CN101029722A

CN101029722A - Led灯组的散热装置

Info

Publication number: CN101029722A
Application number: CNA2006100243225A
Authority: CN
Inventors: 王训忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2007-09-05

Abstract

本发明涉及一种LED灯组的散热装置。采用嵌有热管的金属板均热器为核心组件的散热装置，将高功率发光二极管灯连接于均热器的底面，使发光二极管灯导出的热量传导至嵌入金属板之热管的蒸发器区域，使热量被热管内部流动的蒸气散布至均热器的各区域。均热器的顶面可连接散热鳍片，热空气藉浮力经灯罩上制作的排热开口散出。或将均热器的顶面直接与灯罩内表面相接，使热量经由灯罩外表面藉自然对流散出。

Description

LED灯组的散热装置

技术领域

本发明和高功率发光二极管(LED)的散热机制有关，尤其涉及高功率LED灯具的散热装置。

背景技术

高功率发光二极管产生相当的热量，若无良好的散热机制，会大幅降低LED的寿命。先前技术中包括采用风扇的主动式散热机制，虽散热能力较强，但牵涉到噪音与风扇寿命，尤其当风扇故障时，LED即会过热而迅速烧坏。相对而言，另外采用自然对流散热的被动式散热机制，则是安静且无寿命限制。

先前技术的被动式散热机制中，多采用高热传导物质，如铜或铝等，作为散热的介质，由于这些物质的热传导系数仍有限，导致高功率LED在运作时，其温度仍不易有效地降低，因此需要更有效的散热机制。于是有利用回路式热管(loop heat pipe)，藉其蜿蜒的传输管路(transport line)将LED产生的热量传给一较大面积的灯罩壁面进行冷凝，藉自然对流散热，如此可在较低的LED操作温度下有效地将高功率的热量散出。

然而，回路式热管的传输管路通常为一细圆管，其与灯罩壁平面不太匹配使得接触面积有限，因而需要较长的传输管路以及较大面积的冷凝壁来配合，以致灯具尺寸不易缩小。另一方面，蜿蜒的传输圆管与冷凝壁的接合过程较为不易。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出不仅能有效克服现有技术的上述不足，而且散热效果好的LED灯组的散热装置。

本发明解决上述技术问题而提出的一种LED灯组的散热装置，除了包括LED灯组外，还包括有：

一个嵌有复数个热管的金属板均热器，其底面与上述LED灯组相接，上述金属板均热器中热管的蒸发器区域吸收上述LED灯组中各LED灯导出的热量；

一组散热鳍片，与上述金属板均热器之顶面相接，将热量导出，传给外界的空气；以及

一个灯罩，含有复数个开口，容许上述受热空气藉浮力向上流出。

本发明解决上述技术问题而提出的另一种LED灯组的散热装置，除了包括LED灯组外，还包括有：

一个灯罩，其内表面与与上述金属板均热器之顶面相接，使热量分散给上述灯罩，并经由上述灯罩之外表面传给外界的空气。

现对于现有技术，本发明采用嵌有热管的金属板均热器为主的散热装置，将高功率LED灯导出的热量藉由均热器扩散至较大的面积。均热器可直接与高热传导性灯罩的内表面密切相接，使热量能有效地传至灯罩外表面，以藉自然对流散热，或可将均热器连接灯罩内的散热鳍片，使热量经散热鳍片传给外界的空气，受热空气藉浮力经灯罩上制作的排热开口流出。

附图说明

图1a为本发明第一实施例的外观图。

图1b为图1a中A-A截面的剖面图。

图2为本发明嵌有热管的金属板均热器的仰视图。

图3为本发明另一嵌有热管的金属板均热器的仰视图。

图4为本发明第二实施例的剖面图。

图5为本发明第二实施例的剖面图。

图6为本发明第二实施例的剖面图

其中：

1为嵌入热管的金属板均热器；2为LED灯组；3为灯罩；4为散热鳍片；5为灯罩上排热开口；6为导热介质；7为电源线；8为LED灯；9为热管；10为金属板；11为安置热管的沟槽；12为导热性物质；13为穿孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

如图1a和1b所示，本发明第一实施例提供的一种LED灯组的散热装置，各LED灯8经电源线7正极获得能量而发光并产生废热。为排出废热以维持LED灯8于低温状态，将LED灯组2中的各LED灯8与一嵌入数支热管9的金属板均热器1的底面连接。嵌入热管的金属板均热器1的结构如图3或3所示。

如图2所示，金属板10上制作数个长沟槽11，以安置数根热管9，热管9与沟槽11间的空隙加入导热性物质12，如导热胶或导热膏等，或用软焊将热管9焊入沟槽11中，亦即以金属焊料作为导热性物质12。

如图3所示，在金属板10与LED灯组2的连接区(即虚线标示区)以及沟槽11以外区域处的适当位置可选择性地制作数个穿孔13，以容许金属板10下方的冷空气向上流通，增加自然对流的效果。

LED灯组2与均热器1的连接，先将各LED灯8的LED芯片或散热金属接脚连接至一金属基板(substrate)或一散热金属块(未图示)，再将金属基板或散热金属块与均热器1的底面中作为热管蒸发器的区域相接。以如图2所示的组合为例，在金属板中央以虚线标示的区域为各热管9集中的部分，可作为与LED灯组2的相接区域，而此区域中属于沟槽11以外的部分，作为接合螺丝的螺丝孔的位置(未图标)。各LED灯8产生的热量经散热金属块被嵌入金属板10的热管9内的二相工作流体吸收，并藉蒸汽的流动，将热量扩散开。金属基板或散热金属块与均热器1的底面的连接处宜有导热绝缘介质，使电流不至漏入LED灯组2以外的区域。均热器1的顶面直接与散热鳍片4相接，使热量经散热鳍片4传给外界的空气，受热空气藉浮力经灯罩3上制作的排热开口5流出。金属板均热器1的外型不限于如图2所示的长方形，可按美观或需要采用不同形状。金属板均热器1中嵌入的热管数量、尺寸与形状可有不同的选择。散热鳍片4可为平板状、不同截面的柱状(如方柱状、圆柱状、多角柱状等)或不同截面的锥状(如方锥状、圆锥状、多角锥状等)。散热鳍片4与均热器1的金属板10可采用一体成型制作。灯罩3上的排热开口5的形状可为条状或孔状。

本实施例的LED灯组的散热装置，可加装一风扇或其它主动散热组件以加强散热鳍片4的散热能力。

实施例2

如图4所示，本发明第二实施例提供的一种LED灯组的散热装置，均热器1直接与导热材料制作的灯罩3内表面相接，使热量分散给灯罩3并经由灯罩3外表面藉自然对流被动地散出。灯罩3的导热材料可为铝、铝合金、铜、铜合金等。为减少均热器1与灯罩3内表面的接触热阻，在连接界面采用一层导热介质6，如导热膏、导热胶、软性金属或金属焊料等。灯罩3与均热器1的金属板10采用一体成型制作。

如图5显示了灯罩3外表面具有散热鳍片4的结构，以增加散热面积。散热鳍片4可为平板状或不同截面的柱状(如方柱状、圆柱状、多角柱状、方锥状、圆锥状、多角锥状等)。

如图6显示了灯罩3、散热鳍片4与均热器1的金属板10采用一体成型制作的实施形态。

如图4、图5与图6所示的实施形态中灯罩3的下方可选择性加上透光的防水板形成密闭灯罩(未示于图中)。

Claims

1、一种LED灯组的散热装置，包括LED灯组，其特征是，还包括：

一个嵌有复数个热管的金属板均热器，其底面与上述LED灯组相接；

一组散热鳍片，与上述金属板均热器的顶面相接；

一个灯罩，含有复数个开口。

2、根据权利要求1的LED灯组的散热装置，其特征是，散热鳍片的形状为平板状、柱状或锥状。

3、根据权利要求1的LED灯组的散热装置，其特征是，散热鳍片与均热器的金属板为一体成型。

4、根据权利要求1的LED灯组的散热装置，其特征是，金属板均热器包含复数个穿孔。

5、一种LED灯组的散热装置，包括LED灯组，其特征是，还包括：

一个灯罩，其内表面与与上述金属板均热器的顶面相接。

6、根据权利要求5的LED灯组的散热装置，其特征是，在上述金属板均热器的顶面与上述灯罩的内表面的接合界面设有一层导热介质。

7、根据权利要求5的LED灯组的散热装置，其特征是，灯罩的外表面具有散热鳍片的结构。

8、根据权利要求7的LED灯组的散热装置，其特征是，散热鳍片的形状为平板状、柱状或锥状。

9、根据权利要求7的LED灯组的散热装置，其特征是，灯罩与均热器的金属板为一体成型。