CN102095188A - 一种具有复合蒸发皿的led灯具热管散热器模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种LED灯具热管散热器模组,它主要由复合蒸发皿和散热管道构成。复合蒸发皿内部带有纵横交错连通的内腔通道,与外部的散热管道相连通;在复合蒸发皿受热面上有印刷电路,以及贴合有恒流电源的电子元器件、LED芯片。实际应用时,由n个本发明的LED灯具热管散热器模组集合成LED灯具的热管散热器。本发明复合蒸发皿由于有纵横交错连通的内腔通道,增加了工质与蒸发皿之间的热交换面积,并由于散热管道内外表面的沟槽和螺纹等构造设计增加了散热面积,则大大提高了散热效率。复合蒸发皿的受热面直接接受恒流电源的电子元器件和LED芯片发出的热量,而不经过常用的基板或基座。这样消除了热源与热管之间的热阻,提高了LED灯具热管散热模组的散热效率,减轻了LED灯具电源乃至整个LED灯具的重量和成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED散热器,特别涉及一种LED灯具热管散热器模组。
背景技术
由于发光二极管(LED)与传统白炽灯、荧光灯、高压汞灯等照明光源相比,具有节能、体积小、显色指数高等显著特点,被认为是传统光源的替代品,开始在许多领域得到广泛应用。LED的寿命被定义为:光通量衰减到初始光通量70%所用的时间。而光通量衰减的速度与LED结的温度有关,LED结的温度高,光通量衰减的速度快,既LED得寿命短;反过来,LED结的温度低,LED的寿命长。可见改善LED灯具的散热,是提高LED灯具寿命的重要措施。LED灯具在高空、露天、不便于维修等相对恶劣的特殊环境工作的,对寿命、方便维修等有较高的要求。
热管散热器的特点是传热速度快,能迅速的将电子元器件等热源所产生的热量迅速传出,避免了热量在电子元器件等热源处积聚而影响整个电子系统的可靠性。由于热管散热器的这个特点,数年前就开始被用做LED灯具的散热,但是至今还没有被市场广泛接受。其原因,从表面上看是结构复杂、不易制造、价格高、性价比低,深层次的原因是在设计上没有解决好热管散热器的受热、散热两个关键环节和电源的散热,使得LED灯具在使用热管散热器后,性能和成本同步增加,限制了LED灯具的进一步推广应用。目前各LED灯具厂家使用的热管散热器和文献所介绍的LED灯具热管散热器,在光源和热管受热面之间加设了导热基板、基座。这些基座、基板增加了光源(热源)于热管之间的热阻,降低了两者之间的热传导效率和增加了成本。目前市场上LED灯具的热管散热器的大多是铝合金铸造或铝合金挤压成型,铝合金铸造的散热器重量大、成本高、自洁性能差,落尘影响散热;使用铝合金冲压翅片者,盲目追求散热面积,忽略了翅片温度的不均匀性,降低了散热翅片与环境之间的换热效率,不能充分发挥热管散热器的功能。电源也是影响LED灯具寿命的主要原因,同样影响需要散热。大多LED灯具厂家把电源和热管散热器分开,电源自行自然散热既降低了电源的寿命还增加了电源成本,从而影响了LED灯具的寿命和成本。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种具有复合蒸发皿的LED灯具热管散热器模组,以降低LED结的温度和光衰速度,增加LED灯具的寿命并降低成本。
为达到上述目的,本发明提供一种具有复合蒸发皿的LED灯具热管散热器模组。它主要由复合蒸发皿和散热管道构成。
复合蒸发皿为板式结构,板中内部带有纵横交错连通的内腔通道,内腔通道与复合蒸发皿外部的散热管道相连通;
复合蒸发皿平整的表面为受热面,在受热面上有印刷电路,以及贴合有恒流电源的电子元器件、LED芯片。
在内腔通道与散热管道中为真空状态,并注有工质。
本发明复合蒸发皿由于有纵横交错连通的内腔通道,增加了工质与蒸发皿之间的热交换面积,并由于散热管道内外表面的沟槽和螺纹等构造设计增加了散热面积,则大大提高了散热效率。复合蒸发皿的受热面直接接受恒流电源的电子元器件和LED芯片发出的热量,而不经过常用的基板或基座。这样消除了热源与热管之间的热阻,提高了LED灯具热管散热模组的散热效率,减轻了LED灯具电源乃至整个LED灯具的重量和成本。
附图说明
图1为本发明第1种实施方式的主视示意图。
图2为图1的左视图。
图3为图1中的A部放大图。
图4为图1的仰视图。
图5为图4的A-A剖面示意图。
图6为图4的A-A剖面的另一形式的结构示意图。
图7为本发明第二种实施方式的主视示意图。
图8为图7的左视图。
图9为本发明第三种实施方式的主视示意图。
图10为图9的左视图。
图11为本发明第四种实施方式的主视示意图。
图12为图11的左视图。
图13为本发明第五种实施方式的主视示意图。
图14为图13的左视图。
图中:1复合蒸发皿,11下层金属,12上层金属,13内腔通道,14印刷电路、15恒流电源的电子元器件,16LED芯片,17受热面,18金属型材,2散热管道,3连接管,4充液管,5散热翅片。
具体实施方式
参见图1-图14,本发明是一种具有复合蒸发皿的LED灯具热管散热器模组,它由复合蒸发皿1、散热管道2、连接管3和充液管4构成。复合蒸发皿1为板式结构,板中内部带有纵横交错连通的内腔通道13(参见图4),内腔通道13通过连接管3与复合蒸发皿1外部的散热管道2相连通。在复合蒸发皿1上装有与内腔通道13相通的充液管4,内腔通道13与散热管道2中为抽真空状态并注有工质。
复合蒸发皿有两种构成形式:
第一种:由两种金属,即上层金属11、下层金属12经加压、吹涨等工序制成。
下、上层金属11、12的材料各由铝、铝合金,或者铜、铜合金,或者各由其他导热性能好的金属、及其合金构成。
吹涨成的内腔通道13构成了夹在上、下层金属内的相互纵横连接的内腔(见图5的结构)。
第二种:整体由铝及其合金、铜及其合金或其他导热性能好的金属及其合金的型材18制成(见图6的结构)。
参见图4,复合蒸发皿1平整的表面为受热面17,在受热面17上有印刷电路14、以及贴合有恒流电源的电子元器件15和LED芯片16。受热面17直接接受恒流电源的电子元器件15和LED16芯片发出的热量,而不经过常用的基板或基座。
图3显示的是内腔通道13、散热管道2与连接管3的连接方式,它们之间可以是压合连接、钎焊、电阻焊、氩弧焊、储能焊或粘结剂粘接。
散热管道2、连接管3的材料可以是铝、铜或钢(帮迪管),或者是上述材料的合金,甚或是导热性能好的其他材料。
散热管道2和连接管3是内外表面有轴向沟槽或螺纹的圆管或异形管,或者是普通的光滑圆管。散热管道2是内外表面有轴向沟槽或螺纹的圆管或异形管,增加了散热管道2管内与工质的热交换效率以及管外壁与环境的热交换效率。
散热管道2的结构根据散热的面积、LED灯具的形状等可以设计成多种样式,其结构可以是蛇形管(如图1、图2所示)、水平单管(如图7、图8所示)、垂直管(如图11、图12所示),还可以有多种形式,如双管和多管交替排列,倾斜管等等,在此不一一列举。在实际应用中,并不局限于本发明的图中所示的几种形状。散热管道2可根据LED灯具的形状、尺寸弯成各种形状。
为提高散热效率,散热管道2上可以套装散热翅片5。散热翅片5的表面为平面或曲面,曲面的横断面可为圆弧、三角形、梯形或矩形。散热翅片5具有的上述形状,较传统散热翅片提高了散热翅片的换热效率。散热翅片5的材料是:铝、铜或它们的合金,或者其他导热性能好的金属。
散热片5、散热管道2、连接管3的表面可以涂覆一层远红外涂料或阳极氧化成黑色,提高了散热管道2与环境之间的热交换强度,使散热效率进一步提高。
复合蒸发皿1、散热管道2、连接管3、充液管4相互之间密封连接后,经充液管4抽真空、注工质并密封后,本发明制作完成。
实际应用时,由n个本发明的LED灯具热管散热器模组集合成LED灯具的热管散热器。接通电源后,恒流电源电路元器件15将交流电转换成直流电,供LED芯片16工作。LED芯片16和恒流电源元器件15所产生的热量加热复合蒸发皿1中内腔通道13内的工质,工质吸热沸腾、蒸发为携带热量并具有一定速度的工质蒸汽,工质蒸汽经连接管3进入散热管道2,工质蒸汽在散热管道2内通过管壁与环境进行热交换,失去热量的工质蒸汽冷凝为工质液体并依靠重力回到复合蒸发皿1的内腔通道13中,继续参加吸热蒸发放热冷凝的循环。如此吸热蒸发、放热冷凝的循环往复实现了对LED芯片16和恒流电源的电子元器件的高效散热。
本发明复合蒸发皿1的两种结构形式,都比传统的铝合金压铸制品重量轻、热阻小、成本低。
本发明的具有复合蒸发皿的LED灯具热管散热器模组,具有结构简单、重量轻、易加工、可量产、热阻低、散热快、成本低的特点,能有效降低LED结的温度和延长LED灯的寿命。
Claims (10)
1.一种具有复合蒸发皿的LED灯具热管散热器模组,它主要由复合蒸发皿和散热管道构成。
2.根据权利要求1所述的模组,其特征在于:所述的复合蒸发皿为板式结构,板中内部带有纵横交错连通的内腔通道,内腔通道与复合蒸发皿外部的散热管道相连通;
复合蒸发皿平整的表面为受热面,在受热面上有印刷电路,以及贴合有恒流电源的电子元器件、LED芯片;
在内腔通道与散热管道中为真空状态,并注有工质。
3.根据权利要求2所述的内腔通道,其特征在于:内腔通道通过连接管与复合蒸发皿外部的散热管道相连通。
4.根据权利要求2、3所述的模组,其特征在于:在复合蒸发皿上装有与内腔通道相通的充液管。
5.根据权利要求1、2所述的模组,其特征在于:复合蒸发皿有两种构成形式:
第一种:由两种金属,即上层金属、下层金属经加压、吹涨等工序制成;下、上层金属的材料各由铝、铝合金,或者铜、铜合金,或者各由其他导热性能好的金属、及其合金构成;吹涨成的内腔通道构成了夹在上、下层金属内的相互纵横连接的内腔;
第二种:整体由铝及其合金、铜及其合金或其他导热性能好的金属及其合金的型材制成。
6.根据权利要求2、3所述的模组,其特征在于:内腔通道、散热管道与连接管的连接方式,它们之间可以是压合连接、钎焊、电阻焊、氩弧焊、储能焊或粘结剂粘接。
7.根据权利要求2、3所述的模组,其特征在于:散热管道、连接管的材料可以是铝、铜或钢(帮迪管),或者是上述材料的合金,甚或是导热性能好的其他材料。
8.根据权利要求2、3所述的模组,其特征在于:散热管道和连接管是内外表面有轴向沟槽或螺纹的圆管或异形管,或者是普通的光滑圆管。
9.根据权利要求8所述的模组,其特征在于:散热管道上套装散热翅片,散热翅片的表面为平面或曲面,曲面的横断面可为圆弧、三角形、梯形或矩形;散热翅片的材料是:铝、铜或它们的合金,或者其他导热性能好的金属;
散热翅片、散热管道、连接管的表面可以涂覆一层远红外涂料或阳极氧化成黑色。
10.根据权利要求1、2所述的模组,其特征在于:散热管道的结构根据散热的面积、LED灯具的形状等可以设计成多种样式,其结构可以是蛇形管、水平单管、垂直管、双管和多管交替排列,倾斜管等等。
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