led芯片優勢結合新的導光技術，將LED點光源擴展為面光源；同時模糊傳熱 系統熱結構中含有核沸騰液相變傳熱工質的有芯相變均溫器件，通過對導熱均溫體內毛細 芯導熱系統多孔泡沫材料的設置，克服了一般重力相變器件的缺陷，進一步擴展了相變均 溫器件的應用范圍，擴展了 LED照明光源產品的創新途經根據當今世界先進的，徑向相變 均溫體器件制作的各種幾何形狀的徑向相變均溫體器件的使用，不僅可以制作替代普通白 熾燈和自鎮流熒光燈的LED球泡燈，而且可以進一步研發充分發揮LED光源自身特點的LED 照明光源創新產品，如圖10 -種絕緣散熱外套LED橫插燈、圖11 一種絕緣散熱外套LED日 光燈、圖12 -種絕緣散熱外套LED工礦燈。
[0051] 5.便于LED照明光源產品組件標準化，產業化：
[0052] 本發明用模糊傳熱系統熱設計方法制作的組件通用性強，器件適于標準化制作， 便于實現LED照明光源產品自動化，規模化，產業化。特別是傳熱組件制作中，導熱均溫體 器件不需要變動夾具、模具等生產設備，不需要改變工藝流程，可以根據相變傳熱原理，通 過對標準導熱均溫體腔體中的毛細芯結構布置、傳熱工質配方，真空度強弱、充液量比例多 少按產品的性價比控制成本，調整器件的啟動溫度、均溫溫度等傳熱性能，同樣絕緣散熱外 套可以按照導熱均溫體腔體進行標配，有利于根據不同的環境條件制作不同規格LED照明 光源產品的標準化，產業化，根據LED芯片電光源，半導體器件的要求，進一步降低了半導 體器件的使用環境成本，提高了 LED照明光源產品的性價比，實用性。
[0053] 圖1為本發明的一種功率型LED球泡燈示意圖；
[0054] 圖2為本發明的一種功率型LED球泡燈拆分示意圖；
[0055] 圖3為本發明的一種功率型LED球泡燈傳熱組件結構示意圖；
[0056] 圖4為本發明的一種功率型LED球泡燈徑向相變均溫體器件的剖視圖；
[0057] 圖5為本發明的一種功率型LED球泡燈的軸向絕緣散熱外套的結構示意圖；
[0058] 圖6為本發明的一種由導熱片組成的對流軸向散熱外套示意圖；
[0059] 圖7為本發明的一種無眩光導光罩LED球泡燈的折分不意圖；
[0060] 圖8為本發明的一種廣角LED球泡燈的折分示意圖；
[0061] 圖9a為本發明的一種帯導光柱的LED錯燭燈的不意圖；
[0062] 圖9b為本發明的一種帯導光柱的LED球泡燈的不意圖；
[0063] 圖10為本發明的一種絕緣散熱外套LED橫插燈的示意圖；
[0064] 圖11為本發明的一種絕緣散熱外套LED日光燈的不意圖；
[0065] 圖12為本發明的一種絕緣散熱外套LED工礦燈的示意圖；
[0066] 圖中標注分別代表為：
[0067] 1-燈頭組件：
[0068] la-電連接器、lb-驅動電源、lc-絕緣套；
[0069] 2-傳熱組件：
[0070] 2a_散熱外套、2b_徑向相變均溫體、2C-LED光源模組；
[0071] 2al_對流通道、2a2_通風孔、2a3_溝槽、2a4_肋福條、2a5_散熱片、2a6_散熱片定 位板；
[0072] 2bl_取熱面、2b2-導熱體、2b3_傳熱工質、2b4_毛細芯、2b5_傳熱體、2b6_抽氣 咀、2b7-密封臺階；
[0073] 3-導光組件：
[0074] 3a_燈罩、3b_導光柱。

【具體實施方式】
[0075] 下面通過實施例對本發明的制作方法進行簡要說明：
[0076] 實施例一：為一種基于徑向相變均溫體的功率型LED球泡燈：
[0077] 圖1是其外觀示意圖：包括有燈頭組件1、傳熱組件2、導光組件3 ;
[0078] 圖2是其拆分示意圖：包括有電連接器la、驅動電源lb、絕緣套lc ;散熱外套2a、 徑向相變均溫體2b、光源模組2C ;
[0079] 圖3是其傳熱組件2結構示意圖：包括有散熱外套2a、徑向相變均溫體2b、光源模 組2C (圖中未顯示)、對流通道2al、通風孔2a2、溝槽2a3、肋輻條2a4 ;
[0080] 一種基于徑向相變均溫體的功率型LED照明光源的制作方法，其特征在于所述的 LED照明光源是用模糊傳熱系統結構按以下步驟制作的LED照明光源：
[0081] 1).按產品標準，選擇導光組件3與LED光源模組2C中的LED芯片、半導體芯片 進行固晶排列、封裝，制作LED光源模組2C，估算LED光源模組2C的最大功率；
[0082] 2 ).按LED光源模組2C的最大功率及產品的幾何形狀用公知的相變原理及工藝， 用模糊傳熱系統熱設計方法設置最高均溫溫度、最低啟動溫度，制作成徑向相變均溫體2b ; 估算徑向相變均溫體2b最大熱容量；
[0083] 3).按徑向相變均溫體2b外表面幾何形狀、最大熱容量及LED照明光源使用環境， 制作散熱傳熱量與相變均溫體導熱傳熱量匹配的絕緣軸向散熱外套2a ;
[0084] 4).將以上步驟制作的徑向相變均溫體2b與絕緣軸向散熱外套2a匹配組裝成合 格的傳熱組件2,用公知的連接技術，連接燈頭組件1及導光組件3,即可總裝成一種基于徑 向相變均溫體的LED照明光源，然后進行測試、老化。
[0085] 本實施例：如是可替換節能燈的一種基于徑向相變均溫體的功率型LED球泡燈， 在標準中屬于替代燈中的全方向燈，現有標準要求全方向燈小于10W的光效不低于501m/ W，壽命不低于25000h，工作溫度不高于80°C。
[0086] 根據公開的LED芯片工作結溫與壽命、出光效率關系經驗數據：白光LED的結溫 與相對出光率的關系數據：在結溫25°C時，相對出光率為1 ;結溫70°C時相對出光率降為 0. 9 ;結溫90°C時相對出光率降為0. 8左右，在結溫50°C時，壽命為90000小時；結溫80°C 時，壽命降到34000小時，結溫90°C時，壽命降到25000小時左右，按照性價比選擇不同工 藝，選擇光效>801m/W的小功率芯片分布固晶，集成為總功率〈10W，低熱阻綁定在徑向相變 均溫體取熱面2b4上的LED光源模組2c (沒有在圖中顯示）；按模糊傳熱系統熱設計方法， 經過實驗，設置導熱均溫體2b的傳熱啟動溫度<75°C，相變均溫溫度<85°C，基本可控制 LED芯片工作結溫<90°C，匹配相應的散熱外套2a，這時10W的LED芯片出光率僅降為0. 8， 壽命仍可達25000小時，采用滿足全方向燈LED球泡燈發光角度及照度曲線的的防眩光全 球球泡，出光率可達0. 8,按照模糊傳熱系統結構組裝，即可滿足光效不低于501m/W，壽命 不低于25000h的要求。
[0087] 作為一種制作方法，本實施例特征在于步驟（2)徑向相變均溫體2b的制作，如圖 4 ：
[0088] 1)所述的徑向相變均溫體2b的另件加工是，用公知的加工工藝，按產品設計要求 的幾何形狀先將高導熱系數材料(如金屬或者陶瓷等)，制作成壁厚〇.5mm-2mm的旋轉幾 何體坯體，然后通過精宓加工，制作成厚度為0.5-5mm，帶有封閉端和開口端的，兩個不同 直徑大小的腔體；
[0089] 其中帶有抽氣咀的大直徑腔體作為傳熱體2b5,嵌在傳熱體2b5內部的小直徑腔 體作為導熱體2b2 ;
[0090] 其中導熱體2b5的封閉端同時作為密封蓋板與取熱端，密封蓋板厚度是2_5mm，取 熱端的外表面加工成可以低熱阻綁定LED光源模組的取熱面2bl ;
[0091] 其中傳熱體2b5開口端加工有與導熱體密封蓋板尺寸匹配的密封臺階2b7,傳熱 體2b5的外表面是加工有溝槽，肋輻條的粗糙表面（圖中未顯示）；
[0092] 2)所述的徑向相變均溫體2b組裝是，將表面緊附有0. 1mm m 1mm孔徑的多孔材料 毛細芯2b4的導熱體2b2嵌入傳熱體2b5內，成為一種夾層式腔體；
[0093] 3)所述的徑向相變均溫體2bl的特殊工藝是，用公知的密封技術密封，通過抽氣 咀2b6抽真空，注入核沸騰液相變傳熱工質2b3 ;
[0094] 其中相變工質2b3由20°C? 90°C沸點多種相變傳熱液混合組成；
[0095] 其中相變工質2b3的充液量設置在徑向均溫器腔體容量的20%_30% ;
[0096] 4)所述的徑向相變均溫體2b制作完成后，用公知的測試方法及儀表測出啟動溫 度，均溫溫度，均溫體最大熱容量。
[0097] 本實施例用高導熱系數材料鋁加工成直徑3cm，高度10cm，壁厚0. 5mm…2mm園柱 狀腔體(如圖4)，抽真空，注入20°C…90°C不同沸點的核沸騰超導液20%-30%作為傳熱工質 2b3,選用孔徑0. 1_…1_的泡沫鋁多孔材料作為毛細芯2b4 ;根據傳熱學公知的計算公 式，測試儀器，經過計算及測試可制作成熱傳啟動溫度=90°C，高達300M/S的熱傳導速度， 高達200W/cm 2的熱流密度，導熱功率彡220W / cm2,均溫度在90°C左右的徑向相變均溫體 2b 〇
[0098] 本發明徑向相變均溫體2b的工作原理如下：當取熱面2bl受熱時，緊附導熱體 2b2表面的毛細芯2b4中的核沸騰超導液液體沸騰、蒸發汽化，蒸汽在微小的壓差下流向傳 熱體2b5放出熱量凝結成液體，液體再沿毛細芯2b4靠多孔材料的毛細力的作用流回導熱 體2b2,以減少取熱面2bl與傳熱體2b5的溫差，如此往復循環達到均溫器的動態熱平衡； 光源模組2c中LED芯片熱源的熱量通過取熱面2bl擴散到腔體的整個空間，在傳熱體2b5 冷凝并在內部結構的作用下流回熱源位置再次蒸發，利用空腔內傳熱工質2b3的相變，實 現取熱面2bl的熱等溫效應，利用徑向相變均溫體的低熱傳啟動溫度，高熱傳導速度把大 功率芯片產生的熱量從取熱面2bl有效的導出，保證了 LED芯片結溫動態平衡時保持在合 理范圍內，不會因芯片結溫聚集而損壞；
[0099] 由公知的相變傳熱原理知道，許多因素都可影響相變器件的導熱性能，根據相變 器件的容積及真空度、傳熱工質的沸點及充液量、毛細芯導熱系統的結構與相變器件的傳 熱性能、啟動溫度，傳熱速度的相關性，可以按照模糊傳熱系統熱設計方法，根據產品性價 比要求，優化相變腔體，優化導熱系統，優化傳熱工質，然后通過調整徑向相變均溫體制作 工藝，控制啟動溫度、控制均溫溫度不大于LED芯片工作溫度；在一定的范圍內可以控制相 變器件成本，防止不必要的認加制作成本。
[0100] 作為一種制作方案本實施例特征在于步驟（3)軸向絕緣散熱外套2a的制作，如圖 5 ：
[0101] 1)所述的軸向絕緣散熱外套2a，按照LED照明光源的使用環境，密封等級要求制 作不同的散熱外套與導熱均溫體器件2b進行匹配；
[0102] 2) LED照明光源的使用環境，有密封等級要求時的熱輻射絕緣散熱外套制作，先 用公知的材料(如塑料或陶瓷或石墨等）加工工藝，按產品設計的均溫體幾何形狀，制作厚 度〈1. 5mm，的軸向絕緣散熱外套或者外表面帶有溝槽的軸向絕緣散熱外套，將加工好的散 熱外套嵌入均溫體緊配固定，其中散熱外套壁內表面與均溫體外表面的最大間隙〈3. 5mm ; 用模糊傳熱系統熱設計方法計算絕緣散熱外套外表面積，測出絕緣散熱外套實際熱輻射糸 數，估算熱輻射絕緣散熱外套外表面實際散熱量。
[0103] 3)常用的LED照明光源對流絕緣散熱外套制作：先用公知的材料(如塑料或陶瓷 或石墨等)加工工藝，按產品設計的均溫體幾何形狀，制作厚度〈1. 5_，外表面帶有溝槽，通 風孔，內表面帶有肋條的軸向絕緣散熱外套；將加工好的散熱外套嵌入均溫體緊配固定，使 得散熱外套內表面的肋條與均溫體外表面的溝槽，肋輻條組合成一頭大，一頭小的縱向煙 囪對流散熱通道，其中散熱外套壁內表面與均溫體外表面的最大間隙〈3. 5_，用模糊傳熱 系統熱設計方法計算絕緣散熱外套外表面積，測出絕緣散熱外套實際對流換熱系數，估算 對流絕緣散熱外套散熱量。
[0104] 4)絕緣散熱外套2a與相應的徑向相變均溫體2b優化匹配組裝，設置合適的自恢 復熱保護系統，將最后制作成設置有自恢復熱保護系統功能的模糊傳熱系統結構傳熱組件 2進行老化、測試。
[0105] 卒實施例LED球泡燈散熱外套2a的設計依據是，按照模糊傳熱系統熱設計方法， 由大量實驗知道：熱源到散熱器表面溫差越小、距離越小，導熱系數就越不重要，如果熱量 從熱源到散熱器表面的距離小于5mm，的時候，傳導散熱就已經不起什么作用了，因此本發 明在模糊傳熱系統結構中，把導熱均溫體作為熱源，設計匹配的絕緣散熱外套表面到導熱 均溫體的外表面的距離小于5mm的傳熱組件結構，這時散熱外套就可以忽略材料的導熱系 數的作用，直接使用帶有對流通道的導熱系數小的絕緣材料或者帶有對流通道的導熱系數 小的高輻射性能絕緣材料制作對流絕緣散熱外套；或者直接用導熱系數小的高輻射性能絕 緣材料如塑料、石墨材料、高輻射系數涂料制作高輻射性能的絕緣散熱外套，然后優化匹配 制作熱輻射絕緣散熱外套，使用在不能帶有通風孔，有密封等級要求的特定電氣，機械，結 構，環境條件中使用的LED照明光源的絕緣散熱外套，組合成標準傳熱組件，制作成LED照 明光源，解決導散熱一體金屬傳熱系統中，金屬材料的缺陷；
[0106] 卒實施例使用的是LED球泡燈的模糊傳熱系統結構中常用的對流絕緣散熱外套， 對流通道是一頭大、一頭小的縱向蜂窩狀煙?通道，使傳熱組件結構產生一種加強空氣對 流的煙肉效應，在煙肉效應的抽吸力作用下，增對流換熱系數，有利于導熱均溫體周圍的空 氣實現對流式散熱；其散熱就由對流主導方式：其工作原理甴傳熱學知道，對流指的是流 體運動，成因是溫度差，溫度高的流體密度較低，因此質量輕，相對就會向上運動。相反地， 溫度低的流體，密度高，因此向下運動，對流熱傳遞是因為流體受熱之后，或者說存在溫度 差之后，產生了熱傳遞的動力；對流換熱是一個受許多因素影響且其強度變化幅度又很大 的復雜過程，對流換熱系數的大小反映對流換熱的強弱對流換熱過程中空氣的物理性質、 換熱表面的形狀、部位、表面與流體之間的溫差以及空氣的流速等與影響換熱過程的諸因 素都有密切關系，理論計算的對流換熱系數用數學分析解法和數值分析解法計算只是極為 粗略的數量級估計，在不同的情況下，傳熱強度會發生成倍直至成千倍的變化，分析解法計 算得到的空氣自然對流換熱系數5?25僅是一個數量級的概念；真正的散熱情況還是要用 模糊傳熱系統結構仿真或者實驗進行驗證匹配；
[0107] 甴傳熱學知道，對流，輻射傳熱都與傳熱組件的外表面積有關，因此本發明為了增 加傳熱面積，在徑向相變均溫體2b中的傳熱體2b5的外表面加工有溝槽，肋輻條，在散熱外 套2a外表面加工有溝槽的粗糙表面。
[0108] 根據經驗數據知道：每瓦所需要的傳熱面積按照工作環境溫度不同大約在 35-60cm2 ;如本實施例LED球泡燈的外表面積按照模糊傳熱系統設計方法計算結果總計散 熱面積約為188cm2,只能使用在3w-4W的小功率的LED球泡燈中：模糊計算如下：《LED球 泡燈是外表面帶有溝槽2a2的散熱組件2a，散熱器件近似為一個截去尖頂的圓錐體，根據 大、小圓錐體的高度，直徑，數量級平均深度，溝槽個數，計算圓錐體外表面總面積；現在大 圓錐體的高度為8cm，直徑為5cm ;截去高度為3cm，直徑為3cm，的小圓錐體，這個截頂以后 的側面積就是3. 14 (8*5-3*3) /2=48. 7cm2,可近似為50平方厘米，外表面開了 46個長度 為5cm，平均深度為0. 3cm的溝槽2a2,溝槽增加的面積為0. 3x5x2x46=138. cm2 ;總計散熱 面積約為188cm2》。
[0109]甴傳熱學知道，由于體積等的限制散熱器件散熱外套2a散熱量不夠，最極端的結 果是導致徑向均溫器件2b工作失效，均溫溫度上升，led芯片結溫急速上升，當其溫升超過 最大允許溫度時（一般是150°C )，LED芯片會因過熱而損壞，因此本發明模糊傳熱系統的 LED光源模組中設置有自恢復熱保護芯片或傳感器件芯片的一種或幾種集成封裝的模組， 防止均溫溫度上升，對LED芯片進行保護。
[0110] 本發明傳熱組件2中徑向相變均溫體2a與相應的散熱器件2b的匹配過程，根據 模糊傳熱系統熱設計方法與傳熱學知道，如果通過優化散熱器件2b外表面面積、對流換熱 系數、輻射系數、徑向相變均溫體的均溫溫度后，散熱量還是不夠時，在電氣，機械，結構，環 境允許的條件下，在對流絕緣軸向散熱外套通道內配置微形風扇，進行強迫散熱進行強制 對流，可以進一步提1?對流換熱系數；
[0111] 本實施例使用在有密封等級要求的的高效軸向熱輻射散熱外套2a、經過測試熱輻 射散熱> 60%，其中散熱外套2a外表面熱輻射糸數> 0. 9。
[0112] 本實施例所述的含有高效煙囪散熱對流通道2al，是由對流散熱外套2a內表面的 肋輻條2a4與嵌入在散熱外套內的導熱均溫體外表面的溝槽，肋輻條（圖中未表示)，匹配形 成的一頭大、一頭小的縱向蜂窩狀煙?通道；或者是由不同幾何形狀的齒形散熱片2a5沿 軸向圓周均勻排布組成的敝開式散熱外套；或者是配置有微形風扇，強迫空氣進行對流散 熱的外套（圖中未表示)、經過測試對流散熱> 70%。
[0113] 本實施例所述的含有高效煙@散熱對流通道2al，散熱量不夠時，在對流絕緣軸向 散熱外套通道內配置微形風扇，進行強迫散熱進行強制對流，測試結果對流換熱系數20? 100 ；
[0114] 實施例二：如圖6由散熱片2a5組成軸向絕緣散熱外套2a的一種基于徑向相變均 溫體的LED照明光源，作為一種方案，本實施例特征在于步驟（3)中，所述的軸向絕緣散熱 外套2a，是釆用齒形高輻射性能塑料片2a5,按定位板2a6的定位孔組裝成，如圖6 :
[0115] 1)先用公知的材料加工工藝，按產品設計要求的幾何形狀，加工成厚度 定位板2a6與高福射性能齒形塑料散熱片2a5另件；
[0116] 2)將加工合格的另件在定位板2a6將高輻射性能齒形塑料散熱片2a5沿軸向圓周 均勻排布組裝成軸向絕緣散熱外套2a。
[0117] 所述方法使用到軸向散熱外套2a制作過程中，可制作成各種幾何形狀的敝開式 散熱外套，齒形塑料散熱片片2a5不僅可以增加了散熱外套2a的散熱面積，同時可以通過 排布組裝提高對流傳熱糸數，用此種敝開式散熱外套制作的led光源，特別適合制作使用 在室內智能控制伩號的智能LED照明光源，本實施例熱傳遞系統的其他制作方法及LED照 明光源的組裝同實施例一不再重復。
[0118] 實施例三：如圖7無眩光導光泡LED球泡燈的示意圖；
[0119] 作為一種方案本實施例特征在于步驟（3)中步驟⑴中，其特征在于所述導光組件 3是用發明專利：《一種覆蓋有光學膜層的導光體》（專利號ZL201010558179. 4)的技術，制 作成厚度》2mm的導光泡殼，導光泡殼的橫剖面作為入射面；所述LED光源模組2c固晶排列 的led小功率芯片的入射光線至少有一圈與導光泡殼的入射面優化匹配；用此種方法結合 led大功率芯片制作的led光源能很好的解決LED照明光源眩光、色溫、顯指、光分布問題， 提高LED照明光源光的質量，本實施例的熱傳遞系統的制作及LED照明光源的組裝同實施 例一不再重復。
[0120] 實施例四：如圖9a，帯導光柱的LED球泡燈，圖9b帯導光柱的LED蠟燭燈的示意 圖：
[0121] 作為一種方案，步驟⑴中，其特征在于其中所述導光組件3是用發明專利：《一種 覆蓋有光學膜層的導光體》（專利號ZL201010558179. 4)的技術，制作成的導光柱3b與泡 殼、反射鏡組成；所述導光技術制作的LED導光組件3使用到led照明光源中，特別是led 球泡燈的制作中可以將大尺寸led芯片高瓦數的點光源直接通過導光柱3b擴展成各種柱 面光源；如所述導光柱3b如制作成是帶有激光圖案的異形導光柱，還可以充分發揮LED光 源的特點制作成廣角且豐富多彩的功率型LED燈泡，進一步擴展了 LED照明光源產品的創 新途經；本實施例的熱傳遞系統的制作及LED照明光源的組裝同實施例一不再重復。
[0122] 實施例五：如圖8廣角大功率LED球泡燈的折分示意圖；
[0123] 作為一種方案在于步驟（1)中其特征在于：所述的徑向相變均溫體2b中的取熱面 2bl是一種凸出在徑向相變均溫體2b的傳熱體2b5外面的取熱面，其中LED芯片是綁定在 不同平面上的光源模組2c，所述的LED芯片的綁定方法制作的光源模組2c設置在泡殼內， 所述的徑向相變均溫體2b結合導光組件3中的燈罩，反射鏡，透鏡，泡殼，支撐架，及發明專 利：《一種覆蓋有光學膜層的導光體》（專利號ZL201010558179. 4)制作的異形幾何形狀導 光體，導光柱與導光泡殼組合成的組件，可以制作成一種廣角全方向LED照明光源，本實施 例的熱傳遞系統的其他制作方法及LED照明光源的組裝同實施例一不再重復。
[0124] 實施例六：一種基于無毛細吸液芯的徑向相變均溫體的照明光源
[0125] 作為一種方案在于步驟（2)中，其特征在于：所述的徑向相變均溫體2b，是一種無 毛細吸液芯的核沸騰液相變傳熱工質徑向相變均溫體，利用水在不同壓力范圍內不同的高 沸騰傳熱系數進行傳熱，其換熱模型是：腔體從led芯片吸收的熱量以兩種方式傳給核沸 騰液工質2b3,即腔體底部核沸騰液工質的大容積沸騰換熱、腔體中上部蒸汽核沸騰液工質 的層流對流換熱。通過蒸汽在傳熱面的冷凝，放出工質吸收的熱量，最后由傳熱體2b5將 熱量帶出腔體，凝結的水珠匯集到一定程度變成液膜，滴入液體工質，液體工質再次受熱蒸 發，周而復始；進行徑向相變均溫體的換熱循環，所述使用無毛細吸液芯徑向相變均溫體方 法制作徑向相變均溫體2b，使用到led照明光源中，能降低毛細吸液系統的制作及設置的 成本；本實施例的熱傳遞系統的其他制作方法及LED照明光源的組裝同實施例一不再重 復。
[0126] 實施例七：一種基于徑向相變均溫體的低成本的LED照明光源；作為一種方案， 步驟⑴中，其特征在于：所述的光源模組2c是用發明專利《AC LED照明模塊》（專利號 ZL200910155096. 8)公開的技術，制作的光源模組2c ;由于高絕緣性能的散熱外套2a可通 過安全標準認定，可以使用所述的高壓直流LED芯片，交流LED芯片，低熱阻綁定在徑向相 變均溫體2b的取熱面2bl上制作成光源模組2c ;，用低成本的非隔離LED驅動電源或簡單 的驅動電路，直接用交流市電工作制作成各種低價的功率型LED燈泡，或者用無毛細吸液 芯的核沸騰液相變傳熱工質徑向相變均溫體進一步降低成本，本實施例的熱傳遞系統的制 作及LED照明光源的組裝同以上實施例不再重復。
[0127] 實施例八：如圖10,圖11 一種基于徑向相變均溫體的絕緣散熱外套LED照明光 源；步驟（2)中作為一種方案，其特征在于：所述的LED導光組件3是用發明專利：《一種覆 蓋有光學膜層的導光體》（專利號ZL201010558179. 4)的技術，制作成的導光體、反射鏡組 成；所述導光技術制作的LED導光組件3使用到LED照明光源中，可以將小尺寸led芯片的 點光源通過導光柱擴展成面光源，燈罩是外表面涂覆用高熱輻射涂料、內表面涂覆用高反 射率涂料的絕緣散熱外套2a，替代節能燈中的橫插燈，日光燈；本實施例的熱傳遞系統的 其他制作方法及LED照明光源的組裝同以上實施例不再重復。
[0128] 實施例九：如圖12 -種基于徑向相變均溫體的絕緣散熱外套的LED工礦燈照明 光源；步驟（2)中作為一種方案，其特征在于燈罩是外表面涂覆用高熱輻射涂料、內表面涂 覆用高反射率涂料的絕緣散熱外套；同樣的方案也可以制作LED隧道燈，LED投光燈照明 光源；本實施例的熱傳遞系統的其他制作方法及LED照明光源的組裝同以上實施例不再重 復。
[0129] 實施例十：一種基于徑向相變均溫體的三防LED照明光源；作為一種方案，步驟 (2)中，其特征在于其中所述LED照明光源是使用在有密封等級要求的特珠環境中照明光 源，所述的散熱外套2a是一種，用高熱輻射材料或者是高熱輻射涂料制作成的絕緣散熱外 套或者是具有粗糙表面的高熱輻射性能的絕緣散熱外套或者是多層結構具有粗糙表面的 高熱輻射性能絕緣散熱外套；在達到三防要求的同時、符合防腐等級的粗糙表面，多層結構 增加了熱輻射散熱面積，解決特珠環境中LED照明光源的使用問題，本實施例的熱傳遞系 統的其他制作方法及LED照明光源的組裝同以上實施例不再重復。
[0130] 本發明的有益效果是，用簡單、實用的模糊傳熱系統設計方法，提供了一種適合自 動化生產的高性價比模糊傳熱系統結構；充分利用了當今先進的徑向相變均溫體的優點， 制作可調整LED照明光源工作溫度的導熱器件，利用高熱輻射系數材料與高對流系數通道 按不同環境的需要制作傳熱量匹配的散熱外套，組合成的傳熱組件，是一種帶有絕緣散熱 外套的導熱器件，也是內部嵌有均溫導熱體的散熱器件；這種模糊熱傳遞系統結構不僅可 用于制作一種高性價比的大功率LED球泡燈，替代白織球泡燈；制作一種高性價比的LED照 明光源替代節能燈，成為老百姓歡迎的高性價比照明光源，也可單獨作為一種熱設計方法 或者一種高性價比熱傳遞系統結構使用在其他LED燈具如：筒燈，天花燈，工礦燈，舞臺燈， 三防燈等LED普通照明，通用照明，專用照明，特殊照明產品中，制作高性價比的LED照明產 品。
[0131] 本發明要求保護的范圍不限于本文中介紹的各實施例，凡基于本發明申請專利范 圍和說明書內容所作的各種形式的變換和代換、皆屬本發明專利涵蓋的范圍。
【權利要求】
1. 一種基于徑向相變均溫體的功率型L邸照明光源，它包括有燈頭組件、傳熱組件、導 光組件，其中傳熱組件一端連接燈頭組件，一端連接導光組件；其特征在于： 所述的傳熱組件是由徑向相變均溫體、軸向散熱外套、綁定在徑向相變均溫體取熱面 上的L邸光源模組，匹配組合成的一種模糊傳熱系統結構； 其中徑向相變均溫體是一種注有相變傳熱工質的低傳熱啟動溫度、高傳熱速度的密封 徑向相變均溫器件； 其中LED光源模組是包括現有可DC工作或AC工作的LED光源芯片與整流芯片，自恢 復熱保險芯片，傳感器件芯片的一種或幾種集成封裝的模組，其中至少有可DC工作或AC工 作的LED芯片； 其中軸向散熱外套是散熱傳熱量與徑向相變均溫體的導熱傳熱量匹配的絕緣散熱外 套； 所述的燈頭組件至少是包括現有照明燈具的任何一種電連接器與帶有絕緣保護套的 驅動電源，智能控制電路，安全保護電路組合成的組件； 所述的導光組件是包括現有燈具中的任一種燈罩，反射鏡，透鏡，泡殼，支撐架，及用發 明專利；《一種覆蓋有光學膜層的導光體》（專利號化201010558179. 4)制作的異形幾何形 狀導光體，導光柱與導光泡殼組合成的組件，其中至少包含有一種燈罩。
2. 根據權利要求1 一種基于徑向相變均溫體的功率型L邸照明光源，其特征在于：所 述徑向相變均溫體是是含有核沸騰液相變傳熱工質的無芯相變均溫器件。
3. 根據權利要求1 一種基于徑向相變均溫體的功率型L邸照明光源，其特征在于：所 述徑向相變均溫體是含有核沸騰液相變傳熱工質的有芯相變均溫器件，其中有芯相變均溫 器件的毛細芯導熱系統是設置在導熱均溫體內的多孔泡沫材料。
4. 根據權利要求1 一種基于徑向相變均溫體的功率型LED照明光源，其特征在于所 述徑向相變均溫體是一層W上的密封腔體，其中腔體的外形是W旋轉幾何體為主體的幾何 體；或者是W W旋轉幾何體為主體帶有溝槽，肋福條粗趟表面的異形幾何體。
5. 根據權利要求1 一種基于徑向相變均溫體的功率型LED照明光源，其特征在于： 所述的，軸向散熱外套是含有高效煙畫對流散熱通道、對流散熱> 70%的軸向對流散 熱外套，其中對流散熱通道是由對流散熱外套的通風孔及內表面的肋福條與嵌入在散熱外 套內部的，導熱均溫體外表面的溝槽，肋福條匹配組成；或者是由不同幾何形狀的齒形散熱 片沿軸向圓周均勻排布組成；或者是配置有微形風扇，強迫空氣進行散熱的對流通道組成。
6. 根據權利要求1 一種基于徑向相變均溫體的功率型LED照明光源，其特征在于： 所述的，模糊傳熱系統結構中的高效軸向熱福射散熱外套使用在有密封等級要求的環 境時，其散熱外套外表面的熱福射務、數> 0. 9,其中熱福射散熱> 70%。
7. 根據權利要求1 一種基于徑向相變均溫體的功率型LED照明光源，其特征在于：所 述的模糊傳熱系統結構中徑向相變均溫體是含有自恢復熱保護功能的相變器件。
8. -種基于徑向相變均溫體的功率型L邸照明光源制作方法：其特征在于所述的LED 照明光源是用模糊傳熱系統結構按W下步驟制作的LED照明光源： 一種基于徑向相變均溫體的功率型LED照明光源的制作方法，其特征在于；所述的LED 照明光源是用模糊傳熱系統結構按W下步驟制作的LED照明光源： 1).按產品標準，選擇導光組件與L邸光源模組中的L邸芯片、半導體芯片進行固晶排 列、封裝，制作LED光源模組，估算LED光源模組的最大功率； 2) .按L邸光源模組的最大功率及產品的幾何形狀用公知的相變原理及工藝，用模糊 傳熱系統熱設計方法設置：最高均溫溫度、最低啟動溫度，制作成徑向相變均溫體，估算徑 向相變均溫體最大熱容量； 3) .按徑向相變均溫體外表面幾何形狀、最大熱容量及L邸照明光源使用環境，制作散 熱傳熱量與相變均溫體導熱傳熱量匹配的絕緣軸向散熱外套； 4) .將W上步驟制作的徑向相變均溫體與絕緣軸向散熱外套匹配組裝成合格的傳熱組 件，用公知的連接技術，連接燈頭組件及導光組件，即可總裝成一種基于徑向相變均溫體的 L邸照明光源，然后進行測試、老化。
9. 根據權利要求8 -種基于徑向相變均溫體的功率型L邸照明光源制作方法，其特征 在于；步驟（2)徑向相變均溫體的制作： 1) 所述的徑向相變均溫體的另件加工是，用公知的加工工藝，按產品設計要求的幾何 形狀先將高導熱系數材料巧日金屬或者陶瓷)，制作成壁厚化加m-2mm的旋轉幾何體逐體； 然后通過精亟加工，制作成厚度為0. 5-5mm，帶有封閉端和開口端的，兩個不同直徑大小的 腔體； 其中帶有抽氣巧的大直徑腔體作為傳熱體，嵌在傳熱體內部的小直徑腔體作為導熱 體； 其中導熱體的封閉端同時作為密封蓋板與取熱端，密封蓋板厚度是2-5mm，取熱端的外 表面加工成可W低熱阻綁定L邸光源模組的取熱面； 其中傳熱體開口端加工有與導熱體密封蓋板尺寸匹配的密封臺階；傳熱體的外表面是 加工有溝槽，肋福條的粗趟表面； 2) 所述的徑向相變均溫體組裝是，將表面緊附有0. 1mm- 1mm孔徑的多孔材料毛細芯 的導熱體嵌入傳熱體內，成為一種夾層式腔體； 3) 所述的徑向相變均溫體的特殊工藝是，用公知的密封技術密封，通過抽氣巧抽真空， 注入相變傳熱工質； 其中相變工質由2(TCw 9(TC沸點多種相變傳熱液混合組成的沸騰液核； 其中相變工質的充液量設置在徑向均溫器腔體容量的20%-30% ; 4) 所述的徑向相變均溫體制作完成后，用公知的測試方法及儀表測出啟動溫度，均溫 溫度，均溫體最大熱容量。
10. 根據權利要求8 -種基于徑向相變均溫體的功率型L抓照明光源制作方法：其特 征在于步驟（3)軸向絕緣散熱外套的制作： 1) 所述的軸向絕緣散熱外套，按照LED照明光源的使用環境，密封等級要求制作不同 的散熱外套與導熱均溫體器件進行匹配； 2) 使用環境有密封等級要求時的LED照明光源的熱福射絕緣散熱外套制作；先用公 知的材料巧日塑料或陶瓷或石墨等）加工工藝，按產品設計的均溫體幾何形狀，制作厚度 <1. 5mm，的軸向絕緣散熱外套或者外表面帶有溝槽的軸向絕緣散熱外套，將加工好的散熱 外套嵌入均溫體緊配固定，其中散熱外套壁內表面與均溫體外表面的最大間隙<3. 5mm ;用 模糊傳熱系統熱設計方法計算絕緣散熱外套外表面積，測出絕緣散熱外套實際熱福射務、 數，估算熱福射絕緣散熱外套外表面實際散熱量。 3) 常用的LED照明光源對流絕緣散熱外套制作；先用公知的材料巧日塑料或陶瓷或石 墨等）加工工藝，按產品設計的均溫體幾何形狀，制作厚度<1. 5mm，外表面帶有溝槽，通風 孔，內表面帶有肋條的軸向絕緣散熱外套；將加工好的散熱外套嵌入均溫體緊配固定，使得 散熱外套內表面的肋條與均溫體外表面組合成一頭大，一頭小的縱向煙畫對流散熱通道， 其中散熱外套壁內表面與均溫體外表面的最大間隙<3. 5mm，用模糊傳熱系統熱設計方法計 算絕緣散熱外套外表面積，測出絕緣散熱外套實際對流換熱系數，估算對流絕緣散熱外套 散熱量。 4) 絕緣散熱外套與相應的徑向相變均溫體優化匹配組裝，設置合適的自恢復熱保護系 統，將最后制作成設置有自恢復熱保護系統功能的模糊傳熱系統結構傳熱組件進行老化、 測試。
【文檔編號】F21V29/74GK104421860SQ201310407680
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月9日 優先權日:2013年9月9日
【發明者】吳明番 申請人:吳明番