本發(fā)明涉及l(fā)ed散熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種led散熱器。

背景技術(shù)：

led光源由于光電轉(zhuǎn)化效率高，可大幅節(jié)約電能，同時(shí)還具有體積小、壽命長(zhǎng)、易控制等特點(diǎn)，因此正迅速替代傳統(tǒng)白熾燈、熒光燈、金鹵燈和高壓鈉燈等，在各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

但led光源作為半導(dǎo)體二極管的一種，必須工作在一定的溫度范圍以內(nèi)；超過額定溫度，就會(huì)引起顯著光衰甚至燒毀。尤其一些大功率led光源，熱流密度很高，必須將熱量及時(shí)帶走，散到環(huán)境空氣中。因此，高效可靠的led散熱器就非常必要。

目前大功率led光源多采用金屬散熱器，利用金屬的高導(dǎo)熱系數(shù)，將led光源的熱量取走，然后通過散熱器上的鰭片，利用空氣的對(duì)流，將熱量釋放到空氣中。當(dāng)這一過程達(dá)到熱平衡時(shí)，led光源的溫度會(huì)趨于穩(wěn)定值。led散熱器目的就是將led光源的工作溫度控制在額定溫度以內(nèi)，保證led安全有效地工作。

金屬散熱器的導(dǎo)熱系數(shù)各不相同，出于成本和導(dǎo)熱能力的綜合考量，鋁合金散熱器為應(yīng)用中的主流。常用鋁合金根據(jù)種類不同，導(dǎo)熱系數(shù)一般在50～200w/(m·k)之間。在導(dǎo)熱方向上，金屬散熱器會(huì)產(chǎn)生溫度梯度：即從靠近led光源側(cè)至遠(yuǎn)離光源側(cè)，溫度逐漸降低；根據(jù)功率不同，最大溫差在幾攝氏度到幾十?dāng)z氏度之間。這種溫度不均勻性導(dǎo)致整個(gè)散熱器的平均溫度變低，亦即換熱能力變低。為了達(dá)到一定的換熱量，需要增大換熱面積來(lái)補(bǔ)償。

由于風(fēng)扇等運(yùn)動(dòng)式的機(jī)械元件具有壽命短、噪音大、可靠性低的特點(diǎn)，大部分led散熱器都避免采用強(qiáng)制對(duì)流，而采用免維護(hù)、可靠性高和無(wú)功耗的自然對(duì)流。但自然對(duì)流的缺點(diǎn)是對(duì)流換熱系數(shù)低，為了達(dá)到一定的換熱量，需要較大的換熱面積。

綜上兩點(diǎn)，換熱面積的增大會(huì)造成led燈具成本上升、重量增加和空間利用率降低.

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于提供一種led散熱器，以解決上述的至少一項(xiàng)技術(shù)問題。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明提供了一種led散熱器，其中，包括：內(nèi)腔、鰭片和光源安裝面，其中，

光源安裝面，與內(nèi)腔的筒壁的側(cè)面接觸放置，且所述光源安裝面的表面配置有l(wèi)ed光源；

所述鰭片為多片，以內(nèi)腔的筒壁為中心，自該光源安裝面的兩側(cè)在內(nèi)腔的筒壁外側(cè)呈扇形間隔排列，其中，每片鰭片兩側(cè)的波紋方向相反，且相鄰的兩片鰭片相對(duì)的波紋方向相反；

內(nèi)腔中注入有相變導(dǎo)熱液體。

可選地，所述鰭片的波紋可以為尖角波紋。

可選地，所述內(nèi)腔中可以設(shè)置有吸液芯，用于吸附所述相變導(dǎo)熱液體，所述吸液芯為能產(chǎn)生毛細(xì)力的毛細(xì)結(jié)構(gòu)。

可選地，所述吸液芯可以為金屬絲網(wǎng)、燒結(jié)金屬粉末或者泡沫金屬或者當(dāng)量直徑為微米級(jí)的槽道結(jié)構(gòu)。

可選地，所述內(nèi)腔頂上可以開設(shè)有供相變導(dǎo)熱液體注入的注液口，內(nèi)腔還可以包括封帽，與所述注液口擰合，用于密封注液口。

可選地，所述內(nèi)腔與鰭片可以為一體式結(jié)構(gòu)，該一體式結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為鋁合金。

可選地，所述鰭片的數(shù)量可以為2～120個(gè)。

可選地，所述鰭片的尖角波紋的高度可以為1mm～5mm。

(三)有益效果

本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明采用了尖角波紋的鰭片代替了現(xiàn)有的圓弧形波浪波紋，增加了換熱表面積，同時(shí)對(duì)空氣造成擾動(dòng)，提高鰭片-空氣的自然對(duì)流換熱系數(shù)，從而達(dá)到了更好的散熱效果。

2、本發(fā)明的相鄰鰭片相對(duì)兩面的尖角波紋為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)鰭片間的空氣擾流作用，提高了鰭片-空氣的自然對(duì)流換熱系數(shù)，減少了換熱面積，同時(shí)，散熱器的鰭片和內(nèi)腔的筒壁為一體式結(jié)構(gòu)，可大幅減少接觸熱阻，從而減小了散熱器的溫度梯度，從而實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)緊湊、成本降低、效率提高，尤其可以適用于大功率、高熱流密度的led光源。

3、本發(fā)明的內(nèi)腔中設(shè)置有吸液芯，用于吸附內(nèi)腔底部的相變導(dǎo)熱液體，使得在led光源水平照射時(shí)，保證發(fā)熱面始終接觸相變導(dǎo)熱液體，從而保證散熱效果。

4、本發(fā)明還可以根據(jù)用戶的散熱需求，調(diào)整鰭片的寬度、高度、間距，已達(dá)到不同的散熱效果。

5、本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，加工方便，尤其是整體熱阻低、熱響應(yīng)迅速、重量輕、體積小，并可適應(yīng)多種安裝方式和照明角度，可用于工礦燈、路燈、隧道燈、投光燈、誘魚燈等多種燈具中。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的led散熱器的外觀示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的led散熱器的內(nèi)部剖視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的led散熱器的尖角波紋示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)有技術(shù)中金屬散熱器導(dǎo)熱時(shí)會(huì)隨著與led的距離，產(chǎn)生溫度梯度，出現(xiàn)溫度不均勻的情況，為了解決該問題，達(dá)到一定的換熱量，需要增大換熱面積來(lái)補(bǔ)償。另外，大部分led散熱器都避免采用強(qiáng)制對(duì)流，而采用免維護(hù)、可靠性高和無(wú)功耗的自然對(duì)流。但自然對(duì)流的缺點(diǎn)是對(duì)流換熱系數(shù)低，為了達(dá)到一定的換熱量，需要較大的換熱面積。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，常用的是通過增大換熱面積來(lái)解決上述技術(shù)問題，但是會(huì)造成led燈具成本上升、重量增加和空間利用率降低的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種led散熱器，采用了尖角波紋的鰭片代替了現(xiàn)有的圓弧形波浪波紋，尖角形狀可以為三角形或者其他多角形，一般來(lái)說(shuō)，尖角的角度選擇銳角。相鄰鰭片相對(duì)兩面的尖角波紋為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，將散熱器的鰭片和內(nèi)腔的筒壁設(shè)計(jì)為一體式結(jié)構(gòu)，提高鰭片-空氣的自然對(duì)流換熱系數(shù)，從而達(dá)到了更好的散熱效果。同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了led散熱器的結(jié)構(gòu)緊湊、成本降低、效率提高，尤其適用于大功率、高熱流密度的led光源。另外，該led光源不僅在向下照射時(shí)能夠高效散熱，通過本發(fā)明的內(nèi)腔中的吸液芯，也確保了led光源水平照射時(shí)，發(fā)熱面始終接觸相變導(dǎo)熱液體，從而保證led系統(tǒng)在不同角度照射時(shí)的散熱效果。

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的led散熱器的外觀示意圖，如圖1所示，本發(fā)明提供了一種led散熱器，整體呈半太陽(yáng)花式結(jié)構(gòu)，包括：內(nèi)腔1、鰭片4和光源安裝面6。其中，光源安裝面6與內(nèi)腔1的筒壁側(cè)面接觸放置，且在所述光源安裝面的表面配置led光源；多片鰭片4以內(nèi)腔1的筒壁為中心，自該光源安裝面6的兩側(cè)，在內(nèi)腔1的筒壁側(cè)面呈扇形間隔排列，其中，每片鰭片4兩側(cè)的波紋方向相反(也就是說(shuō)，鰭片4一側(cè)的波紋朝向內(nèi)腔1，另一側(cè)的波紋遠(yuǎn)離內(nèi)腔1)，且相鄰的兩片鰭片4相對(duì)的波紋方向相反。此外，內(nèi)腔1中注入有相變導(dǎo)熱液體。

不同于現(xiàn)有常用的圓弧形波浪波紋，本發(fā)明實(shí)施例的鰭片4的波紋可以為尖角波紋，尖角形狀可以為三角形或者其他多角形，其角度一般為銳角，其中，為了加工方便，優(yōu)選為三角形。一方面由于兩段直線長(zhǎng)度大于圓弧長(zhǎng)度，增大了換熱表面積；更重要的是波紋尖角可以對(duì)空氣造成擾動(dòng)?？諝庠诩饨翘幮纬晌⑿〉男郎u，這種旋渦破壞了貼近鰭片4處的空氣薄層——這層空氣薄層稱為邊界層，由于流速很低，實(shí)際上是一層熱阻。邊界層的擾流可以提高鰭片4-空氣的自然對(duì)流換熱系數(shù)。且同一波紋的兩側(cè)以及相鄰的兩片鰭片4相對(duì)的波紋方向相反，可以使鰭片4間隙中的空氣在流動(dòng)時(shí)，兩側(cè)受到的阻力不同，從而產(chǎn)生一種整體旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，提高鰭片4-空氣的自然對(duì)流換熱系數(shù)。

當(dāng)led光源安裝在光源安裝面6上后，工作時(shí)熱量從led光源經(jīng)由導(dǎo)熱硅脂或?qū)峁枘z傳遞至光源安裝面6；對(duì)于散熱器來(lái)說(shuō)，光源安裝面6可視為發(fā)熱面。當(dāng)led光源向下照射時(shí)，即光源安裝面6為水平面，由于重力作用，發(fā)熱面內(nèi)部被沉積的相變導(dǎo)熱液體覆蓋。相變導(dǎo)熱液體為低沸點(diǎn)工質(zhì)，受熱后沸騰氣化，由液相變?yōu)闅庀?，此過程為相變過程。由于液體的潛熱遠(yuǎn)大于其顯熱，相變過程中相變導(dǎo)熱液體會(huì)吸收大量的熱量，可保證led光源發(fā)出的熱量被及時(shí)導(dǎo)走，避免熱量淤積；同時(shí)相變過程為恒溫過程，通過調(diào)整相變導(dǎo)熱液體的沸點(diǎn)，可以保證led光源溫度始終處于額定溫度以下。相變導(dǎo)液體在內(nèi)腔1的壁面上冷卻，放出熱量到內(nèi)腔1的筒壁，氣相又重新變?yōu)橐合?，形成循環(huán)。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的led散熱器的內(nèi)部剖視圖，如圖2所示，在本實(shí)施例中，散熱器頂面中心處有通向空腔的注液口，相變導(dǎo)熱液體通過內(nèi)腔1頂上的注液口2注入內(nèi)腔1中，同時(shí)還可以設(shè)置封帽3，通過將封帽3與所述注液口2擰合，以密封注液口2。內(nèi)腔1中的吸液芯5，用于吸附所述相變導(dǎo)熱液體，所述吸液芯5為毛細(xì)結(jié)構(gòu)，能夠產(chǎn)生毛細(xì)力。當(dāng)led光源水平照射時(shí)，即光源安裝面為豎直面，內(nèi)腔1中的相變導(dǎo)熱液體在重力的作用下沉在底部。吸液芯5依靠毛細(xì)力無(wú)功耗輸運(yùn)相變導(dǎo)熱液體，從而將內(nèi)腔1中的相變導(dǎo)熱液體吸附上來(lái)，相變導(dǎo)熱液體在重力和毛細(xì)力的作用下，達(dá)到受力平衡，在吸液芯5內(nèi)維持一定的高度，保證發(fā)熱面內(nèi)部始終接觸相變導(dǎo)熱液體。如前所述，相變導(dǎo)熱液體吸收熱量，由液相變?yōu)闅庀?，擴(kuò)散到散熱器內(nèi)腔1中。隨著液體的減少，吸液芯5內(nèi)部液體高度變低，總的重力減少，毛細(xì)力便會(huì)再吸取液體上來(lái)，從而維持其與重力的平衡。吸液芯5一般由金屬絲網(wǎng)、燒結(jié)金屬粉末、泡沫金屬或者當(dāng)量直徑為微米級(jí)的槽道結(jié)構(gòu)制成，其中，槽道結(jié)構(gòu)的當(dāng)量直徑一般優(yōu)選為50μm～500μm。只要可以形成毛細(xì)結(jié)構(gòu)，就會(huì)產(chǎn)生毛細(xì)力。水平照射的led燈具，在其散熱器的空腔內(nèi)布置吸液芯5，保證相變導(dǎo)熱液體可以覆蓋led光源的發(fā)熱區(qū)域，保證較好的散熱效果，以維持led光源始終工作在額定溫度內(nèi)。

另外，在本發(fā)明實(shí)施例中，內(nèi)腔1與鰭片4為一體式結(jié)構(gòu)，采用鋁型材擠壓、鍛壓或壓鑄等加工方式均能做到。相比鰭片4焊接、粘接、脹接或其它機(jī)械方式固定于內(nèi)腔1上，可大幅減少接觸熱阻，降低溫度梯度。

用戶可以根據(jù)散熱需求，調(diào)整鰭片4的寬度、高度、間距，以達(dá)到不同的散熱效果。一般來(lái)說(shuō)，所述鰭片4的數(shù)量為2～120，內(nèi)腔為圓柱狀的散熱器，其外直徑(即兩個(gè)相對(duì)的鰭片4的距離)一般為50mm～500mm，鰭片4的尖角波紋的高度為1mm～5mm，鰭片4的排布可以是規(guī)則的，也可以是不規(guī)則的。另外，同一led散熱器的鰭片4的形狀大小可以一致，也可以不一致。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的led散熱器的尖角波紋示意圖，如圖3所示，在兩個(gè)鰭片4的間隙中，相對(duì)兩個(gè)面的波紋尖角是非對(duì)稱的：一側(cè)尖角朝外(朝向內(nèi)腔)，為迎風(fēng)波紋；一側(cè)尖角朝里(遠(yuǎn)離內(nèi)腔)，為順風(fēng)波紋。本發(fā)明的這種設(shè)計(jì)可以使相鄰鰭片4的間隙中的空氣在流動(dòng)時(shí)，兩側(cè)受到的阻力不同，從而產(chǎn)生一種整體旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。這種趨勢(shì)是一種大尺度上的擾流，如同生活中攪動(dòng)熱水加速其降溫，以增強(qiáng)鰭片4間隙的空氣擾流作用，從而提高鰭片4-空氣的自然對(duì)流換熱系數(shù)。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。