CN107676756B - 一种以cobled发光组件做为热源的发热模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以COB LED发光组件做为热源的发热模块，它包括COB LED发光组件（1）和模块壳体（2），模块壳体（2）为密闭中空体，COB LED发光组件（1）与模块壳体（2）一起围成换热腔（22），COB LED发光组件（1）朝向模块壳体（2）内部的表面做为换热腔（22）的蒸发面，模块壳体（2）的内壁做为换热腔（22）的冷凝面，换热腔（22）内充填有工作液体（3），换热腔（22）内设有多孔结构毛细吸液芯（4）和多孔结构毛细吸液芯（4）的弹性支架（5）。它做为热源使用具有体积小，发热量大，耗电量小的优点，同时大幅度降低了接触热阻，使用寿命更长，可靠性更高。它利用COB LED发光组件做为发热源，达到了理想高效的产热效果。
Description
技术领域
本发明涉及发热装置，具体涉及一种以COB LED发光组件做为热源的发热模块。
背景技术
众所周知，LED器件工作时都会产生一定的热量，而大功率COB LED发光组件体积虽然很小，但发热量却非常大。为了保证COB LED发光组件可靠工作，其温度必需限制在一定温度以下，否则轻则无法正常工作，重则会损坏无法工作。COB LED发光组件散热的一般方法是在其基板上安装散热器来进行散热，散热器再通过自然通风散热、风扇风冷散热或水冷等其它方式散热。理论上讲，COB LED发光组件基板与散热器之间的接触面吻合度越高，二者之间传热效果越好，但是由于加工平整度越高加工成本越高，一般不会采用提高传热面加工精度的方式来提高接触面积，而是在COB LED发光组件基板与散热器之间添加热界面材料来减小二者之间的接触热阻。但是热界面材料的导热系数既小于COB LED发光组件基板也小于散热器材料，因此即使涂抹了热界面材料，COB LED发光组件基板与散热器之间也存在接触热阻，随着使用时间的增加，热界面材料所形成的接触热阻还会进一步增大，COB LED发光组件基板与散热器之间的传热效果也会进一步下降，COB LED发光组件的性能和可靠性也会逐渐下降，影响其使用寿命。反过来讲，COB LED发光组件由于体积小，发热量大，耗电量小，不失为一种理想的热源。但是由于其目前的散热方式存在接触热阻和散热效果逐渐下降的缺陷，导致其使用寿命和使用可靠性得不到保证，不能达到理想的使用效果，基本上不做为热源进行推广和应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有COB LED发光组件散热方式受接触热阻影响较大，使用寿命和使用可靠性得不到保证，不适合做为长寿命可靠热源的缺陷，提供一种以COB LED发光组件做为热源的发热模块。
本发明的技术解决方案是：它包括COB LED发光组件和模块壳体，模块壳体为局部设有发光组件安装口的密闭中空体，COB LED发光组件基板的周边密封安装在模块壳体上的发光组件安装口上、与模块壳体一起在模块壳体内围成密闭的换热腔，COB LED发光组件基板朝向模块壳体内部的表面做为换热腔的蒸发面，模块壳体的内壁做为换热腔的冷凝面，换热腔内部分充填有工作液体，换热腔内设有紧贴在COB LED发光组件基板上并延伸到模块壳体内壁上且紧贴在模块壳体内壁上的多孔结构毛细吸液芯，多孔结构毛细吸液芯做为从冷凝面向蒸发面的工作液体毛细力回流通道，换热腔内多孔结构毛细吸液芯之外的位置中空做为从蒸发面到冷凝面的工作液体蒸汽通道，换热腔内设有将多孔结构毛细吸液芯外撑紧贴在换热腔内壁上的弹性支架。
本发明的技术效果是：它用做热源使用具有体积小，发热量大，耗电量小的优点，同时大幅度降低了接触热阻，使用寿命更长，可靠性更高。它利用COB LED发光组件做为发热源，达到了理想高效的产热效果。它可以将COB LED发光组件所产生的热量及时快速地传递和导出，不会形成自加热状况，不会导致热量积累叠加，使热源的传热效果达到理想化，使用性能非常理想，并克服了现有技术中传热效果不好的缺陷。它采用低压电做为电源，使用安全性更好，符合国家的安全标准。它使用中不受方向限制，可以按任意方向使用，进一步提高了应用范围，为COB LED发光组件做为热源的推广应用提供了有力保障。
它依靠模块内部工作液体汽、液相变直接将COB LED发光组件所产生的热量传递出来，工作液体与COB LED发光组件直接接触，取消了热界面材料，降低了接触热阻，能够及时有效将热量迅速传递到热源外并得到应用。汽液相变传热过程中，热阻很小，传热效果更可靠，传热能力更强，增大了热源的传热面积，传热效率更高，达到了利用COB LED发光组件做为发热源的目的。
它结构简单，使用成本更低，可以降低工艺成本，可实现标准化和工业化生产，也为其它大功率半导体器件的高效散热提供了一条理想的途径。
附图说明
图1为本发明实施例一剖视结构图；
图2为本发明实施例一轴向视图；
图3为本发明实施例二轴向视图。
具体实施方式
实施例一，如图1、图2所示，它包括COB LED发光组件1和模块壳体2，模块壳体2为局部设有发光组件安装口21的密闭中空体，COB LED发光组件1基板的周边密封安装在模块壳体2上的发光组件安装口21上、与模块壳体2一起在模块壳体2内围成密闭的换热腔22，COB LED发光组件1基板朝向模块壳体2内部的表面做为换热腔22的蒸发面，模块壳体2的内壁做为换热腔22的冷凝面，换热腔22内部分充填有工作液体3，换热腔22内设有紧贴在COBLED发光组件1基板上并延伸到模块壳体2内壁上且紧贴在模块壳体2内壁上的多孔结构毛细吸液芯4，多孔结构毛细吸液芯4做为从冷凝面向蒸发面的工作液体毛细力回流通道，换热腔22内多孔结构毛细吸液芯4之外的位置中空做为从蒸发面到冷凝面的工作液体蒸汽通道，换热腔22内设有将多孔结构毛细吸液芯4外撑紧贴在换热腔22内壁上的弹性支架5。
模块壳体2为设有发光组件安装口21的面和对侧面面积大于其它侧面的扁平箱形体，换热腔22内蒸发面对侧的冷凝面为不具有多孔结构毛细吸液芯4的主冷凝面，主冷凝面背侧的模块壳体2外壁上设有多条散热翅片23。换热腔22内的多孔结构毛细吸液芯4从蒸发面沿模块壳体2内壁延伸到主冷凝面的边缘、用于主冷凝面上冷凝的工作液体3靠毛细力沿多孔结构毛细吸液芯4回流到紧贴在蒸发面上的多孔结构毛细吸液芯4。
模块壳体2为扁平圆箱形体。发光组件安装口21为圆形孔，COB LED发光组件1通过安装环6安装在发光组件安装口21内，COB LED发光组件1基板外侧面的周边贴在安装环6侧面上并通过若干根螺丝一7安装在安装环6上，各螺丝一7分别从模块壳体2外侧方向穿过安装环6上的螺丝光孔再通过螺纹安装在COB LED发光组件1基板上的螺纹孔上，安装环6朝向模块壳体2的周边贴在发光组件安装口21周边的模块壳体2外壁上，安装环6通过若干根螺丝二8安装在模块壳体2上，各螺丝二8分别从模块壳体2外侧方向分别穿过安装环6上的螺丝光孔再通过螺纹安装在模块壳体2上的螺纹孔上。安装环6与模块壳体2的密封配合面之间、安装环6与COB LED发光组件1基板的密封配合面之间、螺丝一7和螺丝二8与COB LED发光组件1基板、安装环6和模块壳体2之间分别设有密封胶。
模块壳体2上设有一端与模块壳体2外壁相连并与模块壳体2内部相连通、另一端与模块壳体2外部相连通的抽真空注液管头24。
多孔结构毛细吸液芯4为软体金属多孔材料构件或软体多孔合成纤维构件。
COB LED发光组件1的发光面朝向模块壳体2外、发光面背侧的的基板背面朝向模块壳体2内并紧贴在多孔结构毛细吸液芯4上。它既可以做为光源，也可以做为热源使用，也可以同时做为光源和热源使用。
弹性支架5为与模块壳体2内的多孔结构毛细吸液芯4形状相适应的弹簧。
实施例二，如图3所示，与实施例一的不同点是模块壳体2为扁平方箱形体。
本发明的工作原理：
将COB LED发光组件1直接或间接密封安装在模块壳体2的COB LED发光组件1上后，先通过抽真空注液管头24对换热腔22内抽真空。当换热腔22内的真空度达到要求，将适量工作液体3通过抽真空注液管头24注入换热腔22内，并将抽真空注液管头24端部压扁无泄露封口焊，换热腔22内的工作液体3会在毛细力的作用下吸附在多孔结构毛细吸液芯4内。
COB LED发光组件1通电工作时会发出大量热量，紧贴在COB LED发光组件1基板上的多孔结构毛细吸液芯4内的工作液体3会吸热蒸发成饱和状态蒸汽带走热量，饱和状态蒸汽会弥漫到整个换热腔22内的空隙中。当蒸汽接触模块壳体2内低温区域的模块壳体2壁部时，便会释放出蒸发时吸收的热量冷凝为液体，冷凝后的工作液体3会沿着多孔结构毛细吸液芯4和模块壳体2壁部靠毛细力作用流回到COB LED发光组件1基板位置的多孔结构毛细吸液芯4，继续吸热蒸发带走热量，再冷凝为液体释放出热量，COB LED发光组件1基板位置的多孔结构毛细吸液芯4内的工作液体3会持续蒸发并在毛细力作用下获得补充，以上过程周而复始，即可持续实现汽液相变传热发热。
COB LED发光组件1上的热量由汽液相变传热过程不断传递到模块壳体2，再通过模块壳体2外壁散热传出，达到不断产生热量的目的。模块壳体2内多孔结构毛细吸液芯4在蒸发面与冷凝面之间持续形成的毛细力是汽液相变时传热过程中工作液体3自动汽液相变循环的推动力，多孔结构毛细吸液芯4的物理性质和结构较好地克服了工作液体3受重力影响的回流受限问题，因此本发热模块的使用中不再受方向限制，在不同使用方向的发热过程都有较好的传热发热能力，从而使COB LED发光组件1可以做为发热源得到更广泛的应用。
由于COB LED发光组件1直接通过工作液体3传热和导热，使用中接触热阻不会发生变化，其使用寿命更长，使用效果更好，温度也更恒定。
Claims (9)
1.一种以COB LED发光组件做为热源的发热模块，它包括COB LED发光组件(1)和模块壳体(2)，模块壳体(2)为局部设有发光组件安装口(21)的密闭中空体，COB LED发光组件(1)基板的周边密封安装在模块壳体(2)上的发光组件安装口(21)上、与模块壳体(2)一起在模块壳体(2)内围成密闭的换热腔(22)，COB LED发光组件(1)基板朝向模块壳体(2)内部的表面做为换热腔(22)的蒸发面，模块壳体(2)的内壁做为换热腔(22)的冷凝面，换热腔(22)内部分充填有工作液体(3)，换热腔(22)内设有紧贴在COB LED发光组件(1)基板上并延伸到模块壳体(2)内壁上且紧贴在模块壳体(2)内壁上的多孔结构毛细吸液芯(4)，多孔结构毛细吸液芯(4)做为从冷凝面向蒸发面的工作液体毛细力回流通道，换热腔(22)内多孔结构毛细吸液芯(4)之外的位置中空做为从蒸发面到冷凝面的工作液体蒸汽通道，其特征在于：换热腔(22)内设有将多孔结构毛细吸液芯(4)外撑紧贴在换热腔(22)内壁上的弹性支架(5)，模块壳体(2)为设有发光组件安装口(21)的面和对侧面面积大于其它侧面的扁平箱形体，换热腔(22)内蒸发面对侧的冷凝面为不具有多孔结构毛细吸液芯(4)的主冷凝面，主冷凝面背侧的模块壳体(2)外壁上设有多条散热翅片(23)。
2.如权利要求1所述的一种以COB LED发光组件做为热源的发热模块，其特征在于所述换热腔(22)内的多孔结构毛细吸液芯(4)从蒸发面沿模块壳体(2)内壁延伸到主冷凝面的边缘、用于主冷凝面上冷凝的工作液体(3)靠毛细力沿多孔结构毛细吸液芯(4)回流到紧贴在蒸发面上的多孔结构毛细吸液芯(4)。
3.如权利要求1所述的一种以COB LED发光组件做为热源的发热模块，其特征在于所述模块壳体(2)为扁平圆箱形体。
4.如权利要求1所述的一种以COB LED发光组件做为热源的发热模块，其特征在于所述模块壳体(2)为扁平方箱形体。
5.如权利要求1所述的一种以COB LED发光组件做为热源的发热模块，其特征在于所述发光组件安装口(21)为圆形孔，COB LED发光组件(1)通过安装环(6)安装在发光组件安装口(21)内，COB LED发光组件(1)基板外侧面的周边贴在安装环(6)侧面上并通过若干根螺丝一(7)安装在安装环(6)上，各螺丝一(7)分别从模块壳体(2)外侧方向穿过安装环(6)上的螺丝光孔再通过螺纹安装在COB LED发光组件(1)基板上的螺纹孔上，安装环(6)朝向模块壳体(2)的周边贴在发光组件安装口(21)周边的模块壳体(2)外壁上，安装环(6)通过若干根螺丝二(8)安装在模块壳体(2)上，各螺丝二(8)分别从模块壳体(2)外侧方向分别穿过安装环(6)上的螺丝光孔再通过螺纹安装在模块壳体(2)上的螺纹孔上。
6.如权利要求5所述的一种以COB LED发光组件做为热源的发热模块，其特征在于所述安装环(6)与模块壳体(2)的密封配合面之间、安装环(6)与COB LED发光组件(1)基板的密封配合面之间、螺丝一(7)和螺丝二(8)与COB LED发光组件(1)基板、安装环(6)和模块壳体(2)之间分别设有密封胶。
7.如权利要求1所述的一种以COB LED发光组件做为热源的发热模块，其特征在于所述模块壳体(2)上设有一端与模块壳体(2)外壁相连并与模块壳体(2)内部相连通、另一端与模块壳体(2)外部相连通的抽真空注液管头(24)。
8.如权利要求1所述的一种以COB LED发光组件做为热源的发热模块，其特征在于所述多孔结构毛细吸液芯(4)为软体金属多孔材料构件或软体多孔合成纤维构件。
9.如权利要求1所述的一种以COB LED发光组件做为热源的发热模块，其特征在于所述弹性支架(5)为与模块壳体(2)内的多孔结构毛细吸液芯(4)形状相适应的弹簧。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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