[发明专利]具有多孔散热器的LED灯

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于主动冷却电子元件的多孔散热器。本发明尤其涉及一种在LED灯（尤其改进的LED灯）中使用的散热器以冷却运行LED灯的电子元件。

背景技术

改进的LED灯是使用一个或多个白色或单色LED作为发光装置的灯，并且设置有电连接装置和机械连接装置以便使用改进的LED灯作为用于白炽灯、卤素灯等的替代品。

从如LED灯的电子元件的热源的热传递可以分为以下步骤。首先，热从热源被传递到散热器或空气界面。然后，发生从散热器表面到空气的对流区的热扩散，热通过空气中的对流被移走。温度下降通过材料性能来确定，例如，散热器的导热系数、热流密度和导热长度。散热器的热流密度较低，则温度下降和在热源上将产生的相应的冷却效果较低。在实践中，散热器的表面越大和影响散热器的表面的空气越湍急，散热器的冷却效果将越好。

发明内容

本发明目的在于改善散热器的性能。具体地，本发明目的在于改善上述性能，以便提供对例如在改进的LED灯中的电子元件的更有效的冷却。

本发明旨在一种用于电子元件的散热器，该散热器包括第一腔室和连接到该第一腔室的第一压力生成装置，其中至少一个电子元件附接到第一腔室的第一壁，且其中第一腔室的至少第二壁包括至少一个多孔元件，该第一压力生成装置适于改变第一腔室中的第一腔室气压。

由于至少一个多孔元件，首先，散热器的表面增大，由此已经提供较佳的冷却效果。其次，与第一腔室连接的第一压力生成装置可以通过改变第一腔室气压使空气通过所述至少一个多孔元件移入或移出腔室。热可以从腔室和包括多孔元件的壁移走。由于产生热的电子元件附接到与第二壁热接触的第一壁，故热被有效地从电子元件移走。压力生成装置可以在第一腔室的内部或外部并且可以被连接到第一腔室的外壁。

优选地，第一压力生成装置适用于使第一腔室气压波动成交替高于或低于第一腔室外的气压，这导致空气通过至少一个多孔元件分别被排出和吸入第一腔室。

由于压力波动，腔室内的空气量被搅动并且在腔室中循环排出和吸入，由此提供了发热电子元件的冷却效果。如果压力波动的频率足够高，则基本上相同的空气量被循环运动以输送热量，由此较少的灰尘和污物可以进入腔室。此外，多孔元件充当用于较大灰尘或污物颗粒的过滤器。

优选地，第一壁包括与至少一个电子元件热接触的散热件。

散热件用来更有效地朝向具有多孔元件的壁输送由至少一个电子元件所产生的热量，其通过循环排出和吸入空气被再次冷却。

优选地，多孔元件是烧结的块体，优选地是理想地适于散热的包括颗粒的铜或者多孔石墨，其可以通过循环的空气运动将热量移走。这些颗粒例如可以由黄铜制成。

优选地，至少第一腔室的第三壁是密封的封闭件。因此可以保证，空气仅可以通过至少多孔元件被移走。

优选地，第一腔室的任一壁包括至少一个孔（例如，喷嘴、狭缝、细长的孔或圆形的孔，等），其由于第一腔室气压的波动而产生循环的空气射流。

因此，通过至少一个多孔元件的上述换气有利地与通过孔或喷嘴产生的限定的空气射流组合。有利地，孔没有直接位于电子元件处。孔例如可以位于包括多孔元件的壁中。它们可以是在多孔元件中或者与多孔元件相邻。由于另外的热量输送到散热器的外部，故空气射流提供了附加的冷却效果。散热器因此被布置用于组合的冷却效果，其中一个冷却部件是通过多孔元件呼吸（breathing），且另一个冷却部件是循环地产生空气射流。由于由孔带来的限制，空气射流可以是湍流。湍流的程度（雷诺数）越高，则冷却效果越好。

优选地，孔的开口直径在1mm到10mm的范围内，以便提供在散热器的内部和外部之间的足够的、优选湍流的气流。

优选地，至少一个孔被布置成使得循环空气射流与环绕至少一个多孔元件的所述第一腔室外部的所述空气量交互作用。

因此，在压力生成装置的第一运动循环期间通过在第二壁中的多孔元件被排出的热空气（其中腔室内部的压力高于腔室外部的压力），在同样的运动循环中被通过至少一个孔的空气射流移开。在压力生成装置的下一个运动循环中，其中腔室内部的压力低于腔室外部的压力且空气通过多孔的壁吸入，则不是先前排出的热空气而是新鲜且较冷的空气将被再次吸入，新鲜且较冷的空气已经通过二次气流被输送到环绕多孔元件的空气量，这通过空气射流来引起。

优选地，散热器还包括第二腔室和连接到第二腔室的压力生成装置，其中第一腔室和第二腔室共用至少一个壁，该压力生成装置适用于控制第二腔室中的第二腔室气压。