[发明专利]一种冷却装置及具有该冷却装置的LED照明设备

说明书

技术领域

本发明涉及照明领域，尤其涉及用于散发LED照明设备的LED热能的集成冷却装置。

背景技术

LED（Light-emitting diode，发光二极管）发光原理为固体发光，按固体发光物理学原理，LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，所以发光效率高达90％以上。因此，LED被誉为21世纪新光源，即将成为继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代光源，被公认为当前十大前沿技术之一。LED光源这种新型照明光源必将会取代传统照明光源，正带动着一场新的产业革命即照明革命。

当前，我国经济快速增长，能源紧张的矛盾日益显现，我国照明所消耗的电能约占电力总消耗量的1/6，因此提高照明产品的能效水平，无疑将较大幅度降低能源消耗，有效缓解目前我国电力供应紧张的局面，国家将贯彻节能优先的政策，并将“照明器具”列入节能重点领域，在“十一五”期间，大力推进绿色节能照明工程，LED路灯就是LED技术的重要节能应用。

LED灯中的LED芯片是热流密度很大的电子元件，它们在运行过程中，由于其静态与动态的损耗，产生大量的多余热量，从而引起结温升高，寿命降低。为了降低结温以提高寿命，就必须十分重视散热的问题。

研究数据表明，假设LED芯片结温在25度时的发光为100%，那么当结温上升至60度时，其发光量就只有90%；结温达到100度时发光亮就下降到80%；140度就只有70%。由此可见：改善散热，控制结温十分重要。

除此以外，LED的发热还会使得其光谱移动，色温升高，正向电流增大（恒压供电时），反向电流也增大，热应力增高，荧光粉环氧树脂老化加速等各种问题。

有研究表明，LED芯片温度120℃时，使用寿命为3000小时，100℃时为5000小时，85℃时为10000小时，65℃时为30000小时，55℃时为100000小时，因此，LED散热一直是世界各国急待解决的难题。图1示出了我国杭州某LED厂生产的11w LED灯使用时的温度曲线，该LED灯采用对流方式散热。测试结果表明，LED芯片温度迅速上升，1小时内从23℃升高到73℃，而且还有继续升高的趋势。

目前，LED芯片所产生的热量最后总是通过灯具的外壳散到空气中去。普遍的散热过程是：LED芯片所产生的热，从它的金属散热块出来，先经过焊料到铝基板的PCB（印刷电路板），再通过导热胶才到铝散热器。LED灯具的散热实际上包括导热和散热两个部分。国内厂家LED灯的散热，基本上都停留在使用大体积铝型材做散热器的传导散热，或者利用空气对流散热，甚至开启空调散热。处于世界领先的LED厂家包括世界著名的照明公司的LED灯具，目前基本上也是使用铝型材做散热器散热的方法。

现有技术散热方法具有以下缺点：1、使用大体积铝型材做散热器，散热成本高；2、散热效果不理想，使得LED芯片的温度长期处于较高温度；3、由于LED芯片长期处于高温状态，LED很快产生光衰，亮度迅速衰减；4、LED灯达不到预期的寿命，甚至远远低于预期寿命，增加了用户的使用成本，使得LED灯的推广受到影响。

发明内容

本发明的目标在于提供一种体积小、冷却能力超强、成本低的冷却装置。

本发明的目标还在于提供一种寿命更长的LED照明设备。

本发明的目标由一种冷却装置实现，其包括：取热器，该取热器为密封腔体且其内壁上设置多个取热槽道；冷凝器，该冷凝器为密封腔体且其内壁上设置多个散热槽道，及该冷凝器的外壁上设置散热结构；蒸气管路，连接取热器的蒸气出口及冷凝器的蒸气入口；及凝结液管路，连接冷凝器的凝结液出口和取热器的凝结液入口。

优选地，取热槽道的槽宽为微米级。

优选地，散热槽道的槽宽为毫米级。

优选地，取热槽道和散热槽道的方向分别与其中的蒸气和凝结液的流动方向相同。

优选地，散热结构为肋片或冷却液通道。

优选地，蒸气管路的内径大于凝结液管路的内径。

本发明的目标还由一种LED照明设备实现，该设备包括上面描述的本发明的冷却装置，其中取热器的外表面与LED照明设备的LED器件紧密接触。