[发明专利]一种大功率LED散热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子和光学元器件的散热装置，特别涉及一种大功率LED(light emitting diode，发光二极管)的散热装置。

背景技术

目前制作的用于照明的大功率LED的芯片的热流密度超过了100W/CM²，如何使大功率LED的热量能够及时地散发，以防止LED的温升过高，是LED器件封装和器件应用必须着重解决的核心问题。目前，国内外普遍采用的方法是通过改进LED基板材料、封装结构，用改善热传导的方法来解决LED的散热问题。但是，对于用于照明等场合的大功率LED，这种方法很难见效。同时，对于照明用的大功率LED，其冷却部分的成本不能很高，尺寸不允许过大，也不可能容许以电风扇等方式来强化散热。另外，当热沉和器件等的热接触热阻，小于某一范围以后，要进一步降低将导致成本的大幅度增加。因此，现有导热的冷却方法不能解决大功率LED的散热问题。

利用相变传热的热管技术是的解决大功率LED冷却的一个重要方向。在用于照明时，一般的热管遇到了问题。因为传统的热管中汽液是在同一管道中的，若热管被弯曲，就会导致冷却效率的剧降。但是，为满足造型需要，照明用大功率LED的热管是必须被弯曲的，所以传统的热管不能够有效地解决大功率LED的散热问题。

现有的回路热管(一种无动力闭式相变传热设备，由蒸发器、蒸汽管道、冷凝器、回液管道、储液器五个部分组成)技术是一种先进的相变冷却技术，是电子芯片高热流密度冷却的主要方向，但是，现有的回路热管技术直接应用在大功率LED的散热上遇到制造成本高、加工不方便、散热设计不能满足造型需求、毛细结构过于复杂难以制造等缺点，不利于大功率LED产品的市场化。

发明内容

本发明是针对大功率LED散热问题缺乏有效解决方法的状态，提出了一种大功率LED的散热装置。它具有散热效率高、散热设计能满足造型需求、均温性好、结构紧凑、加工方便、热阻小、重量轻、成本低、节能效果显著等特点。

本发明的技术方案为：一种大功率LED散热装置，其特征在于，它包括大功率LED、蒸发器、循环管、冷凝器、储液器，蒸发器为平板状，蒸发器的壁面直接与大功率LED焊接，蒸发器、冷凝器和储液器通过循环管依次连接。

所述平板状蒸发器内部和所述储液器内部都平铺有毛细结构的丝网；蒸发器内部和储液器内部的毛细结构丝网是连为一体的。

所述循环管依次连接蒸发器、冷凝器和储液器，穿过储液器伸入到平板式蒸发器内部的回流管段部分在其管壁开有数个便于工质液体尽快回流到蒸发器内的毛细结构丝网上的小孔。

所述平板式蒸发器与储液器之间用可有效地防止蒸发器中的蒸气窜入储液器的蒸气挡板隔离开。

本发明的有益效果在于：本发明散热效率高、散热设计能满足造型需求、均温性好、结构紧凑、加工方便、热阻小、重量轻、成本低、节能效果显著。

附图说明

图1为本发明用于大功率LED散热装置结构示意图；

图2为本发明用于大功率LED散热装置中蒸发器剖面结构示意图。

具体实施方式

如图1所示大功率LED散热装置结构示意图，装置包括蒸发器1、循环管2(包括2a，2b，2c等段)、冷凝器3、储液器5等四个部分组成；与被冷却的大功率LED 9连接。蒸发器1为平板状，冷凝器3可以是柔性的，可以满足任何造型需要。大功率LED 9通过焊接材料10与蒸发器1的壁面焊接。在蒸发器1内部和储液器5内部都平铺有毛细结构丝网11，且蒸发器1内部和储液器5内部的毛细结构丝网11是连为一体的。丝网11的毛细作用将液体工质4往上吸，使得毛细结构11充满工质液体。大功率LED 9发出的热量，通过焊接材料10及蒸发器1的壁面传到蒸发器1时，蒸发器1内部的丝网毛细结构11及蒸发器1内部的工质4同时被加热，蒸发器1中的工质4便会受热蒸发成汽体，将大功率LED 9产生的热量带走，并通过如图2所示蒸发器剖面结构示意图中由蒸发器1的壁面、蒸发器1中的丝网毛细结构11及蒸发器1中的翅片7共同构成的蒸汽槽道12，沿着循环管2的蒸汽管段2a到达冷凝器3中的循环管2的冷凝器管段2b中，并在冷凝器3的循环管2的冷凝器管段2b中通过自然冷却或者强制冷却的方式被冷凝成了液体，释放出潜热，然后，再通过循环管2的液体回流管段2c在丝网毛细结构11产生的毛细泵力及重力的共同作用下沿着液体回流管段2c穿过储液器5回流到蒸发器1中循环管2c管段中，再通过蒸发器1中的循环管2c的管壁上的小孔8回流到蒸发器1中的丝网毛细结构11中，如此形成了一个工质4的流动循环和热量传递过程。储液器5内装有工质液体，作用主要是启动的时候容纳在循环管2的蒸汽管段2a和冷凝器管段2b中的液体，并且在运行时防止工质液体来不及回流造成蒸发器1干涸。蒸气挡板6的作用是将蒸发器1中的蒸气与储液器5中的空间隔离开来，可以有效地防止蒸发器1中的蒸气窜入储液器5中。