CN102767809A - 大功率led散热器 - Google Patents

Abstract

本发明属于高热流密度电子元件技术领域，涉及一种大功率LED散热器，圆柱形的导热腔的外壁上水平固接4～16片圆环形的翅片，每片翅片上同轴固接一个发散式振荡流热管，发散式振荡流热管的加热段穿过导热腔的外壁置于导热腔的腔体内，发散式振荡流热管与导热腔的外壁密封固接，圆形的LED基座同轴固接在导热腔的下端面上，LED芯片固接在LED基座的中心，导热腔为密闭容器，导热介质充填于导热腔内。本发明通过发散式振荡流热管与充填低沸点导热介质或导热油的导热腔的联合运行，将LED产生的热量及时释放，为一种高效、轻便、美观的新型的大功率LED散热器，适用于高热流密度的电子元件的散热，尤其适用于大功率LED 的散热。

Description

大功率LED散热器

技术领域

本发明属于高热流密度电子元件技术领域，特别涉及一种大功率LED散热器。 

背景技术

LED（Light Emitting Diode，发光二极管）作为一种新兴发光元件，由于其节能、环保、高亮度、低热量等优势，在节能环保的当代，正被国内外大力提倡与推广。LED的表面温度会随工作时产生热量的累积而不断升高，尤其对于大功率的LED ，散热问题尤为重要，如果其产生的热量不能及时被带走，就会影响其发光效率，加速芯片的老化，缩短其使用寿命。目前市场上的大功率LED产品通常采用在基板上加装鳍片的方法来进行散热，随着LED功率的增加，其散热装置的尺寸也越来越大，加工难度和成本也随之增加，与此同时，散热装置的质量也变得越来越大，这些因素制约了大功率LED的发展。 

振荡流热管作为一种高效传热元件，与传统热管相比有下列突出优点：管径小，体积小，强化传热；不需要毛细芯，结构简单，成本低；运行可靠，液体回流自适应性强，不易烧干；启动迅速；可以随意弯曲，应用范围广；可以采用不同的加热方式和加热位置。其结构和工作原理与传统热管有很大的不同。与传统热管不同，振荡流热管内部不是单纯的相变传热，而是集显热传热、相变传热、膨胀功于一体，涉及多学科、多参数的气液两相流***。随着电子技术的飞速发展，电子元件的高频、高速以及集成电路的密集化和小型化，导致单位面积的热流密度迅速递增，达到 MW/m²或以上的数量级，所以要求寻找一 种新型的技术来解决高热流密度的散热问题。而振荡流热管技术在制冷、余热回收方面的应用也是近年研究的趋势。 

导热油是一种热量的传递介质，由于其具有加热均匀，调温控制温准确，能在低蒸汽压下产生高温，传热效果好，节能，输送和操作方便等特点，近年来被广泛应用于各种场合，而且其用途和用量越来越多。此外，蒸馏水、乙醇、丙酮或制冷剂R141b等低沸点工质也因其较强的相变传热能力而得到广泛应用。 

因此利用充填导热油、低沸点工质的导热腔来取热，利用振荡流热管来散热是大功率LED散热器最佳方案。 

发明内容

本发明目的在于解决背景技术中所述的LED散热器加工难度高、尺寸大、散热不充分问题，利用充填导热油的导热腔来取热，利用振荡流热管来散热提供一种大功率LED散热器，其特征在于，圆柱形的导热腔1的外壁上水平固接4～16片圆环形的翅片2，每片翅片2上同轴固接1个发散式振荡流热管3，翅片2上有1个导线孔4，全部翅片2上的导线孔4在同一条垂线上，发散式振荡流热管3的加热段穿过导热腔1的外壁置于导热腔1的腔体内，发散式振荡流热管3与导热腔1的外壁密封固接，发散式振荡流热管3的外径小于翅片2的外径，挂钩基座6与导热腔1同轴固接在导热腔1的顶端，旋转挂钩5与挂钩基座6的顶面转动连接，圆形的LED基座7同轴固接在导热腔1的下端面上，LED芯片8固接在LED基座7的中心，导热介质充填于导热腔1内； 

所述导热腔1为密闭容器，导热腔1充填导热介质前抽真空，再充填导热介质并密封。 

所述翅片2与发散式振荡流热管3固接方式为焊接或导热胶粘接； 

所述导热腔1和LED基座7的材料均为铜或铝； 

所述翅片2的材料为铜或铝； 

所述发散式振荡流热管3为12～24个弯头花瓣状的单支回路型振荡流热管，发散式振荡流热管3毛细管材料为铜管； 

所述导热腔1充填导热介质前抽真空，真空度为10^-1～10^-2Pa； 

所述导热介质的充填量为导热腔1的容积的40～60%。 

所述导热介质为导热油，或者为低沸点工质的蒸馏水、乙醇、丙酮或制冷剂R141b。 

本发明采用翅片和振荡流热管的组合结构，翅片既起到散热的作用，又起到对发散式振荡流热管3的支撑作用。采用发散式振荡流热管将导热介质内的热量高效导出，在振荡流热管的冷凝段和翅片散发热量。 

本发明先通过导热腔内的导热介质把LED工作时产生的热量迅速及时地取走，再由高效的散热振荡流热管将这部分热量释放到周围环境中。 

工作前对导热腔抽真空并在里面注进导热油，或者注进低沸点工质蒸馏水、乙醇、丙酮或制冷剂R141b，工作前对导热腔抽真空并在里面注进导热油再密封，由于导热油具有加热均匀，传热效果好等优点，可以迅速把LED工作时产生的热量取走。吸热后的高温导热油变为导热油蒸汽并迅速向上运动，在与散热振荡流热管加热段接触时发生相变，把气化潜热释放给振荡流热管，并由振荡流热管释放到周围的环境中。 

本发明的有益效果为，通过发散式振荡流热管与充填导热油的导热腔的联合运行，达到LED 所产生的热量被及时释放的要求，为一种高效、轻便、美观的新型的大功率LED散热器。 

附图说明

图1图1为大功率LED散热器主视图； 

图2为图1中A-A剖视图； 

图3为大功率LED散热器俯视图； 

图4为大功率LED散热器仰视图； 

图5为发散式振荡流热管结构示意图。 

图中，1--导热腔，2--翅片，3--发散式振荡流热管，4--导线孔，5--旋转挂钩，6--挂钩基座，7—LED基座，8--LED芯片。 

具体实施方式

下面结合附图及具体实例对本发明作进一步说明。 

大功率LED散热器的结构如图1、图3和图4所示。圆柱形的导热腔1的外壁上水平固接8片圆环形铜质的翅片2，每片翅片2上同轴焊接1个发散式振荡流热管3，发散式振荡流热管3为24个弯头花瓣状的单支回路型振荡流热管，发散式振荡流热管3毛细管材料为铜管。翅片2上有1个导线孔4，全部翅片2上的导线孔4在同一条垂线上，LED电源线从中穿过。发散式振荡流热管3的加热段穿过导热腔1的外壁置于导热腔1的腔体内，如图2所示。发散式振荡流热管3与导热腔1的外壁密封固接，发散式振荡流热管3的外径小于翅片2的外径。挂钩基座6与导热腔1同轴固接在导热腔1的顶端，旋转挂钩5与挂钩基座6的顶面转动连接。圆形的LED基座7同轴固接在导热腔1的下端面上，LED芯片8固接在LED基座7的中心。导热介质充填于导热腔1内，导热介质为导热油。导热腔1充填导热油前抽真空，真空度为10^-1～10^-2Pa，再充填导热油，充填量为导热腔1的容积的40～60%。导热腔1和LED基座7的材料均为铜或铝。 

本发明适用于高热流密度的电子元件的散热，尤其适用于大功率LED 的散热。 

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。 

Claims (8)

1.一种大功率LED散热器，其特征在于，圆柱形的导热腔（1）的外壁上水平固接4～16片圆环形的翅片（2），每片翅片（2）上同轴固接1个发散式振荡流热管（3），翅片（2）上有1个导线孔（4），全部翅片（2）上的导线孔（4）在同一条垂线上，发散式振荡流热管（3）的加热段穿过导热腔（1）的外壁置于导热腔（1）的腔体内，发散式振荡流热管（3）与导热腔（1）的外壁密封固接，发散式振荡流热管（3）的外径小于翅片（2）的外径，挂钩基座（6）与导热腔（1）同轴固接在导热腔（1）的顶端，旋转挂钩（5）与挂钩基座（6）的顶面转动连接，圆形的LED基座（7）同轴固接在导热腔（1）的下端面上，LED芯片（8）固接在LED基座（7）的中心，导热介质充填于导热腔（1）内；

所述导热腔（1）为密闭容器，导热腔（1）充填导热介质前抽真空，再充填导热介质并密封。

2.根据权利要求1所述的大功率LED散热器，其特征在于，所述翅片（2）与发散式振荡流热管（3）固接方式为焊接或导热胶粘接。

3.根据权利要求1所述的大功率LED散热器，其特征在于，所述导热腔（1）和LED基座（7）的材料均为铜或铝。

4.根据权利要求1所述的大功率LED散热器，其特征在于，所述翅片（2）的材料为铜或铝。

5.根据权利要求1所述的大功率LED散热器，其特征在于，所述发散式振荡流热管（3）为12～24个弯头花瓣状的单支回路型振荡流热管，发散式振荡流热管（3）毛细管材料为铜管。

6.根据权利要求1所述的大功率LED散热器，其特征在于，所述导热腔（1） 充填导热介质前抽真空，真空度为10^-1～10^-2Pa。

7.根据权利要求1所述的大功率LED散热器，其特征在于，所述导热介质的充填量为导热腔（1）的容积的40～60% 。

8.根据权利要求1所述的大功率LED散热器，其特征在于，所述导热介质为导热油，或者为低沸点工质的蒸馏水、乙醇、丙酮或制冷剂R141b。 

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