[發明專利]一種大功率LED燈散熱的方法與裝置

無效

• 申請號: 201010197451.0
• 申請日: 2010-06-10
• 公開（公告）號: CN101852416A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 孔繁金
• 申請（專利權）人: 上海合亞經貿有限公司;孔繁金
• 主分類號: F21V29/00
• 分類號: F21V29/00;F21Y101/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及熱管散熱技術，又涉及紅外技術，特別是一種大功率LED燈散熱的方法與裝置。

背景技術：

在當今環境污染日益嚴重、能源漸趨短缺的態勢下，節能減排已經成為當前急需解決的首要課題。由于LED燈具有節能、環保、高效、長壽命等優點，其應用領域得以不斷拓展。

LED是通過電能-光能轉換來發光的。在LED發光的過程中，有約占總電能80％左右的電能被轉化成為熱能。如果這部分的熱量不能及時地得以疏導，就會使得LED的結溫上升。長此以往，重則會造成LED的永久性損壞，輕則使得LED的發光效率降低、衰減速度加快、使用壽命縮短。

目前LED光源的散熱方式主要有：自然對流散熱、加裝風扇強制散熱、熱管和回路熱管散熱等。其中，自然對流散熱的方式由于散熱器的重量太大，以及燈具體積上的限制，使得散熱效果不太理想；加裝風扇強制散熱方式增加了系統的復雜性、降低了可靠性。而熱管由于其具有熱阻相對小(熱管的熱導系數是普通金屬的100倍以上)，使用壽命長，傳熱快，結構簡單緊湊，重量輕，體積小，無功耗，無噪音，維護方便等優點，已逐漸在LED燈的散熱方面得以推廣應用。然而，熱管僅僅是一種熱傳導元件，從其蒸發段吸收的LED發出的熱量，必須從其凝結段迅速散發出去，否則無法達到降低LED結溫的目的。目前的基于熱管的LED燈散熱方案中，熱管的凝結段普遍采用若干片金屬薄板制成的翅片組成的散熱器來散熱。由于薄板狀的翅片與熱管的凝結段的接觸面積有限，而薄板狀的翅片本身的熱阻又比較大，并且考慮到散熱的需要，翅片之間的距離又不可太小，因此，熱管的凝結段上只有小部分面積被用于通過與翅片的接觸來傳遞熱量，而凝結段的大部分面積只能通過其自身與空氣的接觸來散熱，故而，這種結構的熱管散熱器并不能充分發揮其散熱效果。

發明內容：

本發明要解決的技術問題是提供一種大功率LED燈散熱的方法與裝置。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：

一種大功率LED燈散熱的裝置，包括；聚熱器、一根或多根熱管、一個或多個冷凝段面積擴展器和散熱器；其特征在于，聚熱器聚集從與其緊貼的LED以及直流恒流電源的驅動器件發出的熱能，傳遞到熱管的蒸發段，熱管內的工質液體自熱源吸熱汽化，蒸汽在壓差的作用下高速流過熱管中間的絕熱段后流向凝結段；在凝結段，通過冷凝段面積擴展器和散熱器，向大氣放出汽化潛熱而凝結為液體。凝結液在毛細吸液芯抽吸作用下，從凝結段返回蒸發段，如此完成一個又一個的循環，使LED上的熱量不斷地釋放出去。

所說的聚熱器由導熱率高的金屬材料制成，其表面采用物理或化學的方法處理成較低的紅外發射率，以降低聚熱器獲得的熱能在LED燈內部的輻射，減緩LED燈內部元器件因高溫引起的老化。

所說的散熱器可以是一個獨立部件，也可以是LED燈的外殼、裝飾部件、燈桿、燈柱等；散熱器的外表面采用物理或化學的方法處理成較高的紅外發射率，以利于提高散熱器的熱輻射能力；當外殼成為散熱器的一部分時，其面向LED燈內側的表面，采用物理或化學的方法處理成較低的紅外發射率，以降低其向LED燈內部的熱輻射。

所說的冷凝段面積擴展器和散熱器可以設計成一個整體，以簡化結構、降低熱阻、利于散熱；同時外殼緊固在燈桿上，使燈桿也成為散熱器的一部分。

所說的熱管，根據工程的需要，可以是硬體熱管，也可以是軟體熱管；熱管的蒸發段被嵌入聚熱器中，以盡可能地增加二者之間的接觸面積、降低熱阻；同樣熱管的冷凝段被嵌入冷凝段面積擴展器中，以盡可能地增加二者之間的接觸面積、降低熱阻；在安裝過程中需要調整冷凝段面積擴展器的安裝位置的場合，可以采用絕熱段為軟體結構的熱管。

一種大功率LED燈散熱的方法，包括，用聚熱器來集中布放LED，然后由熱管經過冷凝段面積擴展器將熱量迅速地傳送到散熱器，再由散熱器擴散到大氣中去，其特征在于：

①采用冷凝段面積擴展器來連接熱管與散熱器：熱管的冷凝段被嵌入冷凝段面積擴展器中，以盡可能地增加二者之間的接觸面積、降低熱阻，同時，采用冷凝段面積擴展器后，間接地增加了熱管冷凝段與散熱器的耦合面積，有利于熱量的傳導；而散熱器可以設計成一個獨立部件，也可以利用LED燈的外殼、裝飾部件、燈桿、燈柱來作為散熱器；

②提高散熱器在紅外波段的發射率，尤其在遠紅外波段的發射率：散熱器的外表面采用物理或化學的方法處理成較高的紅外發射率，以利于提高散熱器的熱輻射能力；同時，采用在可見光波段與紅外波段具有不同發射率的材料來處理散熱器，使得散熱器既在紅外波段具有較高的熱輻射能力，又在可見光波段具有很強的觀賞性；