CN102748739B - 一种led灯具的导散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED灯具的导散热系统，包括散热器，所述散热器与LED光源之间依次设有错位叠置的第一导热石墨片和第二导热石墨片，其中所述第一导热石墨片的至少一部分与LED光源相贴合，所述第二导热石墨片的至少一部分与散热器相贴合。所述散热器上设有若干散热通孔。所述第一导热石墨片的一侧与散热器相贴合，另一侧的至少一部分与LED光源相贴合；所述第二导热石墨片的一侧与第一导热石墨片相贴合，且同一侧的至少一部分与散热器相贴合。本发明一种LED灯具的导散热系统，结构简单，充分利用空气对流，将LED光源产生的热量及时散去，可以延长LED光源的使用寿命，且生产成本低，易于推广。

Description

一种LED灯具的导散热系统

技术领域

本发明涉及LED灯具照明领域，具体涉及一种LED灯具的导散热系统。

背景技术

LED灯具即半导体照明灯，是一种基于半导体P-N结形成的用微弱的电能就能发光的高效固态光源，在一定的正向偏置电压和注入电流下，注入P区的空穴和注入N区的电子在扩散至有源区后经辐射复合而发出光子，将电能直接转化为光能。

LED灯具具有省电节能，易控制、免维护、安全环保、使用寿命长等特点，其使用寿命可达50,000-100,000小时，远超过传统钨丝灯泡的1,000小时及荧光灯管的10,000小时，因此，LED灯具将成为道路照明节能改造的最佳选择。

LED作为一种新型的节能、环保绿色光源产品，必然是未来发展的趋势。不过目前LED灯具产品尚有不足，除价格较高，发光效率偏低外，工作时会产生较多的热量，需要散热器将热量导出并散发到环境中，否则将会影响LED的寿命甚至无法工作。

LED散热器主要作用是将LED芯片工作中产生的热量不断导出并散发到环境中，使芯片的温度保持在所要求的范围内，从而保证LED灯能够正常工作。

申请号为201120067578.0的实用新型公开了一种LED散热器，包括LED散热器翅片组件和均温器，LED散热器翅片组件包括固定圈，在固定圈的外圈设置排列成放射状的散热翅片；每个散热翅片包括散热翅片基座和2个Y形散热片，散热翅片基座的一端与固定圈的外环固定相连，散热翅片基座的另一端分别与2个Y形散热片固定相连；均温器包括均温板和内设空腔的均温柱，均温板的下表面与均温柱的顶部固定相连，均温柱套装在固定圈的内环中，且均温柱的外表面与固定圈的内环紧密接触。

申请号为200910190507.7的发明公开了一种LED散热器，所述LED散热器分为上下两个部分，上部是散热风道板，下部是散热基座，两个部分连接在一起；所述的散热风道板上设有若干个螺旋散热散热通孔，所述螺旋散热散热通孔口径从上到下呈逐渐放大的形态；所述散热基座上设有若干条进风通道，在所述进风通道中布置锥状凸起，所述锥状凸起与所述螺旋散热散热通孔对应嵌套。

LED灯具在使用过程中，约有70％的能量转化成热能，如果这些热量不能很好的散发出去，将会导致P-N结的温度的迅速上升，降低LED灯具的使用寿命，因此，散热问题已成为LED灯具发展的瓶颈。

发明内容

本发明提供了一种LED灯具的导散热系统，结构简单，可以将LED光源产生的热量及时散去，延长LED光源的使用寿命，且生产成本低，易于推广。

一种LED灯具的导散热系统，包括散热器，所述散热器与LED光源之间依次设有错位叠置的第一导热石墨片和第二导热石墨片，其中所述第一导热石墨片的至少一部分与LED光源相贴合，所述第二导热石墨片的至少一部分与散热器相贴合。

LED光源工作时，将产生大量的热量，散热器将LED光源产生的热量散发到空气中去，通常的散热途径有对流和辐射，这两部分都取决于散热器与空气的接触面积，接触面积越大，散热效果越好，通常情况下，散热器外围与空气接触部分散热效果好于散热器中间部分，LED光源长时间工作后，热量会在散热器中部积聚，减少LED光源的使用寿命。

本发明所采用的导热石墨片就其材质本身可以采用现有技术，导热石墨片具有独特的晶粒取向，在X-Y轴平面(当忽略导热石墨片厚度时，其所在的平面)内具有150～1500W/(m·K)的极佳导热性能，其化学成分为单一的非金属元素碳，却具有金属材料良好的导电和导热性能，同时还具有可塑性以及化学稳定性，便于加工，性质稳定。

所述第一石墨导热片与第二石墨导热片不完全重合即为错位叠置，所述第一导热石墨片至少一部分与LED光源贴合，将LED光源工作时产生的热量迅速均匀分布于平面，第二导热石墨片与第一导热石墨片相贴合，热量在该贴合面上迅速传递，所述第二导热石墨片的至少一部分散热器相贴合，所述第二导热石墨片与第一导热石墨片的贴合部位以及第二导热石墨片与散热器的贴合部位同属第二导热石墨片的一个侧面，通过第一导热石墨片与第二导热石墨片速度较快的X-Y轴平面热传导使热量迅速扩散，提高了热量的传递效率，有利于热量的散失，从而对LED光源起到良好的保护作用，延长LED光源的使用寿命。

作为优选，所述散热器上设有若干散热通孔。

通常情况下，LED光源工作时产生的热量经过对流和辐射散失，这两种热量散失都与散热器和空气的接触面积有关，散热器与空气的接触面积越大，则散热效果越好，在热量的这两种散失方式中，对流所占比重更大，是LED光源热量散失速度的主要影响因素，对流散热除了与散热器和空气的接触面积有关外，还与风力及风向有关系。

在所述散热器上设置若干散热通孔，一方面可以增加散热器与空气的接触面积，另一方面，也有利于空气从散热通孔中流过，通过空气对流，带走更多热量，在一定程度上避免了灰尘的沉积。

作为优选，所述第一导热石墨片的一侧与散热器相贴合，另一侧的至少一部分与LED光源相贴合。

所述第一导热石墨片的的一侧与散热器相贴合，另一侧的至少一部分与LED光源相贴合，既可以利用第一导热石墨片X-Y轴平面内极好的导热性能将LED光源工作时产生的热量迅速传递，同时，可以将热量直接沿Z轴方向传递至散热器。

作为优选，所述第二导热石墨片为带有中心镂空区域的环形，所述第一导热石墨片的外沿处于第二导热石墨片的外沿和内沿之间。

所述第一导热石墨片与第二导热石墨片重叠的区域将LED光源工作时产生的热量沿X-Y平面迅速传递，所述第二导热石墨片为中心镂空区域的环形，可以节省石墨材料，从而降低成本。

为了保证热量传递的更有效进行，所述第一导热石墨片与第二导热石墨片的接触面积以及第二导热石墨片与散热器的接触面积都不能过小，优选地，所述第一导热石墨片的外沿处于第二导热石墨片的外沿和内沿的中部。即第一导热石墨片的外沿到第二导热石墨片的外沿的距离与第一导热石墨片的外沿到第二导热石墨片的内沿的距离大致相同。

作为优选，所述第一导热石墨片与所述第二导热石墨片中心镂空区域相对应的部位与LED光源相贴合；所述第二导热石墨片处于第一导热石墨片外围的区域与散热器相贴合。

LED光源工作时产生的热量，经过第一导热石墨片与LED光源相贴合的部位，也即与所述第二导热石墨片中心镂空区域相对应部位，传递至第一导热石墨片，在第一导热石墨片X-Y轴平面内迅速扩散，然后，经第二导热石墨片与第一导热石墨片的贴合部位传递给第二导热石墨片，经第二导热石墨片处于第一导热石墨片外围的区域继续扩散，传递给与第二导热石墨片相接触的散热器，由散热器将热量散发至环境中，这种设置可以最大程度的利用散热器与LED光源之间的空间，有利于整个LED灯具结构的紧凑。

作为优选，所述散热器包括散热板和若干鳍片，其中所述散热板的一侧与所述第一导热石墨片和第二导热石墨片贴合，鳍片固定在散热板的另一侧，所述散热通孔位于散热板上。

所述鳍片可以大大增加散热器的散热面积，有利于辐射散热和对流散热，鳍片的密度以及鳍片的大小均对散热效果有影响，鳍片的密度以及鳍片的尺寸并非越大越好，而是存在一个最佳值，在最佳值条件下，具有最佳的散热效果，所述通孔的方向与鳍片的方向平行，空气从通孔中穿过时，流经鳍片的表面，最大程度的利用空气对流带走LED光源产生的热量。

作为优选，所述第一导热石墨片的厚度为0.1～0.3mm，所述第二导热石墨片的厚度为0.4～0.6mm。

所述第一导热石墨片将LED光源产生的热量均匀分布于X-Y轴平面内即可，厚度过后，一方面增加材料成本，另一方面需较大程度改变LED灯具的内部结构，增大散热器与LED光源底部之间的距离，才能将第一导热石墨片安装在二者之间；所述第二导热石墨片需将第一导热石墨片传递的热量均匀传递给散热器，由于第二导热石墨片中部有镂空，因此，第二导热石墨片需要具有一定的厚度来保证强度。

作为优选，设有与散热板配合压紧所述第二导热石墨片与第一导热石墨片的光源压板，光源压板带有用于安装LED光源的安装槽。

所述光源压板与散热板固定，将第二导热石墨片与第一导热石墨片夹持在二者之间，紧密贴合的第二导热石墨片与第一导热石墨片、第一导热石墨片与LED光源以及第二导热石墨片与散热板，可以提高热传递的效率，降低热传递的阻力，改善散热效果。

作为优选，所述光源压板与散热板之间设有防水垫圈。

所述防水垫圈可以防止外界水分进入LED光源与散热板之间，由于水的热传递速率大大小于空气的热传递速率，因此，少量水分即可使热传递速度降低，同时，由于水的导电性，可能导致安全事故。

本发明一种LED灯具的导散热系统，结构简单，充分利用空气对流，将LED光源产生的热量及时散去，可以延长LED光源的使用寿命，且生产成本低，易于推广。

附图说明

图1为本发明一种LED灯具的导散热系统示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的侧视图；

图4为本发明一种LED灯具的导散热系统装配图；

图5为本发明灯具第一导热石墨片示意图；

图6为本发明灯具第二导热石墨片示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明一种LED灯具的导散热系统做详细描述。

如图1所示，一种LED灯具的导散热系统，包括散热器以及散热器与LED光源之间依次错位叠置的第一导热石墨片91和第二导热石墨片92，其中，第一导热石墨片91的至少一部分与LED光源7相贴合，第二导热石墨片92的至少一部分散热器相贴合。

本实施例中，第二导热石墨片92为带有中心镂空区域的环形，第一导热石墨片91的外沿处于第二导热石墨片92的外沿和内沿的中部，结合图4中的方位，第一导热石墨片91的左侧与第二导热石墨片中心镂空区域相对应的部位与LED光源7相贴合，第一导热石墨片91的右侧与散热板1相贴合；第二导热石墨片92左侧处于第一导热石墨片91外围的区域与散热板1相贴合；第一导热石墨片91厚度为0.1～0.3mm，第二导热石墨片92的厚度为0.4～0.6mm。

散热器包括散热板1和垂直于散热板1的若干鳍片3，其中散热板1的一侧与第一导热石墨片91和第二导热石墨片92贴合，鳍片3固定在散热板1的另一侧，散热通孔2位于散热板1上。

鳍片3为薄片状结构，相互间平行排列，可以大大增加散热器的散热面积，有利于辐射散热和对流散热，鳍片3的密度越大，则与空气接触面积越大，散热效果越好，但鳍片3的密度过大，鳍片3间空气流动会减弱不利于散热；鳍片3尺寸越大，则与空气接触面积越大，散热效果越好，但相应也会增加成本，因此，可依据LED光源7释放出的热量，选择合适的鳍片3密度以及鳍片3大小。

在散热板1上设置若干散热通孔2，一方面可以增加散热器与空气的接触面积，另一方面，也有利于空气从散热通孔2中流过，通过空气对流，带走更多热量。

散热通孔2的方向与鳍片3的方向平行，空气从散热通孔2中穿过时，流经鳍片3的表面，最大程度的利用空气对流带走LED光源7产生的热量。

散热器为铝合金散热器，设有与散热板1配合压紧第二导热石墨片92与第一导热石墨片91的光源压板4，光源压板4与散热板1之间设有防水垫圈8，防水垫圈8绕第二导热石墨片92外围分布，散热板1设有容置防水垫圈8的环形槽，防水垫圈8为硅胶圈，光源压板4用紧固螺钉10与散热板1固定，光源压板4带有用于安装LED光源的安装槽。

光源压板4与散热板1固定，将第二导热石墨片92与第一导热石墨片91夹持在二者之间，紧密贴合的第二导热石墨片92与第一导热石墨片91，第一导热石墨片91与散热板1以及第二导热石墨片92与散热板1可以提高热传递的效率，降低热传递的阻力，改善散热效果。

LED光源7外设有透镜6，透镜6为高硼硅玻璃透镜6，通过透镜压板5将透镜6固定在光源压板4上，光源压板4通过紧固螺钉10与光源压板4固定。

LED光源工作时产生的热量，经过第一导热石墨片91与LED光源7相贴合的部位，也即与第二导热石墨片中心镂空区域相对应部位，传递至第一导热石墨片91右侧，在第一导热石墨片91的X-Y轴平面内迅速扩散，然后，经第二导热石墨片92与第一导热石墨片91的贴合部位传递给第二导热石墨片92的左侧，经第二导热石墨片92处于第一导热石墨片91外围的区域继续扩散，传递给与第二导热石墨片92相接触的散热器，由散热器将热量散发至环境中。

以上所述仅为本发明的较佳实施举例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种LED灯具的导散热系统，包括散热器，其特征在于，所述散热器与LED光源之间依次设有错位叠置的第一导热石墨片和第二导热石墨片，其中所述第一导热石墨片的至少一部分与LED光源相贴合，所述第二导热石墨片的至少一部分与散热器相贴合；所述第一导热石墨片的一侧与散热器相贴合，另一侧的至少一部分与LED光源相贴合；所述第二导热石墨片为带有中心镂空区域的环形，所述第一导热石墨片的外沿处于第二导热石墨片的外沿和内沿之间；所述第一导热石墨片与所述第二导热石墨片中心镂空区域相对应的部位与LED光源相贴合；所述第二导热石墨片处于第一导热石墨片外围的区域与散热器相贴合；所述第一导热石墨片的厚度为0.1～0.3mm，所述第二导热石墨片的厚度为0.4～0.6mm。

2.如权利要求1所述的LED灯具的导散热系统，其特征在于，所述散热器上设有若干散热通孔。

3.如权利要求2所述的LED灯具的导散热系统，其特征在于，所述第一导热石墨片的外沿处于第二导热石墨片的外沿和内沿的中部。

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