一種可利用余熱的led散熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種散熱裝置，特別是一種可利用余熱的LED散熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]LED器件在工作過程中將產(chǎn)生大量的熱量，如果該熱量不能及時傳遞和散發(fā)掉，將會使芯片的溫度迅速上升，引起熱應(yīng)力的分布不均勻、晶片發(fā)光效率和熒光粉發(fā)射效率降低，特別是多個LED密集排列組成白光照明系統(tǒng)時，散熱問題更為嚴重。綜合電流注入效率、輻射發(fā)光量子效率、芯片外部光取出效率等，最終大概只有30-40%的輸入電能轉(zhuǎn)化為光能，其余60-70%的能量主要以非輻射復(fù)合發(fā)生的點陣振動的形式轉(zhuǎn)化熱能白白散失，十分浪費。
[0003]在市場上目前應(yīng)用的各類LED散熱技術(shù)中，風冷散熱是最常見的散熱方式，相比較而言，也是較廉價的方式。風冷散熱從實質(zhì)上講就是使用風扇帶走散熱器所吸收的熱量。具有價格相對較低，安裝方便等優(yōu)點。但對環(huán)境依賴比較高，例如氣溫升高以及超頻時其散熱性能就會大受影響。然而隨著LED燈功率的提高，產(chǎn)熱也隨之升高，現(xiàn)有的散熱結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足要求。
[0004]公告號為CNlO1225946的中國發(fā)明專利公開了一種可實現(xiàn)熱量回收的LED照明裝置，主要包括LED平面光源、散熱裝置、以及熱電轉(zhuǎn)化裝置；該裝置可部分余熱轉(zhuǎn)換，使其變?yōu)殡娔茉倮?，實現(xiàn)節(jié)能目的。但系統(tǒng)較為復(fù)雜，在LED功率較高時散熱可靠性下降，且散熱結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性會導(dǎo)致成本上升。
[0005]公告號為CN103368470A的中國發(fā)明專利公開了一種廢熱回收裝置，主要包括微槽平板熱管、散熱翅片、溫差發(fā)電片、充電保護電路和蓄電池；該裝置可利用溫差發(fā)電技術(shù)實現(xiàn)對制動裝置廢熱的回收發(fā)電，節(jié)約能源。但該裝置主要面向機車制動產(chǎn)生的廢熱，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適用于小型發(fā)熱件。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的，在于提供一種可利用余熱的LED散熱裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，安全散熱效率高，散熱效果好，同時可利用余熱發(fā)電，在實現(xiàn)高效散熱的同時，進行余熱-電能轉(zhuǎn)換，達到節(jié)能目的。
[0007]本實用新型解決其技術(shù)問題的解決方案是:一種可利用余熱的LED散熱裝置，其包括帶內(nèi)基板的LED發(fā)熱件、熱電轉(zhuǎn)化組件、位于內(nèi)基板和熱電轉(zhuǎn)化組件之間的微槽平板熱管，所述熱電轉(zhuǎn)化組件包括帶轉(zhuǎn)換裝置的儲能電池、外基板以及位于外基板和微槽平板熱管之間的半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件，所述半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件的熱端與微槽平板熱管的上表面緊貼，半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件的冷端與外基板的內(nèi)側(cè)面緊貼，半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件的冷端和熱端通過導(dǎo)線與儲能電池連通，所述外基板的外側(cè)面安裝有散熱翅片，所述儲能電池通過導(dǎo)線與LED燈連接。
[0008]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述微槽平板熱管內(nèi)平行布置有多根負壓密封管，所述負壓密封管內(nèi)填充吸液芯，所述吸所述液芯內(nèi)充滿液態(tài)相變介質(zhì)。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述液態(tài)相變介質(zhì)為納米流體相變介質(zhì)。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述散熱翅片上方設(shè)有散熱風扇，所述散熱風扇通過導(dǎo)線與儲能電池連接，所述半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件旁設(shè)有風扇電源器。
[0011]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件的冷端和熱端通過串聯(lián)或者并聯(lián)的連接后通過導(dǎo)線與儲能電池連通。
[0012]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述儲能電池由蓄電池及電平轉(zhuǎn)換電路組成。
[0013]本實用新型的有益效果如下:
[0014]a)本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊，能源利用效率高。通過采用半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件，進行余熱-電能轉(zhuǎn)換，同時產(chǎn)生的電能亦能供給部分LED照明用或者給其他電器運轉(zhuǎn)，達到高效節(jié)能目的；
[0015]b)將帶LED發(fā)熱件的內(nèi)基板上表面緊貼于微槽平板熱管的下表面，可以將LED發(fā)熱件連接的內(nèi)基板熱點處的熱量在平行于內(nèi)基板的微槽平板熱管下表面平面迅速傳遞散開，使得內(nèi)基板的溫度更加均勻，從而可有效地降低內(nèi)基板熱點處的溫度；
[0016]c)將半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件熱端與微槽平板熱管上表面緊貼，冷端與外基板緊貼，外基板上側(cè)面設(shè)置有散熱翅片，可使外基板、半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件、微槽平板熱管和內(nèi)基板之間形成良好的接觸，更有效地傳導(dǎo)熱量，快速將微槽平板熱管的上表面的熱量通過半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件轉(zhuǎn)換為電能儲存。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本實用新型的一部分實施例，而不是全部實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他設(shè)計方案和附圖。
[0018]圖1是本實用新型的主視圖；
[0019]圖2是本實用新型的左視圖。
【具體實施方式】
[0020]以下將結(jié)合實施例和附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本實用新型的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本實用新型的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本實用新型的實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本實用新型保護的范圍。另外，文中所提到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。
[0021]參照圖1?圖2，一種可利用余熱的LED散熱裝置，其包括帶內(nèi)基板的LED發(fā)熱件1、熱電轉(zhuǎn)化組件、位于內(nèi)基板和熱電轉(zhuǎn)化組件之間的微槽平板熱管2，所述熱電轉(zhuǎn)化組件包括帶轉(zhuǎn)換裝置的儲能電池8、外基板4以及位于外基板4和微槽平板熱管2之間的半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件3，半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件3的工作原理基于半導(dǎo)體熱電材料的賽貝克(Seebeck)效應(yīng)，采用高熱電優(yōu)值的兩種半導(dǎo)體熱電材料將熱能直接轉(zhuǎn)換成為電能。所述半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件3的熱端與微槽平板熱管2的上表面緊貼，半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件3的冷端與外基板4的內(nèi)側(cè)面緊貼，半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件3的冷端和熱端通過導(dǎo)線與儲能電池8連通，所述外基板4的外側(cè)面安裝有散熱翅片5，所述儲能電池8通過導(dǎo)線與LED燈和散熱風扇6連接。內(nèi)基板和外基板4可為金屬銅板；散熱翅片5為鋁制散熱翅片5，其由多個薄鋁片按倒U型串聯(lián)而成。
[0022]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述微槽平板熱管2內(nèi)平行布置有多根負壓密封管，所述負壓密封管內(nèi)填充吸液芯，所述吸所述液芯內(nèi)充滿液態(tài)相變介質(zhì)9。
[0023]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述液態(tài)相變介質(zhì)9為納米流體相變介質(zhì)。
[0024]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述散熱翅片5上方設(shè)有散熱風扇6，所述散熱風扇6通過導(dǎo)線與儲能電池8連接，所述半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件3旁設(shè)有風扇電源器7。
[0025]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件3的冷、熱端通過串、并等連接后通過導(dǎo)線引出電能到帶轉(zhuǎn)換裝置的帶轉(zhuǎn)換裝置的儲能電池8，經(jīng)儲能電池8儲能并轉(zhuǎn)換后輸出，作為輔助能源供LED燈、散熱風扇6使用。
[0026]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述儲能電池8由蓄電池及電平轉(zhuǎn)換電路組成，為一種電能收集、儲存、轉(zhuǎn)化器件。
[0027]節(jié)能散熱裝置余熱利用方式如下:
[0028]I)當帶內(nèi)基板的LED發(fā)熱件I工作時，僅有30%左右能來那個轉(zhuǎn)換為光能，其余70%轉(zhuǎn)換為熱能，且熱量密度非常高，如果該熱量不能及時傳遞和散發(fā)掉，將會使芯片的溫度迅速上升，影響燈壽命。微槽平板熱管2下表面與LED發(fā)熱件I所帶的內(nèi)基板緊貼，通過高導(dǎo)熱材料制成的微槽平板熱管2的其余表面將熱量散開于其他面上。
[0029]2)由半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件3、外基板4、散熱翅片5、帶轉(zhuǎn)換裝置的儲能電池8組成熱量轉(zhuǎn)換及輸出系統(tǒng)。微槽平板熱管2下表面吸收的熱量由液態(tài)相變介質(zhì)9傳遞到上表面，并給緊貼于它的半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件3加熱，溫度升高，形成熱端。由能量能級梯度分布原理可知半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件3與外基板4內(nèi)側(cè)緊貼的另一面則溫度較低，形成冷端。同時通過外基板4外側(cè)的散熱翅片5和散熱風扇6作用，在半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件3的熱、冷兩端形成大的溫差，此時半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件3相當于許多熱電偶用連接導(dǎo)線連接，立即形成電能通過導(dǎo)線輸出，經(jīng)帶轉(zhuǎn)換裝置的儲能電池8儲存調(diào)整后以供散熱風扇6及LED燈使用
[0030]以上是對本實用新型的較佳實施方式進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實用新型精神的前提下還可作出種種的等同變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種可利用余熱的LED散熱裝置，其特征在于:其包括帶內(nèi)基板的LED發(fā)熱件、熱電轉(zhuǎn)化組件、位于內(nèi)基板和熱電轉(zhuǎn)化組件之間的微槽平板熱管，所述熱電轉(zhuǎn)化組件包括帶轉(zhuǎn)換裝置的儲能電池、外基板以及位于外基板和微槽平板熱管之間的半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件，所述半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件的熱端與微槽平板熱管的上表面緊貼，半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件的冷端與外基板的內(nèi)側(cè)面緊貼，半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件的冷端和熱端通過導(dǎo)線與儲能電池連通，所述外基板的外側(cè)面安裝有散熱翅片，所述儲能電池通過導(dǎo)線與LED燈連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可利用余熱的LED散熱裝置，其特征在于:所述微槽平板熱管內(nèi)平行布置有多根負壓密封管，所述負壓密封管內(nèi)填充吸液芯，所述吸所述液芯內(nèi)充滿液態(tài)相變介質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可利用余熱的LED散熱裝置，其特征在于:所述液態(tài)相變介質(zhì)為納米流體相變介質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可利用余熱的LED散熱裝置，其特征在于:所述散熱翅片上方設(shè)有散熱風扇，所述散熱風扇通過導(dǎo)線與儲能電池連接，所述半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件旁設(shè)有風扇電源器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的可利用余熱的LED散熱裝置，其特征在于:所述半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件的冷端和熱端通過串聯(lián)或者并聯(lián)的連接后通過導(dǎo)線與儲能電池連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的可利用余熱的LED散熱裝置，其特征在于:所述儲能電池由蓄電池及電平轉(zhuǎn)換電路組成。
【專利摘要】本實用新型公開了一種可利用余熱的LED散熱裝置，其包括帶內(nèi)基板的LED發(fā)熱件、熱電轉(zhuǎn)化組件、位于內(nèi)基板和熱電轉(zhuǎn)化組件之間的微槽平板熱管，熱電轉(zhuǎn)化組件包括帶轉(zhuǎn)換裝置的儲能電池、外基板以及位于外基板和微槽平板熱管之間的半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件，半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件的熱端與微槽平板熱管的上表面緊貼，半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件的冷端與外基板的內(nèi)側(cè)面緊貼，半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件的冷端和熱端通過導(dǎo)線與儲能電池連通，外基板的外側(cè)面安裝有散熱翅片，儲能電池通過導(dǎo)線與LED燈連接。本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊，能源利用效率高。通過采用半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)化器件，進行余熱-電能轉(zhuǎn)換，同時產(chǎn)生的電能亦能供給部分LED照明用或者給其他電器運轉(zhuǎn)，達到高效節(jié)能目的。
【IPC分類】H02J7-32, F21V29-67, F21V29-51, F21V29-54, F21Y101-02
【公開號】CN204534496
【申請?zhí)枴緾N201520128723
【發(fā)明人】李躍鵬, 吳池力, 趙汝恒, 邱惠和, 歐寶星, 隋瑩, 黎煥興, 趙靈智
【申請人】廣州市香港科大霍英東研究院
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年3月5日