一种集成LED灯高效散热装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种集成LED灯高效散热装置及方法，LED面光源工作产生的热量通过陶瓷基板直接传给U型热管，U型热管内的介质吸热变成气体，流向散热器翅片的侧壁冷凝端，热量散到空气中；LED面光源没有被U型热管带走的热量通过固定架下板传给斯特林发动机，斯特林发动机运转，带动微型发电机产生电，电能传给电源模块，电源模块给LED面光源供电，在每个散热器翅片的正下方各设有一个电风扇，电源模块连接电风扇，电风扇的风力向上吹向散热器翅片；本发明专利技术能够有效地降低传统热管散热器中热管与散热翅片的接触热阻，促进热量的更好传递，把LED面光源没有散掉的余热进行回收利用，降低大功率LED的工作温度，提高LED的光效。提高LED的光效。提高LED的光效。

An efficient heat dissipation device and method for integrated LED lamp

【技术实现步骤摘要】
一种集成LED灯高效散热装置及方法


[0001]本专利技术涉及集成大功率LED灯领域，具体是LED灯的散热装置，用于降低LED灯工作温度，收集LED灯发出的热量，实现热资源再利用。

技术介绍

[0002]作为新一代的照明光源，大功率发光二极管 LED 具有节能、环保、发光效率高、响应速度快，寿命长等突出优点，但 LED 的发光效率约为20%，剩下的 80%的能量都转换成热量，热量使大功率 LED 的温度上升，导致工作电压减小，光强减小，光波长变长，严重影响 LED 的可靠性与使用寿命。LED 灯具一般由多颗点光源集成，形成集成光源面，为了保证器件正常工作，对灯具散热管理很重要，良好的散热设计是灯具质量及可靠性的保障，因此解决大功率LED灯的散热问题变得尤为重要，LED灯的散热问题也成为制约LED发展的重要因数。
[0003]现有的应对LED散热问题的方法有两种：（1）改善LED内部芯片的质量，降低单颗放热量，提高发光效率；（2）改善大功率LED外部的散热设计，配备合理的散热装置。第一种散热方式由于目前LED电光转换效率维持在20
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30%，对LED芯片质量的改善难以突破电光转换效率的限制；第二种散热方式是用的较多的散热方式。目前，LED灯散热方式又可以分为四种：散热片自然散热、加装风扇强制散热、回路热管散热和半导体制冷散热，其中，半导体制冷是利用帕尔（Peltier）效应，即两种不同的金属构成闭合回路，当回路中存在直流电流时，两种金属接头之间将产生温差。例如：中国专利公开号为CN203147378U、名称为“基于半导体制冷散热的大功率LED灯具”的文献中公开的LED灯具就是利用半导体制冷散热，但该灯具并没有充分利用半导体制冷片（PN型半导体片），对收集LED灯发出的热量没有再利用，不具有节能的效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为解决现有的集成大功率LED散热问题，提出了一种集成LED灯高效散热装置和散热方法，充分降低大功率LED的工作温度，并且回收利用LED面光源没有散掉的余热。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所述的一种集成LED灯高效散热装置采用的技术方案是：其底部是水平布置的底座，顶部是水平布置的用以固定LED面光源的固定支架，LED面光源由陶瓷基板和LED芯片组成，所述的固定支架由固定架上板和固定架下板组成，陶瓷基板水平布置在固定架上板和固定架下板之间，陶瓷基板的下底面和固定架下板的上表面之间接触穿过U型热管的底壁，U型热管的U型开口朝向正下方且其两个侧壁各自分别伸入在一个散热器翅片中； 固定架下板的正下方是斯特林发动机，固定架下板下表面与斯特林发动机的热腔上表面紧密接触相接，斯特林发动机的冷腔外部连接微型发电机，微型发电机经导线连接电源模块，电源模块经电源线连接LED面光源。
[0006]进一步地，在底座的内部，位于每个散热器翅片的正下方各设有一个电风扇，电源
模块通过电源线连接电风扇。
[0007]进一步地，固定架下板的上表面上设有若干个相互平行的凹槽，每个凹槽紧密卡住一个U型热管的底壁部分，U型热管的上表面与陶瓷基板下表面相接触，凹槽里面填充含银导热硅脂所述的一种集成LED灯高效散热装置的散热方法采用的技术方案是：LED面光源工作产生的热量通过陶瓷基板直接传给U型热管，U型热管内的介质吸热变成气体，流向散热器翅片的侧壁冷凝端，热量散到空气中；LED面光源没有被U型热管带走的热量通过固定架下板传给斯特林发动机，斯特林发动机运转，带动微型发电机产生电，电能传给电源模块，电源模块给LED面光源供电。
[0008]进一步地，在每个散热器翅片的正下方各设有一个电风扇，电源模块连接电风扇，电风扇的风力向上吹向散热器翅片。
[0009]本专利技术采用上述技术方案后体现的优点是：1、本专利技术散热装置是一种新型热管和散热片一体化装置，能够有效地降低传统热管散热器中热管与散热翅片的接触热阻，促进热量的更好传递。
[0010]2、本专利技术散热装置中的固定支架，当热管放入凹槽内时，里面填充含银导热硅脂，可以使得热源能够更好地传导热管，有效地降低热源热量。
[0011]3、本专利技术散热装置利用斯特林发动机收集热量，因为热管不可能把热源所有的热量带走，所以剩余的热源可以促进斯特林发动机工作，利用斯特林发动机的热产生动力的原理，进而产生电能，再通过发电机进而发电，把LED面光源没有散掉的余热进行回收利用，可以实现热资源的回收利用，使得此装置更加节能，环保，更加高效地解决大功率LED工作时热量过高的现象，降低了大功率LED的工作温度，提高LED的光效，延长了LED的寿命。
附图说明
[0012]图1为本专利技术所述的一种集成LED灯高效散热装置整体结构轴侧图；图2为图1的主视图；图3为图2中A
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A剖视图；图4为图2的左视图；图5为图2的俯视图；图6为图1中固定架下板01的俯视放大示意图；图7为图3中底座11和电风扇10的装配结构俯视图；图8为图1中U型热管05和散热器翅片06的装配结构图。
[0013]图中：00.固定架上板；01.固定架下板；02.LED面光源；03.LED芯片；04.陶瓷基板；05.U型热管；06.散热器翅片；07.斯特林发动机；08.微型发电机；09.电源模块；10.电风扇；11.底座；12.通孔；13.支撑柱；14.凹槽；15.空心支柱。
具体实施方式
[0014]如图1、2、3、4、5所示，本专利技术所述的一种集成LED灯高效散热装置底部是底座11，底座11水平布置，顶部是水平布置的固定支架，用以来固定LED面光源02。固定支架是方形结构，其四角处各自固定连接一个支撑柱13的顶部，四个支撑柱13垂直布置，四个支撑柱13
的底部固定在底座11上，通过支撑柱13将底座11和固定支架固定连接。
[0015]固定支架由固定架上板00和固定架下板01组成，固定架上板00在固定架下板01的正上方，均是方体结构。LED面光源02由陶瓷基板04和大功率的LED芯片03组成。陶瓷基板04水平布置在固定架上板00和固定架下板01之间，在陶瓷基板04上表面安装若干个阵列排布的LED芯片03，LED芯片03黏结或焊接在陶瓷基板04上表面。
[0016]陶瓷基板04的下底面和固定架下板01的上表面之间接触穿过U型热管5，U型热管5为U型结构，其U型底壁穿过陶瓷基板04的下底面和固定架下板01的上表面之间，并且分别与陶瓷基板04和固定架下板01紧密接触。U型热管5的两个侧壁各自分别伸入在一个散热器翅片06中，散热器翅片06紧密包裹了U型热管5的侧壁。因此，在固定架下板01的两侧下方各设有一个散热器翅片06，两个散热器翅片06相对于固定架下板01的中心在两侧对称布置。U型热管5一方面起到将LED面光源02与散热器翅片06相接的作用，来促进热源的传导，另一方面有固定散热器翅片06的作用。U型热管05是封闭的管道，其内部填充满吸热介质。
[0017]固定架上板00的中间部分开有和LED本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成LED灯高效散热装置，其底部是水平布置的底座（11），顶部是水平布置的用以固定LED面光源（02）的固定支架，LED面光源（02）由陶瓷基板（04）和LED芯片（03）组成，其特征是：固定支架由固定架上板（00）和固定架下板（01）组成，陶瓷基板（04）水平布置在固定架上板（00）和固定架下板（01）之间，陶瓷基板（04）的下底面和固定架下板（01）的上表面之间接触穿过U型热管（5）的底壁，U型热管（5）的U型开口朝向正下方且其两个侧壁各自分别伸入在一个散热器翅片（06）中； 固定架下板（01）的正下方是斯特林发动机（07），固定架下板（01）下表面与斯特林发动机（07）的热腔上表面紧密接触相接，斯特林发动机（07）的冷腔外部连接微型发电机（08），微型发电机（08）经导线连接电源模块（09），电源模块（09）经电源线连接LED面光源（02）。2.根据权利要求1所述的一种集成LED灯高效散热装置，其特征是：在底座（11）的内部，位于每个散热器翅片（06）的正下方各设有一个电风扇（10），电源模块09通过电源线连接电风扇（10）。3.根据权利要求2所述的一种集成LED灯高效散热装置，其特征是：电源模块（09）通过电源线连接外部电源。4.根据权利要求1所述的一种集成LED灯高效散热装置，其特征是：固定架下板（01）的上表面上设有若干个相互平行的凹槽（14），每个凹槽（14）紧密卡住一个U型热管（05）的底壁部分，U型热管...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨平，王承晋，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：