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    星辰娱乐重庆时时彩: 一种填充于LED灯中的传热混合气体.pdf

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    一种 填充 LED 中的 传热 混合气体
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    摘要
    申请专利号:

    CN201610940798.7

    申请日:

    2016.10.25

    公开号:

    CN106402684A

    公开日:

    2017.02.15

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):F21K 9/20申请日:20161025|||公开
    IPC分类号: F21K9/20(2016.01)I; F21V29/50(2015.01)I; F21V29/85(2015.01)I; F21Y115/10(2016.01)N 主分类号: F21K9/20
    申请人: 西安交通大学
    发明人: 冯上升; 孙山有铭; 史萌; 卢天健
    地址: 710049 陕西省西安市碑林区咸宁西路28号
    优先权:
    专利代理机构: 西安通大专利代理有限责任公司 61200 代理人: 陆万寿
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610940798.7

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.03.15|||2017.02.15

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种填充于LED灯中的传热混合气体,由氦气和氙气构成,常温下体积比为:氦气:氙气为70:30~80:20。所公开的最优混合气体利用气体的对流和导热,通过两者传热机制最优匹配,将芯片产生的热量高效传递出去,避免热量在芯片堆积。在常用LED灯泡中填充本方案中公开的混合气体,代替现有填充气体,如空气、单种惰性气体或氦氢、氦氧等的混合气体,在相同功率下可显著降低LED的芯片温度,从而大大提高LED灯的发光效率和使用寿命。本发明特别适用于填充封闭式LED灯,如球泡灯、汞灯、射灯、筒灯、BR灯、MR灯等。

    权利要求书

    1.一种填充于LED灯中的传热混合气体,其特征在于:由氦气和氙气混合而成,在LED芯
    片工作温度范围内按体积比计,氦气为70%—80%,氙气为20%—30%。
    2.根据权利要求1所述的一种填充于LED灯中的传热混合气体,其特征在于:由氦气和
    氙气混合而成,当LED芯片温度高于120摄氏度时,氦气与氙气的体积比取80:20。
    3.根据权利要求1所述的一种填充于LED灯中的传热混合气体,其特征在于:由氦气和
    氙气混合而成,当LED芯片温度低于70摄氏度时,氦气与氙气的体积比取70:30。

    说明书

    一种填充于LED灯中的传热混合气体

    技术领域

    本发明属于LED节能灯的技术领域,特别涉及一种LED灯的封闭腔中充入的最优传
    热混合气体。

    背景技术

    LED灯的能耗为普通荧光灯的1/4,寿命高达后者的10倍。然而,与传统荧光灯相
    比,LED灯泡的芯片不耐高温,其寿命随着半导体PN结温度的上升快速下降,同时出现显著
    的光衰。因此,LED灯的散热封装技术就显得尤为重要。目前,对LED灯的散热方案大致可分
    为强制冷却和自然冷却。由于强制冷却的方案需要外接结构复杂、体积庞大的冷却装置,导
    致其稳定性较差、寿命较短。相反,自然冷却方案因其结构紧凑、无噪音,成为LED灯的主要
    散热方式。现有技术中LED灯的封闭腔中充入的气体为空气,由于空气的对流和导热性能较
    差,热量主要通过金属体传导至外表面,少部热量通过填充空气传递至灯泡外表面,因此不
    能充分利用灯泡的外表面将热量散发到环境中。

    发明内容

    本发明的目的在于克服上述现有技术不足,提供一种LED灯内填充的最优传热气
    体,以降低LED芯片温度,延长LED灯使用寿命。

    本发明旨在寻找一种充入LED灯封闭腔中的最优混合气体,利用气体的自然对流
    和导热将芯片热量高效传递到灯泡表面,实现高效散热。利用数值模拟、理论优化、和实验
    验证相结合的方法,比较掺混不同比例惰性气体的传热性能,找出填充LED灯的最优传热气
    体组成,达到降低芯片温度,提高LED灯使用寿命的目的。

    为了达到上述目的,本发明的技术方案是:

    一种LED灯中填充的传热混合气体,由氦气和氙气混合而成,在LED芯片工作温度
    范围内按体积比计,氦气为70%—80%,氙气为20%—30%。

    所述的LED灯中填充的传热混合气体,由氦气和氙气混合而成,当LED芯片温度高
    于120摄氏度时,环境温度25℃下,氦气与氙气的体积比取80:20。

    所述的一种LED灯中填充的传热混合气体,由氦气和氙气混合而成,当LED芯片温
    度高于70摄氏度时,环境温度25℃下,氦气与氙气的体积比取70:30。

    本发明采用氦气和氙气混合气体,代替现有技术中的空气、单种惰性气体或氦氢、
    氦氧等的混合气体,在相同功率下可显著降低LED芯片温度,从而大大提高LED灯的使用寿
    命。

    附图说明

    图1是固定功率(7W)、不同填充气体的条件下,芯片与环境温差值图。

    具体实施方式

    在LED灯泡封闭腔中填充由氦、氖、氩、氪、氙、氮气6种惰性气体组成的混合气体,
    首先通过CFD计算得到LED灯泡的Nu-Ra曲线,由Nu数的定义导出该种混合气体的对流换热
    系数h,同时计算出该种配比气体的热导率λ,进一步通过编程进行穷举,并采用一定的优化
    方法,搜寻得到一种LED灯内填充最优传热气体组分,该最优传热混合气体由氦气与氙气混
    合而成,具体体积比为:氦气:氙气为70:30~80:20。在以上6种惰性气体中,氦气的导热系
    数最高,因此具有最好的导热性能;氙气的密度最大,自然对流瑞利数最大,因此自然对流
    最为强烈。氦气和氙气的混合可以使气体的导热和自然对流实现最优匹配,因此最优传热
    混合气体由氦气与氙气构成。

    表1不同芯片温度下最优传热气体组分的体积比


    表1列出了在不同芯片温度(即不同功率)条件下的最优传热气体组成。不同芯片
    温度工作条件下最优传热混合气体构成的差别很小,在LED芯片常用工作温度范围内,最优
    传热混合气体的体积比范围为:氦气:氙气为70:30~80:20。在功率较大时,LED芯片工作温
    度较高(如高于120℃),氦气的体积占比在以上范围内取大值;在功率较小时,LED芯片工作
    温度较低(如低于70℃),氦气的体积占比在以上范围内取小值。

    为验证本发明公开的最优传热气体配方,在LED灯泡中分别填充最优混合气体、空
    气、以及单一惰性气体,在功率、环境温度一定的情况下,对比不同填充气体条件下的芯片
    温度(图1)。结果显示,填充最优混合气体的灯泡其芯片的温升值比填充空气要小30.7%,
    比传热性能最好的单种气体氦气要小9.7%??杉?,本发明公布的最优混合气体配方可以显
    著提升LED灯泡的散热性能。

    本发明公开的最优传热气体配方,充分利用氦气的高热导率以及氙气的强烈自然
    对流换热能力,能有效提高LED灯泡的换热效率,显著降低芯片温度,从而提高其使用寿命,
    可填充于任何封闭式LED球泡灯以及一切对芯片工作温度有限制的节能灯内。

    上述实施例和图示并非限定本发明的产品形态和式样,任何所属技术领域的普通
    技术人员对其所做的适当变化或修饰,皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

       内容来自专利网重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn转载请标明出处

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