CN202118850U - 一种led自循环热管散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于LED散热领域，具体为一种LED自循环热管散热装置。包括环形热管和LED灯，环型热管由管壳、吸液芯和端盖组成，其特征在于所述LED灯的灯罩外壳与环流热管的吸液芯固定连接。本实用新型将热管技术与LED灯的散热结合在一起，利用热管原理来给大功率的LED灯具散热，有效的解决了大功率LED灯的散热问题。

Description

一种LED自循环热管散热装置

技术领域

本实用新型属于LED散热领域，具体为一种LED自循环热管散热装置。

背景技术

由于LED技术的进步，LED应用亦日渐多元化，然而由于高功率LED输入功率仅有15至20%转换成光，其余80至85%则转换成热，若这些热未适时排出至外界，将会使LED芯片界面温度过高而影响发光效率及发光寿命。

由于高亮度高功率LED系统所衍生的热问题将是影响产品功能优劣关键，要将LED元件的发热量迅速排出至周遭环境，首先必须从封装层级（L1& L2）的热管理着手。目前业界的作法是将LED芯片以焊料或导热膏接着在一均热片上，经由均热片降低封装模组的热阻抗，这也是目前市面上最常见的LED封装模组，主要来源有Lumileds、OSRAM、Cree 和Nicha等LED国际知名厂商。

许多终端的应用产品，如迷你型投影机、车用及照明用灯源，在特定面积下所需的流明量需超过上千流明或上万流明，单靠单芯片封装模组显然不足以应付，走向多芯片LED封装，及芯片直接黏着基板已是未来发展趋势。

散热问题是在LED开发用作照明物体的主要障碍，采用陶瓷或散热管是一个有效防止过热的方法，但散热管理解决方案使材料的成本上升，高功率LED散热管理设计的目的是有效地降低芯片散热到最终产品之间的热阻，R ction-to-case是其中一种采用材料的解决方案，提供低热阻但高传导性，通过芯片附着或热金属方法来使热直接从芯片传送到封装外壳的外面。

LED的散热组件与CPU散热相似，都是由散热片、热管、风扇及热介面材料所组成的气冷模组为主，当然水冷也是热对策之一。以当前最热门的大尺寸LED TV背光模组而言，40英寸及46英寸的LED背光源输入功率分别为470W及550W，以其中的80%转成热来看，所需的散热量约在360W及440W左右。

目前业界有用水冷方式进行冷却，但有高单价及可靠度等疑虑；也有用热管配合散热片及风扇来进行冷却，比方说日本大厂SONY的 46吋LED背光源液晶电视，但风扇耗电及噪音等问题还是存在。因此，如何设计无风扇的散热方式，可能会是决定未来谁能胜出的重要关键。

    采用航天运载载体的自循环回流管技术来使LED散热不失为一种很好的方法。它既克服散热风扇的笨重和耗电的问题，又克服了散热片体积大容易积压灰尘的难题。此技术必将应用到大功率LED   的散热，如：广场照明、大型会议场所等。

环路热管(Loop Heat Pipe,以下简称LHP)是一种两相的高效传热装置,它利用蒸发器内的毛细芯产生的毛细力驱动回路运行,利用工质的蒸发和冷凝来传递热量,因此能够在小温差、长距离的情况下传递大量的热量。LHP的热源是蒸发器,其内部装有高性能的毛细芯,与之相连的液体补偿器处在液体回流管路上,与蒸发器集成为一体,内部通过副芯与蒸发器相连接；冷源为冷凝器；热源与冷源之间由蒸汽管线或液体管线相连接。蒸发器、液体补偿器、冷凝器、蒸汽管线和冷凝管线一起组成一个高效的传热装置。

热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，采用热管技术使得散热器即便采用低转速、低风量电机，同样可以得到满意效果，使得困扰风冷散热的噪音问题得到良好解决。 

物体的吸热、放热是相对的，凡是有温度差存在的时候，就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。从热传递的三种方式：辐射、对流、传导，其中热传导最快。热管就是利用蒸发制冷，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导。一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一段为蒸发端，另外一段为冷凝端，当热管一段受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种LED自循环热管散热装置的技术方案。

所述的一种LED自循环热管散热装置，包括环形热管和LED灯，环型热管由管壳、吸液芯和端盖组成，其特征在于所述LED灯的灯罩外壳与环流热管的吸液芯固定连接。

所述的一种LED自循环热管散热装置，其特征在于所述的LED灯的灯罩外壳上固定设置三个串片式的散热片。

所述的一种LED自循环热管散热装置，其特征在于所述的LED灯的灯罩外壳采用铝合金制成，所述的吸液芯与LED灯的铝合金灯罩外壳紧固配合。

所述的一种LED自循环热管散热装置，其特征在于所述的LED灯的灯罩外壳采用铝基板，所述的吸液芯与LED灯的铝基板灯罩外壳紧固配合。

所述的一种LED自循环热管散热装置，其特征在于所述LED灯的灯罩外壳与环流热管的吸液芯通过螺钉固定连接。

本实用新型将热管技术与LED灯的散热结合在一起，利用热管原理来给大功率的LED灯具散热，有效的解决了大功率LED灯的散热问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步说明：

本实用新型包括环形热管和LED灯，环型热管由管壳1、吸液芯2和端盖5组成，所述LED灯的灯罩外壳3与环流热管的吸液芯2固定连接。具体地，LED灯的灯罩外壳3可以采用铝合金或铝基板制成，LED灯的灯罩外壳3与环流热管的吸液芯2通过螺钉4固定连接，在LED灯的灯罩外壳3上可固定设置三个串片式的散热片。

LED灯发出的热量通过紧固的铝基板传热到回流热管中，使回流热管的吸热端加热成蒸汽，蒸汽通过自循环方式回流成冷凝水再到吸热端。其中回流管的热量通过铝质灯罩、散热片大量吸收，此方法不仅不用像风扇那样需要电源，也不会像裸露在空气中的散热罩那样重量很重。

环型热管结构组成及原理：环型热管由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽成1.3×(10^-1－10^-4)Pa的负压后充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为蒸发段(加热段)，另一端为冷凝段(冷却段)，根据应用需要在两段中间可布置绝热段。当热管的一端受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环不己，热量由热管的一端传至另—端。热管在实现这一热量转移的过程中，包含了以下六个相互关联的主要过程：

  (1)热量从热源通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯传递到（液-汽）分界面；

  (2)液体在蒸发段内的（液-汽）分界面上蒸发；

  (3)蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段；

  (4)蒸汽在冷凝段内的（汽-液）分界面上凝结；

  (5)热量从（汽-液）分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源；

  (6)在吸液芯内由于毛细作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。

Claims (5)

1.一种LED自循环热管散热装置，包括环形热管和LED灯，环型热管由管壳、吸液芯和端盖组成，其特征在于所述LED灯的灯罩外壳与环流热管的吸液芯固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种LED自循环热管散热装置，其特征在于所述的LED灯的灯罩外壳上固定设置三个串片式的散热片。

3.根据权利要求1所述的一种LED自循环热管散热装置，其特征在于所述的LED灯的灯罩外壳采用铝合金制成，所述的吸液芯与LED灯的铝合金灯罩外壳紧固配合。

4.根据权利要求1所述的一种LED自循环热管散热装置，其特征在于所述的LED灯的灯罩外壳采用铝基板，所述的吸液芯与LED灯的铝基板灯罩外壳紧固配合。

5.根据权利要求1所述的一种LED自循环热管散热装置，其特征在于所述LED灯的灯罩外壳与环流热管的吸液芯通过螺钉固定连接。

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