CN203215640U - 基于平行流脉动热管散热的led模组 - Google Patents

基于平行流脉动热管散热的led模组 Download PDF

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李选友
蔡中盼
邵敏
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers

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Abstract

本实用新型公开了一种基于平行流脉动热管散热的LED模组，包括基板和散热底座，所述的基板和散热底座固定在一起，在所述的基板上设有LED半导体器件，在所述的散热底座上嵌有平行流脉动热管，所述平行流脉动热管是由多孔扁管弯曲成的蛇形管路，且平行流脉动热管的吸热端嵌入散热底座中，在所述的平行流脉动热管的散热段设有翅片。本实用新型具有散热效果快，运行稳定，制作简单等优点。

Description

基于平行流脉动热管散热的LED模组
技术领域
本实用新型涉及一种散热装置，尤其涉及一种应用于LED半导体照明的平行流脉动热管散热装置。
背景技术
LED半导体照明的散热问题一直是一个难题，目前，普遍采用铝材（压铸或挤压成型）作为LED散热器，对于小功率的LED灯还能满足散热要求，但对于大功率LED灯，散热问题还未能得到有效解决。现有技术中，为了达到足够的散热面积，不得不把散热器的尺寸做得较大，也较重，再者，由于体积较大，反过来又影响传热的速度。如果散热问题得不到解决，容易造成LED半导体照明器件工作时结温过高，可导致LED半导体光衰加速，缩短LED半导体的使用寿命甚至损坏芯片。
脉动热管又称为振荡热管，上世纪90年代由日本学者H.Akachi提出，现有技术的脉动热管是一种机构简单但机理复杂的两相流传热器件，它是将一根长的毛细管抽真空，然后将毛细管内部充入液体，如果毛细管直径足够小，管内就会间歇地形成汽塞和液塞，当脉动热管的一端受热时液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体。脉动热管结构简单，不需要吸液芯，不受重力影响，管径小，热管形状可以任意弯曲，适应性好，因此制造、运行和维护成本低。现有技术的脉动热管虽然具有上述种种优势，但存在的缺陷是：由于传统脉动热管的管径太小，在与LED半导体照明基板粘结固定时难度大，同时，管外不易添加翅片，换热面积有限，也影响了换热效率。
实用新型内容
为解决现有LED半导体照明散热方式的不足，本实用新型提供了一种基于平行流脉动热管散热的LED模组，该模组将LED半导体照明器件与平行流脉动热管散热装置组合在一起，使LED半导体照明器件在工作时产生的热量通过平行流脉动热管快速导出散发到空气中。
本实用新型的目的是采用下述技术方案实现的：
基于平行流脉动热管散热的LED模组，包括基板和散热底座，所述的基板和散热底座固定在一起，在所述的基板上设有LED半导体器件，在所述的散热底座上嵌有平行流脉动热管，所述平行流脉动热管是由多孔扁管弯曲成的蛇形管路，且平行流脉动热管的吸热端嵌入散热底座中，在所述的平行流脉动热管的散热段设有翅片。
所述的散热底座与基板通过导热硅脂固定。
所述的多孔扁管内有多个毛细槽道，相邻的毛细槽道之间通过毛细槽壁隔开，毛细槽道成线形均匀排列，毛细槽道内设有真空下封装的工作介质，毛细槽道内的工作介质在蛇形管路内形成汽塞和液塞，汽塞与液塞在毛细槽道内相间分布。
所述毛细槽道的截面形状为圆形、矩形、三角形、梯形中的一种或几种的组合。
所述毛细槽道的当量直径范围为0.5～3.5mm。
所述毛细槽道的工作介质为蒸馏水、甲醇、无水乙醇、丙酮、R123、R134a中的任一种。
所述毛细槽道内工作介质的充液率为20%～70%。
所述蛇形管路为开路型。
所述平行流脉动热管采用铜材或高导热铝材制成。
工作原理：平行流脉动热管的吸热端吸收LED半导体工作时产生的热量，平行流脉动热管内有多个毛细槽道，毛细槽道内设有真空下封装的工作介质，工作介质受热蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向散热段放出热量凝结成液体，达到降温目的，该装置具有散热效果快，运行稳定，制作简单等优点。
本实用新型的有益效果：
（1）使LED半导体照明器件工作时产生的热量能够通过平行流脉动热管的吸热端快速传递至散热段和翅片并散发到空气中，降低LED半导体照明器件的工作结温，从而降低LED半导体照明的光衰，提高LED半导体照明器件的使用寿命。
（2）本实用新型中所用平行流脉动热管，相当于一根平行流脉动热管中有数根普通脉动热管，这种构造可以有效改善普通脉动热管应用中存在的与基板结合难、加翅片难等问题，同时具有普通脉动热管的结构简单，不需要吸液芯，不受重力影响，传热速度快，均温性强，散热充分，并且运行稳定，制作工艺简单，制造、运行和维护成本低等优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为A-A剖视图；
图3为本实用新型的侧视图；
图4为B-B剖视图；
其中：1.LED半导体器件；2.LED半导体器件基板；3.导热硅脂；4.平行流脉动热管；5.翅片；6.散热底座；7.汽塞；8.液塞；9.毛细槽道；10.毛细槽壁。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
如图1至图4所示，一种基于平行流脉动热管散热的LED模组，包括平行流脉动热管4、翅片5、散热底座6、导热硅脂3以及焊接有LED半导体器件1的基板2。平行流脉动热管4是由多孔扁管弯曲成的蛇形管路，内有多个毛细槽道9，相邻的毛细槽道9之间通过毛细槽壁10隔开，毛细槽道9成线形均匀排列，毛细槽道9内设有真空下封装的工作介质，毛细槽道9内的工作介质在蛇形管路内形成汽塞7和液塞8，汽塞7与液塞8在毛细槽道9内相间分布。平行流脉动热管4的吸热端吸收半导体器件1工作中产生的热量，管内的工作介质受热蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向散热段，通过散热段及散热段的翅片5将热量散发到空气中，达到降温目的。
平行流脉动热管为开路型，所述毛细槽道的工作介质为蒸馏水、甲醇、无水乙醇、丙酮、R123、R134a中的任一种，工作介质的充液率介于20%～70%。毛细槽道的横截面形状是圆形、矩形、三角形、梯形中的一种或是其任意组合型式，毛细槽道的当量直径介于0.5～3.5mm。平行流热管采用铜材或高导热铝材制成。
上述虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (9)

1.基于平行流脉动热管散热的LED模组，包括基板和散热底座，所述的基板和散热底座固定在一起，在所述的基板上设有LED半导体器件，其特征在于，在所述的散热底座上嵌有平行流脉动热管，所述平行流脉动热管是由多孔扁管弯曲成的蛇形管路，且平行流脉动热管的吸热端嵌入散热底座中，在所述的平行流脉动热管的散热段设有翅片。
2.如权利要求1所述的基于平行流脉动热管散热的LED模组，其特征在于，所述的散热底座与基板通过导热硅脂固定。
3.如权利要求1所述的基于平行流脉动热管散热的LED模组，其特征在于，所述的多孔扁管内有多个毛细槽道，相邻的毛细槽道之间通过毛细槽壁隔开，毛细槽道成线形均匀排列，毛细槽道内设有在真空条件下封装的工作介质，毛细槽道内的工作介质在蛇形管路内形成汽塞和液塞，汽塞与液塞在毛细槽道内相间分布。
4.如权利要求3所述的基于平行流脉动热管散热的LED模组，其特征是，所述毛细槽道的截面形状为圆形、矩形、三角形、梯形中的一种或几种的组合。
5.如权利要求3所述的基于平行流脉动热管散热的LED模组，其特征是，所述毛细槽道的当量直径范围为0.5～3.5mm。
6.如权利要求3所述的基于平行流脉动热管散热的LED模组，其特征是，所述毛细槽道的工作介质为蒸馏水、甲醇、无水乙醇、丙酮、R123、R134a中的任一种。
7.如权利要求3所述的基于平行流脉动热管散热的LED模组，其特征是，所述毛细槽道内工作介质的充液率为20%～70%。
8.如权利要求1所述的基于平行流脉动热管散热的LED模组，其特征是，所述蛇形管路为开路型。
9.如权利要求1所述的基于平行流脉动热管散热的LED模组，其特征是，所述平行流脉动热管采用铜材或高导热铝材制成。
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