[发明专利]大功率LED相变冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种大功率电子或光学器件的冷却装置，特别涉及一种大功率LED(light  emitting diode，发光二极管)的冷却装置。

背景技术

传统的大功率器件冷却方法通常是通过传导和对流等方法借助冷却介质将发热器件 的发热量传递到设备外部的大气环境中，实现设备内部的温度控制。对工作环境恶劣热流 密度超过100W/CM²的大功率LED，内部产生的热量很难通过上述传统的方法实现大功率 LED的冷却，防止LED温升过高，是大功率LED器件应用必须解决的核心问题。目前， 国内外普遍采用改进LED基板材料、封装结构的方法来改善大功率LED的散热问题。但 对于用于照明的大功率LED这种方法很难见效，同时其成本不能很高，尺寸不允许过大， 也不容许以电风扇等方式来强化散热，通过进一步提高热传导来散热将导致成本的大幅度 增加。因此，现有的冷却方法不能解决大功率LED的散热问题。

利用相变导热的热管技术是解决大功率LED冷却的一个重要方向。在照明时使用热管 时，若热管被弯曲，由于传统的热管气液在同一管道中，就会导致冷却效率的剧降。但 是为了造型的需要，大功率LED的热管是必须被弯曲的，所以传统的热管很难可靠的解决 大功率LED的冷却问题。加上现有的回路热管技术直接用在大功率LED的散热上制造成 本高、加工不方便、毛细结构过于复杂等缺点，用传统的热管冷却不利于大功率LED的市 场化。

发明内容

本发明针对大功率LED冷却缺乏有效解决方案的现状，提出了一种散热可靠性好，散 热效率高，结构紧凑，加工方便，制造成本较低的大功率LED相变冷却装置。

本发明目的的技术方案是：一种大功率LED相变冷却装置，具有蒸发室、循环泵、冷 凝散热器和喷嘴，蒸发室为封闭壳体，具有相对设置的蒸发板和背板，蒸发板为金属板， 其外侧面焊接LED灯，喷嘴设置在背板内侧并指向蒸发板，循环泵和冷凝散热器设置在蒸 发室外部，蒸发室壳体上位于喷嘴下方设有出口，管道依次连接蒸发室的出口、循环泵和 冷凝散热器，再穿过蒸发室的背板与喷嘴相连通，使得蒸发室、微泵和冷凝散热器形成一 个封闭环路，蒸发室内设有冷却工质，冷却工质液位与出口齐平。。

上述大功率LED相变冷却装置的蒸发室的蒸发板内壁连接有多孔金属板或丝网。

上述大功率LED相变冷却装置的金属孔板下端延伸至蒸发室底部。

上述大功率LED相变冷却装置的喷嘴数量和位置与LED灯相对应。

上述大功率LED相变冷却装置的管道为柔性管道，所述冷凝散热器为符合装配需要的 常规冷凝散热器或异形冷凝散热器。

上述大功率LED相变冷却装置的冷却工质为乙醇和水的混合液，以质量百分比表示， 其中乙醇占10～50％，其余为水。

本发明具有以下优点：(1)本发明的蒸发室具有金属蒸发板，其外侧面焊接LED灯， LED灯在工作时所发出的热量传至蒸发板上，而冷却的冷却工质通过喷嘴喷射到蒸发板 上，对其进行冷却，散热可靠性好，散热效率高；(2)当本发明的采用蒸发板内壁连接有 多孔金属板或丝网时，能更好的使冷却工质停留在蒸发板上，同时，多孔金属板或丝网延 伸至蒸发室底部，可以通过多孔金属板或丝网的毛细作用将蒸发室底部的冷却工质吸上 来，更进一步提高了散热效率；(3)本发明的管道为柔性管道，冷凝散热器可以为符合装 配需要的异形冷凝散热器，可以根据具体安装空间需要批量生产，结构合理，安装方便； (4)本发明的冷却装置将冷却工质封闭在其环路中，冷却工质不会损耗，无需后期维护， 而冷却工质可以采用乙醇和水的混合液，成本相对较低，实用性较强，适合工业化批量生 产。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本 发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的第一个实施例的结构简图。

具体实施方式

相变材料从一种状态变为另一种状态时，要从环境中吸收或放出热量，可实现热量存 储和释放，即可达到控制温度的目的。在液态变为气态时，要吸收大量的热量，在气态冷 凝变为液态时则放出热量，同时在相变过程中一般是等温或近似等温的过程，运用相变材 料这种特性，可以实现小环境的温度控制，并且可以多次重复使用。