[發明專利]一種大功率LED燈的散熱模組

無效

• 申請號: 200910037388.1
• 申請日: 2009-02-25
• 公開（公告）號: CN101487584A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 汪雙鳳;張偉保
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F21V29/00
• 分類號: F21V29/00;H01L23/427;H01L33/00;F21Y101/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 李衛東

技術領域

本專利涉及散熱裝置，特別是涉及一種具有高效、節能、環保、結構簡單的大功率LED燈的散熱模組。

技術背景

LED半導體照明是繼白熾燈、日光燈和稀有氣體燈之后的第四代電光源，因其高效率、長壽命，節能、環保的優點，己成為世界各地光源和燈具研究機構競相開發、努力獲取的目標，是未來照明領域的明星行業。隨著LED制造技術的不斷進步和新型材料(氮化物晶體和熒光粉)的開發及應用，使發白色光的LED半導體固體光源性能不斷完善并進入實用階段，LED光源己從最初的信號燈、指示燈等特種光源逐步走向汽車燈路燈等領域。白光的LED能耗僅為白熾燈的1/8，熒光燈的1/2，其壽命可長達1萬小時，對于普通家庭照明可謂”一勞永逸“。同時還可實現無汞化，回收容易，這對于環境保護和節約能源具有重要意義。因此各國政府均給予大力扶持。LED作為照明用光源，需要瓦級以上輸出功率，因此如何提高出光效率，解決大功率LED散熱問題是LED照明的一個關鍵。LED功率的不斷增加，解決LED的應用主要問題就是散熱問題。

現有的應用于LED上的散熱裝置一般都是在LED上加散熱體，以增大散熱面積的方式散熱。而當功率越大時散熱片的面積就越大，有時甚至滿足不了散熱需求，所以大多數LED的發熱問題單一依靠靠散熱片難以解決，并且還存在著環境污染，成本較高等一系列問題。

專利號為200410047327.0中中國發明專利公開的技術方案是先將LED設置在金屬體上，再將LED和金屬體設置于散熱座體上，散熱座體上有多個散熱鰭腳。這類被動散熱的方案在LED發熱比較小的情況下還可以滿足散熱要求，但是當多個LED密集排列或/和LED功率比較大的時候，這種散熱方式就不能有效地對LED進行散熱了。還有的方案在LED電路板上加風扇以提高散熱速度，但是風扇在散熱的時候會吸引很多灰塵和產生噪音污染環境，而且這種散熱方式使用壽命短，散熱效率也不是很理想。

中國發明專利申請公開了發光二極管散熱機構，是在印刷電路板與鋁基板間介入一層熱擴散板，該熱擴散板上沖壓出或拗折出多個呈梯形凸出的導熱塊，其中一導熱塊更穿過印刷電路板穿孔而與LED底面導觸；此雖可達良好散熱效果，但熱擴散板的體積太大，占用過多空間，再加上鋁基板又有多片延伸加長的分歧狀鰭片，使得整個LED散熱基板過大，不容易設置在發光裝置的有限空間范圍內。

公告號為M276326的中國臺灣專利申請公開了具有高散熱效率之LED散熱結構，其散熱基座的上層為銅箔層、中層為絕緣層、下層為銅金屬層，該散熱基座上并設有一安裝LED的凹槽，在LED的底面具有銅金屬面，其與凹槽上的銅金屬層以錫層焊接接觸，使得LED的熱量經由銅金屬面，錫層、銅金屬層而散發出去。該案中，散熱基座的下層為銅金屬層，而凹槽上的銅金屬層是焊接在銅金屬層上，LED底面也需鍍上銅金屬面，該結構不但建構與組裝麻煩，且銅材使用過多而造成制造成本大大提高，并使成品無競爭優勢。

隨著LED技術的發展，單顆LED的功率也逐漸的增大，出現了一些大功率的LED，例如1w，5w等等。大功率LED的應用雖然解決了占用面積的問題，但是，其發熱量也會隨著功率的增加而增加。針對散熱問題，專利號為200520069377.9的中國實用新型專利公開了一種大功率發光二極管臺燈，其將發光二極管安裝在線路板的下方，而線路板上方則安裝有散熱體，再將散熱體安裝在由金屬材質做成的燈罩上，從而通過散熱體和燈罩將LED發光時產生的熱量進行散發。然而，線路板的導熱性能較低，形成熱傳導的瓶頸，不利于LED將熱量傳導到散熱體上，從而在整體上影響了LED的正常工作，影響其壽命。

發明內容

本發明采用脈動熱管進行散熱，旨在有效地解決阻礙大功率LED應用于照明領域的散熱瓶頸問題，該技術方案可以廣泛應用于包括使用大功率LED燈在內的照明器具使用平臺。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種大功率LED燈的散熱模組，包括裝有多顆LED燈的PCB板、鋁單元板和散熱板；所述鋁單元板一側銑有脈動熱管毛細槽道，脈動熱管毛細槽道由相互平行的一組細直管道和一組連接相鄰細直管道的彎通道組成，毛細槽道與設置在鋁單元板一側的脈動熱管注液口連通；散熱板覆蓋在鋁單元板銑有脈動熱管毛細槽道的一側，使得毛細槽道形成了一個封閉空腔；所述空腔內充填工作流體丙酮，工作流體填充量為空腔總體積的40～60％；散熱板上的散熱翅片設置在冷卻端；裝有多顆大功率LED燈的PCB板位于鋁單元板上，與散熱板相對設置。