CN104654256A - 一种蜂窝式散热器以及应用该散热器的led灯泡 - Google Patents

Abstract

一种蜂窝式散热器以及应用该散热器的LED灯泡。解决了LED光源散热难的技术问题。本方案的蜂窝散热器是由一片片径向冲压成型出梯形槽的散热片背靠背堆叠成的蜂窝结构散热器,热量是从LED光源基板通过面接触传给堆叠的散热片的，而且散热片间的热传递也是通过面接触的方式传递热量。散热器配置有风扇，能很好地将LED发出的热量迅速送出灯具外面。通过多层散热片堆叠而成的散热器加工组装比较方便和容易，还能制造出体型更细小的散热器。

Description

一种蜂窝式散热器以及应用该散热器的LED灯泡

技术领域

本发明涉及一种LED的散热结构。具体地说是一种配以蜂窝散热器的主动散热结构。

背景技术

新兴的LED照明技术的核心是LED发光器件，LED是一种固体发光元件，其实质是采用半导体技术进行发光。半导体元件对温度的要求比较苛刻，在合适的温度范围内，半导体具有非常好的工作状态，因此LED在合适的温度工作时其光电转化率最高，所以，LED光源的散热对于LED照明的效果来说是至关重要的。

目前，LED照明的散热方式主要有采用金属鳍片、金属薄皮或者金属筋等被动散热方式散热，被动散热主要问题在于其散热速度有限，能满足小功率设备的散热需求，但是对于大功率的散热需求，被动式散热的劣势尤为明显，而且被动散热要是被用在功率较大的LED照明设备上，散热器的体积会变得相当的大，这必然导致LED照明设备体积大和笨重，安装极不方便。针对大功率的LED设备，目前也有应用主动式散热方式，但其只是在被动散热的基础上加入风扇，并没有对散热风路重新安排，导致冷风只在局部循环，散热效果并没有太大的提高。还有利用热管传热，热管可以把热量带离发热位置散发，但是热管散热具有热惰性的问题，散热速度和温度响应偏低，而且其体积比较大，结构复杂，对于LED散热来说并不是一个很好的方案。

中国专利文献CN102853409A公开了蜂窝板式大功率LED散热器及散热方法，因该文献的文本记载不太清晰，所以通过对其附图的分析，了解到该方法的散热器主要是通过在竖向设置的蜂窝散热器的蜂窝孔道内开设连通各蜂窝孔道的孔眼辅助散热，在散热器外围连接的金属片折弯处设置LED光源，通过折弯处接受LED光源的热量并传递进散热器内散热，其附图3中展示的方案是在其原有方案的基础上通过把竖向的蜂窝孔道转换为卧向的放射式的蜂窝孔道，并在散热器顶部或底部设置的金属片折弯处设置LED光源。从其附图中分析可以看出，该方案的蜂窝结构主要是通过每一片散热片仅有的一端或一个端面与LED光源接触，热量从散热片一端向另一端传递，其中间散热片与散热片之间的接触仅仅起到增加散热器面积的作用，对热传导速度没多大帮助。而且该方案散热器的组织结构比较复杂，导致体积比较大，不便于组装和体积小型化。而其附图3的方案更是采用卧置的蜂窝风道散热，但是根据热力学原理，温度高的空气是会往上走的，而该设计却未有很好地利用热气流动原理，导致其风路走向不明朗，反而不利于散热。

发明内容

为此，本发明针对LED光源散热难的问题，从而提出一种蜂窝式散热器以及应用该散热器的LED灯泡。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种LED灯泡上的蜂窝式散热器，所述散热器上形成有轴向散热风道，所述散热器围绕所述轴向散热风道的外围壁体上形成有以所述轴向散热风道为中心呈放射状布置的若干径向散热通道，且所述径向散热通道的两端穿透所述外围壁体。

所述散热器由若干散热薄片层叠设置形成，其中所述散热薄片上成型有第一通孔，所述散热薄片上形成有以所述散热薄片的所述第一通孔为中心呈放射状布置的若干凹槽，所述轴向散热风道由所述散热薄片的所述第一通孔层叠对齐形成，相邻两层所述散热薄片之间的相对表面上的所述凹槽在所述散热薄片层叠后被封闭，所述径向散热通道由槽口封闭的所述凹槽形成。

所述散热薄片呈环状，其中所述散热薄片的上、下层叠面上均形成有以所述散热薄片的圆心为中心呈放射状布置的若干凹槽，所述轴向散热风道由层叠设置的所述散热薄片的第一通孔形成，所述径向散热通道由相邻两层所述散热薄片的层叠面上的所述凹槽对所述凹槽的方式层叠形成。

所述散热薄片呈环状，其中所述散热薄片的上层叠面或下层叠面上形成有以所述散热薄片的圆心为中心呈放射状布置的若干凹槽，所述轴向散热风道由层叠设置的所述散热薄片的第一通孔形成，所述径向散热通道由相邻两层所述散热薄片中其中一所述散热薄片的成型有所述凹槽的层叠面，与另一所述散热薄片未成型有所述凹槽的层叠面层叠形成。

每层所述散热薄片的上层叠面上的所述凹槽与下层叠面上的所述凹槽错位设置。

所述凹槽的截面呈等腰梯形。

一种LED灯泡，包括外壳、设置在所述外壳上的发光件，为所述发光件提供电能的电源结构，靠近所述发光件设置的散热器，以及设置在所述外壳外部，将所述LED灯泡连接在支撑件上的连接器，所述散热器为权利要求%-%中任一项所述的蜂窝式散热器，所述外壳内设置有具有第二通孔的冷热风隔离板，所述冷热风隔离板将所述外壳的内腔隔成上腔、下腔，所述散热器、所述发光件处于所述下腔内，且所述散热器的轴向散热通道与所述冷热风隔离板的所述第二通孔相通，所述下腔处的所述外壳上成型有进气口，所述上腔处的所述外壳上成型有出气口。

所述上腔内还设有风扇。

所述风扇安装在所述冷热风隔离板的所述第二通孔上。

所述进气口、所述出气口均环状分布在所述外壳上。

所述发光件通过基板安装在所述外壳上，且所述基板的上表面与所述散热器的底部紧贴。

所述电源结构安装在所述冷热风隔离板的上表面上。

所述基板上设置有第三通孔，所述冷热风隔离板上设置有安装孔，所述散热薄片上设有装配孔,所述外壳上设置有与所述装配孔相匹配的螺纹孔，所述螺纹孔配置有与其螺纹相匹配的螺丝，所述螺丝依次穿过所述第三通孔、所述装配孔、所述安装孔、所述螺纹孔，将所述蜂窝式散热器与所述外壳固定连接。

所述发光件前方设置有灯罩组件，所述灯罩组件通过所述螺丝与所述外壳连接。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1、本方案的蜂窝散热器是由一片片径向冲压成形出梯形槽的散热片以背靠背形式堆叠成的蜂窝结构散热器，其中一片位于散热器端面的散热片与LED光源板或LED铝基板相接，这种结构与光源板或LED铝基板的接触面比较大更易于传热。

2、本方案的蜂窝散热器的热量是从LED光源板通过面接触传给堆叠的散热片的，而且散热片间的热传递也是通过面接触的方式一片一片地逐片传送，每片间都有较大的传热面积。

3、本方案的蜂窝散热器的散热片间距可以控制在较小的间隙内，这样在很少的空间内能叠成多层的散热片，使得散热器体积做得比较小。

4、本方案的蜂窝散热器通过多层散热片堆叠而成，散热器的加工组装比较方便和容易。

5、本方案的蜂窝散热器配置有风扇，采用主动气流散热，更好地控制空气的流向，提升散热效率，该风扇可以是微动力风扇或静音风扇，稍微的主动气流就能很好地将散热器的热量迅速排走。

通过实验，散热器在风扇动带动的气流的作用下能迅速将热量带走，通过对散热器进行对照实验，在同等的散热器上，使用微动力气流散热会比没有动力气流的散热器提升5倍左右散热速度，也就是说，同等的散热器结构，用动力气流冷却比没有动力气流冷却能承载更大的功率，所以带动力气流的蜂窝散热器，即带有风扇的蜂窝散热器可为体积更小重量更轻的精致的LED灯具的散热器，可减少材料成本，包括包装成本、运输成本和安装成本。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1  是本发明的一种蜂窝式散热器以及应用该散热器的LED灯泡的一个实施例的立体结构剖视图；

图2  是本发明的一种蜂窝式散热器以及应用该散热器的LED灯泡的一个实施例的剖视结构示意图；

图3  是本发明的一种蜂窝式散热器以及应用该散热器的LED灯泡的一个实施例的的散热片结构俯视图；

图4  是本发明的一种蜂窝式散热器以及应用该散热器的LED灯泡的一个实施例的散热片结构侧视图。

图中附图标记表示为：1-基板；2-散热器；3-轴向散热风道；4-风扇；5-散热通道；6-散热薄片；7-装配孔；8-冷热风隔离板；9-凹槽；10-外壳；11-螺纹孔；12-发光件；13-进气口；14-出气口；15-安装孔；16-螺丝；17-灯罩组件；18-连接器；19-第一通孔；20-第二通孔；21-第三通孔。

具体实施方式

实施例1

一种LED灯泡上的蜂窝式散热器2，如图1和2所示，其外形是散热器2上形成有轴向散热风道3，散热器2围绕轴向散热风道3的外围壁体上形成有以轴向散热风道3为中心呈放射状布置的若干散热通道5，且散热通道5的两端穿透外围壁体。

具体的来说，散热器2由若干片环形的散热薄片6层叠而成，散热薄片6上开设有第一通孔19，如图3、图4所示，散热薄片6的上层叠面、下层叠面上压制出以第一通孔19为中心呈放射状布置的凹槽9阵列，同一散热薄片6的上层叠面上成型的凹槽与下层叠面上成型的凹槽9可以对齐设置，也可以错位设置，本实施例中，优选错位设置，这样散热效果更充分。凹槽9的截面也可以设置为矩形或三角形或梯形等其他形状，本实施例中，优选凹槽9的截面呈等腰梯形，这样散热薄片6对接后形成的散热通道5的截面就成六边形，就能在散热器2上形成蜂窝状的散热通道5。

散热薄片6间以凹槽9对凹槽9的方式对接，简单的来说就是一片散热薄片6的凹槽9的底部与另一片散热薄片6的凹槽9的底部连接，其连接方式可以是焊接，轴向散热风道3就是由层叠设置的散热薄片6的第一通孔19三维叠加而成，而散热通道5则由两对接后的两片散热薄片6的凹槽9而形成空腔组成。

散热薄片6上设置有装配孔7，组装成散热器2的每片散热薄片6的装配孔7相互对齐，以便螺丝16能穿过散热器2。

从本蜂窝式散热器2的结构中不难看出，其更适合用作主动散热形式的散热器，因此还应在本蜂窝式散热器2的基础上配备主动散热设备，如风扇等设备，以达到使冷的空气从散热器2的外侧，由散热通道5进入散热器2，冷空气在散热通道5内被加热后的热空气在轴向散热风道3汇合，并通过轴向散热风道3排出散热器2外。

一种LED灯泡，采用本实施例提供的蜂窝式散热器2作散热器具，LED灯泡包括外壳10、设置在外壳10上的发光件12，为发光件12提供电能的电源结构，靠近发光件12设置的散热器2，以及设置在外壳10外部，将LED灯泡连接在支撑件上的连接器18，外壳10内设置有具有第二通孔20的冷热风隔离板8，冷热风隔离板8将外壳10的内腔隔成上腔、下腔。

散热器2位于下腔内并且散热器2的上端面与冷热风隔离板8接触并连接，轴向散热风道3要与冷热风隔离板8的第二通孔20对齐，冷热风隔离板8上应设置有与装配孔7相对应的安装孔15。

发光件12即LED发光组模，LED发光组模为了便于散热，会被安装在金属制的基板1上，基板1应开设有与装配孔7相对应的通孔。发光件12通过基板1安装在散热器2的下端面，安装时候发光件12在下，基板1在上，基板1需与散热器充分接触，因此需要螺丝16来压紧固定，所以基板上应开设有安装螺丝16的第三通孔21。

在冷热风隔离板8分隔出的上腔内设风扇4，风扇4安装在冷热风隔离板8的第二通孔20处，直接对第二通孔20下方的轴向散热风道3抽风。

外壳10位于下腔处成型有环状布置的进气口13，外壳10位于上腔处成型有环状布置出气口14。

外壳10上设置螺纹孔11，螺纹孔11配置有与其螺纹相匹配的螺丝16，外壳10与冷热风隔离板8、散热器2、基板1的安装是通过螺丝16串装的形式组装起来，如图2所示，螺丝16依次穿过第三通孔21、装配孔7和安装孔15，最后与螺纹孔11连接固定，就把相关组件装起来。

发光件12的前方设置有灯罩组件17，灯罩组件17也是通过螺丝16与外壳10串装起来。

由于LED光源是低压光源，所以还应配以电源电路对电流电压进行转换，因此电源结构安排在接近连接器18的位置二安排在冷热风隔离板8的上表面上。

LED灯泡工作时候，风扇4同时运转，带动空气从进气口13进入外壳10，然后在散热通道5内被加热，吸收散热器2的热量后的热风在轴向散热风道3处汇合，最后被风扇4吸进外壳10的上腔内然后在出气口14排出，带走LED光源发出的热量。

实施例2

本实施例与实施例1的整体结构是一致的，但区别在于，实施例1中的散热器2是由散热薄片6焊接而成的，而本实施例中提出一种更为简便的安装方法，就是散热薄片6不通过焊接连接，而是在把散热薄片6以与实施例1相同的堆叠组合方式，在螺丝16串装组件的时候，一并通过螺丝16串装起来，完全靠螺丝16的拉力固定，如图2所示，省略了焊接的工序，生产加工更为容易。

此外，环形的所述散热薄片6还可以仅上层叠面或下层叠面上形成有以所述散热薄片6的圆心为中心呈放射状布置的若干凹槽9，所述轴向散热风道3仍和实施例1一样是由层叠设置的所述散热薄片6的第一通孔19形成，而所述径向散热通道5却是由相邻两层所述散热薄片6中其中一所述散热薄片6的成型有所述凹槽9的层叠面，与另一所述散热薄片6未成型有所述凹槽6的层叠面层叠形成。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种LED灯泡上的蜂窝式散热器，所述散热器（2）上形成有轴向散热风道（3），所述散热器（2）围绕所述轴向散热风道（3）的外围壁体上形成有以所述轴向散热风道（3）为中心呈放射状布置的若干径向散热通道（5），且所述径向散热通道（5）的两端穿透所述外围壁体，其特征在于：

所述散热器（2）由若干散热薄片（6）层叠设置形成，其中所述散热薄片（6）上成型有第一通孔（19），所述散热薄片（6）上形成有以所述散热薄片（6）的所述第一通孔（19）为中心呈放射状布置的若干凹槽（9），所述轴向散热风道（3）由所述散热薄片（6）的所述第一通孔（19）层叠对齐形成，相邻两层所述散热薄片（6）之间的相对表面上的所述凹槽（9）在所述散热薄片（6）层叠后被封闭，所述径向散热通道（5）由槽口封闭的所述凹槽（9）形成。

2.根据权利要求1所述的蜂窝式散热器，其特征在于，所述散热薄片（6）呈环状，其中所述散热薄片（6）的上、下层叠面上均形成有以所述散热薄片（6）的圆心为中心呈放射状布置的若干凹槽（9），所述轴向散热风道（3）由层叠设置的所述散热薄片（6）的第一通孔（19）形成，所述径向散热通道（5）由相邻两层所述散热薄片（6）的层叠面上的所述凹槽（9）对所述凹槽（9）的方式层叠形成。

3.根据权利要求1所述的蜂窝式散热器，其特征在于，所述散热薄片（6）呈环状，其中所述散热薄片（6）的上层叠面或下层叠面上形成有以所述散热薄片（6）的圆心为中心呈放射状布置的若干凹槽（9），所述轴向散热风道（3）由层叠设置的所述散热薄片（6）的第一通孔（19）形成，所述径向散热通道（5）由相邻两层所述散热薄片（6）中其中一所述散热薄片（6）的成型有所述凹槽（9）的层叠面，与另一所述散热薄片（6）未成型有所述凹槽（6）的层叠面层叠形成。

4.根据权利要求1或2所述的蜂窝式散热器，其特征在于，每层所述散热薄片（6）的上层叠面上的所述凹槽（9）与下层叠面上的所述凹槽（9）错位设置。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的蜂窝式散热器，其特征在于，所述凹槽（9）的截面呈等腰梯形。

6.一种LED灯泡，包括外壳（10）、设置在所述外壳（10）上的发光件（12），为所述发光件（12）提供电能的电源结构，靠近所述发光件（12）设置的散热器（2），以及设置在所述外壳（10）外部，将所述LED灯泡连接在支撑件上的连接器（18），其特征在于，所述散热器（2）为权利要求1-5中任一项所述的蜂窝式散热器，所述外壳（10）内设置有具有第二通孔（20）的冷热风隔离板（8），所述冷热风隔离板（8）将所述外壳（10）的内腔隔成上腔、下腔，所述散热器（2）、所述发光件（12）处于所述下腔内，且所述散热器（2）的轴向散热通道与所述冷热风隔离板（8）的所述第二通孔（20）相通，所述下腔处的所述外壳（10）上成型有进气口（13），所述上腔处的所述外壳（10）上成型有出气口（14）。

7.根据权利要求6所述的LED灯泡，其特征在于，所述上腔内还设有风扇（4）。

8.根据权利要求7所述的LED灯泡，其特征在于，所述风扇（4）安装在所述冷热风隔离板（8）的所述第二通孔（20）上。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的LED灯泡，其特征在于，所述进气口（13）、所述出气口（14）均环状分布在所述外壳（10）上。

10.根据权利要求9所述的LED灯泡，其特征在于：所述发光件通过基板（1）安装在所述外壳（10）上，且所述基板（1）的上表面与所述散热器（2）的底部紧贴。

11.根据权利要求10所述的LED灯泡，其特征在于，所述电源结构安装在所述冷热风隔离板（8）的上表面上。

12.根据权利要求11所述的LED灯泡，其特征在于，所述基板上设置有第三通孔（21），所述冷热风隔离板（8）上设置有安装孔（15），所述散热薄片（6）上设有装配孔(7),所述外壳（10）上设置有与所述装配孔（7）相匹配的螺纹孔（11），所述螺纹孔（11）配置有与其螺纹相匹配的螺丝（16），所述螺丝（16）依次穿过所述第三通孔（21）、所述装配孔（7）、所述安装孔（15）、所述螺纹孔（11），将所述蜂窝式散热器（2）与所述外壳（10）固定连接。

13.根据权利要求12所述的LED灯泡，其特征在于，所述发光件（12）前方设置有灯罩组件（17），所述灯罩组件（17）通过所述螺丝（16）与所述外壳（10）连接。