[實用新型]一種高效散熱的LED燈具

有效

• 申請號: 201320036409.X
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN203162619U
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 鐘毅;曹震波;段海龍
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V29/00;F21Y101/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

????本實用新型涉及一種高效散熱的LED燈具，可以使大功率LED燈的散熱問題得到明顯解決，屬于LED散熱技術領域。

背景技術

隨著科學技術和工業化生產的不斷發展，全球能源問題的日益突出，強化傳熱在能源的開發和節約中起著至關重要的作用，對熱交換系統的高效、低阻、緊湊等性能指標的要求也越來越高。LED(Light-Emitting-Diode)：即發光二極管，是一種能夠將電能轉化為光能的場致發光半導體。LED作為繼白熾燈、熒光燈、高強度氣體燈之后的第四代光源，屬于全固體冷光源。與傳統光源相比LED具有體積小、重量輕、結構堅固、工作電壓低、使用壽命長、節能環保等優點。白光LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發光效率可超過150lm/W（2010年）。美國市場調研機構StrategiesUnlimited的報告顯示：2010年全球LED照明市場的總收入為55億美元，2011年則為94億美元。近幾年，隨著大功率LED應用于照明的形式逐漸形成，解決散熱問題已經成為大功率LED應用的先決條件，對于現有LED等效水平而言，輸入電能的80％左右將轉變成為無法借助輻射釋放的熱量，而且LED芯片尺寸很小，如果散熱不及時，則會使芯片溫度升高，引起熱應力分布不均、芯片發光效率降低、熒光粉激射效率下降，以及封裝LED燈的有機膠加速老化，從而大大降低了LED燈的使用壽命。

我國在2007年首次明確地把“大功率LED封裝及散熱新技術”列為當前高新技術產業研究重點，支持“高效節能、長壽命的半導體照明材料與產品及其制備技術與設備”的研發工作。廣東省科學技術情報研究所針對大功率LED散熱封裝專利技術進行了檢索分析。結果表明：截至2008年末，相關專利文獻共有1645件，其中，改良散熱鰭片結構的有697件，改良基板和內部熱沉結構的有473件，改良固晶封裝方法的有285件，水冷或其他微循環系統有203件，熒光粉等材料的改良有189件，其他32件。

有研究表明，當溫度超過一定值后，LED芯片的失效率將呈指數規律攀升。目前市場上的LED燈散熱裝置主要是利用鋁合金做成較大規模的整體熱沉，采用較為單一的增大散熱面積的方法來散熱，也存在很小一部分采用組合熱管陣列加外翅片的散熱方法。以上兩種方法對于小功率密度的LED燈具能達到一定的效果，當大功率密度LED裝置采用以上方法時，需要將散熱裝置做的相當龐大，使整個設備的體積和材料使用量大大提高，制造和安裝成本將大大提高。當前關于大功率LED散熱的眾多科研工作表明：對于LED散熱的設計，不同材料的選擇和組合對于提高LED的散熱能力只有少許的幫助，解決LED散熱問題的關鍵不在于尋找高熱導率的材料，還是在于增加散熱面積和改變散熱方式和結構，如此才能大幅度地提高LED的散熱能力，達到更好的散熱效果。本實用新型著重于散熱結構的簡化，采用蒸汽腔型熱管，結合一體化中空型翅片，可以有效地解決散熱問題，并且大幅降低器件所需的材料用量，從而大大節約成本。因此，本實用新型具有重要的社會效益。?

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種高效散熱的LED燈具，顯著解決LED燈的散熱問題，并且降低器件的成本。

本實用新型的技術方案如圖1所示，包括電源整流系統6和LED芯片4，LED芯片4通過與電源整流系統6相連供電，還包括中空型翅片1和熱管蒸汽腔2，LED芯片4上設置熱管蒸汽腔2，中空型翅片為一端開口，其開口端與熱管蒸汽腔2連接且與熱管蒸汽腔2的腔體連通。

所述中空型翅片1與熱管蒸汽腔2為一體成型，中空型翅片管和熱管蒸汽腔所使用的材料必須是一樣的，所用材料為鋁合金、銅合金或者碳鋼。

所述中空型翅片1與熱管蒸汽腔2內部有傳熱工質，所選用的傳熱工質根據器件所產生的熱量以及中空翅片和熱管蒸汽腔所選用的材料來進行具體選擇，所選用的工質與中空型翅片1和熱管蒸汽腔2所用材料相容，蒸汽壓較低、蒸發潛熱高即可，例如丙酮、乙醚等。

所述熱管蒸汽腔2為圓餅型空腔結構，熱管蒸汽腔2圓餅型的圓形一面垂直分布有一系列的中空型翅片1，圓形另一面安裝有LED芯片4。

所述中空型翅片1與熱管的結構相同，可以為平直翅片或螺旋形翅片，截面可以為各種有利于散熱的形狀，例如平行流管（口琴管）形、歐米茄形、梯形、倒梯形、三角形、矩形或圓形，如圖2和4所示。

所述中空型翅片1可以根據服役場合環境的空氣流動，設計結構匹配的二次外延翅片，即在原有翅片的外壁上再連通有翅片，如圖3所示。