CN102003684A - 大功率led照明灯具散热结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了大功率LED照明灯具散热结构，属于电子技术领域。本发明散热结构包括：圆柱形LED芯片基柱、外表面带微槽结构的散热外壳、固定垫片和螺口，散热外壳套在圆柱形LED芯片基柱的外面，固定垫片套在芯片基柱的前端并与散热外壳通过螺栓连接，螺口与散热外壳通过螺栓连接固定在一起，并与芯片基柱通过接触点连接，芯片基柱后部分的外表面设有与散热外壳相匹配的圆柱形接触曲面，在散热外壳上设有散热翅片。本发明能够迅速的减小芯片部分的热聚集，将最大限度的降低大功率LED的温度，芯片基柱的结构设计是可拆卸式的，当LED芯片达到使用寿命或由于其他原因损坏掉后，可以只更换芯片基柱，不需要更换整支LED灯。

Description

大功率LED照明灯具散热结构
技术领域
本发明涉及一种电子散热结构，特别涉及一种组合式LED灯具散热器，属于电子技术领域。
背景技术
发光二极管(LED)，又称为半导体灯，是一种可以将电能直接转换成光能并输出的发光器件，是一种无灯丝的冷光源。LED被称为下一代能够替代传统光源的新一代节能光源。LED除了具有节约能源的优点外，还有寿命长、体积小、安全可靠、环保无污染、多用途、易于控制等特点。LED的用途十分广泛，可以在很多场合替代传统光源使用，当大功率LED照明灯具出现以后更是加速了其取代传统光源的速度，也使得LED广泛应用到室内照明成为可能。
未来发展的方向一定是大功率LED产业，但是大功率LED对散热技术要求很高，LED芯片的功率越大，器芯片的热流密度就越高。现在的LED散热所采用多颗LED芯片安装在散热基板上，散热基板多为平板式，由于灯具光源要求快速的将芯片的热量移除并散发出去，否则LED光源将会因为聚集过多的热量而出现光衰，缩短LED的使用寿命。同时，在传统的LED芯片坏掉后不得不更换整个LED灯具，散热外壳也一并丢弃，浪费严重。传统的LED灯具存在着诸如散热面积小，散热效率低等缺陷，需要新型的更实用的LED灯具散热结构。
发明内容
为了解决传统LED散热基板与散热器接触传热面积小，散热效率低，热阻大，与LED散热器配套性差，损坏时更换成本高而不适于大功率LED的散热和发展的问题，本发明提供一种组合式LED散热器结构。
本发明采用的技术方案是：LED照明灯具散热结构包括：圆柱形LED芯片基柱、外表面带微槽结构的散热外壳、固定垫片和螺口，散热外壳套在圆柱形LED芯片基柱的外面，固定垫片套在芯片基柱的前端并与散热外壳通过螺栓连接，螺口与散热外壳通过螺栓连接固定在一起，并与芯片基柱通过接触点连接。
圆柱形LED芯片基柱中心开有轴向的通孔，前端固定有LED芯片，后端设置有与螺口相连接用于LED通电的触点，芯片基柱后部分的外表面设有与散热外壳相匹配的圆柱形接触曲面；散热外壳为中心开有用于放置芯片基柱的通孔，通孔内表面上设置有与芯片基柱外表曲面紧密配合的接触曲面，在散热外壳前端轴向外表面设有波浪形曲面结构，后部分轴向外表面上设置有散热翅片；螺口上设制有与芯片基柱相连接用于通电的触点；固定垫片中心开有与芯片基柱相配合的圆孔。
圆柱形接触曲面为表面波浪形的圆柱形接触面，垫片轴向外缘设置有与散热外壳前端相同的波浪形曲面结构；在翅片表面上开有锯齿形微槽结构。
圆柱形LED芯片基柱、散热外壳和垫片制备材料为导热体，所述导热体的为：铝、铜或能够满足散热要求的导热性的非金属材料。所谓满足散热要求即控制LED芯片结温在40-90℃的正常工作温度下。
散热外壳前端和后端的端面上分别设有螺栓连接孔，螺口开有与散热外壳后端端面螺栓连接孔相对应的螺栓连接孔，垫片设有与散热外壳前端端面螺栓连接孔相对应的螺栓连接孔，用于与散热外壳连接固定。
本发明的有益效果是将LED灯具传统的平板式散热基板设计成柱状，成为芯片基柱，既有承载LED芯片的作用又有将芯片的热量传导至散热器的功效，与传统的散热器相比，其显著的优点是大功率LED的热量是由一种导热体快速吸热，并通过比传统的散热基板的传热面积大的曲面与外围的散热器换热，能够迅速的减小芯片部分的热聚集，并通过外围带有微槽道的散热翅片与空气进行热交换，由于散热翅片上应用了微槽道技术，使得散热面积大大的增加，提高了散热翅片与空气的热交换速度，将最大限度的降低大功率LED的温度，减少大功率LED的光衰，达到提高大功率LED寿命的目的。其次的优点是，芯片基柱的结构设计是可拆卸式的，当LED芯片达到使用寿命或由于其他原因损坏掉后，可以只更换芯片基柱，不需要更换整支LED灯，降低了使用成本，对照明用LED的普及提供了有利条件。并且该散热器结构紧凑，成本低，能够满足多数照明用LED灯具的散热要求。
附图说明
图1是本发明的正面构造图。
图2是本发明的螺口构造图。
图3是本发明的LED芯片基柱的构造图。
图4是本发明的散热外壳的构造图。
图5是本发明芯片基柱与外壳组合的正面视图。
图6是本发明芯片基柱与外壳组合的背面视图
图7是本发明翅片上的微槽结构。
图8是本发明的固定垫片构造图。
图1中1.LED芯片基柱，2.散热外壳，3.散热翅片，4.大功率LED，5.固定垫片，6.曲面结构，7.连接孔，8.锯齿形微槽9.导电触点，10.连接孔，11.螺口。
具体实施方式
由图1-图5所示，本发明包括LED芯片基柱1、散热外壳2、固定垫片5和螺口11，为了能够快速的降低大功率LED4的温度，需将LED芯片基柱1插入散热外壳2中，其接触曲面具有波浪形表面，并在其中充填导热粘结材料，如导热硅胶，使之与散热外壳2的内表面紧密接触，并在圆柱形LED芯片基柱1的前端端面上固定有大功率LED4，芯片基柱和散热外壳都是采用一种导热体制作而成。
导热体为：铝、铜或满足散热要求的高导热效率的非金属材料。因大功率LED4的功率大小不同其发热量也不同，所以可根据灯具的功率选择上述形式中的一种或组合使用以满足散热要求。所谓满足散热要求即控制LED芯片结温在40-90℃的正常工作温度下。
一般LED灯具选用铝材，功率特别大时选用铜材质的芯片基柱1。因铜材质具有超强吸热能力可以快速的把热量吸收出来，并传导给吸热和散热能力都比较均衡的铝材质散热外壳2，通过散热翅片与周围的空气进行热交换。
在散热外壳2上轴向后部分设置有以向上传热的散热翅片3，并在散热翅片上设置有锯齿形微槽8，在前部分设置有圆柱形的波浪曲面结构6，在散热外壳、螺口和垫片上分别设置有连接孔7，用于连接散热外壳、螺口和垫片，整个散热外壳采用导热性能良好的铝材质，由挤压或压铸工艺做成一体。散热外壳前端轴向外表面和垫片的轴向表面都设有波浪形曲面结构，垫片也可采用铝材质。
大功率LED芯片基柱的固定方式是采用固定垫片5与散热外壳2通过螺栓连接。螺口和芯片基柱通过导电触点9连接成以使LED通电。本发明可以通过增加散热外壳上的芯片基柱槽来改装灯具成多种不同的样式。

Claims (4)

1.大功率LED照明灯具散热结构，其特征在于，包括：圆柱形LED芯片基柱、外表面带微槽结构的散热外壳、固定垫片和螺口，散热外壳套在圆柱形LED芯片基柱的外面，固定垫片套在芯片基柱的前端并与散热外壳通过螺栓连接，螺口与散热外壳通过螺栓连接固定在一起，并与芯片基柱通过接触点连接；
圆柱形LED芯片基柱中心开有轴向的通孔，前端固定有LED芯片，后端设置有与螺口相连接用于LED通电的触点，芯片基柱后部分的外表面设有与散热外壳相匹配的圆柱形接触曲面；散热外壳为中心开有用于放置芯片基柱的通孔，通孔内表面上设置有与芯片基柱外表曲面紧密配合的接触曲面，在散热外壳前端轴向外表面设有波浪形曲面结构，后部分轴向外表面上设置有散热翅片；螺口上设制有与芯片基柱相连接用于通电的触点；固定垫片中心开有与芯片基柱相配合的圆孔。
2.按照权利要求1的大功率LED照明灯具散热结构，其特征在于，圆柱形接触曲面为表面波浪形的圆柱形接触面，垫片轴向外缘设置有与散热外壳前端相同的波浪形曲面结构。
3.按照权利要求1的大功率LED照明灯具散热结构，其特征在于，在翅片表面上开有锯齿形微槽结构。
4.按照权利要求1的大功率LED照明灯具散热结构，其特征在于，圆柱形LED芯片基柱、散热外壳和垫片制备材料为导热体。
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