[实用新型]大功率LED 灯具的高效散热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及大功率LED 灯具的高效散热装置。

背景技术

在节能和环保两大需求的推动下，LED的应用己大步迈向照明领域。目前，商品化的大功率LED输入功率一般为1W芯片面积1mm2，其热流密度达到了100W/ cm2。如此高的热流密度，如无有效的散热措施，会使LED芯片PN结温过高，热阻增加，减少芯片出射的光子，随之光能被转换成热能白白消耗掉，严重时LED芯片损坏。LED芯片结温为25度时的发光为100%，那么结温上升至60度时，其发光量就只有90%;结温为100度时就下降到80%;140度就只有70%。结温的升高还会使芯片的发射光谱发生红移，色温质量下降，光电的转换效率也会随着温度升高而降低。近几年来，LED灯具在照明领域的使用实践证明，几乎所有的LED路灯在用了一段时间后，都有严重的光衰，都是一年一换，而这些巨大的损耗都是完全可以避免的，可见对LED灯具的散热管理系统结构的设计，是决定光通维持率，可靠性和使用寿命的关键。因此对大功率LED进行散热研究具有重要的意义和价值。 

发明内容

本实用新型的目的正是针对LED灯具在使用过程中，所产生的温升和温度分布的发热反应特性，分析了LED芯片产热机理，以降低LED芯片的最高温升为目标而提供一种大功率LED 灯具的高效散热装置。

本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：

本实用新型的大功率LED 灯具的高效散热装置为设置有负压空腔的散热装置本体，在负压空腔的中上部以贯穿负压空腔的方式安装有若干根设置有吸热翅片的散热管；在负压空腔内充装有负压空腔容积五分之二的导热液，所述导热液的蒸发温度为40度；在散热体外壳体的顶面上设置有均布的外置散热翅片；在散热体外壳体的底面设置有用于嵌装LED芯片的卡槽。

本实用新型中所述导热液是由下述重量比的原料制备而成，其中：蒸馏水75％、乙醇15％、重铬酸钾7％、二氧化锰1.5％、磷酸三钠1.5％；本实用新型在负压空腔内设置有高度大于导热液液面高度的隔板；所述散热管的通过连接管件与冷却水源相连接。 

本实用新型设计及工作原理如下：

由于LED芯片集成度较高，基于目前的半导体制造技术，大功率LED只能将约15%的输入功率转化成光能，其余的85%左右变成了热能，为了将这些多余热量转移，在LED金属板热沉的上方，按要求将各大功率LED芯片装在散热装置上，让LED芯片散热单元与散热装置壳体处于镶嵌紧配合结构，并设计成负压空腔，在空腔内部事先充入其容积五分之二的工作介质（导热液），工作介质的蒸发温度设计成40度左右，使LED芯片各单元的温度始终与壳体保持一致，当LED芯片单元温度升至40度以上时，壳体内的工作介质立即自动蒸发，相变成蒸汽将热量带走，因为壳体内始终处于负压状态，相变成蒸汽的热量，在毫无阻碍的形态下，迅速传给上端的吸热太阳管翅片和散热板，热蒸汽形态的工作介质在与太阳管翅片和散热板相遇后，温度降低，又冷凝恢复其液体形态流向壳体下部，空腔内的工作介质，蒸发和冷凝的相变过程耦合在一起，在壳体内部形成自动相变，而上下循环，其当量热导率可达金属的103—104倍，与普通的散热器件相比，本装置空间尺寸小，冷却能力高，单位面积的散热功率可达200W/cm2。若温度升至50度以上时，外置的温度检测元件启动，经放大后执行机构启动水泵，加快冷却水的流速，将热量由散热板管内流动的冷却水带走，达到降温之目的。使LED芯片单元工作温度保持在40度—50度左右安全范围内。 

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的装置能最大限度地保护LED芯片，保持光通维持率，延长其使用寿命，广泛适用于各类不同功率，不同形状的LED灯具均衡降温，可灵活地根据各类不同功率的LED灯具，依据本思路设计出不同结构的均衡散热装置。 

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是图1的侧视图（剖视图）。

图3是图1的俯视剖视图。

图中序号：1是外置散热翅片，2是吸热翅片，3是散热管，4是散热装置本体，5是导热液，6是LED芯片。

具体实施方式

本实用新型以下将结合实施例（附图）作进一步描述：