[發明專利]一種用于LED燈具的高效散熱結構

在審

• 申請號: 201410050328.4
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN104848184A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 昆山東大智匯技術咨詢有限公司
• 主分類號: F21V29/51
• 分類號: F21V29/51;C09K5/00;F21Y101/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 朱慶華

技術領域

本發明涉及一種散熱結構，特別是一種用于LED燈具的高效散熱結構。

技術背景

發光二極管是一種半導體發光器件，其材料為半導體，結構為P?n結組成，半導體發光是現有的白熾燈的發光效率10倍，其使用壽?命是白熾燈的600倍，不久的將來半導體發光用來照明將全面替代白?熾燈，但是現有的發光二極管由于其能量密度高，在很小的面積里有很高的光功率，同時也存在有較大的產熱量、需要在較小的面積有較?大散熱能力以滿足發光二極管的芯片散熱需要，散熱不良的發光二極?管隨溫度升高發光效率下降，現有的發光二極管用于照明用途時普遍?存在由于散熱不良的問題，現有的發光二極管散熱技術缺陷制約了半?導體發光技術的推廣使用，本發明是要提供一種能在發光二極管的芯片發熱端安裝較小體積有較大的散熱能力的微型散熱器，使發光二極?管的芯片工作時產生的熱量能及時散熱，保持發光二極管的芯片工作?時的溫度在允許范圍，以保證發光二極管的芯片發光穩定性。另外，雖然現有技術中有使用液冷方式對LED進行散熱的技術，但其所使用的冷卻媒介成分單一，不能滿足大功率LED的散熱要求。

發明內容

發光二極管由發光芯片和陶瓷或金屬底座與光導材料組成，通常?陶瓷或金屬底座端是散熱端，現有散熱是靠其底座端自身的面積散熱，由于其面積小，根據傳熱原理Q＝f.Δt.k，式中：Q為散熱量，?f為散熱面積，Δt為熱端與環境溫差，k為傳熱系數，熱端與環境?溫差是由氣象條件所限制，環境溫度一定的條件下提高熱端溫度可增?大Δt值，Δt值增大可增大散熱能力，但是提高提高熱端溫度勢必造?成發光二極管的發光芯片工作溫度升高，發光芯片工作溫度升高必然?降低發光二極管的發光效率，因此提高發光芯片熱端溫度是不能達到?發光二極管穩定的發光效率的目的，增大傳熱系數k可以改善發光芯?片的散熱條件，傳熱系數k由傳熱媒質和傳熱媒質的對流速度所決?定，通常發光二極管的散熱媒質是空氣，空氣的散熱方式是以自然對?流方式進行，在現有的發光二極管結構及其使用條件的局限性采用非空氣為傳熱媒質以提高傳熱系數k值難于實現，將空氣自然對流改為強制對流勢必會增加功率消耗，根據上述技術特點本發明采用液體擴散方式增加散熱面積，在不增加功率消耗的前提下增加散熱量，從而?達到不需要提高Δt為條件使發光二極管的發光芯片工作溫度在合理的溫度范圍。

本發明是以如下方式完成的：在發光芯片的和陶瓷或金屬底座上?安裝一只由儲液腔和散熱翅組成的散熱器，散熱器的儲液腔與發光芯?片的和陶瓷或金屬底座聯結，使發光芯片工作時產生的熱量能直接傳?遞到儲液腔的導熱面，儲液腔內盛有液體，發光芯片工作時產生的熱?量經儲液腔的導熱面傳遞使儲液腔內的液體獲得熱量，儲液腔內的液體獲得熱量達到一定溫度值之后沸騰，沸騰的液體體積變大，液體體積變大壓力隨之增加，液體壓力增加之后產生膨脹效應，受熱液體的?膨脹作用產生擴散效應，形成擴散動力的液體經導流管流向散熱翅，?由于散熱翅有較大的散熱面積與空氣接觸，構成了較好的散熱條件，?沸騰的液體在散熱翅中迅速冷卻，冷卻后的液體經回流孔流回儲液腔，流回儲液腔中的液體冷卻儲液腔的導熱面，儲液腔的導熱面溫度愈低，發光芯片與散熱器的接觸傳熱系數k就愈大，由于散熱翅面積?效應使發光二極管的散熱面迅速增大數倍至數十倍，使發光二極管在?環境溫度的散熱條件下有足夠的散熱面積。其中，所述液體包括二硫化碳、丙酮、甲醇、丁醇、氯仿、蒸餾水，其優選按照如下重量百分含量進行配比：

二硫化碳5％?

丙酮31%

甲醇20%

丁醇32%

氯仿10%

蒸餾水2%。

附圖說明

圖1是本發明一種帶散熱器的發光二極管的結構視圖。

具體實施方式

參照圖1發光芯片(5)的底座與儲液腔(4)緊貼安裝，儲液腔?(4)與散熱翅(1)的內腔由毛細管(3)連通，散熱翅(1)的內腔底部有一回流孔(2)，發光芯片(5)工作時產生的熱量使儲液腔(4)?內的液體受熱，受熱后的液體密度減小比容增大壓力上升，液體隨壓力增加沿毛細管(3)擴散流向散熱翅(1)的內腔，由于散熱翅(1)?的表面積較大迅速散熱液體被冷卻，冷卻后的液體比重增大，液體比重增大之后產生沉降效應，沉降的冷卻液經回流孔(2)流回至儲液腔(4)，流回儲液腔(4)的冷卻液對發光芯片(5)進行冷卻，儲液腔(4)的液體在儲液腔(4)與散熱翅(1)的內腔往復循環達到對?發光芯片(5)的散熱作用，其中，所述液體按照如下重量百分含量進行配比：

二硫化碳5％?