[實(shí)用新型]LED燈的風(fēng)冷散熱裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320811535.8
• 申請(qǐng)日: 2013-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN203615299U
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周安平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 周安平;嵊泗森興電器制造有限公司
• 主分類號(hào): F21V29/00
• 分類號(hào): F21V29/00;F21Y101/02
• 代理公司: 舟山固浚專利事務(wù)所 33106
• 代理人: 范榮新

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及的是一種LED燈的風(fēng)冷散熱裝置，尤其是對(duì)軌道燈一類的大功率LED燈的散熱用的裝置。

背景技術(shù)

LED燈由于高效節(jié)能、工作穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)，無污染，其在城市景觀、道路交通、家居照明，汽車、屏幕顯示等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，市場(chǎng)前景非常廣闊。據(jù)介紹在LED照明中，輸入功率中約40%—50%的能量轉(zhuǎn)化為熱量，如果散熱不及時(shí)就會(huì)導(dǎo)致LED發(fā)光效率降低，甚至燒毀。因此LED的散熱問題，已經(jīng)成為大功率LED照明的技術(shù)瓶頸。現(xiàn)在3—5W的小功率LED燈都是采用肋片自然對(duì)流冷卻的，但功率增大后這種冷卻方式就不能適應(yīng)LED的散熱需求，尤其是在室內(nèi)的大功率LED照明系統(tǒng)，更加散熱困難。繼而有了風(fēng)扇強(qiáng)制散熱，但這一措施顯然散熱效果仍是不足以使大功率LED燈得到有效的冷卻。在“照明用LED新型冷卻方式的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)”（劉東等，《山西建筑》第39卷第12期，2013年4月）、“熱管換熱器應(yīng)用于大功率LED路燈冷卻系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究”（勾昱君等，《照明工程學(xué)報(bào)》第23卷第2期，2012年4月）介紹了除上述兩種散熱技術(shù)以外的一些常用技術(shù)，如熱管、微結(jié)構(gòu)等散熱技術(shù)，此外還介紹了微槽群復(fù)合相變集成冷卻技術(shù)、新型熱管換熱器。更有人提出了熱電制冷技術(shù)。

熱管、微結(jié)構(gòu)以及熱電制冷，都具有成本很高的缺陷。而所述風(fēng)冷散熱則在微電機(jī)技術(shù)的進(jìn)步中得到躍升的條件，散熱風(fēng)扇的體積大幅縮小。風(fēng)冷散熱首先是在LED燈殼體內(nèi)安裝有一只散熱風(fēng)扇，其次是有熱交換器將LED芯片的熱量傳導(dǎo)到散熱風(fēng)扇造成的氣流中，而熱交換器主要是銅基板及與銅基板連接的翅片組。但由于翅片組為了有一定的散熱面積，使截面比較小，因而其導(dǎo)熱量較低，不能迅速地將銅基板上的熱量傳導(dǎo)到整個(gè)翅片上，即翅片的散熱面積不能得到有效地利用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是如何快速地將銅基板上的熱量傳導(dǎo)到翅片上，從而提出一種散熱效果能達(dá)到大功率LED燈散熱要求的LED燈的風(fēng)冷散熱裝置。

本實(shí)用新型提供的LED燈的風(fēng)冷散熱裝置，包括散熱風(fēng)扇、翅片組和銅基板，散熱風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流流經(jīng)翅片的散熱面；還有導(dǎo)熱管，導(dǎo)熱管由封閉的銅管和銅管內(nèi)的熱載體油構(gòu)成，導(dǎo)熱管一端與銅基板緊密相貼，另一端穿過翅片組上的每一片翅片，并且管壁與翅片緊密相貼。

本實(shí)用新型提供的LED燈的風(fēng)冷散熱裝置，利用導(dǎo)熱管熱阻低、截面大的特點(diǎn)，將銅基板上的熱量快速地傳導(dǎo)到翅片上，使傳導(dǎo)速度大大快于從翅片與銅基板連接的一側(cè)傳導(dǎo)到翅片大部分散熱面的速度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，經(jīng)實(shí)際測(cè)試，在相同功率下，從同一溫度冷卻到同一溫度所需要的時(shí)間，本實(shí)用新型比自然對(duì)流冷卻的冷卻速度提高3—4倍。

所述翅片組是由單個(gè)翅片組成的，每個(gè)翅片上有孔，翅片以孔穿在導(dǎo)熱管上形成翅片組。以單個(gè)翅片組成翅片組與在整塊材料上起槽構(gòu)成的翅片組相比，能增加數(shù)倍散熱面積，極大地提高散熱效率；在保持散熱面積的情況下則能縮小熱交換器的體積和減少材料用量。

所述單個(gè)翅片穿導(dǎo)熱管的孔有折邊，折邊高度最好與兩個(gè)單個(gè)翅片間的距離相同，以使翅片與導(dǎo)熱管的接觸面積足夠大和使兩個(gè)單個(gè)翅片間距得到定位。

所述單個(gè)翅片的厚度在0.3mm以下。

所述單個(gè)翅片上還有定位孔和扣合結(jié)構(gòu)，所述定位孔是有折邊的小孔，折邊高度最好與兩個(gè)單個(gè)翅片間的距離相同；所述扣合結(jié)構(gòu)是一個(gè)單個(gè)翅片邊向另一個(gè)單個(gè)翅片折轉(zhuǎn)的部分，且該部分經(jīng)與兩個(gè)單個(gè)翅片間的距離相同的長(zhǎng)度后向內(nèi)折轉(zhuǎn)，使兩個(gè)單個(gè)翅片相扣。定位孔和扣合結(jié)構(gòu)既使翅片組整齊，又使翅片組形成整體，均勻熱量分布，有利散熱。

所述翅片組分兩組以上，每組翅片組配置一根導(dǎo)熱管，使導(dǎo)熱管長(zhǎng)度縮短、截面積進(jìn)一步增加。

所述翅片上孔壁與導(dǎo)熱管壁之間以錫填充，一般采用回流焊技術(shù)填充，使兩者導(dǎo)熱性能良好。

所述銅基板上有與導(dǎo)熱管側(cè)面形狀相同的凹槽，導(dǎo)熱管陷在凹槽內(nèi)并相固定，使導(dǎo)熱管與銅基板之間的接觸面較大。

所述銅基板與導(dǎo)熱管之間以焊接方式連接，使兩者導(dǎo)熱性能良好。

所述散熱風(fēng)扇為軸流型散熱風(fēng)扇，翅片組散熱面布置在散熱風(fēng)扇的進(jìn)風(fēng)通道上，散熱風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流方向指向銅基板，以充分利用風(fēng)冷效果。

本實(shí)用新型提供的LED燈的風(fēng)冷散熱裝置，還有溫控開關(guān)一安裝在銅基板上，其動(dòng)作溫度為風(fēng)扇啟動(dòng)溫度，溫控開關(guān)一的常開觸點(diǎn)連接在風(fēng)扇電機(jī)電源線上，當(dāng)銅基板溫度升到啟動(dòng)溫度時(shí)，導(dǎo)通風(fēng)機(jī)電源使其開始冷卻工作。