CN101995006A - Led照明装置的散热方法 - Google Patents

Abstract

本发明LED照明装置的散热方法主要解决了现有技术中LED照明装置散热效果差、LED芯片使用寿命短的问题，该方法主要是将LED光源工作时产生的热量通过导热液体传导至散热装置，再由散热装置与空气对流以达到散热目的。该方法有效地提高了散热率、两种散热方式有效结合、延长了LED光源芯片的使用寿命。

Description

LED照明装置的散热方法

技术领域

本发明涉及一种散热方法，主要涉及一种LED照明装置的散热方法。主要用于解决现有LED照明装置散热效果差的问题。

背景技术

目前，LED光源具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等的优点，LED的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源，它有着广泛的用途，它被认为将不可避免地替代现有照明器件。

市场上应用的大功率LED光源主要是依靠光源与散热器之间填充导热材料进行散热。其结构一般通过银浆焊接或者共晶焊接将芯片固定在支架上，支架通过导热填充材料与散热器相连，一般填充材料的导热率为2w/m..k，散热方式主要以传导散热方式。但依靠传导散热存在以下问题：

1、填充材料的热容低

目前，大多选用铝基板做为散热器材料，虽然普通铝基板的热导率为203w/m.k，但铝的热容较低，0.88*10³J/(kg.℃)。若需满足大功率LED照明装置的散热，需增加散热装置的表面积，不但使得提高了产品成本，且当散热装置表面积较大时，可能导致散热不均匀而无法达到预期的散热效果。

2、难于装配精确

装配时支架与散热器之间间隙过大，连接时需涂覆导热硅脂导热，导致增加一层散热介质，使得散热距离大，难以装配。

3、LED芯片易被损坏

散热器面积增大，同时支架与散热器之间的间隙过大，这样装导致了大功率LED灯具的热量无法快速均匀传递到散热器各个部分，使热量聚集在LED芯片上，可能导致LED芯片热损坏。

发明内容

本发明提供一种LED照明装置的散热方法，主要解决了现有技术中LED照明装置散热效果差、LED芯片使用寿命短的问题。

本发明的技术解决方案如下：

该LED照明装置用散热方法，包括以下步骤：

(1)LED光源通电后工作并产生热量；

(2)导热液体将LED光源产生的热量导入自身，导热液体吸收热量后温度升高；所述导热液体与LED光源之间设置有密封装置；

(3)导热液体将热量传递至散热装置；

(4)散热装置通过与空气进行热交换完成散热。

以上所述的导热液体与LED光源之间通过铜镀银、95陶瓷或铝质等密封装置密封连接。

以上所述LED光源的驱动装置设置于密封驱动装置腔体内、LED光源的驱动装置与LED光源通过导线连接。

以上所述的导线从密封驱动装置腔体引出后通过导热液体与LED光源连接；所述密封驱动装置的导线引出口设置有密封圈；所述的导线为防水导线。

以上所述的导热液体是在标准大气压下沸点≥70℃、热容≥3*10³J/(kg.℃)，的导热液体。其中以选用水等热容大，成本低的导热液体为佳

以上所述的散热装置是板式散热片、螺旋式散热片、鳍片式散热片、太阳花散热器。

本发明的优点在于：

1、有效地提高了散热率

本发明是用液体替代导热填充材料的方法，液体的热传导方式是对流传导，大大优于使用传统散热材料的效果；减少了多层多热介质的加入，导热液体仅通过密封装置直接与LED光源接触。

2、多种散热方式结合使用

使散热方式以对流和传导并存方式，导热速度快，温度的均匀度高。

3、装配简单

装配时不用考虑散热器与支架的距离，仅需解决LED光源与导热液体之间的密封即可，减少装配误差。

4、延长了LED芯片使用寿命

导热液体与LED光源通过导热性高的密封材料接触，其高热容和强流动性使得LED光源工作时产生的热量能够被均匀吸纳，LED光源的发热不至大量集中在芯片无法散出，芯片温度不宜堆积，大大延长芯片使用寿命；同时，导热液体与散热装置直接接触，极大地提高了散热装置的散热效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明LED照明装置用散热方法进行详述。

首先，通过驱动装置对LED光源通电，驱动装置通过导线与LED光源之间进行电，LED光源在通电后进行工作并产生热量。

其次，导热液体将LED光源产生的热量导入自身，导热液体吸收热量后温度升高，由于液体的均匀性高、热容大，可使LED照明装置在工作时产生的热量均匀的被导热液体吸收，避免因热容小的原因导致大量热量无法在短时间内散出而对LED光源芯片造成损坏。同时，在导热液体与LED光源之间设置有密封装置；防止导热液体流入LED光源。

最后，导热液体在吸收热量的同时，会将热量传递至与其接触的散热装置；由于散热装置一般选取热传导率较高的金属，其中以铝最佳，导热液体均匀的将热量传递至表面积大的散热装置，可使得热量迅速通过散热装置与空气进行热交换完成散热，有效地提高了散热装置的散热效率。

由于使用热容大且均匀性好的导热液体作为热量储存并传输的单位，这就使得对LED光源与导热液体之间的密封显得尤为重要。首先，LED光源的驱动装置与导热液体之间必须进行密封处理，可将LED光源驱动装置安装于密封的驱动装置腔体中；同时，导热液体与LED光源之间也必须进行密封隔离，但该密封隔离还需考虑到热传导率的问题，使LED光源工作时产生的热量能够迅速通过该密封装置并传递至导热液体中。一般选用铜镀银、95陶瓷或铝质等密封装置密封连接。而LED光源与光源驱动装置之间目前采取的均为导线电连接，该导线的安装方式需从以下两个方面进行考虑：1、导线外接：导线从驱动装置腔体引出，但此时导线不应从驱动装置与导热液体接触面引出，而应从非接触面引出；然后将导线直接与LED光源连接，整体封装与LED照明装置内部；2、导线内接：导线从驱动装置腔体与导热液体接触面引出，这样导线将浸泡在导热液体中，这时应从两个部分同时做好密封，分别是驱动装置腔体上引出导线处的密封和LED照明装置导线引入处做好密封，并在导线上增设防水层，也可在导热液体中直接设置导线腔体，导线腔体直接与驱动装置腔体和LED光源密封装置密封连接并设置有导线安装空间。

根据LED照明装置工作要求，本发明中应该的导热液体一般选用在标准大气压下沸点≥70℃、热容≥3*10³J/(kg.℃)，的导热液体，如水、氨、二氧化碳、二氧化硫或变压器油等。其中以选用水等热容大，成本低的导热液体为佳，水的热容4.2*10³J/(kg.℃)。同时，为了提高散热效率，可将散热装置设置为板翅式散热片、螺旋翅式散热片、鳍片式散热器或太阳花散热器等表面积大的形状，从而减小LED照明装置的体积。

本发明是用液体替代导热填充材料的方法，液体的导热系数高，大大优于使用传统散热材料的效果；减少了多层多热介质的加入导致散热效率低下的问题。同时，导热液体仅通过密封装置直接与LED光源接触。使散热方式以对流和传导并存方式，导热速度快，温度的均匀度高，芯片温度不宜堆积，大大延长芯片使用寿命。导热液体与LED光源通过导热性高的密封材料接触，其高热容和强流动性使得LED光源工作时产生的热量能够被均匀吸纳，LED光源的发热不至大量集中在芯片无法散出，延长了LED芯片的使用寿命；同时，导热液体与散热装置直接接触，极大地提高了散热装置的散热效率。装配时不用考虑散热器与支架的距离，仅需解决LED光源与导热液体之间的密封即可，减少装配误差。

Claims (7)

1.一种LED照明装置散热方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

(1)LED光源通电后工作并产生热量；

(2)导热液体将LED光源产生的热量导入自身，导热液体吸收热量后温度升高；所述导热液体与LED光源之间设置有密封装置；

(3)导热液体将热量传递至散热装置；

(4)散热装置通过与空气进行热交换完成散热。

2.根据权利要求1所述的LED照明装置用散热方法，其特征在于：所述的导热液体与LED光源之间通过铜镀银、95陶瓷或铝质密封装置密封连接。

3.根据权利要求2所述的LED照明装置用散热方法，其特征在于：所述LED光源的驱动装置设置于密封驱动装置腔体内；所述LED光源的驱动装置与LED光源通过导线连接。

4.根据权利要求3所述的LED照明装置用散热方法，其特征在于：所述的导线从密封驱动装置腔体引出后通过导热液体与LED光源连接；所述密封驱动装置的导线引出口设置有密封圈；所述的导线为防水导线。

5.根据权利要求1至4任一所述的LED照明装置用散热方法，其特征在于：所述的导热液体在标准大气压下沸点≥70℃、热容≥3*10³J/(kg.℃)。

6.根据权利要求5所述的LED照明装置用散热方法，其特征在于：所述的导热液体是水、氨、二氧化碳、二氧化硫或变压器油。

7.据权利要求6所述的LED照明装置用散热方法，其特征在于：所述的散热装置是板式散热器、螺旋式散热器、鳍片式散热器、太阳花散热器。

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