CN102705797B - 一种用于大功率led灯具的主被动散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于大功率LED灯具的主被动散热装置，由换热器和呼吸器组成；换热器包括散热肋片和换热器轴体，换热器轴体外均匀分布有散热肋片；呼吸器包括呼吸器侧壁、呼吸器上壁、呼吸器下壁、上端开关和下端开关，呼吸器侧壁、呼吸器上壁和呼吸器下壁连接组成呼吸器的壳体结构，呼吸器的壳体内为呼吸器内腔，上端开关位于呼吸器上壁，下端开关位于呼吸器下壁；换热器轴体一端连接呼吸器下壁底部，上端开关和下端开关位于同一轴线上，且下端开关位于两相邻散热肋片之间。采用该主被动散热方式能够有效的降低散热肋片的体积就能达到与常规只单一使用换热器同样的散热效果。

Description

一种用于大功率LED灯具的主被动散热装置

技术领域

本发明涉及一种用于大功率LED灯具的主被动散热装置。

背景技术

在LED灯具逐渐推广应用的过程中，对LED灯具的散热能力是影响LED性能和寿命的一个重要的因素。特别是大功率LED灯具的逐渐推广，功率的增高也给灯具的热管理带来了很多的挑战。现今主要的散热方式是通过热传导的方式将LED产生的热量传导到灯具后部的铝热沉上，再通过空气的自然对流达到散热的目的。这种但热方式简单易行，但其散热体积往往比较大，对于集成应用不利。且在实际的工程应用中，要增加散热装置的传热量可以通过以下几种途径——增加传热温差、减小热阻和增大换热面积。然而在实际的应用中受环境条件的限制，温差是不能任意改变的。而传热过程的热阻包括固体壁面的导热热阻和两侧流体的对流换热热阻，对于一特定的散热装置来讲可以通过减小两侧流体的对流换热热阻来提高散热装置的散热能力。因此，在本发明专利中，采用了散热肋片和呼吸器相结合的方法来实现对LED灯具的散热。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于大功率LED灯具的主被动散热装置。

本发明提出的用于大功率LED灯具的主被动散热装置，由换热器2和呼吸器3组成；换热器2包括散热肋片6和换热器轴体7，换热器轴体7外均匀分布有散热肋片6；呼吸器3包括呼吸器侧壁11、呼吸器上壁9、呼吸器下壁10、上端开关4、下端开关5，呼吸器侧壁11、呼吸器上壁9和呼吸器下壁10连接组成呼吸器的壳体结构，呼吸器的壳体内为呼吸器内腔8，上端开关4位于呼吸器上壁9，下端开关5位于呼吸器下壁10；换热器轴体7一端连接呼吸器下壁10底部，另一端连接LED光源或其他热源；上端开关4和下端开关5位于同一轴线上，且下端开关5位于两相邻散热肋片6之间。

本发明中，上端开关4和下端开关5各有若干个，其个数相同。上端开关4和下端开关5的数量视具体情况而定。

本发明中，所述换热器轴体7为中部空心的腔体结构。

本发明中，换热器轴体7的空心腔体内放置有LED驱动电路或其他功能电路。

本发明中，其中换热器2为散热的主体部分。呼吸器3在没有工作的时候，两端的开关均为关闭状态，其内腔8与外界没有空气交换。当热源的热量经过换热器时，一部分热量通过肋片6与空气之间的自然对流散发掉，另一部分到达呼吸器后，使呼吸器吸温度升高。呼吸器内腔8温度升高后，内部压强增高。当内部压强高于肋片之间的空气压强一定数值后，呼吸器的下壁面开关5开启 ，内腔的空气向肋片流动。肋片之间的空气对流增大，热交换变大，促使呼吸器的温度降低且内腔8气压降低。当内部气压低于呼气器上壁面外部气压一定数值后，上壁面开关4开启。外界空气流入呼吸器内腔形成空气对流。呼吸器内部气压回到正常值，上壁面和下壁面开关关闭。呼吸器进入下一个循环。

本发明中，换热器2的形态和大小可以根据实际需要进行设计。

本发明中，散热肋片6的高度、厚度和密度需要根据实际热源的功率值及外观需要进行优化和调整。

本发明中，该主被动散热装置也可以作为其他电子元器件的散热装置。

本发明的有益效果在于：通过提高散热肋片与空气之间的热交换能力，能够有效的减少散热器体积，并提高系统的散热能力。提高LED灯具的各项性能，达到延长其使用寿命的目的。

附图说明

图1是主被动散热装置的整体示意图。

图2是主被动散热装置的散热肋片示意图。

图3是主被动散热装置的A-A剖面示意图。

图4是换热器轴体内部为空腔的应用示意图。

图5是换热器轴体为实体时作为LED灯具散热装置的应用实例。

图6是换热器轴体内部有空腔时作为LED灯具散热装置的应用实例。

图中标号：1主被动散热装置，2换热器，3呼吸器，4上端开关，5下端开关，6散热肋片，7换热器轴体，8呼吸器内腔，9呼吸器上壁，10呼吸器下壁，11呼吸器侧壁，12换热器轴体内部空腔，13导热界面材料，14 PCB板，15 LED。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。

实施例1：图1、图2和图3所示，本装置包括换热器2和呼吸器3；换热器2包括散热肋片6和换热器轴体7两个部分；呼吸器3包括呼吸器侧壁1、呼吸器上壁9、呼吸器下壁10、上端开关4和下端开关5；呼吸器下壁10与换热器2一端相连接，换热器2的另一端用于连接LED光源或其他热源。对于不同的散热对象中，换热器2的大小和形态可根据实际情况而变化。主动呼吸器3为一金属空腔，呼吸器上壁9和呼吸器下壁10分别设有若干上端开关4和下端开关5。其中换热器2为散热的主体部分。呼吸器3在没有工作的时候，上端开关4和下端开关5均为关闭状态，呼吸器内腔8与外界没有空气交换。当热源的热量经过换热器2时，一部分热量通过散热肋片6与空气之间的自然对流散发掉，另一部分到达呼吸器3后，使呼吸器3吸温度升高。呼吸器内腔8温度升高后，呼吸器内腔8的内部压强增高。当内部压强高于散热肋片6之间的空气压强一定数值后，呼吸器3的下端开关5开启，呼吸器内腔8的空气向散热肋片6流动。相邻的散热肋片6之间的空气对流增大，热交换变大，促使呼吸器的温度降低且内腔气压下降。当呼吸器内腔8内部气压低于呼气器上壁9外部气压一定数值后，上端开关4开启。外界空气流入呼吸器内腔8形成空气对流。呼吸器内腔8的内部气压回到正常值，上端开关4和下端开关5关闭。呼吸器3进入下一个循环。

实施例2：在换热器方面可以有两种应用情况，一种是以图3所示的主被动散热散热装置，其轴体内部为实体。另一用是如图4所示散热装置，其轴体内部设计有一空腔。两者均可以作为LED灯具或者是其他电子产品的散热装置。图5为图3所示结构作为LED灯具散热器的应用实例。在应用中散热装置底部使用导热硅胶等导热界面材料13与PCB板14相连接，在PCB板上有LED光源（15）. LED灯具在工作中，大约有70%左右的电功率转换成热量，这部分热量通过PCB板及界面材料传导到换热器上，再通过与肋片与其四周空气之间的热交换最终将热量传导到环境中。呼吸器固定在换热器的另一端达到增强肋片与空气之间对流散热的目的。图6为图4所示换热器在LED灯具方面的应用。换热器空腔内可以放置LED驱动电路，达到集成的目的。采用该散热装置，能使LED光源保持在一定的温度范围之内，防止由于温度过高而引起其光色、寿命、亮度等特性的恶化。

Claims (4)

1.一种用于大功率LED灯具的主被动散热装置，其特征在于由换热器(2)和呼吸器(3)组成；换热器(2)包括散热肋片(6)和换热器轴体(7)，换热器轴体(7)外均匀分布有散热肋片(6)；呼吸器(3)包括呼吸器侧壁(11)、呼吸器上壁(9)、呼吸器下壁(10)、上端开关(4)和下端开关(5)，呼吸器侧壁(11)、呼吸器上壁(9)和呼吸器下壁(10)连接组成呼吸器的壳体结构，呼吸器的壳体内为呼吸器内腔(8)，上端开关(4)位于呼吸器上壁(9)，下端开关(5)位于呼吸器下壁(10)；换热器轴体(7)一端连接呼吸器下壁(10)底部，另一端连接LED光源；上端开关(4)和下端开关(5)位于同一轴线上，且下端开关(5)位于两相邻散热肋片(6)之间；呼吸器(3)在没有工作的时候，两端的开关均为关闭状态，其内腔(8)与外界没有空气交换；当热源的热量经过换热器时，一部分热量通过肋片(6)与空气之间的自然对流散发掉，另一部分到达呼吸器后，使呼吸器吸温度升高；呼吸器内腔(8)温度升高后，内部压强增高；当内部压强高于肋片之间的空气压强一定数值后，呼吸器的下端开关(5)开启，内腔的空气向肋片流动；肋片之间的空气对流增大，热交换变大，促使呼吸器的温度降低且内腔(8)气压降低；当内部气压低于呼气器上壁面外部气压一定数值后，上端开关(4)开启；外界空气流入呼吸器内腔形成空气对流；呼吸器内部气压回到正常值，上壁开关(4)和下端开关(5)关闭；呼吸器进入下一个循环。

2.根据权利要求1所述的一种用于大功率LED灯具的主被动散热装置，其特征在于上端开关(4)和下端开关(5)各有若干个，其个数相同。

3.根据权利要求1所述的一种用于大功率LED灯具的主被动散热装置，其特征在于所述换热器轴体(7)为中部空心的腔体结构。

4.根据权利要求3所述的一种用于大功率LED灯具的主被动散热装置，其特征在于换热器轴体(7)的空心腔体内放置有LED驱动电路。