[发明专利]波纹型微热管LED灯及其散热方法

说明书

本发明涉及一种波纹型微热管LED灯及基于波纹型微热管散热器的LED灯散热方法。传统LED灯散热效率低，体积大。本发明包括LED灯芯，外围设有梯台形灯罩；LED灯芯上方设有导热层，导热层底面与LED灯芯上表面相贴合；导热层上方同一水平面上设有两相同的波纹型微热管，其蒸发区对接于LED灯芯对称中心，形成中间为吸热蒸发区，两端为散热冷凝区的波纹微热管散热器；波纹型微热管散热器底面与导热层上表面相贴合；波纹型微热管散热器的蒸发区上方设有真空空腔；波纹型微热管散热器两端的散热区上表面设有波纹型肋片；真空空腔上方设有驱动电源。本发明的波纹型微热散热器管易于芯片相贴合，体积小，散热效率高。

技术领域

本发明属于微热管散热领域，涉及一种波纹型微热管LED灯及基于波纹型微热管散热器的散热方法，特别适用于大功率LED灯及大功率电子元件散热。

背景技术

目前，解决大功率LED灯散热问题的方法有两种：第一种是提高器件自身的内量子效率。通过改进和优化LED灯芯的封装结构，提高芯片的发光效率，从而从根本上减少热量的产生。但是目前LED灯芯的内量子效率已经达到90%，想进一步提高并不容易。第二种是通过改进LED灯的制作结构，提高外界热沉速度，促使LED灯芯产生的热量迅速散发，从而降低灯芯的温度，延长灯芯的使用寿命。

常见的散热方式有：被动鳍片法、风冷散热法、液冷散热法和热管散热法。被动鳍片法通过鳍片与LED灯芯充分接触，将芯片产生的热量散发到空气中去，结构简单，易加工，但是散热效率低，散热的能力有限，易受积尘等外界因素影响散热效率。风冷散热通过借助风扇等冷却装置，增大LED灯芯与空气的对流换热系数。该方法散热效果较好，但是其体积和噪音都相对较大，而且需要额外功耗。液冷散热利用微泵带动微管中的液体循环流动，带走LED灯芯产生的热量。该方法降温恒定，冷却效果好，但是其体积相对较大，而且需要额外的功耗，维修起来不方便。

微热管散热技术是一种新型的散热技术，其工作原理与常规热管相似，根本区别在于它们提供毛细力的机制不同。常规热管早管道内部制作毛细吸液芯来提供毛细力，而微热管不用额外设置特殊结构，直接由沟道尖角区来提供毛细力。由于微热管的相变冷却过程是一种潜热交换过程，因此其传热量和传热强度都很大，其导热效率可比一般的固体材料高数十倍，而且更适合高热流密度条件。微热管具有重量轻、体积小、传热性能高、启动性能好、与电子器件易贴合、无能耗、无噪音的特点，因此将型微热管应用LED灯芯上，对增强LED灯芯散热量，降低灯芯温度，提高灯芯使用寿命提供一种有效途径。

发明内容

本发明主要目的是提供一种散热效果好，体积小，结构简单，使用寿命长的波纹型微热管LED灯及其散热方法。

本发明的主要构思原理：为增强LED灯芯与散热器之间的传热性能，将导热层设置在LED灯芯与散热器蒸发区之间；为增大微热管散热器蒸发区与冷凝区单位体积内的传热面积，增强流体工质在蒸发冷凝流动循环过程中的扰动性，增强湍流效应，提高流体工质与散热器壁面之间的对流换热系数，增强散热器的散热效果，将微热管散热器的上盖板、下基板设置成波纹型结构（单波纹或双波纹）；为避免散热器上盖板蒸发区的热量散失，降低蒸发区的散热性能，提高蒸发区的吸热效果，让散热器蒸发区的流体工质能更好地从导热层吸收热量，提高流体工质的蒸发速率，加快热量传递，在散热器蒸发区上方设置真空空腔；为增强环境空气在肋片壁面附近区域的湍流效应，增大对流传热系数，增加与周围空气间的散热面积，将肋片设置成波纹型结构。

本发明的技术方案为：

本发明包括LED灯芯，外围设有梯台形灯罩；LED灯芯上方设有导热层，导热层底面与LED灯芯上表面相贴合；导热层上方同一水平面上设有两相同的波纹型微热管（通道），其蒸发区对接于LED灯芯对称中心，形成中间为吸热蒸发区，两端为散热冷凝区的波纹微热管散热器；波纹型微热管散热器的底面与导热层上表面相贴合；波纹型微热管散热器的蒸发区上方设有真空空腔；波纹型微热管散热器两端的冷凝区上表面设有肋片；真空空腔上方设有驱动电源。