[发明专利]一种两级式余热回收自给照明系统

说明书

本发明公开了一种两级式余热回收自给照明系统，包括LED射灯、高功率LED芯片、一级余热回收单元和二级余热回收单元；高功率LED芯片、一级余热回收单元和二级余热回收单元设置于LED射灯底座内；一级余热回收单元包括一级温差发电器、余热回收模块和置于底座外部的LED装饰灯带；一级温差发电器利用高功率LED芯片与余热回收模块之间的温差进行发电，将热能转化为电能供LED装饰灯带工作；二级余热回收单元中的二级温差发电器利用余热回收模块与LED射灯外部空气之间的温差进行发电，一方面将热能转化电能存储，另一方面利用控制模块内的控制策略控制离子风发生装置保证一级余热回收单元的发电率。本设计实现了低功率LED装饰灯和离子风发生装置的能量自给。

技术领域

本发明涉及LED照明设备和电子器件余热回收利用领域，具体来说是一种两级式余热回收自给照明系统。

背景技术

LED光源广泛应用于照明系统。相比传统的照明光源，LED因其使用寿命长，节能效果好，具有一定的环保性等多种显著优势，使其在照明行业中炙手可热。然而，LED工作时有60％～70％的能量会以热量的形式散发，造成能源的浪费；如果能将一定比例的低品位热能进行回收利用，将达到节能减排的目的。

当LED芯片的功率超过200瓦时，LED芯片工作时的功率较高、产热量也高，因此对LED芯片采用离子风散热装置进行强制对流散热，其风速只需要通过调节电晕电极的施加电压就可以实现控制，响应速度快。离子风散热器虽然需要施加几千伏的输入电压，但是其输入电流很小，只有毫安级。因此，电晕放电功率相比于传统散热方式小很多，可以有效节约能源。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本申请提出了一种两级式余热回收自给照明系统，通过两级温差发电实现对高功率LED芯片工作时产生的大量热量进行有效回收利用。

本发明所采用的技术方案为：

一种两级式余热回收自给照明系统，包括LED射灯、高功率LED芯片、一级余热回收单元和二级余热回收单元；LED射灯包括灯本体和底座，所述高功率LED芯片、一级余热回收单元和二级余热回收单元设置于底座的内部；所述一级余热回收单元包括余热回收模块和置于底座外部的LED装饰灯带；一级余热回收单元利用高功率LED芯片与余热回收模块之间的温差进行发电，将热能转化为电能供LED装饰灯带工作；二级余热回收单元包括余热回收模块、温度传感器、控制模块、蓄电池和多层压电陶瓷变压器；二级余热回收单元利用余热回收模块与LED射灯外部空气之间的温差进行发电，一方面将热能转化电能存储，另一方面调节一级余热回收单元的发电功率。

进一步，所述余热回收模块包括离子风发生装置、热沉、一级温差发电器和二级温差发电器；所述离子风发生装置用于产生离子风对热沉进行强制对流散热；所述热沉对高功率LED芯片进行散热，同时热沉还分别作为一级余热回收单元温差发电的冷端和二级温差发电器的热端；

进一步，热沉(81)上装有温度传感器以监测热沉温度；所述温度传感器用于采集热沉的温度，温度传感器、蓄电池和多层压电陶瓷变压器均通过信号线连接控制模块；控制模块根据温度传感器所采集的温度信息分别控制蓄电池，多层压电陶瓷变压器和离子风发生装置的工作启停；多层压电陶瓷变压器连接离子风发生装置。

进一步，所述热沉连接一级温差发电器的冷端，所述一级温差发电器的热端与高功率LED芯片的发热面连接；所述热沉连接二级温差发电器的热端，二级温差发电器的冷端与LED射灯外部空气接触。

进一步，离子风发生装置包括针电极、网电极、圆形盖板以及导流腔；导流腔为环形腔体，在导流腔的上部设有圆形盖板，针电极固定在圆形盖板上；在导流腔的底部安装有网电极；针电极和网电极分别连接多层压电陶瓷变压器的正极和负极，由蓄电池作为电源为多层压电陶瓷变压器供电进而改变针电极、网电极之间的电压；进而产生离子风。

进一步，所述针电极的材质为钨钢，呈八边形阵列排布。