[發明專利]LED燈散熱裝置

在審

• 申請號: 201410591208.5
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104279536A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 洪寬;王偉;宋姚;胡永久
• 申請（專利權）人: 浙江中博光電科技有限公司
• 主分類號: F21V29/00
• 分類號: F21V29/00;F21Y101/02
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 陳俊志

技術領域

本發明涉及LED燈散熱領域，具體涉及一種總體質量輕、散熱總表面積大、散熱效率高的LED散熱裝置。

背景技術

LED燈由于具有外形靈活、亮度大、節約電能、對環境友好及應用范圍廣等特點，使得其在照明市場上所占有的市場份額越來越大。但是，在伴隨著LED燈的使用過程中，LED燈具的散熱問題，暨LED光衰，成為了一個制約LED燈使用壽命和LED推廣應用的關鍵因素。尤其是在大功率LED燈中，輸入功率僅有15％～20％的電能轉化為光能輸出，其余則轉換成熱能，若這些熱量未能適時排出外界，不但會使燈具的發光效率降低，而且可能導致LED芯片因溫度過高而迅速失效。

目前，用于LED燈具散熱的方法有很多，主要都是應用熱傳導或熱對流的方式改善LED基板或與基板相連接的LED散熱器的導熱或散熱性能。例如，在LED基板內部設有供熱量交換流質(水、氟化物制冷劑)流通的通道；或在LED基板上安裝額外的散熱風扇，這種散熱裝置在改善基板散熱的同時，大幅度增加了LED燈具的總體重量和尺寸，繼而使得LED燈具生產成本升高、實用性降低、安裝使用的風險增加。例如：較大質量的懸掛LED照明燈，在惡劣的自然條件下，尤其是遇到颶風、暴雨等天氣，就很有可能產生意外，所以在解決LED燈具散熱的同時，也要將考慮LED燈具的重量和成本考慮在內。此外，對散熱器的散熱結構進行改進的也有很多，但是大部分散熱效果較好的散熱裝置其結構均較為復雜，生產散熱裝置所需的成本較高。

另外，從現有技術中總體分析LED燈具的散熱問題，我們發現大部分解決LED燈具的散熱問題都集中在了LED燈源的安裝基板和外部散熱器上，而解決LED晶片基板的散熱問題或是LED晶粒熱源導出問題的技術卻很少，這也是目前解決LED散熱問題的瓶頸所在。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種適用于大功率照明的、結構簡單、生產成本低、總體質量輕、散熱效率高的LED燈散熱裝置。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種LED燈散熱裝置，包括至少一個LED光源，LED光源安裝于第一基板上，第一基板上表面設有多個散熱孔，第一基板內部設有至少一個貫穿第一基板的第一散熱通道，所述第一基板安裝于外部散熱器的安裝凹槽內，所述外部散熱器還設有與安裝凹槽相連接的連接部和與連接部相連接的散熱罩，所述連接部與第一基板之間設有石墨導熱片，所述連接部設有至少一個貫穿連接部的第二散熱通道。本發明所述的LED燈散熱裝置，通過開設多個散熱通道和增加導熱材料的方式，來加速熱傳導和增大熱量與空氣的接觸面積，在提高散熱效率的同時，也大幅度減輕了LED燈具的總體質量，繼而降低了LED燈具安裝和使用的風險。

進一步地，所述LED光源由LED晶片構成。LED晶片包括LED晶粒和用于安裝LED晶粒的第二基板。其中，LED晶粒以打金線、共晶或覆晶方式連結于第二基板上。作為優選，所述第二基板為鋁基板或陶瓷基板，鋁基板或陶瓷基板上表面和下表面均設有石墨導熱層。石墨導熱材料作為一種新型的導熱散熱材料，其不僅質量較輕，而且具有低熱阻、導熱系數較高的特點。將其直接設置于用于安裝LED晶粒的第二基板的表面，可以大幅度增加LED晶片內部的溫度向用于安裝LED晶片的第一基板的傳導速率，從而實現從源頭上改善LED燈具的散熱問題。

作為優選，所述第一基板為鋁基板，鋁基板的上表面和下表面均設有覆銅層，覆銅層的厚度為2-4mm。在金屬散熱材料中，金屬銅的散熱性能高于鋁，但是由于金屬銅具有比重大、不易加工的特點，所以LED晶片的安裝基板通常均為易于加工制造的鋁質型材。同時，在金屬鋁基板的表面設有覆銅層可進一步提高鋁基板的導熱性能，當覆銅層的厚度為2-3mm時，第一基板的散熱性能最佳。

作為優選，所述外部散熱器的安裝凹槽、連接部及散熱罩為鋁質一體結構。因為金屬鋁既具有較高的導熱性能，同時又具有易于加工制造的特點。

作為優選，所述外部散熱器的散熱罩內部為中空結構。中空結構的散熱罩，在一定程度上，大幅降低了外部散熱器的總體質量。

作為優選，所述散熱罩的軸橫截面為梯形，散熱罩軸橫截面面積較大與連接部相接觸。將散熱罩較大的一端與連接部相接觸，有益于擴大導熱散熱的面積，繼而更好地實現熱量從連接部至散熱罩的傳遞。