[實用新型]一種適于大功率LED燈具的散熱系統

有效

• 申請號: 201220681234.3
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN203010559U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 王良吉;楊新敏;周杰;劉波;韓輝;曾國柱;朱繼紅;劉穎超;宋巍
• 申請（專利權）人: 北京佰能光電技術有限公司;中國水產總公司
• 主分類號: F21V29/02
• 分類號: F21V29/02;F21Y101/02
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本實用新型涉及LED燈具領域，尤其涉及一種適于大功率LED燈具的散熱系統。?

背景技術

與傳統光源一樣，LED在工作期間也會產生熱量，其發熱量大小取決于整體的發光效率。在外加電能量作用下，電子和空穴復合，一部分是輻射復合，其它的是非輻射復合。輻射復合發生電致發光，在PN結附近輻射出來的光還需經過LED芯片本身的半導體介質和封裝介質才能抵達外界。綜合電流注入效率、輻射復合量子效率、芯片外部光提取效率等，最終大概只有30到40%的輸入電能轉化為光能，其余60-70%的能量則以各種形式轉化為熱能。?

1，LED發熱對LED燈具壽命的影響：?

一般來說，LED燈工作是否穩定，品質好壞，與燈體本身散熱至關重要，目前市場上的高亮度LED燈的散熱，常常采用自然散熱，效果并不理想。LED光源打造的LED燈具，由LED光源、散熱結構、電源驅動器、分光透鏡組成，其中散熱是最重要的環節之一，如果LED不能很好散熱、它的壽命會受到致命影響。?

熱量集中在尺寸很小的LED芯片內，芯片溫度升高，引起熱應力的非均勻分布、芯片發光效率和熒光粉激發效率下降；當溫度超過一定值時，器件失效率呈指數規律增加。統計資料表明，LED芯片PN結溫度每上升10℃，芯片壽命下降50%。當多個LED密集排列組成LED集成光源時，熱量的耗散問題更嚴重。解決LED光源散熱問題已成為大功率、高亮度LED應用的先決條件。?

提高LED燈具功率的最直接方法是增加LED管芯數量，增加輸入電流和電?壓。LED?COB集成光源把多個LED芯片集中封裝在一個支架上，可大幅度提高單個LED光源的功率。但同時LED光源的發熱量也會迅速增加，這就對LED燈具散熱能力提出了更高的要求。?

2，當前LED照明燈具主要的散熱方法：?

1），鋁散熱鰭片。這是最常見的散熱方式，用鋁散熱鰭片做為外殼的一部分來增加散熱面積。?

2），導熱塑料殼。在塑料外殼注塑時填充導熱材料，增加塑料外殼導熱、散熱能力。?

3），表面輻射散熱處理。燈殼表面涂抹輻射散熱漆，可以將熱量用輻射方式帶離燈殼表面。?

4），空氣流體散熱。利用燈殼外形，制造出對流空氣，這是低成本的加強散熱方式。?

5），風扇。燈殼內部用長壽高效風扇加強散熱，造價低，效果好。不過要換風扇就是麻煩些，也不適用于戶外，這種設計較為少見。?

6），導熱管。利用導熱管技術，將熱量由LED芯片導到外殼散熱鰭片。在大型燈具，如路燈等是常見的設計。?

7），液態球泡。利用液態球泡封裝技術，將導熱率較高的透明液體填充到燈體球泡內。這是利用LED芯片出光面導熱、散熱的技術。?

8），燈頭的利用。在家用型較小功率的LED燈，往往利用燈頭內部空間，將發熱的驅動電路部分或全部置入。這樣可以利用像螺口燈頭這樣有較大金屬表面的燈頭散熱，因為燈頭是密接燈座金屬電極和電源線的。所以一部分熱量可由此導出散熱。?

9），導熱散熱一體化--高導熱陶瓷的運用。燈殼散熱的目的是降低LED芯片的工作溫度，由于LED芯片膨脹系數和我們常用的金屬導熱、散熱材料膨脹系數差距很大，不能將LED芯片直接焊接，以免高、低溫熱應力破壞LED?芯片。最新的高導熱陶瓷材料，導熱率接近鋁，膨脹系數可調整到與LED芯片同步。這樣就可以將導熱、散熱一體化，減少熱傳導中間環節。?

上述所有的散熱方式在市場上都有較多的應用，但是都或多或少面臨一些問題：有的散熱能力有限，只適合于小功率LED照明應用；有的成本高昂，不適合大規模推廣；有的重量較大，不適于燈具的安裝。最主要的是，這所有的散熱技術都只適合于100W以下功率的LED照明應用，對于100W以上功率，尤其是300到1000W之間功率的LED照明燈具，迫切需要有新的散熱技術出現和應用。?

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種重量輕、散熱效果好、節能、成本低、安全環保，尤其適于大功率LED燈具的散熱系統。?

本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下：一種適于大功率LED燈具的散熱系統，包括散熱器和水冷驅動裝置；所述散熱器為帶有一個腔體的柱狀結構，所述散熱器一端設有一個進水口，另一端設有一個出水口；所述水冷驅動裝置通過水管與散熱器的進水口和出水口相連或僅與水冷驅動裝置的進水口相連。?

在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進。?

進一步，所述散熱器與水冷驅動裝置相連，形成一個封閉式或開放式的水冷驅動系統。?