陣列式自然對流大功率led散熱器的製作方法
2023-09-17 13:16:15 1
專利名稱：陣列式自然對流大功率led散熱器的製作方法
陣列式自然對流大功率LED散熱器
技術領域：
本發明屬於LED發光二極體照明技術領域，尤其是一種是用在大功率照明中是用的一種新型陣列式散熱器。
背景技術：
全球許多國家和地區、許多省、許多個市都在通過法規或者其它方式，拋棄傳統的照明，轉而使用新技術，例如高功率LED(發光二極體)作交通、路燈和其它公共照明。例如歐盟國家、日本、澳大利亞、巴西和加拿大到2012年都將嚴格禁止使用白熾燈泡。醫療設備、指示標誌、消費類電子產品、家用電器、裝潢、保安和其它照明用具的設計師在開發新產品時，使用高功率(1瓦或更高容量)LED技術日益增多。LED的主要優點其一在於提高能源效率，例如高功率LED極為節約能源，而且與比其它技術相比，LED每瓦電發出更高的亮度。例如普通高功率LED每瓦可以提供80流明，而節能燈(CFL)可以提供每瓦70流明，普通白熾燈每瓦只能提供15流明。LED比其它照明的靈活性更高。其二是具有更好照明效果。先進的科技尤其在過去三年裡的技術進步大大提高了高功率LED亮度的品質。顯色的強度是從1到100，而100與陽光在視覺光譜上完全一樣。當顯色指數(CRI)下降到低於 80的時候，在這種光下看到的顏色會和東西真實的顏色不一致。好的顯色指數通常都是在 90以上。許多節能燈泡的顯色指數在75到90之間，白熾燈的指數可以達到100。LED的指數現在達到90或90以上。由於近期技術的進步，不論是白色的還是彩色高功率LED的顯色指數都很高。LED系統結構緊湊，可以和傳感器、其它照明控制器如調光器、日光控制器及動態光調節器連在一起使用。雖然LED具有上述的眾多優點，由於LED的發熱量較大，所以解決LED散熱問題，已經成為了現在LED應用過程中的關鍵問題，過高的溫度不但影響LED 的使用可靠性，同時也嚴重影響LED燈的使用壽命。正式由於LED使用過程中散熱問題，嚴重影響了 LED燈的推廣和使用，這種現象在大功率或者集中使用LED燈的時候，其影響更加嚴重。但至今沒有一個非常有效的技術解決方案來解決這個技術難題。
發明內容本發明的目的是提供一種具有良好散熱性能的LED燈專用散熱器，該散熱器上設置有陣列狀布置的散熱片，使其具有很強的散熱能力，尤其適合在大功率的LED發光二極體燈具的散熱中使用。為了達到上述的技術目的，本發明採用的技術解決方案包括以下技術內容陣列式自然對流大功率LED散熱器，所述的散熱器底面上還固定有鋁基電路板，該鋁基電路板上設置有安裝陣列狀排布的LED發光二極體，其特徵在於所述的散熱器有散熱器基板和固定在該散熱基板上的主散熱片構成，主散熱片上還設置有向外伸出的輔助散熱片，所述的主散熱片呈陣列狀排布固定在散熱器基板上，並由所述的主散熱片相互之間的空隙部分構成網格狀的散熱通道，散熱基板底面上設置有螺紋孔，通過該通孔將鋁基電路板及設置在該電路板上的陣列狀排布的LED燈與散熱器固定為一體，所述的電路板上還固定有透明材料製作的燈罩，所述的燈罩和鋁基電路板通過螺釘固定在散熱器基板上，所述的燈罩上與每個LED燈對應的位置均為一個光學透鏡，並由這些光學透鏡在燈罩上形成一個與LED 燈位置相對應的光學透鏡陣列，所述的陣列狀排布的光學透鏡與燈罩本體為一體成型的結構。所述的主散熱片的陣列布置，與LED燈的陣列採用一一對應的設置方式，即每一個主散熱片的位置均對應一個LED燈。所述的散熱器底面邊緣設置有兩條相互平行的電路板保護稜。所述的散熱器底面上設置有至少一條固定凸稜，鋁基電路板上設置有與該固定凸稜相配合的凹槽。所述的鋁基電路板和散熱器底面之間塗覆有矽膠或散熱膏。所述的主散熱片與散熱器基板連接的位置設置有一用於加強該位置強度的加強稜。為通過採用上述的技術解決方案，使本發明獲得了以下技術優點和效果本發明通過採用陣列的方式設置散熱片，且散熱片之間的縫隙形成散熱通道，另外就是這種陣列方式布置的散熱片，自然形成網格狀交錯的散熱通道，使其散熱能力大大加強。通過對比試驗證明，這種陣列方式布置的散熱器，其散熱效果明顯高於普通的散熱器。(例如具有平行散熱通道的普通散熱器)；另外本發明通過採用在主散熱片上增設輔助散熱片，進一步的增大了散熱面積，使敞熱效果得到進一步的提升；另外一個非常重要的技術改進就是本發明中的該散熱器有鋁合金型材通過切割加工製成，故這種散熱器更加適合大規模的工業化生產，且成本低廉；在陣列布置方式上，本發明採用了對應設置LED燈的方式，也就是 LED燈的整列設置和主散熱片的陣列布置完全重合，但分別位於散熱器基板的兩側，這種散熱方式可以從兩個方面進行理解，首先對於每一個LED燈來講，基本上相當於為每一個LED 燈都提供了一個單獨的敞熱器，且發熱點止好位於每一個主散熱片的下方，使LED燈發出的熱量得到最快的散發，其次從整體上講散熱器多個一體結構的主散熱片與散熱器基板又構成了一個整體，使散熱能力更加平衡。例如當某個LED燈發熱量異常的時候，周圍的其他散熱片自然的承擔了一部分熱量的散發，有效的避免了這個LED燈由於溫度過高導致損壞；本發明通過採用在散熱器基板底板兩側設置保護凸稜的結構，有效的保護了設置在基板底板的電路板、LED燈和燈罩，明顯減少了上述部件損壞的可能；本發明通過採用在基板上設置固定凸稜，同時配合在鋁基電路板上設置相應的凹槽，顯著提升了上述二者之間的結合強度和接觸面積，使二者之間的熱傳導能力得到了提升，同時也大幅度的提升了散熱器和鋁基電路板之間的定位安裝精度；本發明通過採用在主散熱片根部，即與散熱器基板結合的部位設置加強稜的結構，顯著提高了主散熱片與基板之間的連接輕度，同時這種結構也有助於熱傳導。總之，本發明通過上述一系列技術改進，提供了一種成本低廉、適合大規模工業化生產、且具有良好敞熱能力的新型散熱器，這種散熱器尤其適合使用在陣列布置的大功率 LED發光二極體燈具中使用。
圖1為本發明的立體結構示意4
圖2為本發明的散熱器的端面示意圖；圖3為本發明的側視圖。圖4為本發明的另外一種結構的主視圖；圖5為本發明的另外一種結構的側視圖；圖6為本發明的另外一種結構的俯視圖；圖7為本發明的另外一種結構的立體圖。
具體實施方式
本發明涉及一種新型的LED燈散熱器，該用於解決現有大功率LED燈散熱能力不足的問題。如圖1-3所示，在所述的散熱器底面上還固定有鋁基電路板1，該鋁基電路板1 上設置有安裝陣列狀排布的LED燈2，另外在LED燈的鋁基電路板1外側還可以設置用於保護LED燈的燈罩3。在本發明中所做出的技術改進在於所述的散熱器有散熱器基板4和固定在該散熱基板上的主散熱片5構成，主散熱片5上還設置有向外伸出的輔助散熱片6，在實際使用的過程中，如果要進一步提高散熱效果，還可以在輔助散熱片6上繼續增加些凸稜用於散熱。所述的主散熱片5呈陣列狀排布固定在散熱器基板4上，5主散熱片的製作最好採用鋁型材製作，該鋁型材的截面如圖2和圖4所示的兩種結構，包括散熱器基板4、主散熱片5、輔助散熱片6等構成，製作的時候，首先將上述的鋁型材按照需要的散熱器長度進行切割，然後再將上述的散熱片部分進行磨削，將整體的散熱片等距離磨削去除一段，這樣就是在上述的鋁型材基礎上製作出了具有陣列結構散熱片的散熱器。原有的散熱片和磨削去除的部分散熱片共同構成了網格狀的散熱通道，即使主散熱片5相互之間的空隙部分構成網格狀的散熱通道。通過上述的說明可知，本發明中的新型散熱器是有相互獨立的主散熱片5及輔助散熱片6構成的按照陣列結構排布的，而每個散熱片周圍都具有散熱通道，即由四條散熱通道圍繞一個散熱片，形成雙方向的通風和散熱。這樣可以使每個散熱片都處於良好的通風狀態下，其散熱效果遠遠由於現有的直接由鋁型材製作的只有平行散熱通道的散熱器。為了便於散熱器與電路板1之間的按照固定，如圖1所示，在上述的散熱器基板4 底面上設置有螺紋孔7，相應的也要在鋁基電路板1上設置對應的通孔。通過該通孔將鋁基電路板1及設置在該電路板1上的陣列狀排布的LED燈2與散熱器固定為一體，另外為了保護上述的LED燈2，所述的電路板1上還固定有透明材料製作的燈罩3，所述的燈罩3通過設在其邊緣的通孔和鋁基電路板1通過螺釘固定在散熱器基板4上，所述的燈罩3上與每個LED燈對應的位置均為一個光學透鏡，並由這些光學透鏡在燈罩3上形成一個與LED 燈2位置相對應的光學透鏡陣列，所述的陣列狀排布的光學透鏡與燈罩3本體為一體成型的結構。透鏡則通過過不同的表面結構，對LED燈2的光線進行調整，使其滿足不同的使用要求。如圖1-7所示，為了進一步提高上述散熱器的散熱效果，在所述的主散熱片5的陣列布置，與LED燈2的陣列採用一一對應的設置方式，即每一個主散熱片5的位置均對應一個LED燈2。採用這樣的結構，可以使每一個LED燈2都具有一個單獨的主散熱片5為其散熱，且LED燈2發熱的熱源點正好位於每一個主散熱片的中心，使LED燈2發出的熱量與最短的距離通過散熱器基板4傳輸到主散熱片5。本發明中的這種散熱方式使每一個散熱片相對於整個散熱器而言，處於相對獨立而又整體統一的散熱狀態。例如當使用過程中發生某一個LED燈2發熱量異常增加的時候，在由與其對應的主散熱片5進行散熱的同時，這些熱量也會通過散熱器基板4傳輸到周圍的散熱片上，由周圍的散熱片分擔其部分散熱，這樣可以避免LED燈2由於高溫而損壞。同樣當某一個LED燈2損壞的時候，這個閒置的主散熱片5同樣為周圍的散熱片分擔散熱。需要說明的一點是由於本發明中的敞熱器採用鋁型材製作，故在散熱器的兩端會設置有沒有LED燈對應的一些主散熱片，因為散熱器兩端無法對應設置LED燈，故散熱器兩端的散熱片可以為與其相近的敞熱片承擔輔助敞熱的功能。如圖2所示，由於在本發明中散熱器和鋁基電路板1之間為分體結構，因此可知上述二者之間結合的緊密程度，同樣關係到散熱效果的好壞。故此在所述的散熱器底面上設置有至少一條固定凸稜9，鋁基電路板1上設置有與該固定凸稜9相配合的凹槽。而固定凸稜9的截面沒有過多的閒置，方形、梯形、圓形均可以使用。通過採用上述的這種結構，使散熱器基板4的底面在與鋁基電路板1之間連接之後，這種相互凸凹嵌合的結構，可以顯著的增大兩者之間的接觸面積，顯著提高熱傳導的效果。另外為了進一步提高二者之間的熱傳導性能，在所述的鋁基電路板1和散熱器底面之間塗覆有矽膠或散熱膏。由於熱傳導的效果和結合面積有密切的關係，所述的主散熱片5與散熱器基板1連接的位置設置有一用於加強該位置強度的加強稜10。這個加強稜10即可以提高散熱器基板4與主散熱片5的熱傳導能力，同時也可以是主散熱片5與散熱器基板4之間具有更高的固定強度，防止使用過程中受到損壞。如圖1和圖2和圖7所示，為了防止鋁基電路板1和燈罩3的邊緣使用過程中受損，在所述的散熱器底面邊緣設置有兩條相互平行的電路板保護稜8。用於電路板保護稜8 突起高度大於鋁基電路板1和燈罩3的高度，所以可以有效的防止來自兩側的撞擊。上述優選實施例的描述使得本領域技術人員能夠製造和利用本發明。本領域技術人員不需要付出創造性勞動就可以根據這裡給出的一般原則實現對本實施例的各種修改。 因此，本發明並不局限於本文所示的實施例，而是與在此所附的權利要求的最大保護範圍一致。
權利要求
1.陣列式自然對流大功率LED散熱器，所述的散熱器底面上還固定有鋁基電路板，該鋁基電路板上設置有安裝陣列狀排布的led發光二極體，其特徵在於所述的散熱器有散熱器基板和固定在該散熱基板上的主散熱片構成，主散熱片上還設置有向外伸出的輔助散熱片，所述的主散熱片呈陣列狀排布固定在散熱器基板上，並由所述的主散熱片相互之間的空隙部分構成網格狀的散熱通道，散熱基板底面上設置有螺紋孔，通過該通孔將鋁基電路板及設置在該電路板上的陣列狀排布的led燈與散熱器固定為一體，所述的電路板上還固定有透明材料製作的燈罩，所述的燈罩和鋁基電路板通過螺釘固定在散熱器基板上，所述的燈罩上與每個led燈對應的位置均為一個光學透鏡，並由這些光學透鏡在燈罩上形成一個與led燈位置相對應的光學透鏡陣列，所述的陣列狀排布的光學透鏡與燈罩本體為一體成型的結構。
2.根據權利要求1所述的陣列式自然對流大功率LED散熱器，其特徵在於所述的主散熱片的陣列布置，與led燈的陣列採用一一對應的設置方式，即每一個主敞熱片的位置均對應一個led燈。
3.根據權利要求1所述的陣列式自然對流大功率LED散熱器，其特徵在於所述的散熱器底面邊緣設置有兩條相互平行的電路板保護稜。
4.根據權利要求1所述的陣列式自然對流大功率LED散熱器，其特徵在於所述的散熱器底面上設置有至少一條固定凸稜，鋁基電路板上設置有與該固定凸稜相配合的凹槽。
5.根據權利要求1或者3任意一個所述的陣列式自然對流大功率LED散熱器，其特徵在於所述的鋁基電路板和散熱器底面之間塗覆有矽膠或散熱膏。
6.根據權利要求1所述的陣列式自然對流大功率LED散熱器，其特徵在於所述的主散熱片與散熱器基板連接的位置設置有一用於加強該位置強度的加強稜。
全文摘要
本發明屬於LED發光二極體照明技術領域，尤其是一種是用在大功率照明中是用的一種新型陣列式散熱器。陣列式自然對流大功率LED散熱器，由固定有鋁基電路板上陣列狀排布的LED發光二極體，所述的散熱器有散熱器基板和固定在該散熱基板上的主散熱片構成，主散熱片上還設置有向外伸出的輔助散熱片，所述的主散熱片呈陣列狀排布固定在散熱器基板上，所述的電路板上還固定有透明材料製作的燈罩，所述的燈罩和鋁基電路板通過螺釘固定在散熱器基板上。本發明可以提供一種具有良好散熱性能的LED燈專用散熱器，該散熱器上設置有陣列狀布置的敞熱片，使其具有很強的散熱能力，尤其適合在大功率的LED發光二極體燈具的散熱中使用。
文檔編號F21V29/00GK102454965SQ20101051344
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月19日 優先權日2010年10月19日
發明者魏江明 申請人:魏江明