CN204420940U - 一种新型伞状翅片的热管散热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型伞状翅片的热管散热器，包括陶瓷基板及在陶瓷基板底部设置的LED芯片，陶瓷基板的另一面贴附有金属热沉，金属热沉上设有若干热管，各热管外壁均设有若干层倾斜设置并均匀排布的伞状翅片，若干伞状翅片的中心处形成竖直的圆柱形通道,可将热量迅速散发到空气中，使得散热器整体体积小散热能力又强、结构简单紧凑、重量轻、易操作，本实用新型适用于LED散热技术领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED散热技术领域，特别是涉及一种新型伞状翅片的热管散热器。
背景技术
随着科技的不断发展及人们对生活要求的不断提高，LED凭借安全省电、响应速度快、体积小、寿命长等特点迅速占领各个照明行业领域，如景观灯、信号灯等等。目前LED产品向着高光通量不断发展，其照明功率也逐步增大，这样以来，大功率LED产品的散热压力也随之提升。若LED芯片所产生的多余热量不能及时有效排出，将会导致LED结温温度过高而极大影响其光通量及寿命。以往常规散热的方法已经逐渐淘汰出市场，而液冷、半导体制冷、化学制冷、热管制冷的方法具有良好的散热效果，越来越多的应用在实际生活中。筒灯、射灯是常用的大功率LED照明产品，其散热效果与其寿命密切相关。
LED芯片正常工作时，由于量子化效应导致约有80%的功率转化为热能，若这些热量不能及时散出，将导致LED结温过高，影响其光通量及寿命，尤其对于大功率集约型LED芯片散热要求更加严格。目前亟待一种具有强大的散热能力的散热器来保证筒灯、射灯正常工作。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种体积小、散热面积大，并利用烟囱效应及热管原理大幅提高散热效率的新型伞状翅片的热管散热器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种新型伞状翅片的热管散热器，包括陶瓷基板及在陶瓷基板底部设置的LED芯片，陶瓷基板的另一面贴附有金属热沉，金属热沉上设有若干热管，各热管外壁均设有若干层倾斜设置并均匀排布的伞状翅片，若干伞状翅片的中心处形成竖直的圆柱形通道。
进一步作为本实用新型技术方案的改进， 各热管为U形，各热管的U形底部嵌入金属热沉中。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，各热管为吸液芯式热管或者重力式热管。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，伞状翅片倾斜角度为40°～50°。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，陶瓷基板与位于底层的伞状翅片之间设有利于空气流动的空间。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，伞状翅片的厚度为2mm，每层伞状翅片的间距为10mm，每层伞状翅片组合后呈四棱锥体或者圆锥体。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，陶瓷基板的导热系数为20W/m·k～40W/m·k。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，陶瓷基板及伞状翅片均置于外壳内，外壳为圆筒状。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，外壳的导热系数为 W/m·k～3W/m·k。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，陶瓷基板为氧化铝覆铜工艺制造，金属热沉为铝合金材料，外壳的材料为聚酰胺。
本实用新型的有益效果：此新型伞状翅片的热管散热器设有的若干热管，是利用热管的超高传热效率特点将热量从芯片产生的热量传递至伞状翅片处，通过自身较大的散热面积及模型结构所形成的烟囱效应进行快速有效散热，达到控制LED芯片结温而延长其寿命的目的，其中间的孔结构可使其内部形成烟囱效应，大大增强了对流换热效果，可将热量迅速散发到空气中，使得散热器整体体积小散热能力又强、结构简单紧凑、重量轻、易操作，可广泛应用在各类大功率LED筒灯及射灯上，具有广阔的市场前景。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型实施例整体结构示意图；
图2是本实用新型实施例整体结构俯视图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。
参照图1、图2，本实用新型为一种新型伞状翅片的热管散热器，包括陶瓷基板4及在陶瓷基板4底部设置的LED芯片5，陶瓷基板4的另一面贴附有金属热沉3，金属热沉3上设有若干热管2，各热管2外壁均设有若干层倾斜设置并均匀排布的伞状翅片1，若干伞状翅片1的中心处形成竖直的圆柱形通道。
此新型伞状翅片的热管散热器设有的若干热管，是利用热管2的超高传热效率特点将热量从芯片产生的热量传递至伞状翅片1处，通过自身较大的散热面积及模型结构所形成的烟囱效应进行快速有效散热，达到控制LED芯片结温而延长其寿命的目的，其中间的孔结构可使其内部形成烟囱效应，大大增强了对流换热效果，可将热量迅速散发到空气中，使得散热器整体体积小散热能力又强、结构简单紧凑、重量轻、易操作，可广泛应用在各类大功率LED筒灯及射灯上，具有广阔的市场前景。
伞状翅片1呈四角下倾伞状结构，且中间有孔，上下依次安装在热管2垂直管段的冷凝端。由于伞状翅片1结构的特殊性，其散热面积较大，有利于热量的交换。
作为本实用新型优选的实施方式，各热管2为U形，各热管2的U形底部嵌入金属热沉3中。
作为本实用新型优选的实施方式，各热管2为吸液芯式热管或者重力式热管。
热管2可采用吸液芯式热管或重力式热管，形状为类似U型管，其水平管段镶嵌至金属热沉3中，由于热管2具有超高的导热系数，可以将金属热沉3内的热量迅速移至热管2垂直管段的冷凝端。其垂直管段与伞状翅片1相接,金属热沉3采用铝合金材料制作,当LED芯片5正常工作时，将会产生大量热量，这些热量有一小部分直接散发到空气中，大多数通过陶瓷基板4传递至金属热沉3处。
作为本实用新型优选的实施方式，伞状翅片1倾斜角度为40°～50°。
作为本实用新型优选的实施方式，陶瓷基板4与位于底层的伞状翅片1之间设有利于空气流动的空间。
作为本实用新型优选的实施方式，伞状翅片1的厚度为2mm，每层伞状翅片1的间距为10mm，每层伞状翅片1组合后呈四棱锥体或者圆锥体。
作为本实用新型优选的实施方式，陶瓷基板4的导热系数为20W/m·k～40W/m·k。
作为本实用新型优选的实施方式，陶瓷基板4及伞状翅片1均置于外壳6内，外壳6为圆筒状。
作为本实用新型优选的实施方式，外壳6的导热系数为1 W/m·k～3W/m·k。
作为本实用新型优选的实施方式，陶瓷基板4为氧化铝覆铜工艺制造，金属热沉3为铝合金材料，外壳6的材料为聚酰胺6。
陶瓷基板4采用氧化铝覆铜工艺，具有较高的导热系数,LED芯片5可采用大功率LED,外壳6呈上下均空的圆筒状，材料为聚酰胺6，具有良好的导热性能，可使外壳也成为散热设施的一部分而表面也不烫手。
此新型伞状翅片的热管散热器的工作原理：该热管散热器各部件均采用导热系数较大的材料，以便尽量减小传热热阻及各部件之间的接触热阻。在LED照明产品工作时，LED芯片将产生大量的热量，这些热量通过陶瓷基板4传递至由铝合金材料构成的金属热沉3中，由于热管2具有超高的导热系数，故而金属热沉3中的热量迅速被热管2传递走，热量快速传至热管冷凝端，在热管冷凝端出安装有若干个伞状翅片1，热量迅速传递到伞状翅片1处，通过自然对流方式将这些热量散发到外界空气中。达到有效散热的目的，各伞状翅片1在各热管2中心处形成竖直的圆柱形通道，形成烟囱效应，增强了对流换热效果，将热量迅速散发到空气中。
本实用新型优选实施例：当LED芯片5功率为25W时，在环境温度25℃条件下，伞状翅片1厚度优选2mm，翅片间距优选10mm，倾斜角优选为45℃，外壳外径优选122mm，高度优选150mm，LED芯片5最高温度达到57.26℃，较一般相同功率的照明产品有更好的散热效果，可广泛安装在筒灯、射灯等照明产品上，并满足其散热要求。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种新型伞状翅片的热管散热器，其特征在于：包括陶瓷基板（4）及在所述陶瓷基板（4）底部设置的LED芯片（5），所述陶瓷基板（4）的另一面贴附有金属热沉（3），所述金属热沉（3）上设有若干热管（2），各所述热管（2）外壁均设有若干层倾斜设置并均匀排布的伞状翅片（1），若干所述伞状翅片（1）的中心处形成竖直的圆柱形通道。
2.根据权利要求1所述新型伞状翅片的热管散热器 ，其特征在于： 各所述热管（2）为U形，各所述热管（2）的U形底部嵌入金属热沉（3）中。
3.根据权利要求2所述新型伞状翅片的热管散热器 ，其特征在于：各所述热管（2）为吸液芯式热管或者重力式热管。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述新型伞状翅片的热管散热器 ，其特征在于：所述伞状翅片（1）倾斜角度为40°～50°。
5.根据权利要求4中任意一项所述新型伞状翅片的热管散热器 ，其特征在于：所述陶瓷基板（4）与位于底层的伞状翅片（1）之间设有利于空气流动的空间。
6.根据权利要求5所述新型伞状翅片的热管散热器 ，其特征在于：所述伞状翅片（1）的厚度为2mm，每层所述伞状翅片（1）的间距为10mm，每层所述伞状翅片（1）组合后呈四棱锥体或者圆锥体。
7.根据权利要求1～3中任意一项所述新型伞状翅片的热管散热器 ，其特征在于：所述陶瓷基板（4）的导热系数为20W/m·k～40W/m·k。
8.根据权利要求1～3中任意一项所述新型伞状翅片的热管散热器 ，其特征在于：所述陶瓷基板（4）及伞状翅片（1）均置于外壳（6）内，所述外壳（6）为圆筒状。
9.根据权利要求8所述新型伞状翅片的热管散热器 ，其特征在于：所述外壳（6）的导热系数为1 W/m·k～3W/m·k。
10.根据权利要求9所述新型伞状翅片的热管散热器 ，其特征在于：所述陶瓷基板（4）为氧化铝覆铜工艺制造，所述金属热沉（3）为铝合金材料，所述外壳（6）的材料为聚酰胺6。
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