CN201377772Y

CN201377772Y - 一种大功率led灯具的导热散热装置

Info

Publication number: CN201377772Y
Application number: CN200920052524U
Authority: CN
Inventors: 刘祥龙
Original assignee: DONGGUAN XIANGLONG ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Guangdong Xianglong new energy Co., Ltd.
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2019-03-13

Abstract

本实用新型涉及导热散热装置，尤其涉及一种大功率LED灯具的导热散热装置，其包括固定在导热基片顶端的导热基座、散热装置，散热装置固定在导热基座的顶端，所述导热基座为石墨导热基座，该石墨导热基座包括石墨制品，所述石墨制品的表面电镀有一化学锌层，化学锌层的表面电镀有一化学镍层；由于使用石墨导热基座作为导热基座，因此，本实用新型具有体积小、重量轻、成本低、散热效果好、焊接性好、耐磨性好、硬度较高、导电导热性好等特点。

Description

一种大功率LED灯具的导热散热装置

技术领域：

本实用新型涉及导热散热装置，尤其涉及一种大功率LED灯具的导热散热装置。

背景技术：

由于LED(Light Emitting Diode，发光二极管)的使用寿命长、能耗低、节约能源显著，LED作为光源已广泛地应用于日常生活中，如路灯、杯灯、射灯等照明灯具。然而，随着LED灯具中LED数量的增加及大功率、高亮度的集成LED芯片等陆续被开发出来，LED灯具工作时所产生的热量正逐步向上攀升，如一些功率超过百瓦的集成LED芯片，其散热面积只有4平方厘米。因此，如何将LED灯具所产生的热量迅速散走，成为现在LED灯具技术必须解决的重大问题。

目前，市售的大功率LED灯具主要由外壳、LED芯片、用于驱动LED芯片的驱动器、罩住LED芯片的反光杯、设在反光杯开口处的透镜、用于固定LED芯片的导热基片、由铜、铝合金制造而成的导热基座和散热装置组成，其中，导热基座与散热装置构成LED灯具的导热散热装置，所述导热基片固定在导热基座的底端，散热装置固定在导热基座的顶端，当LED芯片工作照明时，LED芯片所产生的热量经过导热基片传送到导热基座，再由导热基座传送给散热装置，最后由散热装置将热量自然地散发到空气中，这种由铜、铝合金制造而成的导热基座体积大、重量大、材料成本高，而由铜、铝合金制造而成的散热装置，不仅体积大、重量大、材料成本高，而且其主要是利用空气的自然散热，所以散热效果并不理想。

实用新型内容：

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的不足而提供一种重量轻、成本低、导热散热效果好的大功率LED灯具的导热散热装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

它包括固定在导热基片顶端的导热基座、散热装置，散热装置固定在导热基座的顶端，所述导热基座为石墨导热基座，该石墨导热基座包括石墨制品，所述石墨制品的表面电镀有一化学锌层，化学锌层的表面电镀有一化学镍层。

所述化学锌层是以无电解电镀(又称化学电镀)的方式形成于石墨制品的表面，化学镍层是以无电解电镀的方式形成于化学锌层的表面。

所述化学镍层的厚度为25～30微米。

所述散热装置包括热管、复数个散热鳍片、空气对流框，空气对流框的四周密封、上下开口；所述热管的一端为冷却端，另一端为受热端，受热端焊接固定在石墨导热基座的顶端，冷却端从空气对流框的一侧伸入空气对流框中，复数个散热鳍片垂直固定在热管的冷却端上，且复数个散热鳍片为等距排列，形成复数个垂直的空气通道。

所述热管由管体、位于管体内的管芯组成，其中，管体为铜管，管芯呈蜂巢状结构。

所述由铝基合金制造而成的散热鳍片的表面，以氧化处理的方式形成有一氧化层。

本实用新型有益效果在于：

本实用新型提供的一种大功率LED灯具的导热散热装置包括固定在导热基片顶端的导热基座、散热装置，散热装置固定在导热基座的顶端，所述导热基座为石墨导热基座，该石墨导热基座包括石墨制品，所述石墨制品的表面电镀有一化学锌层，化学锌层的表面电镀有一化学镍层；与传统的由铜、铝合金制造而成的导热基座相比，本实用新型的石墨导热基座具有体积小、重量轻、成本低等特点，而且导热系数较高，所以石墨导热基座可以将LED芯片工作时产生的热量快速地传导给散热装置，从而改善本实用新型的散热效果；同时，因为石墨制品具有容易被压坏或磨损的缺点，所以本实用新型的石墨导热基座是在石墨制品的表面电镀了厚度较薄的化学锌层和化学镍层，用于保护石墨制品；进一步，位于石墨制品最外面的化学镍层具有焊接性好、耐磨性好、硬度较高、导电导热性好等特点；因此，本实用新型具有体积小、重量轻、成本低、散热效果好、焊接性好、耐磨性好、硬度较高、导电导热性好等特点。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的使用状态图；

图3是本实用新型另一方向的使用状态图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，请参考图1，本实用新型包括固定在导热基片6顶端的导热基座、散热装置，散热装置固定在导热基座的顶端，所述导热基座为石墨导热基座7，该石墨导热基座7包括石墨制品71，所述石墨制品71的表面电镀有一化学锌层72，化学锌层72的表面电镀有一化学镍层73，其中，化学锌层72和化学镍层73均是以无电解电镀的方式形成于石墨制品71的表面，化学锌层72的作用是增加石墨制品71表面的附着力，使得最外面的化学镍层73可以具有较好附着力，当然，本实用新型用于大功率LED灯具时，由于大功率LED灯具的集成LED芯片5是固定在导热基片6上，所以集成LED芯片5工作时产生的热量，可以由石墨导热基座7快速地导走。

本实施例的散热装置包括热管81、复数个散热鳍片82、空气对流框83，空气对流框83的四周密封、上下开口；所述热管81的一端为冷却端812，用于穿插固定复数个散热鳍片82，热管81的另一端为受热端811，受热端811焊接固定在石墨导热基座7的顶端，即受热端811与石墨导热基座7顶端的化学镍层73焊接固定，其中，热管81的受热端811是被压扁成椭圆状，以增大与石墨导热基座7的接触面积，提高导热速度；热管81的冷却端812从空气对流框83的一侧伸入空气对流框83中，复数个散热鳍片82垂直固定在热管81的冷却端812上，且复数个散热鳍片82为等距排列，形成复数个垂直的空气通道84，当散热鳍片82散热时，位于空气通道84内的空气会受热上升，使空气对流框83内形成负压，于是，位于空气对流框83下方的温度较低的空气，会被迫进入空气对流框83的空气通道84内，并受热后上升，周而复始，空气通道84内的空气会形成自然对流，迅速带走散热鳍片82散发的热量，从而提高散热装置的散热效率。

在本实施例中，为了防止杂物进入空气对流框83内，空气对流框83的上下开口均设有网罩，但该网罩不会影响空气的流动；所述热管81由管体、位于管体内的管芯组成，其中，管体为铜管，管芯呈蜂巢状(即多个正六边形的毛细孔组合)结构，所述管芯是采用铜粉烧结在管体的内壁面而形成与管体一体的烧结粉末管芯，此种管芯有较高的毛细抽吸力，热管81内为真空且管芯内灌注导热液体后两端密封，当热管81的受热端811受热而温度上升时，管芯内的导热液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向热管81的冷却端812放出热量凝结成液体，在管芯内由于毛细作用使冷凝后的导热液体回流到受热端811，如此重复，热管81可以将热量从受热端811快速地传导给冷却端812。

在本实施例中，所述散热鳍片82是由铝基合金制造而成，且散热鳍片82的表面经过氧化处理，形成有一氧化层，该氧化层可以增加散热鳍片82的表面与空气对流换热的系数，因为散热鳍片82的表面越光滑，其与空气对流换热的系数越低，即散热鳍片82将热量散发到空气中的速度越慢，所以本实施例的散热鳍片82可以快速地将热量散发到空气中；其中，所述用于制造散热鳍片82的铝基合金，其包含的各组成及其重量百分比为：硅0.2～0.6％、锌0.05～0.09％、铁0.5～0.9％、锰0.04～0.08％、铜1～5％、钛0.012～0.016％、铬0.02～0.06％、钒0.07～0.11％，余量为铝；作为一个优选的实施例，各组成及其重量百分比的较佳值为：硅0.4％、锌0.07％、铁0.7％、锰0.06％、铜3％、钛0.014％、铬0.04％、钒0.09％，余量为铝；此种铝基合金具有良好的导热散热效果，可以将热量迅速散发到空气中。

本实施例的石墨制品71是采用柔性石墨制成，其石墨的纯度为99.5％以上、强度为50～100Mpa、密度为1.8～1.9g/cm³，具有良好的导电导热性、耐腐蚀性、热抗震性，在二维上的导热系数为400～600W/MK，同时，由于石墨制品71最外面的化学镍层73具有良好的焊接性，使得石墨导热基座7可以与在三维上具有良好的导热系数的热管81焊接在一起，从而弥补了石墨制品71在三维上的导热系数较低的不足，提高了石墨导热基座7在三维上的导热系数；使得石墨导热基座7可以迅速地将导热基片6的热量传递给热管81。

请参考图2、3，为本实用新型应用于LED灯具的使用状态图，图中的LED灯具包括外壳1、集成LED芯片5、用于驱动集成LED芯片5的驱动器2、罩住集成LED芯片5的反光杯3、设在反光杯3开口处的透镜4、用于固定集成LED芯片5的导热基片6，本实用新型的石墨导热基座7固定在导热基片6的顶端，散热装置固定在石墨导热基座7的顶端。

当LED灯具工作照明时，集成LED芯片5会产生大量的热量，并积聚在导热基片6上，此时，由于石墨导热基座7的二维上的导热系数较高，可以快速地将导热基片6上的热量传导给热管81的受热端811，然后，在三维上具有良好的导热系数的热管81，可以将热量从受热端811快速地传导给冷却端812，接着，热管81的冷却端812会将热量分散传递给复数个散热鳍片82，再由散热鳍片82与空气对流框83的空气通道84内的空气进行热交换，使得空气通道84内的空气受热上升，而位于空气对流框83下方的温度较低的空气被迫进入空气对流框83的空气通道84内，从而形成空气自然对流，迅速带走散热鳍片82上的热量。因此，本实用新型可以将集成LED芯片5工作时产生的大量热量，快速导走，并散发到空气中，避免集成LED芯片5因温度过高而缩短使用寿命；进一步，由于本实用新型采用了导热速度快、重量轻、成本低的石墨导热基座7和散热效果好、体积小的散热装置，所以本实用新型具有重量轻、成本低、体积小的特点，可应用于路灯等大功率的照明灯具。

当然，以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施方式而已，并非用来限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims

1、一种大功率LED灯具的导热散热装置，它包括固定在导热基片顶端的导热基座、散热装置，散热装置固定在导热基座的顶端，其特征在于：所述导热基座为石墨导热基座，该石墨导热基座包括石墨制品，所述石墨制品的表面电镀有一化学锌层，化学锌层的表面电镀有一化学镍层。

2、根据权利要求1所述的大功率LED灯具的导热散热装置，其特征在于：所述化学锌层是以无电解电镀的方式形成于石墨制品的表面，化学镍层是以无电解电镀的方式形成于化学锌层的表面。

3、根据权利要求2所述的大功率LED灯具的导热散热装置，其特征在于：所述化学镍层的厚度为25～30微米。

4、根据权利要求1所述的大功率LED灯具的导热散热装置，其特征在于：所述散热装置包括热管、复数个散热鳍片、空气对流框，空气对流框的四周密封、上下开口；所述热管的一端为冷却端，另一端为受热端，受热端焊接固定在石墨导热基座的顶端，冷却端从空气对流框的一侧伸入空气对流框中，复数个散热鳍片垂直固定在热管的冷却端上，且复数个散热鳍片为等距排列，形成复数个垂直的空气通道。

5、根据权利要求4所述的大功率LED灯具的导热散热装置，其特征在于：所述热管由管体、位于管体内的管芯组成，其中，管体为铜管，管芯呈蜂巢状结构。

6、根据权利要求4所述的大功率LED灯具的导热散热装置，其特征在于：所述由铝基合金制造而成的散热鳍片的表面，以氧化处理的方式形成有一氧化层。