[发明专利]一种大功率LED散热机构

说明书

技术领域

本发明属于散热技术领域，尤其涉及大功率ＬＥＤ应用；如：路灯、车大灯等应用的散热处理技术。

背景技术

ＬＥＤ作为新的高效环保光源，将很快替代现有的白炽灯及气体发光灯，成为未来的主要光源之一，现阶段，ＬＥＤ转化为光输出的能量仅占输入能量的３０%，７０％转化为热，且芯片的热主要以热传递的方式散发；散热问题是ＬＥＤ能否高效且稳定工作的关键之一，散热好，芯片温度低，发光效率高，越稳定可靠，寿命长；反之则相反。尤其是集成大功率ＬＥＤ应用，是未来LED应用的主要发展方向，但集成LED功率大，热源集中，散热难度更大，现阶段实际应用少；散热性能对ＬＥＤ灯的寿命及发光效率起作非常重要的作用。ＬＥＤ散热的实现方式主要是通过热传导介质将热量传递到具有大面积接触空气的界面；热传递介质热阻越小，传热散热面积越大，散热表面气流越通畅，散热效果越好。现有的散热方案主要有如下的几种方式。

纯传导传热，结构方式是：ＬＥＤ基板通过导热油与散热器紧贴传导传热，散热器将芯片传递的热量通过散热器传导传递到空气对流散热面，再通过空气对流将热量散发到空中，达到散热效果，LED基板到空气的热量靠散热油及散热器材料热传导性能传热，该方式结构简单，但受制于热传导介质的热导率及有效传热面积及距离限制，因芯片面积小，芯片到基板到散热器的有效传热面积小，散热效果差，重量大，芯片温升高。

另一种热管传热，结构方式是：热管蒸发器通过导热油与ＬＥＤ基板紧贴通过传导传热到热管，热管蒸发器对蒸发器内的液体加热蒸发气化，气体在热管中流到冷凝器与冷凝器热交换，冷凝器与空气对流散热器通过传导传热到空气对流散热器，再通过空气对流将热量散发到空中或热管表面直接与空气换热对流，达到散热效果。特点是是热管的传热能力强，重量轻；但热管成本高，整体导热性能受基板与散热管间结合传热介质导热油或焊接材料性能、厚度及气泡控制工艺影响大，因导热油及焊接材料热阻较大，越厚热阻越大，若有气泡，减小传热面积，加大热阻，热管蒸发器与基板有效散热面积受基板限制，整体导热能力有限，影响整体散热效果。

还有一种是利用高热容透明液体流动传热，结构方式是：将ＬＥＤ芯片放于导热液体底部，液体被加热膨胀上浮，形成对流将热量带到空气对流散热器，再通过空气对流将热量散发到空中，达到散热效果。该方案导热性能不清楚，需特殊材料，目前在韩国企业中应用。

综上所述，现有的散热方案，主要问题在于：1.不能将小面积大热量的基板热量以低成本，可靠低热阻传递到空气散热表面；2.散热器因结构限制温度梯度大不均匀，散热器的有效利用面积小。有的散热效果差重量大，有的处理成本高，散热性能受材料及工艺控制影响大，散热能力有限；影响ＬＥＤ多方面的推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种散热机构，解决现有LED散热技术中不能将小面积大热量的基板热量以低成本，可靠低热阻传递到空气散热表面的问题。

本发明是这样实现的，一种大功率LED散热机构，其特征在于，所述机构包括一个蒸发器，两根导管，一个空气对流散热冷凝器及水，所述的蒸发器通过两根导管与冷凝器相连，蒸发器底部由绝缘导热LED基板构成。

所述的机构，如附图１所示，蒸发器顶部的热气孔，通过热气管连通冷凝器顶部的入气口，蒸发器底部的多个入水小孔，通过水管连通冷凝器底部的出水孔，蒸发器与冷凝器形成密封空间，冷凝器底部高于蒸发器顶部。

    所述的机构中注水或其它低沸点、高气化热材料；确保冷凝器底部有3-8mm水深。

所述的机构，密闭系统抽真空，达到一定真空度，气压<50mmHg。

所述的机构，蒸发器的结构如附图1所示，底面是用ＬＥＤ基板作容器底，上部是塑胶或其它材料成形为内腔高度3mm-8mm之间的腔体，腔体上顶三面低，热气管出气口处于顶部，上壳体同基板结合部加密封橡胶圈，多个注水小孔处于蒸发器容器腔体侧面底部贴ＬＥＤ基板，水从蒸发器底部注水小孔注入，避免气体进入，影响注水；注水口与出气孔分别处于容器两端。蒸发器上部壳体材料要求：耐温>70度，耐压能力>0.2MPa，气密性好；容器以ＬＥＤ基板作底面，蒸发器同ＬＥＤ发光部件一体，小巧轻便，成本低，易于制造组装。