CN105674226A - 一种led散热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED散热器，它包括一中空本体，所述中空本体内设有一上下通透的通道，所述中空本体的外侧均匀分布有多个LED灯，所述中空本体的内腔设有散热片，在所述中空本体中央还设置有一根导热柱，所述导热柱与所述散热片紧密接触，在所述导热柱的顶端设置有一散热板，所述散热板与所述中空本体之间留有空隙。本发明的LED散热器，具有散热效率高、散热稳定、质量轻等优点。

Description

一种LED散热器
技术领域
本发明属于照明技术领域，尤其涉及一种LED散热器。
背景技术
LED灯由于具有高亮度、节能等优点，被广泛应用在许多场合中。但是LED灯光源发热量大，常需要散热来保证其正常工作，否则会导致芯片温度升高，发光效率降低，寿命缩短。
现有的LED芯片散热技术主要有：
（一）风冷:目前LED芯片的散热主要采用空气自然对流冷却和强制风冷散热，这两种散热方式具有结构简单，成本较低等优点，对于功率较小的球泡灯和热流密度较低的点阵式LED灯，风冷的散热方式比较合适。但是随着LED芯片功率的增加，上述两种方式由于取热能力有限，已难以从高热流密度的LED芯片中取热，并进行高效的散热，严重制约了LED向高功率发展，并且采用强制风冷散热需要安装风扇，目前风扇的寿命远小于LED芯片的寿命，缩短了LED灯的维护周期。
（二）相变冷却:针对集成封装的大功率LED芯片，传统的自然对流风冷和强制风冷已经不能满足其散热要求，目前另一种应用较为广泛的是相变冷却方式，如热管，微槽群散热等。采用相变的冷却方式，其取热热流密度能够满足LED芯片的要求，并且可将热量均匀的分布到整个散热器中，减小了整个散热器的热阻。但是这种方式采用的是将工质密封到一密闭空腔中，因此加工制造工艺比较复杂，一旦发生工质的泄露会造成整个换热器的失效，并且这种散热器在安装和使用的过程中有固定的安装角度，因此限制了这种相变换热器的使用范围.
（三）热柱冷却:本散热方式是将导热系数较高的金属材料，如铜，放入到铝合金型材中作为取热芯，取热芯取出的热量经过铝合金材料的肋片释放到环境中。该散热方式解决了单纯采用铝合金型材取热能力不足的缺陷，虽然取热能力低于相变冷却的方式，但相较于相变冷却的方式，结构简单，成本降低。但是由于铜的密度要大于铝合金的密度，因此导致整个散热器的重量增加。
由此可见，在LED灯散热领域，急需一种散热效率高、质量轻的LED散热器。
发明内容
本发明旨在解决现有的LED散热器散热效率低、质量大的技术问题，提供一种散热效率高、质量轻的LED散热器。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种LED散热器，包括一中空本体，所述中空本体内设有一上下通透的通道，所述中空本体的外侧均匀分布有多个LED灯，所述中空本体内腔设有散热片，在所述中空本体中央还设置有一根导热柱，所述导热柱与所述散热片紧密接触，在所述导热柱的顶端设置有一散热板，所述散热板与所述中空本体之间留有空隙。
作为本发明改进的技术方案，所述散热板与所述中空本体之间的距离为所述中空本体内径与所述导热柱直径之差的0.5～1.5倍。
作为本发明改进的技术方案，所述导热柱上还均布有多个片状散热翅，所述散热翅位于所述散热片之间。
进一步地，所述导热柱、散热翅、散热板采用石墨导热材料一体成型。
进一步地，所述石墨导热材料主要由石墨粉70～78份、碳纳米管3～7份，乙二醇8～14份,3’，4,4’-四甲酸二酐二苯甲酮3.8～6.2份，3,3’-二氨基二苯甲酮2.1～4.1份，聚乙烯醇0.6～1.2份，甲基硅氢烷油0.5～1.5份构成。
优选地，所述石墨导热材料主要由石墨粉75份、碳纳米管5份，乙二醇10份,3’，4,4’-四甲酸二酐二苯甲酮5份，3,3’-二氨基二苯甲酮3份，聚乙烯醇1份，甲基硅氢烷油1份构成。
作为本发明改进的技术方案，在所述中空本体上还设置有多个沿所述中空本体的内腔壁径向延伸的辅助散热片，所述辅助散热片位于所述散热片两侧。
进一步地，所述散热片、辅助散热片、导热柱、散热翅、散热板的表面均为波浪状凹凸不平的曲面。
进一步地，所述中空本体为直筒状，且横截面呈圆形或多边形。
进一步地，所述LED灯为LED灯条，所述LED灯条沿所述中空本体的外侧壁表面径向及轴向均布，所述散热片设置于所述中空本体的内腔壁上，且与所述LED灯沿所述中空本体的设置位置相对应。
与现有技术相比，本发明结合了风冷和热柱冷却两种散热模式，且采用了独特的散热材料，使得本发明的LED散热器散热效率高，质量更小。导热柱将中空本体的热量传导到散热板上，增大了散热面积；散热板还可防止灰尘掉进中空本体中，空气对流也可有效防止灰尘堆积，因而本发明的LED散热器散热的稳定性更好。
附图说明
图1为本发明的LED散热器的结构示意图；
图2为本发明的LED散热器除去散热板后的俯视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。
如图1和图2所示，本发明的LED散热器，包括一中空本体1，中空本体1为直筒状，且横截面呈圆形或多边形。中空本体1内设有一上下通透的通道，中空本体1的外侧均匀分布有多个LED灯2，中空本体1内腔设有散热片11。在中空本体1上还设置有多个沿中空本体1的内腔壁径向延伸的辅助散热片12，辅助散热片12位于散热片11两侧。LED灯2为LED灯条，LED灯条沿中空本体1的外侧壁表面径向及轴向均布，散热片11设置于中空本体1的内腔壁上，且与LED灯2沿中空本体1的设置位置相对应。在中空本体1中央还设置有一根导热柱3，导热柱3与散热片11紧密接触，在导热柱3的顶端设置有一散热板4，散热板4与中空本体1之间的距离为中空本体1内腔直径与导热柱3直径之差的0.5～1.5倍。优选地，散热板4与中空本体1之间的距离为中空本体1内腔直径与导热柱3直径之差的1.1倍。采用本发明限定的距离，可以使中空本体1内腔中的空气快速地实现冷热空气对流，又不至于使LED散热器的重量增加太多，从而达到散热效率高与质量轻的最优化。在导热柱3上还均布有多个片状散热翅31，散热翅31位于散热片11之间。优选地，散热片11、辅助散热片12、导热柱3、散热翅31、散热板4的表面均为波浪状凹凸不平的曲面，以增大散热面积。
在本发明中，导热柱3、散热翅31、散热板4采用石墨导热材料一体成型。
导热柱3、散热翅31、散热板4制备的实施例如下所示。
实施例1
取石墨粉70份、碳纳米管7份，乙二醇14份,3’，4,4’-四甲酸二酐二苯甲酮3.8份，3,3’-二氨基二苯甲酮4.1份，聚乙烯醇0.6份，甲基硅氢烷油0.5份在磁力搅拌器中搅拌24h，以使它们充分混合，然后将所述混合物放入模具中，在300℃下固化12h，即制得本发明的导热柱3、散热翅31、散热板4。
实施例2
取石墨粉78份、碳纳米管3份，乙二醇8份,3’，4,4’-四甲酸二酐二苯甲酮6.2份，3,3’-二氨基二苯甲酮2.1份，聚乙烯醇1.2份，甲基硅氢烷油1.5份在磁力搅拌器中搅拌24h，以使它们充分混合，然后将所述混合物放入模具中，在300℃下固化12h，即制得本发明的导热柱3、散热翅31、散热板4。
实施例3
取石墨粉75份、碳纳米管5份，乙二醇10份,3’，4,4’-四甲酸二酐二苯甲酮5份，3,3’-二氨基二苯甲酮3份，聚乙烯醇1份，甲基硅氢烷油1份在磁力搅拌器中搅拌24h，以使它们充分混合，然后将所述混合物放入模具中，在300℃下固化12h，即制得本发明的导热柱3、散热翅31、散热板4。
采用上述三个实施例制得的导热柱3、散热翅31、散热板4，其密度约为1.23～1.35×103kg/m3,小于铝；散热系数约为453～471W/m·℃，散热效率高于铜。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种LED散热器，包括一中空本体，所述中空本体内设有一上下通透的通道，所述中空本体的外侧均匀分布有多个LED灯，所述中空本体内腔设有散热片，其特征在于：在所述中空本体中央还设置有一根导热柱，所述导热柱与所述散热片紧密接触，在所述导热柱的顶端设置有一散热板，所述散热板与所述中空本体之间留有空隙。
2.根据权利要求1所述的LED散热器，其特征在于：所述散热板与所述中空本体之间的距离为所述中空本体内径与所述导热柱直径之差的0.5～1.5倍。
3.根据权利要求1所述的LED散热器，其特征在于：所述导热柱上还均布有多个片状散热翅，所述散热翅位于所述散热片之间。
4.根据权利要求3所述的LED散热器，其特征在于：所述导热柱、散热翅、散热板采用石墨导热材料一体成型。
5.根据权利要求4所述的LED散热器，其特征在于：所述石墨导热材料主要由石墨粉70～78份、碳纳米管3～7份，乙二醇8～14份,3’，4,4’-四甲酸二酐二苯甲酮3.8～6.2份，3,3’-二氨基二苯甲酮2.1～4.1份，聚乙烯醇0.6～1.2份，甲基硅氢烷油0.5～1.5份构成。
6.根据权利要求4所述的LED散热器，其特征在于：所述石墨导热材料主要由石墨粉75份、碳纳米管5份，乙二醇10份,3’，4,4’-四甲酸二酐二苯甲酮5份，3,3’-二氨基二苯甲酮3份，聚乙烯醇1份，甲基硅氢烷油1份构成。
7.根据权利要求1-6任一项所述的LED散热器，其特征在于：在所述中空本体上还设置有多个沿所述中空本体的内腔壁径向延伸的辅助散热片，所述辅助散热片位于所述散热片两侧。
8.根据权利要求7所述的LED散热器，其特征在于：所述散热片、辅助散热片、导热柱、散热翅、散热板的表面均为波浪状凹凸不平的曲面。
9.根据权利要求7所述的LED散热器，其特征在于：所述中空本体为直筒状，且横截面呈圆形或多边形。
10.根据权利要求7所述的LED散热器，其特征在于：所述LED灯为LED灯条，所述LED灯条沿所述中空本体的外侧壁表面径向及轴向均布，所述散热片设置于所述中空本体的内腔壁上，且与所述LED灯沿所述中空本体的设置位置相对应。
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