[发明专利]一种基于热管导热的大功率LED灯

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种LED灯，尤指基于热管导热的大功率LED灯。

【背景技术】

LED灯具有节能、高效、长寿命的优点，在日益注意保护能源的今天，大功率LED灯的应用领域不断拓宽，产品已涉及景观照明、矿灯、路灯和应急灯等领域。

目前，大功率LED光源有两种制造方法。一种是使用小功率LED阵列方式作为发光体，但是小功率LED光衰大、电路设计复杂、安装成本高，且存在配光控制难的问题。另一种则用大功率LED芯片集成封装在一个金属基座内，在基座上配置光学杯，此封装结构光效高，发光角度易于控制，但是，存在的问题是：散热难题一直未能解决。由于大功率LED属于半导体器件，在半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。通常的大功率LED封装结构的光电转换效率大概在15％-20％之间，约80％左右的电能则转化为热能散发出来。如不及时进行热量散发，工作时间过长将导致LED芯片的结温过高，使衰减速度加快，使用寿命缩短；另外，升温后，还会影响到LED的驱动效率、损害磁性元件及输出电容器等元件的寿命，从而导致LED驱动器可靠性降低。

LED芯片在工作时所产生的热量传递到大功率LED的基座上后再传给与之相连接的散热器。现有大功率LED基座的底平面与压铸铝基(或铝型材)的散热器以螺接或粘接的方式连接，将基座的热传递给散热器，因基座底面为平面，其与散热器接触面小，热阻大，热传递不理想，当采用粘接的方式将基座与散热器连接，由于粘接层的导热系数较低，相当于在基座与散热器之间加了一道热阻，散热不尽如人意。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种基于热管导热的大功率LED灯，使其能有好的导热和散热效果。为此，本发明采取以下技术方案：

一种基于热管导热的大功率LED灯，包括：LED芯片、芯片基座、与芯片基座相连的散热装置及设于芯片基座上的配光装置，其特征在于：所述的散热装置包括散热器、复数根连接散热器及芯片基座的导热管；所述的芯片基座上相应开有复数个与导热管相配的内凹槽用以容置导热管，所述的内凹槽与导热管之间具有金属焊接层将覆有芯片的芯片基座与散热装置连接成一体式光源。所述的内凹槽可为半圆形、“V”形、“U”形或多边形，芯片基座内凹槽壁与导热管焊接，接触面积大，导热效果好，导热管部分置入内凹槽中易于焊接，焊接强度高，焊接材料的导热系数是导热硅脂的几十倍，大大降低了结合面的热阻，能迅速把LED光源的热量传导到散热片上，同时通过导热管的布置方式将热量几乎同时传导到散热片的各个部位，使得散热片均衡地发挥散热作用。通过这样的快速导热、散热，从而保证芯片更低的结温，保证光源的使用寿命。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征：

所述的配光装置包括位于芯片上方的配光透镜、用于固定透镜的压盖及透镜基座，所述的压盖、透镜、透镜基座及芯片基座依次叠置；所述的透镜基座通过连接件固接在芯片基座上；所述的透镜基座与透镜之间及透镜基座与芯片基座之间均设有环形密封圈。这样装配后光源部位形成一个密封空间，防止水份和杂物进入。

所述的透镜基座中部设有与LED芯片相配的透光孔，其外周设有复数个可与散热器触接的防震支撑柱。防震支撑柱与散热器触接以保证一定的间距，所述的防震支撑柱具有一定弹性，以便吸震。

所述的透镜基座侧面设有芯片光源电源线的出线孔，所述的出线孔中置有出线孔密封圈，透镜基座的出线孔外端螺接有一具通孔以引线的出线孔螺母，该出线孔螺母将所述的密封圈压紧密封。如此可使芯片部分不与外界接触，保持干净，且可防潮，使LED灯能在恶劣的环境中稳定可靠工作。

所述的一体式光源外周设有固定装置，所述的固定装置包括具出光口的灯具外壳，所述灯具外壳的出光口部位于透镜压盖及透镜基座之间；透镜压盖穿设螺接于透镜基座的螺钉以使透镜压盖及透镜基座夹住灯具外壳的出光口部位将一体化光源、密封件及配光透镜固定在灯具外壳上，所述的压盖与灯具外壳之间设有防震垫。

所述的导热管为具空腔以贮液体的圆管；所述的散热器包括复数片竖向平行排设且相邻片间存在间隙的金属散热片，所述的金属散热片开有复数个用于空气对流的空气流通孔及复数个并排设置的用于穿设导热管的连接孔。根据热空气上升的原理，冷空气从下进入补充，热空气从上向外散失，散热片之间的间隙作为空气对流空间，与散热片垂直方向的内外空气流通可通过流通孔完成，以上结构与空气对流原理相适宜，使其具有迅速带走热量，热沉积小以保证LED更小的光衰的优点。