[實用新型]一種設有散熱器的發光二極管照明設備

有效

• 申請號: 201220115439.5
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN202598189U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 李立;鄒念育
• 申請（專利權）人: 大連工業大學
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V29/00;F21Y101/02
• 代理公司: 大連智慧專利事務所 21215
• 代理人: 劉琦

技術領域

本發明涉及LED發光照明設備，更具體地說，涉及發光二極管照明設備中散熱機構的改進。

背景技術

眾所周知，發光二極管是當前各類照明器具中最節能和環保的，是低碳經濟背景下最有發展前途的照明器具，已得到我國政府和相關部門的高度重視，列入了發展規劃之中。

但發光二極管存在的不足是工作過程中會產生很大熱量，這些熱量會使發光二極管溫度升高，而其工作溫度每升高10℃，使用壽命會降低1倍，嚴重影響使用發光二極管的經濟性。當前尚沒有十分有效的散熱方法來解決發光二極管的散熱問題，因此發光二極管散熱問題被認為是發光二極管照明燈具發展的瓶頸。

對發光二極管散熱問題的研究早已普遍展開，我國這方面的專利有近200余項，涉及到的基本散熱方法主要有三種：一是傳導散熱法，即借助溫度差為傳熱推動力，通過不同結構的散熱片將熱量散發出去。這是最基本的散熱方法，但熱傳導的速度是有限的，散熱效果并不理想。第二是熱管散熱，熱管內裝有低沸點的液體，在熱管的吸熱端液體氣化吸熱，而在散熱端借助散熱片散熱，使蒸汽冷凝后返回吸熱端。但由于熱管結構的限制，吸熱端與二極管的接觸面積有限，往往還要依賴于傳導散熱，因此傳熱效果也不理想。第三是利用空氣對流散熱，這種方法一般不能作為獨立的方法，都是作為傳導散熱或熱管散熱的輔助方法。因此尋找更有效的散熱方法是當務之急。

發明內容

針對上述問題，本發明將熱傳導、熱管和對流傳熱統一起來，形成三位一體的散熱系統，使發光二極管的散熱效果最大化。

為了達到上述目的，本發明提供了一種設有散熱器的發光二極管照明設備，包括用導電性膠粘結在呈一定圖案的電路金屬片底面上的LED芯片，所述金屬片的上表面用導熱膠粘接于一個絕緣陶瓷板底面上。其中，電路金屬片是按電路配置要求沖切出的結構。所述絕緣陶瓷板上表面用導熱膠粘結在封閉散熱器的底面中部位置。優選方式下，散熱器下部為吸熱端，吸熱端底壁為圓形凹槽，所述絕緣陶瓷板粘接在凹槽中。具體說，所述散熱器包括通過中間通孔連通的下部吸熱端腔體和上部散熱端腔體；所述吸熱端腔體為環形腔體，內部裝有低沸點液體，并盡量排除其中的空氣。所述吸熱端的中部環孔內穿設有導線；所述導線穿過所述絕緣陶瓷板上設置的中心孔，連接兩端的所述電路金屬片以及配置有燈具接口的電源組件。

優選方式下，本發明照明設備，還包括承裝散熱器吸熱端的燈具外殼，所述外殼的下方設置有透明燈罩。此外，所述散熱器的散熱端為上部敞口的筒形，且所述筒壁為雙層，形成與所述吸熱端腔體連通且整體封閉的環形腔體。所述電源組件位于所述散熱端的筒內中心處且置于所述吸熱端腔體頂壁上。所述電源組件的下部支架的四周開設有通氣孔，所述透明燈罩上開設有透孔。從而，自所述透明燈罩的透孔起，依次經過所述絕緣陶瓷板的中心孔、所述吸熱端的中部環孔、所述通氣孔以及所述散熱端的筒形敞口，構成空氣流通的流道。

優選方式下，本發明所用低沸點液體為乙醚或丙酮等及其混合液。此外，散熱器散熱端的筒內或筒外可間隔方式設置散熱片。

本發明將傳導散熱、熱管相變散熱和空氣對流散熱三合一，形成高效率的發光二極管散熱系統。在熱傳導方面，盡量降低芯片和散熱器間的熱阻，擴大散熱面積；在熱管散熱方面，合理設計熱管形狀，盡量增大散熱器吸熱端與散熱體的接觸面積，增大散熱端的散熱面積；在對流散熱方面，形成燈內上下通道，利用煙囪效應使燈具內直接向外界散熱。通過這種“三合一”的設計，可有效地解決發光二極管的散熱問題。

具體說，有益效果如下：

(1)將低熱阻熱傳導、高效率氣化-冷凝相變傳熱及空氣的煙囪效應強化的對流傳熱三為一體，組成發光二極管的散熱系統。

(2)低熱阻熱傳導，是將鋁和銅等金屬薄片通過導熱膠直接粘接在導熱性良好的絕緣陶瓷板上，使芯片與散熱器間具有盡量低的熱阻。

(3)高效率氣化-冷凝相變傳熱，是使熱管式散熱器的吸熱端包住整個陶瓷板的端面和底面，獲得最大的吸熱面積。

(4)熱管式散熱器由導熱性好的金屬、陶瓷、導熱塑料等制成，最好是金屬的。

(5)熱管式散熱器的散熱端為圓柱或錐形，形成中間的縱向空氣通道。

(6)熱管式散熱器散熱端的表面可以帶有散熱翅片，獲得更大的散熱面積。

(7)煙囪效應由燈具的中間通道形成，包括燈罩四周的多個透孔、散熱器吸熱端和絕緣陶瓷板的中心孔、電源組件延長段的開孔，以及金屬散熱器的散熱端與電源組件之間的間隙，構成燈具內的上下通道。

附圖說明