[实用新型]一种高效散热的大功率LED

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED（Light-Emitting Diode，发光二极管），特别是涉及一种具有高效的散热效果的大功率LED。

背景技术

LED具有节能环保、寿命长、响应快、小而轻等特点，是新一代的照明技术，广泛应用于景观照明、汽车市场、交通灯市场、户外大屏幕显示和特殊工作照明等领域，正朝着高亮度、高色彩性、高耐气候性、高发光均匀性的方向发展。高亮度的实现主要依靠高功率（>1W）。

随着LED的功率越来越大，芯片的热流密度越来越高，可利用的散热物理空间越来越小，大功率LED的热管理成为限制其大规模应用和制造成本的关键问题之一。国内外该领域的专家、学者做出了多方面的努力，并在理论和实际应用方面取得了可喜的进展。已开发并获得应用的散热技术包括散热翅片、热管、回路式热管、平板式热管、均温板、风扇、微通道热沉、半导体制冷等。这些工作包括高导热材料的选择、开发以及散热结构的设计和优化。多种散热方式的巧妙搭配是LED散热领域最有希望获得突破的技术方向之一，目前虽有不少的工作报道，但电子元器件的散热设计考虑的因素众多，包括选材、热阻、重量、维护要求、可靠性、成本、工艺实施可行性、冷却效率、抗环境能力（冲击、振动、腐蚀）、环保、物理空间、复杂程度、功耗、对设备电性能的要求等，因此，高效散热设计的复杂程度和难度不小，各散热组件的最优组合以及合理参数的拟定对于提高散热器的性能是很重要的。

实用新型内容

基于上述原因，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种高效散热的大功率LED，采用热电冷却技术、均温板技术、多孔热沉和微型风扇组合的优化散热方式，以克服现有技术之不足。

为了解决上述技术问题，本实用新型一种高效散热的大功率LED，其包括LED模组、以及设于LED模组下的散热器，所述散热器包括热电冷却器、均温板和热沉，。所述热电冷却器、均温板和热沉依次叠放。

其中，热电冷却器包括冷端陶瓷板、冷端金属导体、热端金属导体、Ｎ型半导体、Ｐ型半导体和热端陶瓷板。所述冷端陶瓷板、冷端金属导体、热端金属导体和热端陶瓷板依次叠放，所述Ｎ型半导体和Ｐ型半导体分布于冷端金属导体和热端金属导体之间，并形成半导体层。冷端陶瓷板和热端陶瓷板优选电绝缘的高导热氮化物、碳化物或氧化物陶瓷材料；冷端金属导体和热端金属导体优选采用导热和导电能力好的铝、铜、银、金或其合金；半导体层采用碲化铋基、碲化铅基、硅锗基、钴锑基、铁硅基或其他热电材料制成。该热电冷却器可以是一层或多层结构。

均温板包括外壳和置于外壳内的工作介质。其外壳优选采用高导热的金属或陶瓷材料，其腔体内工作介质可以选用液体的工作介质，该液体工作介质的沸腾温度要控制在20－100℃之间，例如水、甲醇、甲醛、乙醇、乙醛、丙醛、丙酮或其混合物，或其他沸点在此范围的有机、无机液体材料也可作为工作介质。腔体内的工作介质也可以是固态物质，其熔点在20－100℃之间，可以是低熔点的金属或合金、无机非金属材料或有机材料。另外，该均温板可与热电冷却器的热端形成一体化结构。

热沉优选使用多孔热沉或梯度多孔热沉。热沉的材料包括高导热的金属或合金、高导热的陶瓷材料或其组合。

作为更进一步的技术方案，所述散热器还包括微型风扇，该微型风扇设于热沉的底部。一般选用功耗低、噪音小的普通微型风扇即可。

本实用新型，采用热电冷却技术、均温板技术、多孔热沉和微型风扇组合的优化散热方式，通过上述的主动式和被动式散热元件结合的散热方式，可以实现高的散热效能，另外其工艺实施容易，成本相对低廉。

附图说明

图1是本实用新型的实施例的示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

作为本实用新型的一个具体实施例，如图1所示，一种高效散热的大功率LED，其包括LED模组1、以及设于LED模组下热电冷却器2、均温板3、热沉4和微型风扇。

其中本例中的LED模组1为透镜封装，其包括LED晶粒11、上电极金线12、下电极13、蓝宝石基片14、模压硅胶穹顶15、荧光粉16、金属图形17和电路板18。