[发明专利]LED阵列的均匀液体冷却有效
申请号: | 201180067101.5 | 申请日: | 2011-12-06 |
公开(公告)号: | CN103477179A | 公开(公告)日: | 2013-12-25 |
发明(设计)人: | S.科比尔克;M.卡岑波尔;A.蒂姆;T.施赖拉尔特;K.霍伊曼 | 申请(专利权)人: | 埃赛力达技术埃尔科斯有限责任公司;陶瓷技术有限责任公司;弗劳恩霍弗实用研究促进协会 |
主分类号: | F28F3/12 | 分类号: | F28F3/12 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人: | 马丽娜;刘春元 |
地址: | 德国普*** | 国省代码: | 德国;DE |
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摘要: | |||
搜索关键词: | led 阵列 均匀 液体 冷却 | ||
技术领域
本发明总体上涉及液体冷却散热器,并且更具体地涉及用于发光二极管(LED)阵列的液体冷却散热器。
背景技术
半导体光源,例如发光二极管(LED),在它们的工作期间产生热。在一些高功率光源中,数百个高功率LED芯片被一起紧密地布置在LED阵列或矩阵中。所述LED被附着到衬底或者陶瓷本体。在这些高功率光源中,大量的热功率被消散。热功率的量可以高达1000W或者更高。因为LED的性能和要求,包括它们的亮度,颜色,光输出功率,驱动电压,和寿命是与温度相关的,所以均衡地且均匀地冷却LED是有利的,尤其在高性能应用中。例如,在一些高性能应用中,在所述LED阵列内的LED之间的温度差应该小于百分之十五。
一种用于冷却所述LED阵列的方法是使用例如水的液体作为冷却媒质。例如,如在图1A中所示,冷却液体媒质流过衬底或者陶瓷本体120内部的闭合冷却液体通道110,LED (在图中未示出) 被安装在所述衬底或者陶瓷本体120上。所述冷却液体通道110可蜿蜒穿过所述陶瓷本体120或者分支到所述陶瓷本体120的不同部分用以冷却所述陶瓷本体120和在其上安装的LED。因为当冷却液体媒质从入口130进入冷却液体通道110并通过出口140离开时,它从所述陶瓷本体120吸收热,所以冷却液体媒质在出口140处的温度高于在入口130处的温度。因此,如在图1B中所示,形成了跨越所述陶瓷本体120的温度梯度。例如,陶瓷本体120的左端部分150的温度高于陶瓷本体120的右端部分160的温度。结果,安装在陶瓷本体120上的所述LED(在图1B中未示出)具有明显不同的工作温度。
具有跨越冷却系统形成的不期望有的温度梯度的冷却系统的其它实例包括在美国专利US5841634和德国专利DE20208106U1中公开的那些。
发明内容
液体冷却散热器包括具有迂回液体通道阵列的顶板,每个通道具有单独的通道入口和共同的中心出口通道。所述散热器进一步包括具有入口端口和出口端口的底板。所述散热器进一步包括具有入口导引通道的中间板,其提供在底板的入口端口和顶板的通道入口之间的流体连通,所述中间板进一步包括出口导引通道,其提供在顶板的共同的中心出口通道和底板的出口端口之间的流体连通。
附图说明
本申请可参照下面结合附图进行的描述被最佳地理解,在附图中相似的部件可由相似的数字指示。
图1A示出现有技术系统,其中闭合的冷却液体通道被嵌入在用于安装LED的陶瓷本体中。
图1B示出跨越在图1A中示出的陶瓷本体形成的温度梯度。
图2A-2C示出可被堆叠和附着在一起以形成如在图4A中所示的示例性液体冷却散热器的三块板的第一透视图。
图3A-3C示出可被堆叠和附着在一起以形成如在图4A中所示的示例性液体冷却散热器的三块板的第二透视图。
图4A示出根据本申请的被组装在一起以形成示例性液体冷却散热器的三块板的透视图。
图4B示出沿着图4A中的面B-B的截面图。
图4C示出沿着图4A中的面A-A的截面图。
图5示出如在图4A中示出的示例性液体冷却散热器的温度轮廓。
图6A和6B分别示出如在图4A中所示的示例性液体冷却散热器在t=0.2秒和t=5秒时的温度轮廓。
图7示出根据本申请的用于将20×20个LED安装到示例性液体冷却陶瓷散热器上的示例性布局。
图8示出具有金属化805的示例性液体冷却散热器800。
具体实施方式
下面的描述被提供以使得本领域普通技术人员能够做出和使用本发明,并且被提供在特定应用和它们的要求的情境中。对于本领域技术人员,实施例的各种修改将是显而易见的,并且此处定义的通用原则可适用于其它实施例和应用而不会偏离本发明的精神和范围。而且,在下面的描述中,为了解释的目的阐述了许多细节。然而,本领域普通技术人员将认识到本发明可以在不使用这些特定细节的情况下被实施。在其它情况中,以方框图形式示出公知的结构和器件以便不会用非必要的细节而使本发明的描述变得模糊。因此,本发明不旨在被限制到所示实施例,而被赋予与此处公开的原理和特征相一致的最宽的范围。
虽然就特定实例和示例图描述了本发明,本领域普通技术人员将认识到本发明不被限制到被描述的实例或图。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于埃赛力达技术埃尔科斯有限责任公司;陶瓷技术有限责任公司;弗劳恩霍弗实用研究促进协会,未经埃赛力达技术埃尔科斯有限责任公司;陶瓷技术有限责任公司;弗劳恩霍弗实用研究促进协会许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
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