[實用新型]一種設有散熱機構的發光二極管照明設備

有效

• 申請號: 201220728245.2
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN203068200U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 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、液體對流和氣體對流傳熱統一起來，形成三位一體的散熱系統，提高發光二極管的散熱效果。

為了達到上述目的，本發明提供了一種設有散熱機構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。其中，電路金屬片是按電路配置要求沖切出的結構。所述電路金屬片的上表面用導熱膠粘接于一個絕緣陶瓷板底面上，所述絕緣陶瓷板頂面用導熱膠粘結在散熱器底面中部位置。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。所述散熱器包括內外兩層且為環形的腔體，所述兩層腔體分別通過上部通孔和下部通孔相互連通，并且所述腔體內裝有低粘度液體。內層腔體中的低粘度液體可吸收所述絕緣陶瓷板的上表面通過散熱器吸熱端底壁傳導過來的熱量。此外，所述環形腔體的散熱器，中部環孔穿設有導線。所述導線穿過所述絕緣陶瓷板上設置的中心孔，連接兩端的電路金屬片和配置有燈具接口的電源組件。

優選方式下，所述散熱器外緣的內外層腔體均向下延展成燈體外殼結構，不但形成燈體，而且增大了散熱面積，以及延展了腔內液體流通的路徑。而位于所述芯片的下方所述燈體外殼結構上固定有透明燈罩。

此外，優選方式下，所述電源組件置于所述散熱器頂壁上方；所述電源組件的下部支架的四周設有通氣孔，而所述透明燈罩上開設有透孔；從而，自所述透孔起，依次經過所述絕緣陶瓷板的中心孔、所述散熱器的環孔、所述通氣孔形成空氣流通的流道。

優選方式下，本發明散熱器中的液體選用水等低粘度的流體作為工作介質。

優選方式下，所述散熱器的外部以間隔方式設置有散熱片。最優方式下，所述散熱片選用置于散熱器上方的錐筒形散熱翅片。

本發明將傳導散熱、液體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；在液體對流散熱方面，合理設計散熱器結構，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；在氣體對流散熱方面，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、高效率液體對流傳熱及空氣的煙囪效應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，用以代替電路板，使芯片與散熱器間具有盡量低的熱阻。

（3）高效率液體對流傳熱，是使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）散熱器吸熱端的上表面可以裝有散熱翅片。

（5）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，散熱器內的液體是水等低粘度液體。

（6）散熱器的散熱端兼做燈具的外殼，中空結構，使液體能在兩層間循環。

（7）散熱器散熱端的外表面可以帶有散熱翅片，獲得更大的散熱面積。