CN103175179A - 散热器 - Google Patents

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Abstract

一种散热器，其包括导热底座和若干一级散热条；每一一级散热条设于导热底座的顶面上，并垂直于导热底座的顶面，该若干一级散热条沿圆周方向排列，该若干一级散热条围成一柱形对流通道，相邻的两一级散热条之间构成一热对流通道，每一热对流通道连通柱形对流通道。上述发明可同时通过热传导、热对流和热辐射三种热传递方式进行散热，而现有的散热器一般只有一两种散热方式。本发明散热快且散热效果佳，尤其适用对大功率芯片进行散热，还可节省材料，从而降低成本。

Description

散热器
 
技术领域
本发明涉及一种散热器。
 
背景技术
COB（chip on board，板上芯片）封装方式的LED灯一般包括COB封装的LED组件、套设于LED组件上的反光灯罩和安装于LED组件的基座背面的散热器。其中，散热器一般包括筒状的导热壳体以及均匀设于导热壳体的侧壁外的若干散热片，此种结构的散热器安装于LED组件的基座背面时，LED组件的芯片刚好对准导热壳体的空腔，即基座的中部对准的导热体空腔。基座的热量以芯片为中心向外缘逐渐减小，也就是说，基座的中部热量最高，但由于导热壳体的空腔为一封闭空腔，封闭空腔里的空气无法流通，几乎静止，基座中部的热量将只能通过导热壳体的空腔里的静止的空气缓慢的传导至散热片，此种结构的散热器只能以热传导的方式进行散热，而不能以热对流的方式进行散热，不但散热慢，且由于大量热量聚集于导热壳体内，实际很难有效地对LED组件的芯片进行散热，尤其不适用于集中发热型的大功率芯片如上述COB封装的大功率LED芯片组件的散热。
 
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的旨在于提供一种散热快且散热效果佳的散热器，其尤其适用对大功率芯片进行散热。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种散热器，其包括导热底座和若干一级散热条；
每一一级散热条设于导热底座的顶面上，并垂直于导热底座的顶面，该若干一级散热条沿圆周方向排列，该若干一级散热条围成一柱形对流通道，相邻的两一级散热条之间构成一热对流通道，每一热对流通道连通柱形对流通道。
每一一级散热条呈片状体，一级散热条的内通道口窄于外通道口，每一热对流通道自内通道口到外通道口逐渐变宽，所有热对流通道沿柱形对流通道的圆周方向均匀排列，柱形对流通道的中心轴线在导热底座的顶面投影成一中心点，每一热对流通道的中心轴线在导热底座的顶面的投影延长线穿过该中心点。
该散热器还包括组数与热对流通道相同数量的二级散热条组，每一二级散热条组包括两相对的二级散热条，所有二级散热条均设于导热底座的顶面上，并垂直于导热底座的顶面，且沿圆周方向排列于一级散热柱的外围，每一二级散热条组的两二级散热条之间构成一二级热对流通道，每一二级热对流通道与对应的一热对流通道连通成一中心轴线为直线的通道。
该散热器还包括组数与二级热对流通道相同数量的三级散热条组，每一三级散热条组包括两相对的三级散热条，所有三级散热条均设于导热底座的顶面上，并垂直于导热底座的顶面上，且沿圆周方向排列于二级散热条的外围，每一三级散热条组的两三级散热条之间构成一三级热对流通道，每一三级热对流通道、对应的一二级热对流通道和对应的一热对流通道连通成一中心轴线为直线的通道。
该散热器还包括若干辅助散热条，每两相邻的三级散热条组之间设有一辅助散热条，或者/和每两相邻的二级散热条组之间设有一辅助散热条，每一辅助散热条垂直设于导热底座的顶面。
导热底座、一级散热条、二级散热条、三级散热条和辅助散热条一体成型。
一级散热条或二级散热条或三级散热条或辅助散热条的侧面设有若干间隔排列的凸条。
每一二级散热条和每一三级散热条均呈片状体，每一二级热对流通道的内通道口窄于其外通道口，每一三级热对流通道的内通道口窄于其外通道口。
导热底座的顶面为平面，或者导热底座的顶面为中部凹陷及外缘凸起的凹面，或者导热底座的顶面为中部凸起的凸面。
散热器的外表面设有黑色辐射层。
本发明的有益效果如下：
上述发明内构成一全方位输入冷空气并由中心气流柱输出热量的对流网，如此，无需在一级散热条上方安装散热风扇或无需在散热器内安装液体对流管也可以热对流方式将芯片组件产生的热量排到散热器外，也就是说，该散热器虽为静态散热器，但却能够实现动态散热器的热对流散热效果，相对动态散热器来说，该散热器结构简单，且不会产生噪音、振动等，从而不会影响芯片组件工作。另外，此种散热方式对流面积大，全方位对流，热交换快，尤其适用大功率芯片，由于大功率芯片产生热量的速度快且热量高，此种散热方式可快速有效地对大功率芯片进行散热。
另外，上述散热器外表面设有黑色辐射层，散热器的热量可通过电磁波传递出去，大大加强散热器的热辐射。
再者，本发明还可根据散热器的不同应用对象（如天花板COB封装的LED灯）将导热底座的顶面设置为平面、凹面或凸面，从而调整上下对流方向的对流气流的散热面积。
上述发明可同时通过热传导、热对流和热辐射三种热传递方式进行散热，散热快且散热效果佳，尤其适用给大功率芯片进行散热，还可节省材料，从而降低成本。
 
附图说明
图1为本发明散热器的较佳实施方式的立体图。
图2为图1的散热器的俯视图。
图3为图1的散热器的正视图。
 
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
请参见图1，本发明涉及一种散热器，其较佳实施方式至少包括导热底座10和若干一级散热条20。
导热底座10包括顶面12、与顶面12相对的底面和设于顶面12和底面之间的侧面（未标示）。本实施例中，该导热底座10呈圆柱体状，顶面12呈平面，其他实施例中，该导热底座10还可呈方体状。
请参见图2和图3，每一一级散热条20设于导热底座10的顶面12上，并垂直于导热底座10的顶面12，该若干一级散热条20沿圆周方向隔排列，若干一级散热条20围成一柱形对流通道27，相邻的两一级散热条20之间构成一热对流通道25，每一热对流通道25连通柱形对流通道27。
本实施例中，每一一级散热条20呈片状体，热对流通道25的内通道口窄于外通道口，每一热对流通道25自内通道口（即靠近顶面12的几何中心的通道口）到外通道口逐渐变宽，内通道口处的两一级散热条20由于之间距离较小，则内通道口处的空气压强大于外通道口处的空气压强，如此，空气从外通口到内通道口的速度将会加快，相对两一级散热条20平行的情况，更有利于加快热对流的速度。所有热对流通道25沿柱形对流通道27的圆周方向均匀排列，柱形对流通道27的中心轴线在导热底座的顶面12投影成一中心点，每一热对流通道25的中心轴线在导热底座的顶面12的投影延长线穿过该中心点，如此，可使得散热器内的柱形通道27内的热量快速且多方位的与散热器外的冷空气进行热交换。其他实施例中，每一一级散热条20还可呈圆柱体状。
该散热器应用于COB封装的LED灯时，由于LED芯片组件安装于导热底座10的底面的中部，LED芯片组件产生的热量以热传导的方式自导热底座10的底面传导至顶面12，顶面12的部分热量通过每一一级散热条20传导至一级散热条20的末端。
另外，根据LED芯片组件的特性可知，LED芯片组件的中部温度最高，LED芯片组件外围温度稍低，则顶面12的中部温度远高于顶面12的外缘温度，如此，LED芯片组件产生的热量主要聚集于柱形对流通道27内，那么，散热器外的空气密度大于柱形对流通道27内的空气密度，如此，散热器外的冷空气将通过每一对流通道25流入柱形对流通道27，使得柱形对流通道27下方的空气密度稍大于上方的空气密度，从而使得柱形对流通道27内的热空气上升流出散热器外，以将热量带出散热器外，也就是说，散热器内构成一全方位（即冷空气从柱形对流通道27的各径向）输入冷空气并由中心气流柱输出热量的对流网，如此，无需在一级散热条20上方安装散热风扇或无需在散热器内安装液体对流管也可以热对流方式将芯片组件产生的热量排到散热器外，也就是说，该散热器虽为静态散热器，但却能够实现动态散热器的热对流散热效果，相对动态散热器来说，该散热器结构简单，且不会产生噪音、振动等，从而不会影响芯片组件工作。另外，此种散热方式对流面积大，全方位对流，热交换快，尤其适用大功率芯片，由于大功率芯片产生热量的速度快且热量高，此种散热方式可快速有效地对大功率芯片进行散热。
本实施例中，导热底座10的顶面12还可为中部凹陷及外缘凸起的凹面，相对顶面12为平面的情况来说，顶面12中部的温度将远高于顶面12外缘的温度，如此，可使得柱形对流通道27内和若干对流通道25的热对流速度大大加快。其他实施例中，该顶面12还可为中部凸起的凸面，使得导热底座10中部的高度大于导热底座10外缘的高度，相对顶面12为平面的情况来说，顶面12的中部温度与外缘温度差异较小，柱形对流通道27和若干对流通道25的热对流速度较慢，但导热底座10中的热量却可快速热传导至导热底座10外围，从而降低柱形对流通道27内的热量。
该散热器还包括组数与热对流通道25相同数量的二级散热条组，每一二级散热条组包括两相对的二级散热条30，所有二级散热条30均设于导热底座10的顶面12上，并垂直于导热底座10的顶面12上，且沿圆周方向排列于一级散热柱20的外围，每一二级散热条组的两二级散热条30之间构成一二级热对流通道35，每一二级热对流通道35与对应的一热对流通道25连通成一中心轴线为直线的通道，如此，不但可增强热对流效果、加快对流速度，同时也扩大了热传导面积，即每一组二级散热条组还可将顶面12外缘的热量传导至散热器外。本实施例中，每一二级散热条30呈片状体，每一二级热对流通道35的内通道口窄于外通道口，每一二级热对流通道35自内通道口到外通道口逐渐变宽，有利于加快热对流的速度。
该散热器还包括组数与二级热对流通道35相同数量的三级散热条组，每一三级散热条组包括两相对的三级散热条40，所有三级散热条40均设于导热底座10的顶面12上，并垂直于顶面12，且沿圆周方向排列于二级散热条30的外围，每一三级散热条组的两三级散热条40之间构成一三级热对流通道45，每一三级热对流通道45、对应的一二级热对流通道35和对应的一热对流通道25连通成一中心轴线为直线的通道，使得二级热对流通道35和热对流通道25构成的通道长度最短，如此，可加快对流速度，从而增强热对流效果，同时也扩大了热传导面积，即每一组三级散热条组还可将顶面12外缘的热量传导至散热器外。本实施例中，每一三级散热条40呈片状体，每一三级热对流通道45的内通道口窄于外通道口，每一三级热对流通道45自内通道口到外通道口逐渐变宽，有利于加快热对流的速度。
该散热器还包括若干辅助散热条50，每两相邻的三级散热条组之间设有一辅助散热条50，以增大散热面积。每两相邻的二级散热条组之间也可设有一辅助散热条50，有利于增大散热面积，每一辅助散热条50垂直设于导热底座10的顶面12上。
本实施例中，导热底座10、一级散热条20、二级散热条30、三级散热条40和辅助散热条50一体成型，以增强热传导效果。另外，导热底座10、一级散热条20、二级散热条30、三级散热条40和辅助散热条50的外表面均镀有黑色辐射层，散热器的热量可通过电磁波传递出去，如此，散热器可更有效的以热辐射方式将热量传递出去。一级散热条20或二级散热条30或三级散热条40或辅助散热条50的侧面设有若干间隔排列的凸条，以增大散热面积。
上述发明的若干对流通道25均连通柱形对流通道27，且若干对流通道25沿柱形对流通道27的圆周方向均匀排布，如此，可使柱形对流通道27内的热空气与散热器外的冷空气以对流方式进行高效的热交换，对流面积大，热交换快，此种散热方式尤其适用COB封装的大功率LED灯（当然也同样适用其他大功率芯片的散热），由于大功率LED灯产生热量的速度快且热量高，此种多方位热对流的散热方式可快速有效地对大功率LED芯片组件进行散热。另外，上述散热器外表面设有黑色辐射层，大大加强散热器的热辐射，使得散热器还可以热辐射的热传递方式进行散热。再者，本发明还可根据散热器的不同应用对象（如天花板COB封装的LED灯）将导热底座10的顶面设置为平面、凹面或凸面，从而调整上下对流方向的对流气流的面积。上述发明可同时通过热传导、热对流和热辐射三种热传递方式进行散热，散热快且散热效果佳。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种散热器，其特征在于：其包括导热底座和若干一级散热条；
每一一级散热条设于导热底座的顶面上，并垂直于导热底座的顶面，该若干一级散热条沿圆周方向排列，该若干一级散热条围成一柱形对流通道，相邻的两一级散热条之间构成一热对流通道，每一热对流通道连通柱形对流通道。
2.如权利要求1所述的散热器，其特征在于：每一一级散热条呈片状体，一级散热条的内通道口窄于外通道口，每一热对流通道自内通道口到外通道口逐渐变宽，所有热对流通道沿柱形对流通道的圆周方向均匀排列，柱形对流通道的中心轴线在导热底座的顶面投影成一中心点，每一热对流通道的中心轴线在导热底座的顶面的投影延长线穿过该中心点。
3.如权利要求2所述的散热器，其特征在于：该散热器还包括组数与热对流通道相同数量的二级散热条组，每一二级散热条组包括两相对的二级散热条，所有二级散热条均设于导热底座的顶面上，并垂直于导热底座的顶面，且沿圆周方向排列于一级散热柱的外围，每一二级散热条组的两二级散热条之间构成一二级热对流通道，每一二级热对流通道与对应的一热对流通道连通成一中心轴线为直线的通道。
4.如权利要求3所述的散热器，其特征在于：该散热器还包括组数与二级热对流通道相同数量的三级散热条组，每一三级散热条组包括两相对的三级散热条，所有三级散热条均设于导热底座的顶面上，并垂直于导热底座的顶面上，且沿圆周方向排列于二级散热条的外围，每一三级散热条组的两三级散热条之间构成一三级热对流通道，每一三级热对流通道、对应的一二级热对流通道和对应的一热对流通道连通成一中心轴线为直线的通道。
5.如权利要求4所述的散热器，其特征在于：该散热器还包括若干辅助散热条，每两相邻的三级散热条组之间设有一辅助散热条，或者/和每两相邻的二级散热条组之间设有一辅助散热条，每一辅助散热条垂直设于导热底座的顶面。
6.如权利要求5所述的散热器，其特征在于：导热底座、一级散热条、二级散热条、三级散热条和辅助散热条一体成型。
7.如权利要求5所述的散热器，其特征在于：一级散热条或二级散热条或三级散热条或辅助散热条的侧面设有若干间隔排列的凸条。
8.如权利要求4所述的散热器，其特征在于：每一二级散热条和每一三级散热条均呈片状体，每一二级热对流通道的内通道口窄于其外通道口，每一三级热对流通道的内通道口窄于其外通道口。
9.如权利要求1至8中任一项所述的散热器，其特征在于：导热底座的顶面为平面，或者导热底座的顶面为中部凹陷及外缘凸起的凹面，或者导热底座的顶面为中部凸起的凸面。
10.如权利要求1至8中任一项所述的散热器，其特征在于：散热器的外表面设有黑色辐射层。
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