[实用新型]大功率LED的散热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的技术领域是以大功率LED为光源的灯具的散热装置。

背景技术

近年来，大功率白光LED(发光二极管)性能不断提高，其功率也不断增加，开发出20～100W的超大功率白光LED。由于大功率白光LED具有发光功率高(60～100Im/W)、耗电省及寿命长的特点，开发出各种大功率白光LED为光源的灯具，如强光手电筒、矿灯及各种室内室外照明灯。

LED是一种电能转换成光能的器件，转换过程中仅20％左右的能量转换成光能、80％左右的能量转换成热能。这转换的热量使LED的结温升高，若不采取散热措施，则LED的结温超过150℃后，LED会过热而损坏。另外，若采用的散热装置散热效果差，虽然LED的结温低于150℃，不至于损坏，但结温达到100℃时，会降低LED的出光率，降低亮度，并且会降低LED的寿命。所以大功率LED做成的灯具其散热装置的设计是十分重要的。

传统的散热方法是在焊接大功率LED的印制板PCB背面加上金属散热器，是一种自然冷却(无源冷却)方式，这仅适用于几十瓦到近百瓦的LED灯具散热。在100瓦以上的LED灯具上采用无源冷却时，其散热器的体积太大，并且散热效果差，因此往往在散热器上再加一个风扇，用风扇产生的气流，加强散热器的冷却，达到改善散热的效果，这是一种有源散热装置。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于大功率LED作为光源的且散热效果更好的冷却装置。

本实用新型的技术方案是：一种大功率LED散热装置，包括大功率白光LED、LED背部的印刷线路板PCB、散热器，在所述LED的印刷线路板PCB和散热器之间设置有致冷模块。

所述致冷模块包括LED的印刷线路板PCB上连接的传热块，传热块上连接的致冷片。所述致冷片的材料为半导体材料，所述传热块的材料为铝合金。所述传热块和致冷片之间可设置有绝热材料，所述散热器的另一端可设置有风扇。

有益效果：在LED的印刷线路板PCB和散热器之间设置致冷模块，致冷模块包括LED的印刷线路板PCB上连接的传热块，传热块上连接的致冷.片，传热块的另一面与半导体制冷片的冷面接触，而半导体制冷片的热面与散热器接触，致冷片用半导体制成，利用它在通电时一个表面下降(制冷)，另一个表面温度上升(制热)的效应来散热，制冷片在通电(加一定的电压、电流)后，其热面与冷面的最大温差可达60℃，大功率LED的散热途径是由LED的管芯→LED的外壳→PCB→传热块→制冷片的冷面→热面→散热器→环境空气中，散热途径多，这是传统LED散热装置达不到的。

若需要更低的结温，还可以在散热器上设置一直流无刷风扇，加速散热片的热量散出，可使半导体制冷片的冷面温度更低，即可获得更低的LED结温。使LED的结温降到45℃左右，使LED的出光率较高，并且有较长的寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的有两致冷模块组成的散热结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明

图1中，大功率LED散热装置，包括大功率白光LED6、LED背部的印刷线路板PCB5、散热器1，在LED的印刷线路板PCB5和散热器1之间设置有致冷模块。致冷模块包括LED的印刷线路板PCB上连接的传热块4，传热块上连接的致冷片3，致冷片3与传热块4接触的面为冷面8，致冷片3与散热器1接触的面为热面9，致冷片3的材料为半导体材料，传热块4的材料为铝合金，传热块4和致冷片3之间有绝热发泡材料2填充，散热器1的另一端设置有风扇7。

大功率白光LED工作时，产生的热主要散热途经是：白光LED6→PCB5→传热块4→半导体制冷片3的冷面8→半导体制冷片3的热面9→散热器1→风扇7→环境空气。

传热块4不仅有传热作用，并且均匀散热(使PCB上分布的LED的结温差别不大)。绝热发泡材料2使半导体制冷片的热面9与冷面8有良好的热绝缘，改善制冷效果。良好的制冷作用是建立在散热器良好散热的基础上，所以散热器需要有足够的体积，并要求良好的确导热性。

为减小热阻，在PCB与传热块之间及制冷片热面与散热器底面之间应涂良好导热性能的硅脂。

若大功率白光LED的数量多，PCB面积大，可以采用多个半导体制冷冷片和传热块以及绝热材料制成制冷模块10的散热结构，如图2所示。