CN203024109U - 主动式快速导热散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种主动式快速导热散热装置，该快速垂直导热镀膜散热器由下端的垂直散热装置和上端的承托散热板组成；其中，垂直散热装置为圆筒状，下端的垂直散热装置与其上端的承托散热板为一体式构成；解决了现有技术中结构复杂、散热效果差、散热效率低、制造成本高等技术问题，实现了不使用散热片，使用成本较低的涂膜代替铝合金、铜、陶瓷基板、石墨、没有空间限制，结构简单，重量较轻，制备成本低，加工安装方便，环保，散热高效，小型化以及成本较低的有益优势。

Description

主动式快速导热散热装置

技术领域

 本实用新型涉及导热散热技术领域，特别是涉及照明装置的导热散热技术领域，尤其涉及一种主动式快速导热散热装置。

背景技术

现在路面上的路灯，越来越多采用LED灯，LED灯能耗低，亮度高，广泛应用于各个领域，但是LED路灯面临着两个重大难题：①散热难题：LED在25度是最佳工作温度，无衰减亮度高，25-80度是衰减5％左右，80-100度是10％，100-120度是20％，120-140度40％，因此LED的散热非常重要。由于路灯连续工作时间长，必须带有散热***，目前LED路灯的散热***为了保证LED的工作温度，采用大功率风扇，浪费能源，结构复杂，重量太重；尤其是集成块LED灯，用风扇根本无法解决散热问题；②灰尘难题：目前大部分LED路灯简单的在进风口加一个过滤网，过滤效果差，而且需要经常更换过滤网，维护成本太高。

此外，大功率LED在车灯中广泛使用已经成为一种趋势。在车灯的前照灯中具有不可比拟的优势，其具有使用寿命长，反映时间短，发光效率高，发热量低等特点。 

我们知道，LED属于半导体材料发光的冷光源，受目前技术的限制，其在工作过程中还是要产生一定的热量，这部分热量如果不能及时的散发，会直接导致半导体材料发光效率的下降，严重时会烧毁LED光源；这种情况在大功率LED中尤其突出。目前使用的大功率LED的使用温度通常不超过120℃，其结点温度不超过150℃；在120℃条件下的发光效率仅能达到25℃条件下的75％左右，更多的能量被转化成了热能，而不是光能，进一步加重散热器的负担。当散热器不能将热量很好的散发时就会引起LED光源结点温度的升高，直至烧毁LED芯片，故在设计散热器时要考虑增加较大的余量，这就增加了散热器的成本和重量。 

LED具有诸多优点，在照明领域，LED灯的应用越来越广泛。目前，大部分LED照明灯管都是采用在电路板上焊接LED灯珠的结构，这些LED灯珠是用环氧树脂将发光芯片封灌起来的，因此LED灯珠工作时产生的热量不容易散发出来，工作时间久了容易出现光衰和死灯的情况，所以采用LED灯珠作为光源的灯管，大部分功率不大，无法满足一些需要高亮光源场合的需求。为解决这个问题，现有大部分设计是采用大功率贴片式LED作为照明光源，但这种大功率LED的亮度虽高，发热量也很大，因此也限制了散热器单位面积内的分布数量，进而限制了LED灯的功率和亮度。

目前，照明灯具的散热常用是采用热管散热和散热器组合进行散热以及通过水冷散热等方式，均是被动式的散热，由于散热效果受环境温度的影响较大，LED光源只能工作在环境温度以上工作，一方面严重影响LED的使用寿命和发光效率，同时灯具的照明效果存在波动，随着开灯时间的推移，灯光将逐渐减暗，而影响照明安全。 

现有的替代普通灯泡的LED灯，例如球泡灯，一般为了散热均连接一散热器，现有的球泡灯散热器一般都暴露在外，而散热片一般包括诸多散热鳍片，影响灯具的整体外观，而且在使用多个大功率LED作为光源时，仅靠散热器的被动散热往往不能快速的散热，热量的聚集容易造成LED的老化、使其亮度迅速衰减，减少了产品的使用寿命。

卤素灯和HID灯的发光机理与LED光源不同，其发光点的温度可达数千摄氏度，环境温度的变化对其发光效率的影响微乎其微，完全可以忽略。采用这些光源的灯具的照明效果不会受到环境温度的影响。因此通过LED光源替代传统光源，应用在前照灯领域的重要的一条就是能够使LED光源的发光效率稳定，

LED照明灯以其诸多优点而越来越受众多领域青睐，在照明领域，LED节能灯正逐渐取代卤素灯和荧光灯的位置。现有的LED节能灯灯管，其结构主要包括有透明灯管、灯管内的LED阵列以及灯管两端的灯座，LED阵列一般都是设置在印刷电路板上。这种结构的灯管，在长时间工作之后，印刷电路板和LED灯珠的温度就会维持在一个较高范围，导致印刷电路板加速老化，减少LED灯珠寿命，因此，有些灯管在印刷电路板的背面增设有散热片，以改善印刷电路板的散热环境。但散热片大多采用铜材或铝合金材料制作，因此，在灯管内增设散热片，不仅大大增加了LED灯管的成本，还增加了灯管的重量，给运输、安装、维护带来不便。

LED在工作时，会散发出大量的热量，功率越大，散发的热量就越多，限制了其功率的提升。目前常见的LED灯具多采用被动散热方式，即在LED基板上通过连接铝、陶瓷或塑料等材质的散热件，通过传导将LED散发出的热量传递到散热件上对外辐射，增加散热面积，但这种散热方式的缺陷是：对散热件的材料要求高，体积较大，散热效果不明显。例如输出3*1W的LED灯泡，采用被动散热方式，在焊接LED灯珠的基板上连接铝制散热件，点亮后，其LED灯珠焊点处温度为65℃以上，而且如不增加散热件的体积，其功率无法再加大。现在也出现了一些采用风冷或水冷方式进行主动散热的LED灯具。采用风冷方式的主动散热结构中，安装有正对LED及基板的风扇，强制吹风进行冷却，这种结构体积较大，而且驱动风扇本身需要耗电，噪声也高。采用水冷方式的主动散热结构中，需要设置水冷装置，其结构复杂，体积较大，应用场合有限。

LED灯具有绿色环保、节能长寿等优点，近年来逐步广泛应用于各类道路、庭院、厂区等领域照明。LED灯在工作过程中会产生热量，因此，LED灯具需要采用散热设备，现有技术中，LED灯具采用的散热设备是被动散热式的散热设备，即通过大面积压铸铝散热片或拉伸铝散热片将热量散发。 

例如，中国专利200810155549.2公开的技术方案：LED光源组件安置于灯体腔体内并紧密贴合灯体上盖下表面，灯体上盖的外侧设有用于增加灯头整体散热面积的若干列散热筋条，光管理装置置于LED光源组件处；灯体外壳同时还与电器腔盖板围成另一封闭腔体，该封闭腔体内安置LED驱动控制电路。 

又如，中国专利20092014773.0公开的技术方案：散热体由散热块榫接组合而成，缩减了散热器整体挤压的规模，降低了成本，将电源仓设在散热体上，使散热体在散发LED热量的同时也将电源产生的热量带走，解决了电源和LED灯的散热平衡问题，减低LED灯的光衰。 

现有技术的LED灯具的缺点是： 

(1)为提高散热效率，就要增加散热面积，增加散热面积的措施是增加散热片、扩大每片散热片的面积，因此，现有技术的LED灯具体积大、笨重，而且造价高； 

(2)现有技术的LED灯具纯粹通过增加散热面积来提高散热功率，散热效果有限，而且很难将LED灯具的功率做大，不适宜道路主干道的照明。

如上所述，为解决上述现有技术的问题，十分有必要寻找新型的热交换效率高、积极导热散热的主动式导热散热的装置。

发明内容

我们知道，现有技术中散热问题持续困扰高功率LED的应用，若散热问题不解决，而让LED的热无法排解，进而使LED的工作温度上升，最主要的影响有两个：（1）发光亮度减弱；（2）使用寿命衰减；本实用新型目的就是克服上述现有技术的不足，提供一种主动式快速导热散热装置，以实现导热散热性能效率高、大大延长LED灯的使用寿命、降低灯内温度效果好、最高节能达90%，长期有效导热散热性能可靠性强，主动减低发热量效果佳以及成本较低的有益优势。

为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的一种主动式快速导热散热装置，该主动式快速导热散热装置包括大功率LED光源、PCB板、铝质垂直式散热器、驱动电源、封装口和灯罩；其特征在于，所述铝板垂直式散热器在所述大功率LED和PCB板的正上方或正下方，所述PCB板上表面镀设有一层铜膜，所述PCB板与所述铝板垂直式散热器背离的表面镀设有一层散热隔热纳米涂膜。

此外，本实用新型还可通过一种主动式快速导热散热装置，该主动式快速导热散热装置包括大功率LED光源、PCB板、铝质垂直式散热器、驱动电源、封装口和灯罩；其特征在于，所述铝板垂直式散热器在所述大功率LED与PCB板之间，所述PCB板与所述铝板垂直式散热器背离的表面均镀设有一层铜膜。

其中，所述封装口使用环氧树脂封装。

其中，所述铝质垂直式散热器位于所述大功率LED光源的正上方或正下方。

其中，所述铝质垂直式散热器组装后外露部分的表面喷涂有一层散热隔热纳米涂膜。

相对于现有技术，本实用新型有以下优点：

本实用新型的具有增强导热散热的涂膜具有以下优良效果：

1、制备成本较低；

2、解决被动式存在的低导热散热率的问题。

3、延长灯具使用寿命，散热效果快速，导热散热率高。

附图说明

图1是本实用新型的主动式快速导热散热装置的结构示意图；

其中： 1为大功率LED光源；2为封装口；3为铝质垂直式散热器；4为PCB板；5为灯罩。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

实施例1：

如图1所示，本实用新型的一种主动式快速导热散热装置，该主动式快速导热散热装置包括大功率LED光源、PCB板、铝质垂直式散热器、驱动电源、封装口和灯罩；其特征在于，所述铝板垂直式散热器在所述大功率LED和PCB板的正上方或正下方，所述PCB板上表面镀设有一层铜膜，所述PCB板与所述铝板垂直式散热器背离的表面镀设有一层散热隔热纳米涂膜；所述封装口使用环氧树脂封装。

实施例2：

如图1所示，本实用新型的一种主动式快速导热散热装置，该主动式快速导热散热装置包括大功率LED光源、PCB板、铝质垂直式散热器、驱动电源、封装口和灯罩；其特征在于，所述铝板垂直式散热器在所述大功率LED和PCB板的正上方或正下方，所述PCB板上表面镀设有一层铜膜，所述PCB板与所述铝板垂直式散热器背离的表面镀设有一层散热隔热纳米涂膜；所述封装口使用环氧树脂封装；所述铝质垂直式散热器位于所述大功率LED光源的正上方或正下方。

实施例3：

如图1所示，本实用新型的一种主动式快速导热散热装置，该主动式快速导热散热装置包括大功率LED光源、PCB板、铝质垂直式散热器、驱动电源、封装口和灯罩；其特征在于，所述铝板垂直式散热器在所述大功率LED和PCB板的正上方或正下方，所述PCB板上表面镀设有一层铜膜，所述PCB板与所述铝板垂直式散热器背离的表面镀设有一层散热隔热纳米涂膜；所述封装口使用环氧树脂封装；所述铝质垂直式散热器位于所述大功率LED光源的正上方或正下方；所述铝质垂直式散热器组装后外露部分的表面喷涂有一层散热隔热纳米涂膜。

本实用新型的膜厚度很薄，透视效果相当优良。此外，本实用新型的灯具有效防止了LED温度过高带来的负面影响。

经实验证明，本实用新型同时适用于各种型号灯具中，应用领域较广。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的外形变更和原料的替换修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (4)

1.一种主动式快速导热散热装置，该主动式快速导热散热装置包括大功率LED光源、PCB板、铝质垂直式散热器、驱动电源、封装口和灯罩；其特征在于，所述铝板垂直式散热器在所述大功率LED和PCB板的正上方或正下方，所述PCB板上表面镀设有一层铜膜，所述PCB板与所述铝板垂直式散热器背离的表面镀设有一层散热隔热纳米涂膜。

2.根据权利要求1所述的主动式快速导热散热装置，其特征在于，所述封装口使用环氧树脂封装。

3.根据权利要求1所述的主动式快速导热散热装置，其特征在于，所述铝质垂直式散热器位于所述大功率LED光源的正上方或正下方。

4.根据权利要求1所述的主动式快速导热散热装置，其特征在于，所述铝质垂直式散热器组装后外露部分的表面喷涂有一层散热隔热纳米涂膜。

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