[發明專利]一種LED陣列模塊的冷卻結構

有效

• 申請號: 201810081508.7
• 申請日: 2018-01-28
• 公開（公告）號: CN108278581B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 陳攀攀
• 申請（專利權）人: 陳攀攀
• 主分類號: F21V29/51
• 分類號: F21V29/51;F21V19/00;F21Y115/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種LED陣列模塊的冷卻結構，LED陣列模塊通過熱界面材料固定在所述冷卻結構的下表面，包括固液相變儲熱盒，固液相變儲熱盒包括散熱基板、蓋板和儲熱腔，蓋板壓裝在散熱基板上形成封閉的儲熱腔，儲熱腔內設有第一多孔介質和儲熱介質；還包括兩用冷卻結構，所述兩用冷卻結構包括一體設置在蓋板外的螺旋部、冷凝殼體和冷卻通道，冷卻通道中設有第二多孔介質。所述LED陣列模塊的冷卻結構，利用固液相變儲熱盒配合兩用吸熱結構、導熱網、交叉冷卻管，既使得LED陣列的熱量迅速直接轉移至儲熱介質中，又為固液相變儲熱盒循環使用提供有效散熱手段。

技術領域

本發明涉及LED的技術領域，具體涉及一種LED陣列模塊的冷卻結構。

背景技術

LED作為一種主動自發光器件，作為不燃燒燈絲或氣體的固態光照，其工作過程只有15％的電能轉換成光能，其余85％的電能幾乎全部轉換成熱能，使LED的溫度升高。隨著溫度的增加不但LED的失效率大大增加而且LED光衰加劇、壽命縮短，因此，LED產品的性能及其可靠性，很大程度上取決于良好的散熱設計，以及所采取的散熱措施是否有效。

目前的LED產品有大功率化的趨勢，需散熱的熱流密度已經達到50-90w/cm²,較高的已經超過150w/cm²。然而產品體積尺寸卻越來越小，散熱裝置本身的布置和設計遇到的約束也越來越嚴重。傳統的依靠單相流體的對流換熱和強制風冷方法只能用于熱流密度不大于10w/cm²的產品。現在試驗經驗表明，熱流密度大于60w/cm²就可稱為高熱流密度。

現有技術換熱有風冷、液冷、熱管等冷卻實現方式，但是岐片散熱的自然冷卻仍然是商業應用的主要方式。

風冷，普通風扇因帶動周圍的旋轉磁場因漏磁或電火花干擾周圍電子元件的正常工作，因而在LED散熱中較少使用。有人研究了壓電風扇，壓電片形成空氣腔，通過壓電片上通高壓直流電形成15-23KV電壓，使得空氣腔內離子放電產生離子風形成對LED基板背面的熱沉的強制對流，換熱系數是自然對流的7倍，是普通風扇的1.4倍。但這是高壓電，不適于大規模商業應用。

液冷，一般是液體流經LED安裝基板的背面將熱量帶走。有水冷、微通道冷卻、微泵冷卻等，但是液體冷卻，一旦達到熱平衡，則試圖通過增大流速來增大換熱量是十分有限的,同時也帶來了增大用電量的副作用，因此，單獨使用是有缺陷的。

熱管，熱管具有以較小溫差獲得較大的傳熱率的優點，但是傳統熱管由于氣液同道，熱管只要一彎曲，其效能便驟然降低。

也就是說，風冷、液冷和熱管均停留在實驗階段，都有其相應難以克服的缺陷，不能實現商業化應用。

由于正面產生的熱量只能從背面帶走，所以散熱效率差，這在一定程度上影響了LED陣列器件的使用壽命。根據熱擴散路徑，除了從基板背面安散失熱量，也有從基板正面散失熱量的。比如在基片的正面LED安裝座下面安裝散熱層，但是熱量通過LED座轉移到基片的散熱層，再由散熱層傳導至基片的背面而被風扇氣流把熱量帶走，如此試圖通過從基片背面的強制氣流來散熱。也有采用多個穿設在基片上LED陣列的間隔空間中的銅管來散熱的，但是需要基片背面設置強制流式通風風扇才能滿足冷卻散熱要求。這樣就導致了強制流式通風風扇的用電量大為增加，也增加了制造成本。

于是，如何能商業應用地、有效地構建緊密聚集的LED陣列的散熱結構，成為業界推廣LED陣列器件亟待解決的共性的難題。

發明內容

針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種LED陣列模塊的冷卻結構，以低成本、高效率地轉移緊密聚集的LED陣列器件的熱量，并使散熱措施有效。