CN103925576A - 基于热管技术的led散热器 - Google Patents

基于热管技术的led散热器 Download PDF

Info

Publication number
CN103925576A
CN103925576A CN201410171810.3A CN201410171810A CN103925576A CN 103925576 A CN103925576 A CN 103925576A CN 201410171810 A CN201410171810 A CN 201410171810A CN 103925576 A CN103925576 A CN 103925576A
Authority
CN
China
Prior art keywords
upper cover
siphunculus
radiator based
led radiator
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410171810.3A
Other languages
English (en)
Inventor
张卫东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phase transformation lighting engineering (Shanghai) Co., Ltd.
Shanghai Baiyi Lighting Electronic Co., Ltd.
Original Assignee
SHANGHAI BAIYI LIGHTING ELECTRONIC CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANGHAI BAIYI LIGHTING ELECTRONIC CO Ltd filed Critical SHANGHAI BAIYI LIGHTING ELECTRONIC CO Ltd
Priority to CN201410171810.3A priority Critical patent/CN103925576A/zh
Publication of CN103925576A publication Critical patent/CN103925576A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种大功率LED散热器，属于LED散热领域。基于热管技术的LED散热器，其特征在于：包括设置在中心的重力热管和设置在重力热管四周的太阳花型的散热翅片(4)，所述重力热管包括中间的通管(1)和上盖(2)及底盖(3)，所述中间的通管(1)与上盖(2)及底盖(3)焊接成一体，密封形成真空，中间灌注有致冷介质(5)，所述散热翅片(4)环绕通管(1)设置，所述底盖(3)上表面位于通管内的部分设置有均匀分布的多点凸出的槽乳结构(6)，所述上盖(2)中间有密封孔(7)，所述底盖(3)下方与LED灯相连接。本发明采用整体真空密封和环绕散热翅片的结构，使热管的导热效率提高，散热快，体积小，而且寿命长。

Description

基于热管技术的LED散热器
技术领域
本发明涉及大功率LED散热器，尤其涉及一种基于热管技术的LED散热器。
背景技术
目前大功率LED的制造向着高性能、集成化和微型化发展，其芯片的功率密度可达数百W/cm2。大功率LED的电光转换效率约为20％，大约80％的电能转换为热量散发，因此其芯片处的热流密度极高。而LED的结温升高会导致发光效率下降、寿命缩短、发光光谱产生漂移，严重的还会烧毁芯片，所以散热是大功率LED照明中需要重点解决的问题之一。
现在市场上也有提出很多散热器的方案，但是由于散热效率的问题，基本上都体积庞大，而且仍然无法很好地解决问题。热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室的乔治格罗佛(George Grover)发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。在此基础上，已经有一些相关的基于热管技术的方案应用在大规模LED的散热器上，如公告号为CN103196116A的发明专利申请公开“用于大功率LED的改进型重力热管散热器”，采用蒸发段和冷凝段分开设置的结构，在蒸发段内设置有水或醇作为冷凝介质，但是存在着降温启动慢，中间和旁边具有温度梯度，不利于热源散热降温，虽然公告号为CN103453792A的发明专利申请公开“一种重力热管底部强化传热结构”提出在热管底部中间增加集液杯，仅仅只是从介质相变过程中的回流部分来进行解决温度梯度的问题，仍然没有从导热本身中解决现在散热启动慢，温度梯度大，导热效率不高，因此对于大功率的LED尤其是100-150W以上的LED灯的散热，目前没有什么好的方法和散热器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于热管技术的LED散热器，解决现在的散热器散热启动慢，温度梯度大，导热效率不高的缺陷。
技术方案
一种基于热管技术的LED散热器，其特征在于：包括设置在中心的重力热管和设置在重力热管四周的太阳花型的散热翅片，所述重力热管包括中间的通管和上盖及底盖，所述中间的通管与上盖及底盖焊接成一体，密封形成真空，中间灌注有致冷介质，所述散热翅片环绕通管设置，所述底盖上表面位于通管内的部分设置有均匀分布的多点凸出的槽乳结构，所述上盖中间有密封孔，所述底盖下方与LED灯相连接。
进一步，所述密封孔包括下倒锥形孔段和中间的矩形台阶孔段及上倒锥形孔段。
进一步，所述底盖上表面覆盖有金属网。
所述金属网采用120目的金属网。
进一步，所述槽乳结构采用锥状乳柱和间隔槽相结合，增加导热和蒸发面。
进一步，所述中间的通管与上盖及底盖焊接成一体的步骤包括将通管与上盖或底盖设置在同一转轴上的步骤，通管与上盖或底盖以相反的方向同轴高速旋转且同时相向运动的步骤，在通管与上盖或底盖相向运动到贴近时使其瞬间停止转动，运动和摩擦产生的高温使所述通管与上盖或底盖的接触面热熔连接在一起。
所述底盖或上盖的材料主要由以下组分构成：铝合金锭82-89％，镁2-3.4％，硅4-6％，氧化铝5-9％。
进一步，所述致冷介质的组分包括：丙酮50-65％，乙醇15-25％，纯水18-23％，凝结核1-2％。
所述凝结核采用纳米级碘粉。
一种铝合金焊接方法，其特征在于：包括将需要焊接的两铝合金部件设置在同一转轴上的步骤，将两铝合金部件以相反的转动方向同轴高速旋转且同时相向运动的步骤，在两铝合金部件相向运动到贴近时瞬间使该两铝合金部件停止转动，运动和摩擦产生的高温使两铝合金部件的接触面热熔连接在一起。
有益效果
本发明采用整体真空密封和环绕散热翅片的结构，使热管的导热效率提高，散热快；采用三层密封孔实现保持高真空低压情况下，致冷介质能在低温下就迅速气化，实现散热启动快，配合新的致冷介质，大大降低气化温度，提升散热速度，降低中间和边缘的热梯度，实现了散热迅速，体积小，成本低，而且寿命长，能长期使用，适宜大面积推广。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的底板示意图。
图3为本发明的上盖示意图。
其中：1-通管，2-上盖，3-底盖，4-散热翅片，5-致冷介质，6-槽乳结构，7-密封孔，71-下倒锥形孔段，72-矩形台阶孔段，73-上倒锥形孔段。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
一种基于热管技术的LED散热器，包括设置在中心的重力热管和设置在重力热管四周的太阳花型的散热翅片4，所述重力热管包括中间的通管1和上盖2及底盖3，所述中间的通管1与上盖2及底盖3焊接成一体，密封形成真空，中间灌注有致冷介质5，所述散热翅片4环绕通管1设置，所述底盖3上表面位于通管内的部分设置有均匀分布的多点凸出的槽乳结构6，所述上盖2中间有密封孔7，底盖3下方与LED灯相连接。
所述密封孔7包括下倒锥形孔段71和中间的矩形台阶孔段72及上倒锥形孔段73。密封孔采用上中下三层密封，能长期保持高真空状态，利于致冷介质的低温气化。如附图3示意。
所述底盖上表面可以加装覆盖金属网，金属网采用120目的金属网，安装时与槽乳结构6之间相错一定角度，利于致冷介质的回收吸附。
所述槽乳结构6采用锥状乳柱和间隔槽相结合，增加导热和蒸发面。如附图2示意。
所述底盖3厚度较厚，8-9mm,槽乳结构的锥状乳柱高度为5mm,由于底盖3厚度增加，可以直接打孔，方便连接装配各种型号和不同装配方式的LED灯具。
由于重力热管的真空度要求，本发明采用焊接一体式，但是在实践中，铝合金的焊接一直是一道难题，目前的焊接方法在焊接品质和焊接牢度上差异很大，而且铝合金焊接过程中容易出现气泡和裂变，对于真空的保持都是非常不利的，因此，现在的热管的寿命一直得不到提高，本发明在将所述中间的通管1与上盖2及底盖3焊接成一体的焊接方法，采用的步骤是首先将通管与上盖或底盖同轴对齐的步骤，然后使通管与上盖或底盖以相反的方向同轴高速旋转同时相向运动的步骤，最后在通管与上盖或底盖贴近时瞬间停止转动，运动和摩擦产生的高温使接触面热熔连接在一起。本焊接方法可应用于其它铝合金及铝的焊接上。
而所述底盖3或上盖2的合金材料按照重量百分比主要采用以下组分构成：铝合金锭82-89％，镁2-3.4％，硅4-6％，氧化铝5-9％。以上述这些组分组成100％的合金材料来制作底盖或上盖，不仅能实现热熔焊接，而且在热熔焊接过程中不会产生气泡和裂纹，大大提高本发明结构的真空度。本组分中镁优选为2-2.4％。具体制作时，控制镁的重量含量比在2-2.4％，硅含量在4-6％，调整氧化铝和铝合金锭的含量配比完成制备。
本发明还提出新的致冷介质5，致冷介质5的组分包括：丙酮50-65％，乙醇15-25％，纯水18-23％，凝结核1-2％。所述凝结核采用纳米级碘粉，粒径为10-500纳米。致冷介质5在受热后，迅速气化为气相分子形态，并带动轻质的凝结核上升，当接触到相对低温的通管边壁和顶壁时，受冷并在凝结核的作用下，像下雨一样，凝结为液态，重新回落到通管底部。本致冷介质5采用重量比为：丙酮65％，乙醇15％，纯水19％，凝结核1％时，在真空度(相对于标准大气压kpa)为-98.1时，相变温度可达到16℃。而采用重量比为：丙酮60％，乙醇20％，纯水19％，凝结核1％的致冷介质时，在真空度为-98.1时，相变温度可达到15℃。效果远远好于常用的纯水。
采用新的致冷介质后，在真空度为-100左右时，由于相变温度低，稍微受热即进行相变，从而使散热器能在很短的时间内实现导热，不仅提高了导热效率，而且降低了散热器中间到四周的温度梯度。在实际测试后，散热器即使在LED使用较长时间后，散热器表面温度仍然与环境温度没有差异，散热器中间到四周的温度梯度控制在3摄氏度内。
本发明中采用整体真空密封和环绕散热翅片的结构，使热管的导热效率提高，散热快；采用三层密封孔实现保持高真空低压情况下，致冷介质能在低温下就迅速气化，实现散热启动快，配合新的致冷介质，大大降低气化温度，提升散热速度，降低中间和边缘的热梯度，实现了散热迅速，体积小，成本低，而且寿命长，能长期使用，适宜大面积推广。

Claims (11)

1.一种基于热管技术的LED散热器，其特征在于：包括设置在中心的重力热管和设置在重力热管四周的太阳花型的散热翅片(4)，所述重力热管包括中间的通管(1)和上盖(2)及底盖(3)，所述中间的通管(1)与上盖(2)及底盖(3)焊接成一体，密封形成真空，中间灌注有致冷介质(5)，所述散热翅片(4)环绕通管(1)设置，所述底盖(3)上表面位于通管内的部分设置有均匀分布的多点凸出的槽乳结构(6)，所述上盖(2)中间有密封孔(7)，所述底盖(3)下方与LED灯相连接。
2.如权利要求1所述的基于热管技术的LED散热器，其特征在于：所述密封孔(7)包括下倒锥形孔段(71)和中间的矩形台阶孔段(72)及上倒锥形孔段(73)。
3.如权利要求1所述的基于热管技术的LED散热器，其特征在于：所述底盖上表面覆盖有金属网。
4.如权利要求3所述的基于热管技术的LED散热器，其特征在于：所述金属网采用120目的金属网。
5.如权利要求1所述的基于热管技术的LED散热器，其特征在于：所述槽乳结构(6)采用锥状乳柱和间隔槽相结合，增加导热和蒸发面。
6.如权利要求5所述的基于热管技术的LED散热器，其特征在于：所述底盖(3)厚度为8-9mm,槽乳结构(6)的锥状乳柱高度为5mm。
7.如权利要求1所述的基于热管技术的LED散热器，其特征在于：所述中间的通管(1)与上盖(2)及底盖(3)焊接成一体的步骤包括将通管与上盖或底盖设置在同一转轴上的步骤，通管与上盖或底盖以相反的方向同轴高速旋转且同时相向运动的步骤，在通管与上盖或底盖相向运动到贴近时使其瞬间停止转动，运动和摩擦产生的高温使所述通管与上盖或底盖的接触面热熔连接在一起。
8.如权利要求1或5所述的基于热管技术的LED散热器，其特征在于：所述底盖(3)或上盖(2)的材料主要由以下组分构成：铝合金锭82-89％，镁2-3.4％，硅4-6％，氧化铝5-9％，上述为重量百分比。
9.如权利要求1所述的基于热管技术的LED散热器，其特征在于：所述致冷介质(5)的组分包括：丙酮50-65％，乙醇15-25％，纯水18-23％，凝结核1-2％，上述为重量百分比。
10.如权利要求7所述的基于热管技术的LED散热器，其特征在于：所述凝结核采用纳米级碘粉。
11.一种铝合金焊接方法，其特征在于：包括将需要焊接的两铝合金部件设置在同一转轴上的步骤，将两铝合金部件以相反的转动方向同轴高速旋转且同时相向运动的步骤，在两铝合金部件相向运动到贴近时瞬间使该两铝合金部件停止转动，运动和摩擦产生的高温使两铝合金部件的接触面热熔连接在一起。
CN201410171810.3A 2014-04-25 2014-04-25 基于热管技术的led散热器 Pending CN103925576A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410171810.3A CN103925576A (zh) 2014-04-25 2014-04-25 基于热管技术的led散热器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410171810.3A CN103925576A (zh) 2014-04-25 2014-04-25 基于热管技术的led散热器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103925576A true CN103925576A (zh) 2014-07-16

Family

ID=51143879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410171810.3A Pending CN103925576A (zh) 2014-04-25 2014-04-25 基于热管技术的led散热器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103925576A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104235801A (zh) * 2014-09-15 2014-12-24 西安交通大学 一种自带热管的大功率led相变温控装置
CN104456211A (zh) * 2014-12-05 2015-03-25 东莞市闻誉实业有限公司 带有制冷片的led灯
CN104759823A (zh) * 2015-04-25 2015-07-08 哈尔滨工业大学 一种锅炉用h型省煤器的钢管与肋片的焊接方法和设备
CN105180694A (zh) * 2015-10-13 2015-12-23 昆山倍瑞光电有限公司 超高热传导散热器及其制作方式和应用
CN105299540A (zh) * 2015-11-05 2016-02-03 广州百年光电技术开发有限公司 自激式环路热管太阳花散热模组及大功率led筒灯
CN106524092A (zh) * 2016-12-09 2017-03-22 淳铭散热科技股份有限公司 一种电子设备与器件的散热装置
CN106931326A (zh) * 2017-04-24 2017-07-07 宁波力品格相变照明有限公司 一种一体成型微槽群散热固态荧光粉led灯具
WO2020052224A1 (zh) * 2018-09-10 2020-03-19 长春希达电子技术有限公司 一种相变液及包含该相变液的热传输模块
CN111109981A (zh) * 2020-02-04 2020-05-08 永康市华格工业产品设计有限公司 多用途保温杯

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1365870A (zh) * 2001-11-15 2002-08-28 北京航空航天大学 一种感应摩擦焊接方法
WO2005015104A2 (en) * 2003-07-14 2005-02-17 Thermal Corp. Tower heat sink with sintered grooved wick
CN201068427Y (zh) * 2006-12-20 2008-06-04 董镛 以微珠为支撑物抽气口多层密封的真空玻璃
CN201368434Y (zh) * 2009-01-13 2009-12-23 蔡州 一种大功率半导体器件的散热结构
CN203309841U (zh) * 2013-05-23 2013-11-27 四川海金汇光电有限公司 一种led铜芯铝合金散热器
CN204062935U (zh) * 2014-04-25 2014-12-31 相变照明技术(上海)有限公司 基于热管技术的led散热器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1365870A (zh) * 2001-11-15 2002-08-28 北京航空航天大学 一种感应摩擦焊接方法
WO2005015104A2 (en) * 2003-07-14 2005-02-17 Thermal Corp. Tower heat sink with sintered grooved wick
CN201068427Y (zh) * 2006-12-20 2008-06-04 董镛 以微珠为支撑物抽气口多层密封的真空玻璃
CN201368434Y (zh) * 2009-01-13 2009-12-23 蔡州 一种大功率半导体器件的散热结构
CN203309841U (zh) * 2013-05-23 2013-11-27 四川海金汇光电有限公司 一种led铜芯铝合金散热器
CN204062935U (zh) * 2014-04-25 2014-12-31 相变照明技术(上海)有限公司 基于热管技术的led散热器

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104235801A (zh) * 2014-09-15 2014-12-24 西安交通大学 一种自带热管的大功率led相变温控装置
CN104235801B (zh) * 2014-09-15 2017-02-15 西安交通大学 一种自带热管的大功率led相变温控装置
CN104456211A (zh) * 2014-12-05 2015-03-25 东莞市闻誉实业有限公司 带有制冷片的led灯
CN104759823A (zh) * 2015-04-25 2015-07-08 哈尔滨工业大学 一种锅炉用h型省煤器的钢管与肋片的焊接方法和设备
CN105180694A (zh) * 2015-10-13 2015-12-23 昆山倍瑞光电有限公司 超高热传导散热器及其制作方式和应用
CN105299540A (zh) * 2015-11-05 2016-02-03 广州百年光电技术开发有限公司 自激式环路热管太阳花散热模组及大功率led筒灯
CN106524092A (zh) * 2016-12-09 2017-03-22 淳铭散热科技股份有限公司 一种电子设备与器件的散热装置
CN106524092B (zh) * 2016-12-09 2020-04-14 淳铭散热科技股份有限公司 一种电子设备与器件的散热装置
CN106931326A (zh) * 2017-04-24 2017-07-07 宁波力品格相变照明有限公司 一种一体成型微槽群散热固态荧光粉led灯具
WO2020052224A1 (zh) * 2018-09-10 2020-03-19 长春希达电子技术有限公司 一种相变液及包含该相变液的热传输模块
CN111109981A (zh) * 2020-02-04 2020-05-08 永康市华格工业产品设计有限公司 多用途保温杯

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103925576A (zh) 基于热管技术的led散热器
CN105101751B (zh) 热超导片式散热器及其制造方法
CN205071563U (zh) 热超导片式散热器
CN103307917B (zh) 一种微通道散热器
CN102883584B (zh) 一种高效散热装置
CN104676545A (zh) 吸热装置、散热装置和led工矿灯散热系统
CN107084378A (zh) Led散热器
CN204404869U (zh) 集成并行多通道回路热管的散热装置
CN101510533A (zh) 新型微电子器件散热器
CN104197612B (zh) 一种半导体冰箱的高效散热组件
CN103047630A (zh) 纳米流体超导散热器及其工作方法
CN107482276A (zh) 一种利用液态金属的电池散热装置
CN103531652A (zh) 一种碟式太阳能聚光光伏电池板的冷却装置
CN104059612B (zh) 一种相变传热的导热致冷介质
CN204513305U (zh) 吸热装置、散热装置和led工矿灯散热系统
CN102261862A (zh) 一种平板热管换热器
CN102345993A (zh) 一种液体蒸发式散热器及其制作方法
CN204062935U (zh) 基于热管技术的led散热器
CN205991730U (zh) 一种平板热管阵列式散热器
CN204534200U (zh) 一种led工矿灯
CN207006087U (zh) Led散热器
CN203131759U (zh) 纳米流体超导散热器
CN103579141B (zh) 一种复合散热结构及其应用
CN203431801U (zh) 一种铝管翅片式热管led工矿灯散热器
CN205897066U (zh) 一种相变热管式大功率led灯散热结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHANGHAI BAIYI LIGHTING ELECTRONIC CO., LTD.

Effective date: 20140619

Owner name: XIANGBIAN LIGHTING TECHNOLOGY (SHANGHAI) CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: SHANGHAI BAIYI LIGHTING ELECTRONIC CO., LTD.

Effective date: 20140619

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20140619

Address after: 201712 Shanghai city Qingpu District Road No. 1188 Building 2 Jiuye

Applicant after: Phase transformation lighting engineering (Shanghai) Co., Ltd.

Applicant after: Shanghai Baiyi Lighting Electronic Co., Ltd.

Address before: 201712 Shanghai Qingpu Jiuye Road No. 1188

Applicant before: Shanghai Baiyi Lighting Electronic Co., Ltd.

C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: 201712 Shanghai city Qingpu District Road No. 1188 Building 2 Jiuye

Applicant after: Phase transformation lighting engineering (Shanghai) Co., Ltd.

Applicant after: Cypress lighting (Shanghai) Limited by Share Ltd

Address before: 201712 Shanghai city Qingpu District Road No. 1188 Building 2 Jiuye

Applicant before: Phase transformation lighting engineering (Shanghai) Co., Ltd.

Applicant before: Shanghai Baiyi Lighting Electronic Co., Ltd.

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: SHANGHAI BAIYI LIGHTING ELECTRONIC CO., LTD. TO: BAIYI LIGHTING ELECTRONIC (SHANGHAI) CO., LTD.

RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140716