[发明专利]大功率LED阵列的散热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种散热降温系统，尤其是一种大功率LED阵列的散热装置。

背景技术

大功率LED是指拥有大额定工作电流的发光二极管。普通LED功率一般为0.05W、工作电流为20mA，而大功率LED可以达到1W、2W、甚至数十瓦，工作电流可以是几十毫安到几百毫安不等。大功率LED作为第四代电光源，赋有“绿色照明光源”之称，具有体积小、安全低电压、寿命长、电光转换效率高、响应速度快、节能、环保等优良特性，同时具有无频闪、色彩纯厚、亮度高的优点，必将取代传统的白炽灯、卤钨灯和荧光灯而成为21世纪的新一代光源。目前城市照明、户外广告、霓虹灯、灯箱等，采用大功率LED阵列作为发光体，功率达到一定量时，LED的散热问题一直是LED产品使用中遇到非常重要的问题。为了达到一定的亮度要求，如户外广告在夜间的炫丽效果，要将很多大功率LED灯珠密集排列形成阵列，产生非常大的热量，严重影响LED灯珠的寿命和稳定性。大功率LED灯珠包括灯泡、灯座、正负极，其正面用于发光，背面(为平面)用于散热，其工作温度不能超过70度，目前LED阵列的散热方式一般为：将灯珠的背面紧贴铝基板，灯珠的正负极也接入铝基板中的电极，铝基板再与金属散热器相连(散热器可做成多种形状，原则是散热面要大)，灯珠产生的热量通过背面传递到铝基板，再由铝基板扩散传递到散热器，散热器将热量发散至大气中。但散热效果好的散热器通常价格昂贵，并且由于增加散热面的要求，所以散热器的体积和重量都很大。有些地方采用了恒温器，当工作温度超过70度时自动断电，以保护LED灯珠，还有些地方甚至对大面积阵列的LED使用空调直接对着散热器吹，以加速热量的散发，成本相当高。即使这样，散热器也仍然满足不了密集大功率LED阵列的散热要求，因此，付出的代价是减少灯珠排列密度，导致亮度不够；或者大量换用发热量低的普通日光灯管，大大增加了用电量。尤其当普通日光灯或大功率LED阵列用于灯箱内时，由于灯箱本身是封闭的，因此散热效果更不理想，直接影响了产品寿命，对过热损坏的灯具因灯箱的密封性，更换的成本会更高。

发明内容

本发明的目的是要提供一种成本低，安装方便，寿命长，散热效果好的大功率LED阵列的散热装置。适用于大型营业商场、学校、生产车间、户外广告、桥梁、隧道等需高亮度环境，其优点是环保节能，亮度高，不向空气中直接散热，不影响室内外温度。

本发明是这样实现的：大功率LED阵列的散热装置，包括散热体，其特征在于所述散热体由散热管和散热管内的吸热介质组成，所述散热管包括进口、出口和接触平面。

散热管可以是塑料管或金属管，详述如下：

采用塑料管时，由于塑料管本身导热性差，所以需要在塑料管上对应LED灯珠的地方钻孔，孔的密度视LED灯珠的排列密度而定，然后插入金属螺钉(最好是一字的平头螺钉)，螺钉的尖头不穿过塑料管的另一侧(即螺钉的长度小于塑料管的直径)，孔的直径小于螺钉杆的直径以达到密封效果，此时，螺钉的头部可以作为接触平面，将LED灯珠紧贴固定在此接触平面上，灯珠产生的热量就可以通过金属螺钉传递到塑料管内的吸热介质中。

采用金属管时，要保证金属管至少有一面为平面作为接触平面，以安置LED灯珠，其横截面也可以为三角形或四边形或多边形。将LED灯珠的背面直接紧贴固定在金属管的接触平面上，灯珠产生的热量就可以通过金属管传递到金属管内的吸热介质中。

LED灯珠与散热管接触平面一般采取粘合或焊接的方式，使灯珠背面与接触平面紧贴，以保证传热效果。

所述吸热介质一般为水，也可以是油或其它吸热液体，原则上是吸热介质吸收LED发光时所产生的热量以流动的方法直接有效的把热量带走，从而达到降温散热目的。吸热介质从散热管的进口进入，从出口出来，可以不断补充，也可以循环使用。不断补充的情况是：将散热管的进口与自来水管相连，出口与水龙头相连，水龙头出来的热水可以用于日常生活中。循环使用的情况是：散热管的进口与出口形成封闭系统，吸热介质带走灯珠热量后，经过循环路径冷却散热后，再回到灯珠所在位置，不断循环不断带走热量；其循环动力可由电泵提供。循环使用更节约资源成本和对外界的依赖性，适用于高度密集大功率LED阵列的工况环境。

LED灯珠可以串联或并联在散热管上，吸热介质源源不断地将LED灯珠产生的热量带走，经测试，LED阵列发光体在本发明中的温度根据当地天气气温而定一般情况下不会超过当地的正常气温(一般在10-26度之间，冬天更低)。特殊情况下，大面积的LED阵列发光体的散热管可以直接用自来水喷洒降温，冷却回收再循环使用。