CN102235651A - 一种大功率发光二极管工作灯高密度散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大功率发光二极管工作灯高密度散热器，该散热器包含若干散热片；其特征是，该散热器上设有线路板；该线路板上设有若干大功率发光二极管；该散热器上的散热片采用了倾斜设置的结构；该散热片相对于地面的倾斜范围在0到90度之间；散热片采用叉指型结构设置。本发明上的散热片采用倾斜设置的结构，使散热器在水平安装和垂直安装的状态下，空气都能在散热片之间保持良好的流动性，使散热器在水平和垂直的两种安装状态下都具有良好的散热性；大功率发光二极管和线路板之间采用焊锡焊接固定；线路板和散热器之间采用导热胶固定连接；线路板采用铝基板制成，和传统散热器相比，具有更大的导热系数，更小热阻，快速有效地传导热量。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用空气受热后会自然上升的原理来散热的散热结构，具体涉及一种大功率发光二极管工作灯高密度散热器。
背景技术
目前，大功率LED(发光二极管)灯具运用的范围越来越多，包括照明领域和汽车信号灯领域，LED灯具具有节能、寿命长等一系列优势，但是要保证LED灯具的这些优势必须解决LED光源的散热问题。因为LED光源必须工作在规定的最高温度范围下，否则在高温下LED光源会发生光强衰减，颜色变化，寿命减少等一系列的问题，而且现在的LED技术，80％的能量是热量，所以大功率LED散热是一个难题。现有技术中，给LED光源设计散热器是一种有效降低LED光源温度的方法。
如图1所示，将发光二极管11采用导热胶固定连接在双面环氧板12上，发光二极管11发出的热量通过导热胶传递到双面环氧板12上，双面环氧板12安装在散热器14上，双面环氧板12和散热器14之间设有导热硅片13，使双面环氧板12上的热量传递到散热器14上，散热器14上做散热筋或者散热片141，散热器14的散热筋和散热片141暴露在空气中，加热附近空气，空气被加热会产生自然对流的现象，利用这个现象将散热器14的温度传递到空气中。
现有的传统散热器在设计的时候考虑到热空气自然对流会上升的特性，都是将散热片放置的方向垂直于地面，这样虽然在垂直安装的时候可以使空气有很好的流动性，可以达到较好的散热效果。但是其缺点在于，灯具在实际应用中，使用者往往会调整灯具安装角度或者安装位置，以获得更好的照明角度和照明效果，如果将灯具水平放置或者安装，散热片141之间的空气几乎没有流动，导致散热效果非常的差，最终将导致灯具出现一系列因LED发热而带来的问题，所以现有的传统散热器只能用垂直设置这一种安装状态下，才能有效散热。
如图2所示，现有的传统散热器水平安装状态时，其散热片141相对于地面竖直设置，散热片141之间的空气3具有很好的流动性，此时散热器14的散热效果很好。而传统散热器垂直安装状态时，其散热片141相对于地面水平放置，散热片141之间的空气3流动效果如图3所示，此时散热片141之间的空气3无法顺利流动，散热器的散热效果不佳。
发明内容
本发明提供一种大功率发光二极管工作灯高密度散热器，解决了发光二极管的过热问题，使发光二极管的温度在可控范围内，增加发光二极管灯具的寿命，同时满足水平安装和垂直安装都有良好散热效果。
为实现上述目的，本发明提供了一种大功率发光二极管工作灯高密度散热器，该散热器包含若干散热片；其特征是，该散热器上设有线路板；该线路板上设有若干大功率发光二极管；
上述散热器上的散热片采用了倾斜设置的结构，该散热片相对于地面的倾斜范围在0到90度之间；
上述散热片采用叉指型结构设置。
上述大功率发光二极管和线路板之间采用焊锡焊接固定。
上述线路板和散热器之间采用导热胶固定连接。
上述线路板采用铝基板制成。
本发明的大功率发光二极管通过焊锡将热量传导至线路板，线路板将热量通过导热胶传导至散热器，散热器上的散热片通过各散热片之间的空气流动，将热量发散到周围空气中，达到有效散热的效果。
本发明大功率发光二极管工作灯高密度散热器和现有的传统散热器相比，其优点在于，本发明散热器上的散热片采用倾斜设置的结构，使得散热器无论在水平安装状态下，还是在垂直安装的状态下，空气都能在散热片之间保持良好的流动性，解决了传统散热器只能在一种安装状态下可有效散热的缺点，使散热器在水平和垂直的两种安装状态下都具有良好的散热性；
本发明的大功率发光二极管和线路板之间采用焊锡焊接固定，相比于传统散热器采用导热胶固定，具有更好的导热性，使导热结构更合理，可更好地传导出大功率发光二极管上所发出的热量；
本发明的线路板和散热器之间采用导热胶固定连接，和传统散热器所采用的导热硅片相比，具有更高的导热系数，使导热结构更合理，可更好地将线路板上的热量传导至散热器；
本发明的线路板采用铝基板制成，和传统散热器所采用的双面环氧板相比，具有更大的导热系数，使导热结构更合理，更快速有效地传导热量。
附图说明
图1为现有技术的散热器的结构示意图；
图2为现有技术的散热器水平安装时的空气流动示意图；
图3为现有技术的散热器垂直安装时的空气流动示意图；
图4为本发明大功率发光二极管工作灯高密度散热器的结构示意图；
图5为本发明大功率发光二极管工作灯高密度散热器水平安装时的空气流动示意图；
图6为本发明大功率发光二极管工作灯高密度散热器垂直安装时的空气流动示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
如图4所示，本发明大功率发光二极管工作灯高密度散热器，该散热器包含若干片互相间平行设置的散热片23。该散热片23采用了倾斜设置的叉指型结构，如图5和图6所示，散热器在水平安装状态或垂直安装状态时，散热器上的散热片23和地面所成的角度范围在0到90度之间。在本发明中散热器板面呈长方形，其散热片23设置的倾斜角度与散热器板面的边呈45度，当本发明的散热器水平安装或垂直安装时，散热器上散热片23与地面所成的角度始终为45度，使得本发明的散热器无论在水平安装或垂直安装时，在空气受热后，空气都可以在散热片23之间流畅地对流，将散热器上的热量快速有效地传递到空气中，具有良好的散热功效。
如图4所示，本发明散热器上设有线路板22，该线路板22采用1.5mm的铝基板制成，其铝基板的导热系数为0.5W/m-k，热阻为1.80℃/W，该热阻远小于双面环氧板12，导热性能很好。该线路板22和散热器之间采用导热胶固定连接，该导热胶采用北极银的银狐5号导热胶，其导热系数为3500000W/m-k，热阻为0.0045℃/W，热阻远小于普通导热胶和导热硅片，导热能力很强。
线路板22上设有两个大功率发光二极管21，该大功率发光二极管21和线路板22之间采用焊锡焊接固定。
大功率发光二极管11到双面环氧板12的热阻为Ra，双面环氧板12顶层到底层的热阻为Rb，双面环氧板12底层到散热器14的热阻Rc。Rj为总的热阻，即大功率发光二极管11传导到散热器14上的热阻，Rj＝Ra+Rb+Rc。Rj越小说明大功率发光二极管11的热量传导到散热器14上越有效。
将现有的传统散热器和本发明的散热器进行对比：
决定Ra的主要因素中，传统散热器采用导热胶，本发明的散热器用的是焊锡，焊锡的热阻远小于导热胶。在决定Rb的主要因素中，传统散热器的采用双面环氧板12，本发明的散热器用的是铝基板制成的线路板22。铝基板相比于双面环氧板，其导热系数大，热阻小。在决定Rc的主要因素中，传统散热器采用导热硅片13，本发明采用的是北极银的导热胶。北极银的导热胶相比于导热硅片13，其导热系数大，热阻小。本发明中对于各散热结构的改进，使得本发明散热器的导热结构更合理，总热阻远小于现有技术的散热器。
本发明散热器的应用方法如下，先将大功率发光二极管21用焊锡焊接在铝基板制成的线路板22上，然后将铝基板制成的线路板22通过导热胶安装于散热器上。其工作原理为：大功率发光二极管21发出的热传导到线路板22上，线路板22上的热量通过导热胶传导到散热器上，散热器上的热量通过散热片23传递到周围的空气中，由于散热片23采用了倾斜设置的结构，使得散热器无论水平放置还是垂直放置，散热片23都可以有效的将热量传导到周围的空气中，从而降低了大功率发光二极管21的温度，达到有效散热的目的。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (4)
1.一种大功率发光二极管工作灯高密度散热器，该散热器包含若干散热片(23)；其特征在于，该散热器上设有线路板(22)；所述线路板(22)上设有若干大功率发光二极管(21)；
所述散热器上的散热片(23)采用了倾斜设置的结构；所述散热片(23)相对于地面的倾斜范围在0到90度之间；
所述散热片(23)采用叉指型结构设置。
2.如权利要求1所述的大功率发光二极管工作灯高密度散热器，其特征在于，所述大功率发光二极管(21)和所述线路板(22)之间采用焊锡焊接固定。
3.如权利要求1所述的大功率发光二极管工作灯高密度散热器，其特征在于，所述线路板(22)和所述散热器之间采用导热胶固定连接。
4.如权利要求1所述的大功率发光二极管工作灯高密度散热器，其特征在于，所述线路板(22)采用铝基板制成。
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