專利名稱：大功率集成led復合翅片熱管散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種LED路燈照明裝置，尤其涉及一種大功率集成LED復合翅片熱管散熱器。
背景技術(shù)：
LED的節(jié)能優(yōu)勢明顯，已廣泛用于各個照明領(lǐng)域，但是LED發(fā)熱量大，工作溫度卻要求嚴格，特別是大功率集成LED陣列的高熱流導致節(jié)點溫度過高是限制LED燈推廣應用的技術(shù)瓶頸。目前成品燈多以單珠小功率LED陣列組合而成，這種方式能有效的分散LED較高的熱流密度，但是結(jié)構(gòu)復雜，面積大，導致加工、組裝、配光復雜，增加LED燈的制作成本， 而且效果亦未達到要求。大功率集成LED芯片能在很小的面積內(nèi)(2 4cm2)集成數(shù)量龐大的發(fā)光二極管，功率可以達到200W。其配光、組裝都很簡單，但工作時集聚了極高的熱流密度，甚至高達50W/cm2，這就對散熱結(jié)構(gòu)提出了嚴格的要求。主要的解決方式有兩種一種是運用風扇強制對流帶走大量熱，但受到風扇、積灰等影響，壽命不長，很容易失效。另一種是運用熱管導出高密度的熱量，均勻的分布到散熱翅片，以自然對流的方式散出熱量，大功率集成LED陣列的高熱流導致節(jié)點溫度過高依然限制LED燈的推廣應用。
實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本實用新型提供了一種散熱效果更佳，且結(jié)構(gòu)簡單、 不耗能、壽命長、抗積灰的大功率集成LED復合翅片熱管散熱器。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用了如下技術(shù)方案大功率集成LED復合翅片熱管散熱器，包括蒸發(fā)腔、熱管、散熱翅片和法蘭；所述蒸發(fā)腔為盒體結(jié)構(gòu)，蒸發(fā)腔的底面為與LED芯片貼合的貼合面，蒸發(fā)腔內(nèi)盛裝液體；所述熱管傾斜設(shè)置在蒸發(fā)腔的頂部，熱管內(nèi)與蒸發(fā)腔內(nèi)相通；所述散熱翅片為環(huán)形結(jié)構(gòu)，散熱翅片為多個、且均布設(shè)置在熱管上， 每個散熱翅片豎直設(shè)置；所述法蘭設(shè)置在蒸發(fā)腔的底部并與蒸發(fā)腔的底部平行，法蘭的內(nèi)孔為LED芯片的放置孔。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述蒸發(fā)腔的頂部設(shè)有一凸臺，凸臺的中部設(shè)有一與蒸發(fā)腔內(nèi)相通的通孔，所述熱管焊接在該凸臺上，熱管內(nèi)通過該通孔與蒸發(fā)腔內(nèi)相通。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的大功率集成LED復合翅片熱管散熱器具有如下優(yōu)
占-
^ \\\ I、特殊結(jié)構(gòu)的重力式熱管與散熱翅片復合型散熱器，與燈殼相結(jié)合，強化自然對流換熱系數(shù)，有效增大空氣接觸面積。實驗表明，此裝置能夠?qū)С黾蒐ED陣列的高熱流 (37. 5W/cm2)，控制其節(jié)點溫度在75°C (環(huán)境溫度30°C )以內(nèi)，能夠滿足單個功率200W的 LED燈散熱要求。2、蒸發(fā)腔底面為光滑平面，能夠很好的與LED芯片貼合，拋棄了傳統(tǒng)的LED芯片-熱沉-熱管的傳熱方式，沒有熱沉到熱管的焊接熱阻，且與之相比導熱面積增大，有效降低這之間的熱阻。[0010]3、蒸發(fā)腔里儲存了所有工質(zhì)，在工作時都參與沸騰換熱，實驗表明其能有效提高沸騰換熱系數(shù)，在高熱流密度的輸入下(50W/cm2)，亦能控制溫升在20°C以下。4、蒸發(fā)腔的平整底面可以貼合一個大功率LED芯片,亦可安裝多個大功率的LED
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心/T 5、傾斜布置的熱管，在不影響液體回流的情況下，減小整個散熱器的高度，增加散熱器的穩(wěn)定性，方便安裝固定。如作為路燈時，其傾斜的熱管可以作為燈桿的一部分；在作為隧道燈散熱器時，能貼合隧道的傾斜壁面，方便布置。6、傾斜的熱管可以布置豎直的散熱翅片。散熱翅片可以是單一環(huán)形散熱翅片，亦可是螺旋形的散熱翅片。其豎直布置自然對流時溫度場與速度場協(xié)同，有利于增大自然對流換熱系數(shù)。7、該散熱器的工作環(huán)境在室外，高空。環(huán)境惡劣，很容易積灰，且不易清洗。豎直布置散熱翅片的方式使得灰塵難以附著，也能利用雨水、大風等自然天氣自我清洗。8、本實用新型運用熱管分散熱流，降低熱流密度，使LED產(chǎn)生的熱量均勻的分布在散熱翅片上，通過自然對流散發(fā)出去，具有結(jié)構(gòu)簡單、不耗能、壽命長、抗積灰等優(yōu)越性倉泛。9、該大功率集成LED復合翅片熱管散熱器可用于大功率路燈，隧道燈等。其結(jié)構(gòu)能夠在惡劣的環(huán)境中使用，獨特的翅片布置方式能很好的防止積灰。同時，不同的功率可以用不同長度的熱管和不同數(shù)量的散熱翅片，設(shè)計加工簡單、方便。

臺。
圖I為大功率集成LED復合翅片熱管散熱器的主視圖2為大功率集成LED復合翅片熱管散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖圖3為大功率集成LED復合翅片熱管散熱器的仰視圖。 附圖中I一蒸發(fā)腔；2—熱管；3—散熱翅片；4一法蘭；
5—LED芯片；6—凸
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細地描述。如圖I、2和3所示，大功率集成LED復合翅片熱管散熱器，包括蒸發(fā)腔I、熱管2、散熱翅片3和法蘭4。蒸發(fā)腔I為盒體結(jié)構(gòu)，蒸發(fā)腔I的底面為與LED芯片5貼合的貼合面， 蒸發(fā)腔I內(nèi)盛裝液體。熱管2傾斜設(shè)置在蒸發(fā)腔I的頂部，熱管2內(nèi)與蒸發(fā)腔I內(nèi)相通。散熱翅片3為環(huán)形結(jié)構(gòu)，亦可為其他形狀如方形、針形、徑向肋片，散熱翅片3為多個(附圖中僅畫出了十三個散熱翅片)、且均布設(shè)置在熱管2上，每個散熱翅片3豎直設(shè)置，散熱翅片3 可以用多種方式與熱管2連接，如焊接、套管、脹管等方式。法蘭4設(shè)置在蒸發(fā)腔I的底部并與蒸發(fā)腔I的底部平行，法蘭4的內(nèi)孔為LED芯片5的容置孔。蒸發(fā)腔I與熱管2通過焊接的方式連成一體，焊接后抽真空。蒸發(fā)腔I的頂部設(shè)有一凸臺6，凸臺6的中部設(shè)有一與蒸發(fā)腔I內(nèi)相通的通孔，熱管2焊接在該凸臺6上，熱管2內(nèi)通過該通孔與蒸發(fā)腔I內(nèi)相通。熱管2通過與凸臺6焊接從而與蒸發(fā)腔I連接，增強熱管2與凸臺6的連接強度。[0024]本實用新型將熱管2傾斜設(shè)置在蒸發(fā)腔I的頂部，每個散熱翅片3豎直設(shè)置，灰塵落到熱管2和散熱翅片3上后便會順著熱管2和散熱翅片3下滑，從而脫離熱管2和散熱翅片3，這種豎直布置散熱翅片3的方式能有效的減小積灰所帶來的散熱器性能下降，增強散熱效果。使用該散熱器時，LED芯片5貼合在蒸發(fā)腔I的底部，蒸發(fā)腔I的底部為平板型， 能夠很好的貼合LED芯片；將法蘭4通過螺栓連接在燈殼上。工作時，LED芯片產(chǎn)生的大量熱量通過蒸發(fā)腔I底端的熱沉(即底板)直接傳遞給蒸發(fā)腔I內(nèi)的液體，液體沸騰產(chǎn)生蒸汽， 蒸汽經(jīng)過熱管2在散熱翅片3上凝結(jié)，熱量由熱管2的管壁傳遞給散熱翅片3，在通過自然對流散發(fā)到空氣中。蒸發(fā)腔I的底平板能夠很好的貼合LED芯片，能有效的把LED芯片產(chǎn)生的熱量傳遞給蒸發(fā)腔I內(nèi)的液體工質(zhì)，減小這一過程的傳熱溫差；熱管2內(nèi)的工質(zhì)在真空環(huán)境中把熱量帶給散熱翅片3，其熱阻很小，軸向的溫差小，能把熱量傳遞很遠。大尺寸的熱管2能夠布置更多，更大面積的散熱翅片3，并且能夠均勻的分配熱量，使散熱效率更優(yōu)化。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本專利的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本專利技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本專利的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求1.大功率集成LED復合翅片熱管散熱器，其特征在于包括蒸發(fā)腔(I)、熱管(2)、散熱翅片(3)和法蘭(4);所述蒸發(fā)腔(I)為盒體結(jié)構(gòu)，蒸發(fā)腔(I)的底面為與LED芯片(5)貼合的貼合面，蒸發(fā)腔(I)內(nèi)盛裝液體；所述熱管(2)傾斜設(shè)置在蒸發(fā)腔(I)的頂部，熱管(2) 內(nèi)與蒸發(fā)腔(I)內(nèi)相通；所述散熱翅片(3)為環(huán)形結(jié)構(gòu)，散熱翅片(3)為多個、且均布設(shè)置在熱管(2)上，每個散熱翅片(3)豎直設(shè)置；所述法蘭(4)設(shè)置在蒸發(fā)腔(I)的底部并與蒸發(fā)腔(I)的底部平行，法蘭(4)的內(nèi)孔為LED芯片(5)的容置孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率集成LED復合翅片熱管散熱器，其特征在于所述蒸發(fā)腔(I)的頂部設(shè)有一凸臺(6)，凸臺(6)的中部設(shè)有一與蒸發(fā)腔(I)內(nèi)相通的通孔，所述熱管(2)焊接在該凸臺(6)上，熱管(2)內(nèi)通過該通孔與蒸發(fā)腔(I)內(nèi)相通。
專利摘要本實用新型公開了一種大功率集成LED復合翅片熱管散熱器，包括蒸發(fā)腔、熱管、散熱翅片和法蘭；蒸發(fā)腔為盒體結(jié)構(gòu)，蒸發(fā)腔的底面為與LED芯片貼合的貼合面，蒸發(fā)腔內(nèi)盛裝液體；熱管傾斜設(shè)置在蒸發(fā)腔的頂部，熱管內(nèi)與蒸發(fā)腔內(nèi)相通；散熱翅片為環(huán)形結(jié)構(gòu)，散熱翅片為多個、且均布設(shè)置在熱管上，每個散熱翅片豎直設(shè)置；法蘭設(shè)置在蒸發(fā)腔的底部并與蒸發(fā)腔的底部平行。本實用新型運用熱管分散熱流，降低熱流密度，使LED芯片產(chǎn)生的熱量均勻的分布在散熱翅片上，通過自然對流散發(fā)出去，具有結(jié)構(gòu)簡單、不耗能、壽命長、抗積灰等優(yōu)越性能。
文檔編號F21V29/00GK202349965SQ201120525748
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者丁玉棟, 葉丁丁, 廖強, 朱恂, 李俊, 王宏, 王強, 王永忠, 陳蓉 申請人:重慶大學