[發明專利]LED燈的專用散熱結構

無效

• 申請號: 201010108459.5
• 申請日: 2010-02-10
• 公開（公告）號: CN101749684A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 溫雅
• 申請（專利權）人: 溫雅
• 主分類號: F21V29/00
• 分類號: F21V29/00;F21Y101/02
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本發明屬于照明設備技術領域，尤其涉及一種LED燈的散熱結構。。

背景技術

隨著LED技術的不斷發展，LED被大量運用于照明。LED不通過紅外輻射進行散熱，其性能和壽命與工作環境的溫度成反比關系，一般而言，用于驅動LED的功耗有75％～85％最終轉換為熱能，而過多的熱量會減少LED的光輸出和產生偏色，從而加速LED老化。所以必須將LED發光管工作時產生的熱量有效地散發到空氣中，才能保證LED芯片工作在安全的溫度環境下，LED燈才能真正的體現出長壽命的優勢。

目前LED的最大允許結溫是有限的，大約在120-135度(最近的記錄最高可達185度)，而白熾燈燈絲的工作溫度為1500-3000度，相比之下，結溫是發光二極管應用發展的主要障礙；同時，為了提高LED的功率，即在提高電輸入能量以獲得盡可能大的光功率輸出的同時，也會導致LED在工作過程中放出大量的熱，使管芯結溫迅速上升。而輸入功率越高，發熱效應越大。溫度的升高會導致器件性能的變化與衰減，甚至失效。LED的輸入功率是器件熱效應的唯一來源，能量的一部分變成了輻射光能，其余部分最終均變成了熱，從而抬升了器件的溫度。顯然，減小LED溫升效應的主要方法，一是設法提高器件的電光轉換效率(又稱外量子效率)，使盡可能多的輸入功率轉變成光能；另一個重要的途徑是設法提高器件的散熱能力，使結溫產生的熱通過各種途徑散發到周圍環境中去。為使器件能維持一個合適的溫度正常工作，這些熱量必須通過管殼基板等媒介散發到周圍環境中去。當電功率施加到LED上后，在器件的P-N結處將產生大量的熱，致使芯片溫度迅速升高，由于器件良好的散熱特性，大部分熱量將通過銀漿、管殼、散熱基板、PCB散發到周圍環境中去，從而抑制了器件芯片的升溫。顯然，LED的熱阻嚴重影響器件的使用條件與性能，當熱阻較小時，光通量幾乎與正向電流成正比例增加；當熱阻較大時，由于P-N結溫的上升，當正向電流加大到某值時，光通量將趨于飽和，并隨之逐漸下降。對于一個LED，設法降低P-N結與采用環境之間的熱阻是提高器件散熱能力的根本途徑。由于環氧膠是低熱導材料，因此P-N結處產生的熱量很難通過透明環氧向上散失到環境中去，大部分熱量通過襯底、銀漿、管殼、環氧粘接層、PCB與熱沉向下發散。顯然，相關材料的導熱能力直接影響器件的熱散失效率。有效的散熱，能減少LED燈的體積，也就是說，燈體要有合理的散熱結構。如何合理和快速的將LED芯片產生的熱量傳導到熱影響區以外散發出去，是燈體熱結構設計要解決的問題。

通過檢索，發現與本專利申請相關的專利文獻有如下三項：

1、一種LED燈具自散熱裝置(CN201059511)，包括LED、散熱片、散熱腔、進氣口和出氣口，其中散熱腔由導管與大氣相通或直接與大氣相通，在進氣口的上方設置有出氣口。本發明采用了散熱片與散熱腔的雙重散熱技術，一方面散熱片直接暴露在大氣中散熱；另一方面，散熱腔內空氣吸收LED產生的熱量，由于熱脹冷縮而通過導管與大氣中的空氣產生定向流動，能有效的把LED所產生的熱量及時的散發到環境空氣中。本自散熱裝置具有利用空氣定向流動散熱、散熱效果好、結構簡單、成本較低的優點，能有效的解決LED燈具的散熱問題，能廣泛的用于各種LED燈具中。

2、一種大功率LED散熱系統(CN101603676)，屬于發光二極管照明技術領域。該大功率LED散熱系統包括封裝發光二極管光源的基板，與上述基板相連接的熱導管和與熱導管相連接的散熱鰭片。其中，所述的熱導管的吸熱端與所述基板連接，所述的散熱鰭片設于熱導管的散熱端。本發明具有散熱效果好、體積小、便于維修和安裝和使用壽命長等優點

3、一種LED燈具自散熱裝置(CN101059237)，包括LED、散熱片、散熱腔、進氣口和出氣口，其中散熱腔由導管與大氣相通或直接與大氣相通，在進氣口的上方設置有出氣口。本發明采用了散熱片與散熱腔的雙重散熱技術，一方面散熱片直接暴露在大氣中散熱；另一方面，散熱腔內空氣吸收LED產生的熱量，由于熱脹冷縮而通過導管與大氣中的空氣產生定向流動，能有效的把LED所產生的熱量及時的散發到環境空氣中。本自散熱裝置具有利用空氣定向流動散熱、散熱效果好、結構簡單、成本較低的優點，能有效的解決LED燈具的散熱問題，能廣泛的用于各種LED燈具中。

上述三種專利文獻雖然采用導熱管與燈內相連通的方式，但與本專利申請的直接將安裝板制成散熱空腔的結構相比，不是直接對發熱物進行散熱，因此散熱效果一般。

發明內容