[发明专利]大功率LED组合式散热器

说明书

技术领域

本发明涉及大功率LED灯散热器技术领域，特别涉及一种大功率LED组合式散热器。

背景技术

随着LED制造技术的急速发展，LED由单颗功率小于1W发展到现时单颗功率为5W或5W以上，阵列（模块）LED功率由过去的5W发展到150W。LED应用于照明市场上的产品正不断多样化、合理化，产品越来越趋向大功率而小型化，性价比合理化，特别是大功率LED照明产品的小型化。以大功率LED灯具为例，由于LED无法将输入能量100%转化为光能，约70%能量转化为热能并必须传递到周围环境中，LED才能正常工作，目前单颗的LED的使用功率越来越大，所产生的热量亦随之增大，为确保大功率LED可靠地运行，必须将LED瞬间产生的热量及时排走，防止因热量积聚而影响LED的性能和缩短使用寿命。

目前大功率LED的散热器材料常用铝合金挤压加工成型（即所谓太阳花状散热器），该散热器的特点是成型加工简单，通过改变散热器的内外圆周直径和长度便可得到所需要的散热面积，但缺点是不能应用于多颗大功率LED芯片或阵列式的大功率LED模块，因为大功率LED芯片或LED模块的发热量都是集中或比较集中在一起，此时单依靠铝或铜作导热的材料其传热的速度太慢。因铝的热导率：200W/mk,铜的热导率：400W/mk,由于铝、铜的热导率差就算散热器有足够的散热面积，此时，积聚的热量还是不能畅顺地传递到各散热片中去散热，特别是远离热源的散热片部分，LED产生的热能会大量积聚，最终严重地降低了LED的使用性能。业界中也有利用铜管紧贴安装在铝散热器表面加快将LED产生的热能传递到散热器中散热，此方案也有一定的效果，但其散热器加工工艺较复杂而且成本高，也不利于大批量生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大功率LED组合式散热器，它能将大功率LED芯片产生的热量快速传导到铝散热器的内壁中，并通过散热片将热能迅速、高效地传递到周围环境中。

本发明所提出的技术解决方案是这样的：

一种大功率LED组合式散热器，包括LED芯片1、金属基板2、太阳花状铝散热器4，金属基板2外面焊有一组LED芯片1，该太阳花状铝散热器4设有内筒4-2，该内筒4-2四周均匀布排有太阳花状铝散热片4-1，还设有与所述铝散热器4内筒4-2匹配的石墨导热柱3，该石墨导热柱3紧压嵌入所述铝散热器4的内筒4-2内，所述金属基板2里面紧贴并固定在所述铝散热器4和所述石墨导热柱3的同一端面上。成为自然散热式大功率LED组合式散热器。

可以在铝散热器4的另一端面上安装有风扇5，成为强制散热式大功率LED组合式散热器。

石墨导热柱3一端面与相匹配的铝散热器4一端面位于同一平面上，所述石墨导热柱3的长度等于或小于所述铝散热器4的内筒4-2长度。石墨导热柱3通过过盈配合嵌入方式或采用高导热系数的胶粘剂紧贴于所述铝散热器4内筒4-2的筒壁上。可以对所述太阳花状铝散热器4的外表面进行表面处理或涂上有利于散热的纳米涂层。

所述金属基板2外面所焊的一组LED芯片1以圆环形或矩形或阵列状布排或仅由单一颗超大功率LED芯片构成。石墨导热柱3的材料最好采用高纯石墨，以获得很高的导热率。铝散热器4的内筒4-2可以采用内圆筒或内方筒或多面内筒，相应的石墨导热柱3就采用圆柱或方柱或多面柱体。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

(1) 现有的LED照明产品中的散热器大多是用铝或铜材料作导热体，由于铝或铜的传热系数低，所以导热速度慢，受热阻影响其传递距离亦有限。本发明的关键技术在于采用甚高导热率的石墨作为大功率LED发热体与铝散热器之间的导热体，能迅速、高效地将大功率LED芯片发出的热量传递到整个铝散热器中，并通过整个铝散热器散发出去，效果特别显著。高纯石墨的导热率高达2000W∕mk，比铝导热率高出10倍，其导热效果显著。由于石墨导热柱的端面能大面积地接触金属基板并将LED芯片组发出的热量迅速传导到石墨柱体内，再经过紧接触于太阳花状铝散热器内筒壁传递到散热片中，达到最快、最有效的散热，令LED芯片处于可控制的工作安全温度范围以内，从而，有效地减缓其光衰，保持其光效和色温，增长使用寿命，提高可靠性能，降低维护成本。进而保证大功率LED照明灯具正常工作的性能和使用寿命不会因其散热效果不良而受影响。

(2) 本发明所采用的散热结构、制造工艺简单、环保，安装方便，生产、效率高，成本较低。通过调整太阳花状铝散热器的内筒、石墨导热柱、散热片的尺寸就可以满足由5W-150W不同功率LED的散热需求。