CN202171216U - 一种热管热沉大功率led结构 - Google Patents

Abstract

传统的大功率LED结构，主要通过热沉来传热，热沉再把热量通过散热硅脂传导到电路板上，这样的结构方式贴合不够紧密，不够牢靠，存在较大的热阻，受到热沉传热速度的影响。而热管是一种传热速度极快的器件，具有很高的导热性、优良的等温性、热流方向不可逆性、恒温特性与热二极管等一系列优点。有鉴于此，本专利提供一种热管热沉大功率LED结构，将热管优良的性能和大功率LED结合，安装方便，热阻小，散热快，能有效解决大功率LED存在的散热和安装的问题，推动大功率LED在照明领域的发展。

Description

一种热管热沉大功率LED结构

技术领域

本实用新型专利涉及照明领域，尤其涉及一种热管热沉大功率LED结构。

背景技术

LED照明具有显色性好和寿命长等的优点。广泛应用于各种产品中，尤其是照明产品。

传统的大功率LED结构为底面热沉与铝基板贴合的安装方式，电气引脚与铝基板贴片焊接，而专利号ZL200920229366.0所述的大功率LED结构虽然改变了安装方式，但热沉的材质决定了传热的速度没有根本的变化。上述的大功率LED结构，主要通过热沉来传热，热沉再将热量通过散热硅脂传导到电路板上，电路板及金属材料存在受热后的翘曲变形，而导致热通路连接在运行时变差，使热沉和电路板贴合不够紧密，产生比较大的热阻，而且受到热沉传热速度的影响。而热管是一种热阻小，传热速度极快的器件，据测算，同样直径和长度的铜水热管和铜棒相比，铜棒的热阻是热管的1500倍。热管具有很高的导热性、优良的等温性、热流密度可变性、热流方向不可逆性、可远距离传热、恒温特性与热二极管等一系列优点。有鉴于此，本专利提供一种热管热沉大功率LED结构，将热管优良的性能和大功率LED结合，能有效解决大功率LED存在的散热和安装的问题，推动大功率LED在照明领域的发展。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题就是针对上述不足，而提供一种安装方便，热阻小，散热快的大功率热管LED灯具结构。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种热管热沉大功率LED结构，由热沉部件、热管组件和LED组件组成，LED组件由LED芯片、导线、电极组成，外面为塑料包裹，热沉部件由热管、毛细通道、工质、螺纹组成，热管内壁加工有毛细通道，热管一端有工艺管，热管内部与外部完全处于隔离状态，LED组件由LED芯片，导线，电极组成，LED芯片固定在热管的封板上，LED芯片的两极通过导线连接到两个电极上，热管部件由热管、毛细通道、工质、螺纹、固定支架组成，灯具上壳加工有一个固定支架，一个U型夹具将热管组件安装在灯具上壳，在灯具上壳内壁和热管组件之间安装有反光器，灯具尾端有一放置电源的空腔，放置有电源盒。热管一端有工艺管，抽真空和注入工质都通过工艺管进行，在抽真空和注入工质完成后，工艺管被封闭。由于两个端面均密封，热管内部与外部完全处于隔离状态。LED的热沉是一种热管，内壁有毛细通道，两端封闭，管内充有工质，一端光面为冷凝段，一端为蒸发段安装有LED。

LED组件由LED芯片，导线，电极组成，LED芯片固定在热管的封板上，LED芯片的两极通过导线连接到两个电极上。

热管部件由热管、毛细通道、工质、螺纹组成。灯具上壳加工有一个固定支架，一个U型夹具将热管组件安装在灯具上壳的固定支架上。在灯具上壳内壁和热管组件之间安装有反光器，灯具尾端有一放置电源的电器腔，放置有电源盒。

一种热管热沉大功率LED结构，其特征在于：LED的热沉是一种热管，内壁有毛细通道，两端封闭，管内充有工质，一端光面为冷凝段一端为蒸发段安装有LED灯珠。

一种热管热沉大功率LED结构，其特征在于：毛细通道有三种工艺方式分别是沟槽、导热材料烧结和金属丝网。

一种热管热沉大功率LED结构，其特征在于：若干LED芯片封装在热管热沉端面上。

一种热管热沉大功率LED结构，其特征在于：LED通过热沉上的螺纹安装在散热器上。

一种热管热沉大功率LED结构，其特征在于：带散热翅片的灯具上壳有固定支架。

一种热管热沉大功率LED结构，其特征在于：热管组件通过U型夹具安装在固定支架上。

一种热管热沉大功率LED结构，其特征在于：热管为变截面，一段为圆形截面冷凝段，安装在固定支架上，另一段为多边形截面蒸发段，安装有LED灯珠。

一种热管热沉大功率LED结构，其特征在于：固定支架与带散热翅片的灯具上壳之间安装有反光器。

一种热管热沉大功率LED结构，其特征在于：反光器上有一个安装孔。

与现有技术相比，本实用新型采用的将LED通过热沉上带有的螺纹与散热器紧密连接的安装方式，热通路连接牢固可靠，热阻小，拆卸方便。热通路则采用热管来传递热量的方式，热传递速度快且不可逆。此实用新型能极大的方便LED的安装和维护，能有效解决LED散热的问题。

附图说明

图1是本实用新型的阵列芯片热管热沉剖视示意图。

图2是本实用新型的阵列芯片热管热沉立体示意图。

图3是本实用新型的单芯片热管热沉立体示意图。

图4是本实用新型的单芯片热管热沉剖视示意图。

图5是本实用新型的热管组件和固定支架连接示意图。

图6是本实用新型的光面热管组件剖视示意图。

图7是本实用新型的梯形热管剖视示意图。

图8是本实用新型的矩形热管剖视示意图。

图9是本实用新型的六边形热管剖视示意图。

图10是本实用新型的圆形切边热管剖视示意图。

图11是本实用新型的热管组件与灯具连接安装剖视示意图。

图12是本实用新型的热管热沉LED安装示意图。

图13是本实用新型的反光器示意图。

图14是本实用新型的带阵列芯片热管热沉剖视示意图。

图15是本实用新型的带阵列芯片热管热沉立体示意图。

图16是本实用新型的带阵列芯片热管热沉平面示意图。

图17是本实用新型的带散热翅片热管热沉剖视示意图。

图18是本实用新型的带散热翅片热管热沉立体示意图。

图19是本实用新型的带散热翅片阵列LED芯片热管热沉立体示意图。

图中，热管1  螺纹2  封板3  毛细通道4  工艺管5  工质6  塑料7  电极8  LED芯片9  密封胶10  导线11  LED灯珠12  固定支架13  灯具上壳14  电器腔15  反光器16  电源盒17  散热器18  安装孔19。

具体实施方式

本实用新型有三种典型的实施例，以下结合附图对本实用新型的各个实施例作进一步详细描述：

实施例1：

实施例1是大功率热管热沉LED的一种单芯片热管结构，附图3为该实施例的立体示意图，附图4为该实施例的结构剖视图，由热沉部件和LED组件组成，LED组件由LED芯片、导线11、电极8组成，外面为塑料7包裹。

热沉部件由热管1、毛细通道4、工质6、螺纹2组成，热管1内壁加工有毛细通道4，毛细通道4有三种工艺方式分别是沟槽、导热材料烧结和金属丝网。热管1一端外表面有加工的螺纹2，另一端则和LED组件一起包裹在塑料7里。

热管1的一个端面被安装有工艺管5的封板3密封，另一面直接用封板3密封。抽真空和注入工质6都通过工艺管5进行，在抽真空和注入工质6完成后，工艺管5管口做封口处理，并用密封胶10密封。由于两个端面均密封，热管1内部与外部完全处于隔离状态。

LED组件由LED芯片、导线11、电极8组成，LED芯片9固定在热管1的封板3上，LED芯片的两极通过导线11连接到两个电极8上，热管1的一部分和LED组件由塑料7里浇注包裹而成。

图12是本实用新型的热管热沉LED安装示意图，如图所示的散热器18上加工有若干内壁有螺纹的孔，LED通过热管热沉上的螺纹2安装在散热器18上。

当LED被点亮并产生热量后，安装有LED的一端就会发热，工质6迅速蒸发成蒸汽，蒸汽在微小的压力差下流向另外一端，通过散热器释放出热量，工质6重新凝结成液体，液体再沿毛细通道4靠毛细力的作用流回安装有LED芯片9的一端，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。

实施例2：

实施例2是大功率热管LED的一种阵列芯片热管热沉结构，附图2为该实施例的立体示意图，附图1为该实施例的结构剖视图，由热沉部件和LED组件组成，LED组件由LED芯片9、导线11、电极8组成，外面为塑料7包裹。

热沉部件由热管1、毛细通道4、工质6、螺纹2组成，热管1内壁加工有毛细通道4，毛细通道4有三种工艺方法，分别是沟槽、导热材料烧结和金属丝网。热管1的一端外表面有加工的螺纹2。另一端则和LED组件一起包裹在塑料7里。

热管1为一T型结构，一个端面由安装有工艺管5的封板3密封，T型面与热管1为一个整体。抽真空和注入工质6都通过工艺管5进行，在抽真空和注入工质6完成后，工艺管5管口做封口处理，并用密封胶10密封，由于两个端面均密封，热管1内部与外部完全处于隔离状态。

LED组件由LED芯片9、导线11、电极8组成，多颗阵列LED芯片9固定在T型端面上，阵列的每颗LED芯片9通过导线11组成电气回路，LED芯片9的电流通过连接在电极8上的导线11提供，热管1的一端和LED组件由塑料7里浇注包裹而成。

散热器18上有若干安装LED的孔，孔内壁加工有螺纹，安装时LED时，把LED拧紧在孔内。

图14、图15和图16是大功率LED的另一种带阵列芯片热管热沉的结构示意图。热管1为一T型结构，一个端面由安装有工艺管5的封板3密封，T型面与热管1为一个整体，阵列LED芯片9直接封装在T型面上。抽真空和注入工质6都通过工艺管5进行，在抽真空和注入工质6完成后，工艺管5管口做封口处理，并用密封胶10密封，由于两个端面均密封，热管1内部与外部完全处于隔离状态。

当LED被点亮并产生热量后，安装有LED的一端就会发热，工质6迅速蒸发成蒸汽，蒸汽在微小的压力差下流向另外一端，通过散热器释放出热量，工质6重新凝结成液体，液体再沿毛细通道4靠毛细力的作用流回安装有LED芯片9的一端，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。

实施例3：

实施例3是大功率LED和热管在灯具上安装的一种结构，附图11为该实施例的结构剖视图。

热管部件为由热管1、毛细通道4、工质6、LED灯珠12组成，热管1内壁加工有毛细通道4，毛细通道4有沟槽、导热材料烧结和金属丝网三种加工工艺。

如图6所示，热管1分为变截面，其中一段的截面为圆形，尺寸与固定支架13上的半圆凹槽一致，另一段为多边形截面。圆形截面一段通过螺栓固定在在固定支架13的半圆凹槽内。

热管1的多边形截面一段表面安装有若干LED灯珠，多边形截面有四种，分别是如图8所示的矩形截面，如图7所示的梯形截面，如图9所示的正六边形截面，如图10所示的圆形削边截面。其中圆形削边截面是在圆形弧面上加工多个纵向平面而成。

如图15所示为热管组件的安装方式，灯具上壳14加工有一个固定支架13，热管组件为变截面器件，一段为圆形截面的光面为冷凝段，另一段多边形截面为蒸发段，一个U型夹具将表面光洁的圆形截面冷凝段固定在固定支架13的半圆凹槽内。热管组件安装在固定支架13上时蒸发端向下倾斜，且热管组件位于反光器的焦点上。在固定支架13和灯具上壳14之间安装有反光器16，反光器16上有安装孔19，固定支架13位于安装孔19内。灯具尾端有一放置电源的电器腔15，放置有电源盒17，灯具上壳14上有散热翅片。

热管组件圆形端面由安装有工艺管5的封板3密封，另一面也用封板3密封。抽真空和注入工质6都通过工艺管5进行，在抽真空和注入工质6完成后，工艺管5管口做封口处理，并用密封胶10密封。由于两个端面均被密封，热管1内部与外部完全处于隔离状态。

大功率热管LED的螺纹2加工在热管组件的表面，密闭的热管11内部是被抽成负压状态，充入有工质6，工质6有沸点低，容易挥发的特点。管壁多孔材料构成的毛细通道4。热管1一段为蒸发端，安装有LED灯珠12，另外一段为冷凝端，安装在固定支架上，当LED灯珠12被点亮并产生热量后，安装有LED的蒸发端就会发热，工质6在达到一定的温度就蒸发成蒸汽，蒸汽在微小的压力差下流向位置稍高的另外一端，也就是固定支架13的一端，通过灯具上壳14上的散热翅片释放出热量，工质6重新凝结成液体，液体再沿毛细通道4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。LED产生的热量就源源不断的被工质6带到冷凝段，通过灯具的散热翅片散发掉。

实施例4：

实施例4是大功率热管LED的一种带散热翅片的热管热沉结构，附图18为该实施例的立体示意图，附图17为该实施例的LED灯珠结构的热管热沉剖视图，附图19为附图17为该实施例的阵列LED结构的热管热沉剖视图，由热管1、散热器18、LED灯珠12和LED芯片9组成。

热管1端面由安装有工艺管5的封板3密封，热管1的另一个端面也用封板3密封。抽真空和注入工质6都通过工艺管5进行，在抽真空和注入工质6完成后，工艺管5管口做封口处理，并用密封胶10密封，由于两个端面均密封，热管1内部与外部完全处于隔离状态。

热管1的T型面与热管1为一整体，阵列LED芯片9直接封装在T型面上。阵列LED芯片9和T型面以及导线11一起包裹在塑料7里。

热管1为变截面，一段截面为圆形，外侧有纵向布置的散热翅片，散热翅片与热管1为一整体，另一段截面为多边形，中间为管状中空结构。LED灯珠12安装在多边形截面段的平面上。抽真空和注入工质6都通过工艺管5进行，在抽真空和注入工质6完成后，工艺管5管口做封口处理，并用密封胶10密封，由于两个端面均密封，热管1内部与外部完全处于隔离状态。

当LED被点亮并产生热量后，安装有LED的一端就会发热，工质6迅速蒸发成蒸汽，蒸汽在微小的压力差下流向另外一端，通过散热器释放出热量，工质6重新凝结成液体，液体再沿毛细通道4靠毛细力的作用流回安装有LED芯片9的一端，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。

虽然本实用新型只通过实施例进行了图示和描述，但是本专业普通技术人员应当了解在权利要求书的范围内，对热沉组件的螺纹间距和直径的尺寸，热沉组件和热管组件的长度尺寸，LED芯片和LED灯珠的个数，以及本实用新型各部件材料的不同类型，均属本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种热管热沉大功率LED结构，由热沉部件、热管组件和LED组件组成，LED组件由LED芯片(9)、导线(11)、电极(8)组成，外面为塑料(7)包裹，热沉部件由热管(1)、毛细通道(4)、工质(6)、螺纹(2)组成，热管(1)内壁加工有毛细通道(4)，热管(1)一端有工艺管(5)，热管(1)内部与外部完全处于隔离状态，LED组件由LED芯片(9)、导线(11)、电极(8)组成，LED芯片(9)固定在热管(1)的封板(3)上，LED芯片(9)的两极通过导线(11)连接到两个电极(8)上，热管(1)部件由热管(1)、毛细通道(4)、工质(6)、固定支架(13)组成，灯具上壳(14)加工有一个固定支架(13)，一个U型夹具将热管(1)组件安装在灯具上壳(14)的固定支架(13)上，在灯具上壳(14)内壁和热管(1)组件之间安装有反光器(16)，灯具尾端有一放置电源的电器腔(15)，放置有电源盒(17)。

2.根据权利要求1所述的热管热沉大功率LED结构，其特征是：LED的热沉是一种热管，内壁有毛细通道(4)，两端封闭，管内充有工质(6)，一端为冷凝段，一端为蒸发段安装有LED。

3.根据权利要求1所述的热管热沉大功率LED结构，其特征是：毛细通道(4)有三种工艺方式分别是沟槽、导热材料烧结和金属丝网。

4.根据权利要求1所述的热管热沉大功率LED结构，其特征是：LED通过热管热沉上的螺纹(2)安装在散热器(18)上。

5.根据权利要求1所述的热管热沉大功率LED结构，其特征是：热管(1)为一T型结构，一个端面由安装有工艺管(5)的封板(3)密封，T型面与热管(1)为一个整体，阵列LED芯片(9)直接封装在T型面上，阵列LED芯片(9)和T型面以及导线(11)一起包裹在塑料(7)里。

6.根据权利要求1所述的热管热沉大功率LED结构，其特征是：灯具上壳(14)有一个固定支架(13)，热管组件为变截面器件，一段为圆形截面的光面为冷凝段，另一段多边形截面为蒸发段，一个U型夹具将表面光洁的圆形截面冷凝段固定在固定支架(13)的半圆凹槽内。

7.根据权利要求1所述的热管热沉大功率LED结构，其特征是：热管组件安装在固定支架(13)上时蒸发端向下倾斜，且热管组件位于反光器的焦点上。

8.根据权利要求1所述的热管热沉大功率LED结构，其特征是：在固定支架(13)和灯具上壳(14)之间安装有反光器(16)，反光器(16)上有安装孔(19)，固定支架(13)位于安装孔(19)内。 

9.根据权利要求1所述的热管热沉大功率LED结构，其特征是：热管(1)为变截面，一段截面为圆形，外侧有纵向布置的散热翅片，散热翅片与热管(1)为一整体。 

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