CN102221153A - 大功率led灯具 - Google Patents

Abstract

大功率LED灯具，包括一LED模块；一筒状内散热器，沿轴向设有能够籍由所接收之热量而产生烟囱效应的通道；一热管组，由复数个呈U形弯折之热管所组成，其中热管的U形中段相互拼合成一平整面以LED模块，热管的U形端组成一套置于内散热器外并与内散热器外壁贴合的环状，其中平整面位于内散热器一端，并尽量不阻挡住内散热器的通道；经弯折呈环形的均热板，包覆于热管组的环状外，并与每热管外侧贴合；以及一套装于均热板外的外散热器。本发明热量传导快速，且通过内、外散热器实现同时散热，散热效果十分理想，可供各种超大功率的LED灯具使用。

Description

大功率LED灯具

技术领域

本发明涉及一种LED灯具，尤其是一种大功率LED灯具。

背景技术

在户内外广场、体育场、各种商业广场以及工业工厂、矿场等大型场所或公路，会用到大功率灯具进行照明，以使场所内能获得足够的光线，供人们进行娱乐或工作活动。而随着LED照明的普及，为寻求更为节能环保及长寿命的照明方案，目前在大型场合所应该用的大功率照明灯具，已逐渐由更为符合要求的LED所取代，这类LED照明灯，通常可称为大功率LED照明灯具。众所周知，LED在散热性能上要求十分严格，过高的温度会导致LED发光效率衰减，而LED运作所产生的废热若无法有效散出，则会直接对LED的寿命造成致命性的影响；尤其是各种超大功率的LED，其散热问题尤为关键，若无法有效的对这类大功率LED进行散热，则会造成热量堆积，严重影响发光效率及使用寿命，并且还存在安全隐患。针对各种大型场所，单个LED灯具的功率高达500W至1000W，将实现十分理想的照明效果，然而，现有技术中的散热模组，一般至多仅能够配对于100W至200W的LED灯具使用，对于更大功率的LED灯具，其散热性能将达不到要求，可见，寻求一种更加有效的散热方案，是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大功LED灯具，提供适合的散热性能，可实现更大功率照明的应用。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种大功LED灯具，其中包括：

一LED模块；

一筒状内散热器，沿轴向设有复数个能够籍由所接收之热量而产生烟囱效应的通道；

一热管组，由复数个呈U形弯折之热管所组成，其中热管的U形中段相互拼合成一平整面以固定LED模块，热管的U形端组成一套置于内散热器外并与内散热器外壁贴合的环状，其中平整面位于内散热器一端，并尽量不阻挡住内散热器的通道；

经弯折呈环形的均热板，包覆于热管组的环状外，并与每热管外侧贴合；以及

一套装于均热板外的外散热器，其中

所述内散热器外壁沿轴向开设有复数个凹槽，所述复数个热管的U形端相匹配安装于凹槽内；凹槽呈圆弧状，热管与凹槽相贴合的一侧为圆弧面，热管与均热板相贴合。

LED模块工作所产生热量，传递给热管组，籍由热管组的平整面呈一维线性发散至热管的U形端，并分别传导至内散热器及均热板，均热板藉此呈二维面发散热量至外散热器，以实现内散热器及外散热器同时散热。

作为一种改进方案，LED模块可通过均热板安置于所述热管组的平整面。

此外，为了进一步的加强散热能力，LED模块与热管组之间，可增加使用一均热板。

作为上述方案的进一步改进，热管组的平整面与内散热器之间设置有热管支架，热管支架正面面设置有安置热管的U形中段之纹路，热管支架背面与内散热器端部紧密贴合。

其中的外散热器外周沿轴向设置有若干能够籍由均热板所传递之热量而产生烟囱效应的散热通道。

作为另一种可选方案，其中的外散热器外周设置有散热鳍片。

本发明的有益效果是：本发明所提供的散热结构中，热管组及均热板能够快速的将LED模块所产生的热量传递给内、外散热器，并由籍由散热器的烟囱效应，实现快速热交换，本发明热量传导快速，且通过内、外散热器实现同时散热，散热效果十分理想，经由实验，可应用于500~1000W之超大功率的LED灯具照明，并能够保证稳定的散热及长期的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式进行进一步的说明：

图1为本发明大功LED灯具第一种实施例的拆分结构示意图；

图2为本发明大功率散热模组的正面结构示意图；

图3为本发明中内散热器的立体结构示意图；

图4为本发明中热管支架的立体结构示意图；

图5为热管的横截面结构示意图；

图6为外散热器第一种实施例的正面结构示意图；

图7为外散热器第二种实施例的正面结构示意图；

图8为本发明的等效热阻散热路径图；

图9为本发明大功LED灯具第二种实施例的拆分结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的大功率LED灯具之第一种典型实施例，结构主要包括LED模块1、内散热器2、热管组3、均热板4及外散热器5。

LED模块1采用大功率元件，结构上可由若干排布在一起的LED，集装于一基板而形成，LED工作中产生的热量需要及时传导及发散，基板作为固定安装结构，并可以作为LED模块1的接电结构，并用于将热量传导给热管组3；热管组3作为热传导元器件，目的是为了将由LED模块1经传递过来的热量快速、有效的传导出去，其中，该热管组3有复数个热管31组成，每一热管31均呈U形弯折成为三部分，即中间部分为U形中段和沿U形中段两侧分布的U形端，若干热管31的U形端相互拼合或焊接固定在一起形成一平整面30，该平整面30即作为固定LED模块1的部位；若干热管31的U形端共同位于平整面30的一侧，并相对于平整面30沿周向分布，在整体形状上组成一如同圆形围栏的环状栏结构，该环状栏套置于筒形内散热器2之外，并与内散热器2的外壁贴合，如此平整面30接受的热量，根据热管的特性，呈一维的线性发散到U形端所共同围成的环状栏，并传递到内散热器2，由内散热器2发散出去。

如图9所示为本发明第二种典型的实施例，其中增加了一在内部具备气液两相变化性能并籍此实现快速热传导的均热板7，均热板7用于固定LED模组1，外形一般呈平面片状，其优势在于作为LED模块1的安置面的同时，可获得更优越的导热性能，以实现对LED模块1之热量的快速传导。

本发明的结构中，灯具各种配件，如电源模块，可以设置于筒状内散热器2的中部孔内，实现隐藏安装，而导线连接则由孔端引出，接在LED模块1的引脚或是金属导热元件1上。

参照图3，本发明中，内散热器2呈一筒状，并沿轴向设有通道21，在与热管组3装配完成后，热管组3所形成的平整面30刚好位于内散热器2一端，此外保证平整面30及所安置的导热元件1及/或LED模块1尽量不阻挡住内散热器2的通道21，如此内散热器2在接受热管组3所传递的热量后，会藉此在通道21产生烟囱效应，达到较好的散热效果，其状态如图2所示；而在实际产品中，可尽量保证热管31所形成的环状栏之间距平均，同时保证内散热器2的通道21也呈平均分布，如此实现热量的合理分布及发散。

而作为优选方案，可在热管组3的平整面30与内散热器2之间设置有热管支架6，如图4所示，热管支架6正面面设置有安置热管的U形中段之凹槽形纹路61，以实现和平整面30附近的热管31的紧密结合固定，热管支架6背面则与内散热器2端部紧密贴合，热管支架6利于热量更佳有效的传导，同时还能作为到装配固定的中间部件，使得结构更为稳定及合理。

上述为本发明通过内散热器2散热的结构，而除此外，在热管组3中所有热管31之U形端所形成的环状栏外，还包覆有经折弯而成的环形均热板4，该均热板4内侧壁与每一热管31之U形端贴合，形成良好的传导结构，藉此热管31上的热量除了传递给内侧的内散热器2外，还传递给外侧的环形均热板4，并经由均热板4呈二维的平面均匀发散热量；而在均热板4外，套装有外散热器5，该外散热器5接收均热板4所传递的热量，通过空气流动而散发出去，整体在外部形成良好的散热结构。

热管的通常形状为一圆管形，本发明中需要进行折弯工艺大致形成U形，而且需要多个拼装在一起应用，分别形成一安置平整面30及U形端的环状栏，因此最好还要对热管31进行压装整形，以更好的和相关元器件贴合装配，藉此来达到更好的热传导效果。在本发明的一种优选方案中，内散热器2外壁沿轴向开设有若干凹槽22，热管组3中复数个热管31的U形端对应安装于凹槽22内，而为了更好的相配合，优选将凹槽22制成圆弧状，相应的热管31与凹槽22相贴合的一侧为圆弧面，两者实现紧密的贴合，如此在不必更改热管的外形，简化工艺的前提下，不但使得热管组3牢固的和内散热器2定位，而且使得两者贴合紧密而令热传导达到最优；而由于环状栏外贴合部件为均热板4，在均热板4侧壁的形状不方便更改设置，因此作为优选的方案，可将热管31与均热板4相贴合的一面压制为平面，以同样达到最优的接触效果，如此一来，则热管31的横截面形状如图5中所示，一侧为与内散热器2的凹槽22配合的圆弧形，另一侧则为与均热板4内侧壁贴合的平面。

均热板4收接收的热量，需经由外散热器5发散出去，外散热器5与空气接触的面积越大，则散热效果越好，如图6所示，本发明优选采用的一种方案中，外散热器5外周沿轴向设置有若干散热通道51，该散热通道51籍由均热板4所传递之热量，能够产生烟囱效应，以增加空气流动速度，如此实现了快速的热传递；如图7所示，在本发明的另一种优选方案中，外散热器5外周设置有散热鳍片52，而散热鳍片也可以相互连接，在具有较大的散热面积的同时，同样具备烟囱效应的优势。

本发明根据上述结构，可应用于超高功率的LED灯具，如图8所示，表示了本发明的等效热阻散热路径，可知LED模块1工作时产生的热量，其传导路线为：首先依次经由导热元件1、均热板7、热管组3及均热板4，热管组3在导热过程中，可等效为一热超导，起到热量快速传导的作用，而经由热管组3的热量，则分为两路，其中一路为传递给内散热器2，最终由内散热器2与空气热交换实现散热，另一路则通过另一个等效的热超导均热板4均匀热量后，传递给外散热器5，最终由外散热器5空气热交换实现散热。可见，本发明的方案，相当于两个具备两个并联的散热部，由于其针对唯一的LED模块1进行散热，因此散热效果十分理想。

在灯具安装后，具有LED模块1的一侧大致朝向下方以进行照射，因此LED模块1工作时产生热量，除由导热元件1、均热板7、热管组3、热管支架6、内散热器2均热板4及外散热器5传递外，在靠近LED模块1的一侧，较冷的空气上升，经由内散热器2和/或外散热器5的通道所产生的烟囱效应，经由内散热器2、外散热器5通道及表面，逐渐将内散热器2、外散热器5上的热量吸收，形成热空气，最终从通道的上方口流出，如此循环，即可实现良好的散热效果。

应注意的是，上述只是阐述了本发明较优的实施方式，因此并不视为本发明唯一的保护范围，惟应了解的是在不脱离本发明的保护范围内，对于本发明所属技术领域中具有通常知识者而言，仍得有许多变化及修改。因此，本发明并不限制于所揭露的实施例，而是以后附申请专利范围之文字记载为准，即不偏离本发明申请专利范围所为之均等变化与修饰，应仍属本发明之涵盖范围。

Claims (9)

1.一种大功LED灯具，其中包括：

一LED模块；

一筒状内散热器，沿轴向设复数个有能够籍由所接收之热量而产生烟囱效应的通道；

一热管组，由复数个呈U形弯折之热管所组成，其中热管的U形中段相互拼合成一平整面以固定所述LED模块，热管的U形端组成一套置于所述内散热器外并与内散热器外壁贴合的环状；

经弯折呈环形的均热板，包覆于所述热管所组成之环状外，并与热管外侧贴合；以及

一套装于所述均热板外的外散热器；其中

所述内散热器外壁沿轴向开设有复数个凹槽，所述复数个热管的U形端相匹配安装于凹槽内；凹槽呈圆弧状，热管与凹槽相贴合的一侧为圆弧面，热管与均热板相贴合。

2.根据权利要求1所述的大功率LED灯具，其中所述LED模块通过均热板安置于所述热管组的平整面。

3.根据权利要求1或2所述的大功LED灯具，其中所述热管组的平整面与内散热器之间设置有热管支架，热管支架正面面设置有安置热管的U形中段之纹路，热管支架背面与内散热器端部紧密贴合。

4.根据权利要求1所述的大功LED灯具，其中所述外散热器外周沿轴向设置有复数个能够籍由均热板所传递之热量而产生烟囱效应的散热通道。

5.根据权利要求1所述的大功LED灯具，其中所述外散热器外周设置有散热鳍片。

6.大功率LED灯具，其中包括：

一LED模块；

一用于安置所述LED模块的均热板；

一筒状内散热器，沿轴向设有个复数能够籍由所接收之热量而产生烟囱效应的通道；

一热管组，由复数个呈U形弯折之热管所组成，其中热管的U形中段相互拼合成一平整面以固定所述均热板，热管的U形端组成一套置于所述内散热器外并与内散热器外壁贴合的环状；

经弯折呈环形的均热板，包覆于所述热管组的环状外，并与每热管外侧贴合；以及

一套装于所述均热板外的外散热器，其中

所述内散热器外壁沿轴向开设有若干凹槽，所述复数个热管的U形端相匹配安装于凹槽内；凹槽呈圆弧状，热管与凹槽相贴合的一侧为圆弧面，热管与均热板相贴合。

7.根据权利要求6所述的大功率LED灯具，其中所述热管组的平整面与内散热器之间设置有热管支架，热管支架正面面设置有安置热管的U形中段之纹路，热管支架背面与内散热器端部紧密贴合。

8.根据权利要求7所述的大功LED灯具，其中所述外散热器外周沿轴向设置有若干通道。

9.根据权利要求7所述的大功LED灯具，其中所述外散热器外周设置有散热鳍片。

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