一種大功率led照明燈具及其散熱結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型涉及一種大功率LED照明燈具及其散熱結(jié)構(gòu)，尤其適用于單光源大功率燈具。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)各種100-1000KW的大功率的LED照明燈具來(lái)說(shuō)，散熱性能要求很高，過(guò)高的溫度會(huì)導(dǎo)致LED光衰加快，壽命縮短，甚至很快燒壞芯片。
[0003]如果單用鋁型材散熱片散熱，體積和重量會(huì)過(guò)于龐大。熱管利用內(nèi)部填充介質(zhì)的相變換熱，導(dǎo)熱性能優(yōu)于鋁材。專利中有介紹各種利用類似熱管原理，通過(guò)相變換熱方式散熱的結(jié)構(gòu)，但只能用于小功率燈具，因?yàn)闊艟咧饕靠諝獾淖匀粚?duì)流或強(qiáng)制對(duì)流來(lái)散熱，熱管外表面積太小，熱傳導(dǎo)快而散熱慢，單靠熱管熱傳導(dǎo)并不能滿足大功率LED燈具的散熱要求。熱管與鋁型材相結(jié)合，是解決大功率LED燈具散熱的最佳方案，尤其是使用市場(chǎng)上可大量供應(yīng)的截面形狀為圓形的圓形熱管，更經(jīng)濟(jì)可行，但需要很好解決它與芯片模塊和鋁型材散熱體兩者的聯(lián)接問(wèn)題。雖然已經(jīng)有多篇實(shí)用新型專利公開(kāi)了不同的組合結(jié)構(gòu)，但結(jié)構(gòu)既復(fù)雜又笨重，使用效果也不盡人意，導(dǎo)致大功率LED燈具很少應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種大功率LED照明燈具及其散熱結(jié)構(gòu)。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:
[0006]一種大功率LED照明燈具的散熱結(jié)構(gòu)，包括LED芯片模塊的安裝基座、熱管和鋁型材散熱體，其特征在于:所述的安裝基座式橫截面形狀為三角形或長(zhǎng)方形的柱狀體，柱面上有安裝1-20根熱管的凹槽，熱管的熱端裝在凹槽內(nèi)，熱管的冷凝端成傘狀向各個(gè)方向伸出，與鋁型材散熱體的散熱底面緊密接觸。
[0007]可選地，熱管內(nèi)部密封有低沸點(diǎn)液體，熱管內(nèi)壁含有毛細(xì)吸液芯層。
[0008]可選地，LED芯片模塊與安裝基座的底面之間涂有導(dǎo)熱硅脂，或兼有導(dǎo)熱與防水功能的材料，LED芯片模塊數(shù)量為1-8塊，LED芯片模塊的底面是一塊作為熱沉的平板狀金屬塊，熱沉上有兩個(gè)與金屬塊絕緣的正負(fù)極接線端子，可將電流引入芯片，并將芯片的熱量傳遞到外界，LED芯片模塊里封裝有數(shù)個(gè)至數(shù)百個(gè)LED，單個(gè)LED之間用金線串聯(lián)或并聯(lián)連接，組成單光源芯片。
[0009]可選地，所述安裝基座的材料為純鋁、鋁合金或紫銅，當(dāng)安裝基座得橫截面為三角形時(shí)，兩個(gè)安裝有LED芯片模塊的斜邊的交角稱為三角形頂角，頂角范圍為100-160°，以適應(yīng)不同的照度范圍要求。
[0010]可選地，鋁型材散熱體的材料為純鋁或鋁合金，由散熱底面與散熱肋片連成一體構(gòu)成，肋片的斷面為三角形、長(zhǎng)方形或V型，邊緣形狀為曲線、折線或直線，高度20-80mm，厚度0.5-6mm，高矮相同或不同，肋片之間距離為5_20mm，以放進(jìn)不同大小的固定螺絲，鋁型材散熱體底面形狀為平面或曲面，底面厚度2-8mm。
[0011]可選地，熱管的冷凝端使用U型熱管壓條，將熱管壓在鋁型材散熱體上，使熱管與鋁型材散熱體底面的接觸更緊密和牢靠。
[0012]可選地，鋁型材散熱體數(shù)量為1-8塊。
[0013]可選地，熱管截面形狀為圓形，圓形熱管通過(guò)液壓適當(dāng)壓扁和變形，使之與凹槽接觸更緊密，縫隙更小，并增大與LED芯片模塊的接觸面積。
[0014]本實(shí)用新型還提供了一種大功率LED照明燈具，包括LED芯片模塊、二次光學(xué)部件、驅(qū)動(dòng)電源和如上所述的散熱結(jié)構(gòu)。
[0015]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶熱管的大功率LED照明燈具散熱結(jié)構(gòu)，由LED芯片模塊安裝基座、熱管和鋁型材散熱體三部分組成，為無(wú)源散熱，有免維護(hù)和自凈功能。其特征是固定LED芯片模塊的安裝基座是截面形狀為三角形或長(zhǎng)方形的柱狀體，柱面上有凹槽，熱管的熱端裝在凹槽內(nèi)，熱管的冷凝端成傘狀向各個(gè)方向伸出，與鋁型材散熱體的散熱底面接觸。市場(chǎng)上可大量供應(yīng)的熱管多為圓形，它與LED芯片熱沉平板的接觸面積很小，通過(guò)液壓或其它方法適當(dāng)壓扁，使熱管壓扁面與安裝基座平面處于同一平面，從而增大了熱管與LED芯片熱沉以及安裝基座兩者的接觸面積。由于熱管在凹槽內(nèi)被壓變形，與凹槽接觸也更緊密，縫隙更小，提高了傳熱效果。
[0016]本實(shí)用新型的另一個(gè)特征，是對(duì)圓形熱管冷端也通過(guò)液壓或其它方法適當(dāng)壓扁，增大與鋁型材散熱體底面的接觸面積，并使用U型熱管壓條，使熱管與鋁型材散熱體底面的接觸更緊密和牢靠。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:散熱器生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，省料省工，散熱良好、燈具壽命長(zhǎng)。已經(jīng)在 100W 泛照燈，10ff 至 200W 路燈，200W、300W 工礦燈，200W、250W、300W、400W 和600W高桿燈等單光源LED照明燈具上成功應(yīng)用，其重量遠(yuǎn)低于相同功率的其它LED照明燈具。由于與單光源芯片配合使用，光壓高，照射范圍遠(yuǎn)，亮度清晰均勻，遠(yuǎn)近均無(wú)重影。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是橫截面形狀為三角形的、安裝了6根圓形熱管2的六槽LED芯片模塊安裝基座I。
[0019]圖2是橫截面形狀為長(zhǎng)方形的、安裝了8根圓形熱管2的八槽LED芯片模塊安裝基座3。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1:200W路燈
[0021]如圖1所示，200W路燈使用的LED芯片模塊的安裝基座是橫截面為等腰三角形的柱狀體，三角形頂角為122°。與三角形頂角相交的兩個(gè)柱面上各有3個(gè)凹槽，裝有6根截面形狀為圓形的熱管。熱管的熱端裝在凹槽內(nèi)，熱管的冷凝端成傘狀向各個(gè)方向伸出，穿過(guò)鋁型材散熱體與兩塊鋁型材散熱體的散熱底面接觸，并有U型熱管壓條壓扁熱管。熱管長(zhǎng)度不盡相同，使之盡可能多與鋁型材散熱體接觸，又不突出到鋁型材散熱體之外。鋁型材散熱體底面為平面，上面有散熱肋片，底面與肋片連成一體。鋁型材散熱體由鋁棒拉制而成。
[0022]使用專門夾具和定位環(huán)定位，通過(guò)液壓方法使熱管的熱端和冷端都?jí)罕夂妥冃?，熱管熱端的壓扁面與安裝基座有凹槽的兩面分別處于同一平面，熱管冷端與鋁型材散熱體底面接觸被壓扁，從而增大它們的接觸面積。
[0023]在安裝基座上涂上導(dǎo)熱硅脂，配上兩塊100W單光源芯片模塊、透鏡、透光罩和驅(qū)動(dòng)電源后，組成200W的LED單光源路燈。
[0024]實(shí)施例2:600ff高桿燈
[0025]600W高桿燈使用的LED芯片模塊安裝基座是橫截面形狀為長(zhǎng)方形的鋁基板，上有熱管安裝槽。槽內(nèi)裝有20根熱管，熱管的熱端位于槽內(nèi)，熱管冷凝端成傘狀向各方向伸出。熱管長(zhǎng)度不盡相同，使之盡可能多與鋁型材散熱體接觸，又不突出到鋁型材散熱體之外。
[0026]安裝基座底面涂上導(dǎo)熱硅脂后，用螺絲固定在鋁型材散熱體上，熱管冷凝端夾在兩塊鋁型材散熱體底面之間，用螺絲固定。其中一塊鋁型材散熱體部分切除，以放下安裝基座、反光杯、透光罩和芯片。
[0027]使用專門夾具和定位環(huán)定位，通過(guò)液壓方法使熱管的熱端和冷端都?jí)罕夂妥冃?，使熱管熱端的壓扁面與安裝基座有凹槽的一面處于同一平面，熱管冷端與鋁型材散熱體底面接觸的兩面都被壓扁，從而增大它們的接觸面積。
[0028]在安裝有熱管的安裝基座兩面涂上導(dǎo)熱硅脂后，在上用螺絲和壓條固定兩塊功率分別為300W的單光源芯片。由于芯片的熱沉與安裝基座以及熱管接觸緊密，因而導(dǎo)熱良好，而且達(dá)到防水目的。配上反光杯、透光罩和驅(qū)動(dòng)電源后，組成600W的LED單光源高桿燈。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大功率LED照明燈具的散熱結(jié)構(gòu)，包括LED芯片模塊的安裝基座、熱管和鋁型材散熱體，其特征在于:所述的安裝基座式橫截面形狀為三角形或長(zhǎng)方形的柱狀體，柱面上有安裝1-20根熱管的凹槽，熱管的熱端裝在凹槽內(nèi)，熱管的冷凝端成傘狀向各個(gè)方向伸出，與鋁型材散熱體的散熱底面緊密接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:熱管內(nèi)部密封有低沸點(diǎn)液體，熱管內(nèi)壁含有毛細(xì)吸液芯層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱結(jié)構(gòu)，LED芯片模塊與安裝基座的底面之間涂有導(dǎo)熱硅月旨，或兼有導(dǎo)熱與防水功能的材料，LED芯片模塊數(shù)量為1-8塊，LED芯片模塊的底面是一塊作為熱沉的平板狀金屬塊，熱沉上有兩個(gè)與金屬塊絕緣的正負(fù)極接線端子，可將電流引入芯片，并將芯片的熱量傳遞到外界，LED芯片模塊里封裝有數(shù)個(gè)至數(shù)百個(gè)LED，單個(gè)LED之間用金線串聯(lián)或并聯(lián)連接，組成單光源芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱結(jié)構(gòu)，所述安裝基座的材料為純鋁、鋁合金或紫銅，當(dāng)安裝基座得橫截面為三角形時(shí)，兩個(gè)安裝有LED芯片模塊的斜邊的交角稱為三角形頂角，頂角范圍為100-160°，以適應(yīng)不同的照度范圍要求。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱結(jié)構(gòu)，鋁型材散熱體的材料為純鋁或鋁合金，由散熱底面與散熱肋片連成一體構(gòu)成，肋片的斷面為三角形、長(zhǎng)方形或V型，邊緣形狀為曲線、折線或直線，高度20-80mm，厚度0.5_6mm，高矮相同或不同，肋片之間距離為5_20mm，以放進(jìn)不同大小的固定螺絲，鋁型材散熱體底面形狀為平面或曲面，底面厚度2-8_。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱結(jié)構(gòu)，熱管的冷凝端使用U型熱管壓條，將熱管壓在鋁型材散熱體上，使熱管與鋁型材散熱體底面的接觸更緊密和牢靠。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱結(jié)構(gòu)，鋁型材散熱體數(shù)量為1-8塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:熱管截面形狀為圓形，圓形熱管適當(dāng)壓扁和變形，使之與凹槽接觸更緊密，縫隙更小，并增大與LED芯片模塊的接觸面積。
9.一種大功率LED照明燈具，其特征在于:包括LED芯片模塊、二次光學(xué)部件、驅(qū)動(dòng)電源和如權(quán)利要求1-8所述的散熱結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種大功率LED照明燈具及其散熱結(jié)構(gòu)，屬于LED照明技術(shù)領(lǐng)域。其散熱結(jié)構(gòu)由LED芯片模塊安裝基座、熱管和鋁型材散熱體三部分組成，其技術(shù)特征是：固定LED芯片模塊的安裝基座是截面形狀為三角形或長(zhǎng)方形的柱狀體，柱面上有凹槽，熱管的熱端裝在凹槽內(nèi)，熱管的冷凝端成傘狀向各個(gè)方向伸出，與鋁型材散熱體的散熱底面接觸。熱管的熱端和冷凝端均通過(guò)液壓或擠壓夾緊或壓扁變形，以增大與安裝基座以及鋁型材散熱體表面的接觸面積，并縮小與凹槽之間的縫隙。熱管還可以通過(guò)U形熱管壓條壓緊到鋁型材散熱體上。該結(jié)構(gòu)顯著提高了燈具的散熱性能，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，省料省工，燈具壽命長(zhǎng)。已成功應(yīng)用于多種100-600W單光源LED照明燈具中。
【IPC分類】F21V29-51, F21V29-503, F21Y101-02
【公開(kāi)號(hào)】CN204268424
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201320744008
【發(fā)明人】周永佳, 劉廣雄, 劉金華
【申請(qǐng)人】廣州固佳燈具科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月15日
【申請(qǐng)日】2013年11月22日