一種大功率led燈散熱器的製作方法
2023-06-09 17:59:16
專利名稱：一種大功率led燈散熱器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種舞檯燈光、電視、電影及攝影場所用LED燈具中用的散熱器。
背景技術：
光二極體(LED)具備輕薄、省電、環保、點亮反應快、長壽命等特點,加上在成本續降之下，光輸出與功率仍不斷提升，促使LED照明的市場接受度與日俱增，從交通號誌指示燈至大尺寸背光源，進展到各種照明用途如車頭燈、室內外照明燈具等。現階段LED發光效率已突破每瓦100流明，足以取代耗電的白熾燈、滷素燈，甚至是螢光燈與高壓氣體放電燈。目前，大功率LED光源分為兩種，一種是陣列分布式，一種是集成式大功率LED光源。其中，集成式大功率LED光源是今後發展的方向。伴隨著高功率LED技術迭有進展，LED尺寸逐漸縮小，熱量集中在小尺寸晶片內，且熱密度更高。高溫會導致晶片出射的光子減少，色溫質量下降，晶片老化加快，將大幅降低LED光效、壽命甚至在短時間內自我燒毀。降低LED熱阻,其散熱涉及晶片層級(Chip Level)、封裝層級(Package Level)、散熱基板層級(Board Level)到系統層級(System Level)各個層級的散熱設計。對於系統端的散熱策略，常見的散熱組件為鰭片或翅片(Heat Sink)、熱管(HeatPipes)、均溫板(Vapor Chamber)、迴路式熱管(Loop Heat Pipe, LHP)及壓電風扇(PiezoFans)。其中，散熱鰭片應用最為普及。散熱鰭片主要是靠傳導與自然對流方式進行散熱，為最常見的散熱方式，利用增加散熱面積與搭配風道、開氣孔設計，提升傳導和自然對流能力，缺點為(一)是密集排列的鋁片容易積聚灰塵，堵塞鋁片之間的間隙，導致空氣不流通而最終失去散熱功能。(二)是鋁片薄而且軟，極容易因觸碰變形或摺疊在一起，影響散熱功能和美觀。因此，散熱器必須有堅固的外殼保護，不適宜直接外露，但保護外殼的存在又往往降低其散熱效率。多散熱翅造型的鋁型材是擠壓高溫軟化鋁合金成型材，這種生產方式對形狀要求有局限性，散熱翅不能太薄太長，所以只適合中至低發熱量(150瓦以下)的LED使用。評價一款純鋁散熱器的主要指標是散熱器底座的厚度和Pin-Fin比。Pin是指散熱片的鰭片的高度，Fin是指相鄰的兩枚鰭片之間的距離。Pin-Fin比是用Pin的高度(不含底座厚度)除以Fin，Pin-Fin比越大意味著散熱器的有效散熱面積越大，代表鋁擠壓技術越先進。但是僅僅考慮增加有效散熱面積是不夠的。當散熱體積一定時，增大有效散熱面，將減少熱阻，有利於散熱；但同時也難免增加流阻，減少通過散熱器的流體，阻礙散熱。因此設計必須均衡考慮熱阻和流阻。壓鑄鋁合金散熱器的優點是其本身已經是壓固的合金，而且可以塑造較美觀的外型，不必再加外殼。缺點是壓鑄鋁合金的熱傳導係數比擠壓鋁合金低，體積龐大而重，較適合低功率LED燈或分散式大功率LED燈使用。另外，目前市場主流的散熱器鰭片在外形上都是標準的四邊形，但也有部分產品擁有自己獨特的外形，其中有以韓國思民為代表的圓形散熱器，還有以Tt為代表的塔式散熱器。這些散熱器針對不同功率，不同大小的LED等，必須分別開模製成不同規格，增加了生產成本。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種大功率LED燈散熱器，具有良好的散熱效果，且適用於不同功率、大小規格的LED燈的散熱。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種大功率LED燈散熱器，其特徵在於，包括一截面為V形的散熱單元，所述散熱單元的兩個V形面的側視分別為長方形，兩個V形面之間安裝若干翅片，所述翅片的方向平行或重合於所述V形面夾角的平分面；所述V形面的左邊外側設有榫頭，右邊外側與所述榫頭對應的位置設有卯眼。更加優化的，所述V形面的頂點附近設有第一鏤花結構，所述第一鏤花結構包括凹進左邊V形面的第一圓弧形缺口和凸出右邊V形面的月牙形凸塊。當第一個散熱單元的榫頭與第二個散熱單元卯眼榫接時，所述第一個散熱單元的第一圓弧形缺口與第二個散熱單元的月牙形凸塊拼合成為偏心圓形通孔，或者所述第一個散熱單元的月牙形凸塊與第二·個散熱單元的第一圓弧形缺口拼合成為偏心圓形通孔。同樣更加優化的，所述左邊V形面上設有至少一個圓弧形的第二缺口，右邊V形面上與所述第二缺口對稱的位置設有圓弧形的第三缺口。當第一個散熱單元與第二個散熱單元榫接時，所述第一個散熱單元的第二缺口與第二個散熱單元的第三缺口拼合成為側邊圓形通孔，或者所述第一個散熱單元的第三缺口與第二個散熱單元的第二缺口拼合成為側邊圓形通孔。更優選的，所述翅片上或V形面內側上設有第二鏤花結構，所述第二鏤花結構包括一個或多個圓弧形，以增加散熱單元的散熱面積。進一步優化的技術方案是，所述V形面的頂角處為凹形圓弧面。若干個散熱單元360°榫接組合時，所述若干個凹形圓弧面組合為中心圓形通孔。再優選的，所述V形面的夾角的角度為60°。六個所述V形夾角為60°的散熱單元兩兩榫卯的組合體，其截面形狀為六角形雪花狀。更進一步優化的，在所述中心圓形通孔安裝熱管，這樣更有利於提高散熱器的散熱。同樣更進一步優化的，在所述偏心圓形通孔或側邊圓形通孔安裝熱管，更進一步提高散熱器的散熱性能。本實用新型的有益效果在於I、散熱單元即能夠單獨作為散熱器使用，2個或多個散熱單元則通過榫卯連接，組合成具有不同散熱形狀和散熱面積的散熱器，可適應不同功率的LED燈的散熱。2、散熱單元組合的散熱器，在散熱單元之間形成若干的散熱孔，利用空氣對流能快速排走散熱器內部的熱量。進而，安裝熱管增強散熱速度，可擴大LED燈的使用功率到500W。3、六個所述V形散熱單元組合的散熱器具有360度全方位散熱；組合成雪花形之後，它堅實外型不必以全遮蔽型外殼保護，配合全流通外型設計可直接與室溫空間交流，大幅提聞散熱效率。4、無風扇即可滿足大功率300 - 500W的LED燈散熱要求、也符合LED燈高靜音的要求。5、橫向安裝和豎向安裝的散熱效果一致，滿足LED燈不斷調整打光角度的要求。
以下結合附圖
和具體實施方式
對本實用新型的技術方案作進一步具體說明。圖I為一個散熱單元的截面圖。圖2為六個散熱單元榫卯組合體截面圖，為六邊形雪花狀。圖3為六個散熱單元榫卯組合體的橫向安裝後的散熱側切面分析示意圖。圖4為六個散熱單元榫卯組合體的豎向安裝後的散熱側切面分析示意圖。
具體實施方式
本實用新型的大功率LED燈散熱器的散熱單元的截面圖如圖I所示，其截面為V形，散熱單元的兩個V形面1、2的側視分別為長方形，V形面的夾角的角度為60°。兩個V形面之間安裝若干翅片3，翅片3的方向平行或重合於V形面夾角的平分面；V形面的左邊外側設有榫頭4，右邊外側與榫頭4對應的位置設有卯眼5。這樣，散熱單元即能夠單獨作為散熱器使用，2個或多個散熱單元則通過榫卯連接，組合成具有不同散熱形狀和散熱面積的散熱器，可適應不同功率的LED燈的散熱。V形面的頂角處為凹形圓弧面12。V形面的頂點附近設有第一鏤花結構，該第一鏤花結構包括凹進左邊V形面的第一圓弧形缺口 9和凸出右邊V形面的月牙形凸塊8。左邊V形面上設有三個圓弧形的第二缺口 6，右邊V形面上與第二缺口對稱的位置設有圓弧形的第三缺口 7。翅片3上設有第二鏤花結構，該第二鏤花結構包括一個或多個圓弧形10 ；V形面1、2內側上也設有第二鏤花結構，該第二鏤花結構還包括一個或多個圓弧形11，以增加散熱單元的散熱面積。如圖2所示為V形面的夾角的角度為60°的六個散熱單元榫卯組合體截面圖，截面形狀為六角形雪花狀。第一個散熱單元的第一圓弧形缺口與第二個散熱單元的月牙形凸塊拼合成為偏心圓形通孔13。第一個散熱單元的第二缺口與第二個散熱單元的第三缺口拼合成為側邊圓形通孔14。六個凹形圓弧面組合為中心圓形通孔15。組合成雪花形之後，它堅實外型不必以全遮蔽型外殼保護。如圖3所示，本實用新型橫向與發熱體16接觸，各個V形面的實體部分為18所示，18的端面緊貼發熱體16，有利於熱量的直接傳導和輻射散發。17所指示為散熱翅部分，中心圓形通孔15的上下兩個通道為偏心圓形通孔13，外側為側邊圓形通孔14。圖中眾多曲線箭頭分別為不同區域熱流的流散路徑和方向，除了在360度範圍內的散熱翅區域流散，還能夠通過中心、偏心、側邊圓形通孔散發，可見熱流能夠迅速流散。在中心、偏心、側邊圓形通孔內安裝熱管，這樣更有利於提高散熱器的散熱，進而，可擴大LED燈的使用功率到500W。如圖4所示，本實用新型縱向與發熱體16接觸，位於發熱體16上部。各個V形面的實體部分為18所示，18的端面緊貼發熱體16，有利於熱量的直接傳導和輻射散發。圖中眾多曲線箭頭分別為不同區域熱流的流散路徑和方向，除了在360度範圍內的散熱翅區域流散，還能夠通過中心、偏心、側邊圓形通孔散發，可見熱流能夠迅速流散。在中心、偏心、側邊圓形通孔內安裝熱管，這樣更有利於提高散熱器的散熱，進而，可擴大LED燈的使用功率到500W。橫向安裝和豎向安裝的散熱效果接近，滿足LED燈不斷調整打光角度的要求。本實用新型的散熱單元為分拆型材設計，大幅增加散熱翅的長度，組合之後同樣達成平均分擔散熱效能。無須風扇即能夠滿足大功率300 - 500W的LED燈散熱要求，且符合LED燈高靜音的需要。三角形雪花組件二次加工容易，在組合前可輕易加工成中空模樣，引進鮮風提高對流效果。散熱單元組合成雪花形之後，它堅實外型不必以全遮蔽型外殼保護，配合全流通外型設計可直接與室溫空間交流，大幅提高散熱效率。最後所應說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本實用新型 的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
權利要求1.一種大功率LED燈散熱器，其特徵在於，包括一截面為V形的散熱單元，所述散熱單元的兩個V形面的側視分別為長方形，兩個V形面之間安裝若干翅片，所述翅片的方向平行或重合於所述V形面夾角的平分面；所述V形面的左邊外側設有榫頭，右邊外側與所述榫頭對應的位置設有卯眼。
2.根據權利要求I所述的大功率LED燈散熱器，其特徵在於，所述V形面的頂點附近設有第一鏤花結構，所述第一鏤花結構包括凹進左邊V形面的第一圓弧形缺口和凸出右邊V形面的月牙形凸塊。
3.根據權利要求2所述的大功率LED燈散熱器，其特徵在於，所述左邊V形面上設有至少一個圓弧形的第二缺口，右邊V形面上與所述第二缺口對稱的位置設有圓弧形的第三缺□。
4.根據權利要求3所述的大功率LED燈散熱器，其特徵在於，所述翅片上或V形面內側上設有第二鏤花結構，所述第二鏤花結構包括一個或多個圓弧形。
5.根據權利要求4所述的大功率LED燈散熱器，其特徵在於，所述V形面的頂角處為凹形圓弧面。
6.根據權利要求5所述的大功率LED燈散熱器，其特徵在於，所述V形面的夾角的角度為60° ;六個所述V形夾角為60°的散熱單元兩兩榫卯的組合體，其截面形狀為六角形雪花狀。
7.根據權利要求6所述的大功率LED燈散熱器，其特徵在於，在所述中心圓形通孔安裝熱管。
8.根據權利要求7所述的大功率LED燈散熱器，其特徵在於，在所述偏心圓形通孔或側邊圓形通孔安裝熱管。
專利摘要本實用新型公開了一種大功率LED燈散熱器，包括一截面為V形的散熱單元，散熱單元的兩個V形面的側視分別為長方形，兩個V形面之間安裝若干翅片，翅片的方向平行或重合於所述V形面夾角的平分面；所述V形面的左邊外側設有榫頭，右邊外側與所述榫頭對應的位置設有卯眼。所述V形面的頂點附近設有第一鏤花結構，所述第一鏤花結構包括凹進左邊V形面的第一圓弧形缺口和凸出右邊V形面的月牙形凸塊。所述左邊V形面上設有至少一個圓弧形的第二缺口，右邊V形面上與所述第二缺口對稱的位置設有圓弧形的第三缺口。本實用新型的散熱單元通過榫卯連接，能任意組合散熱圖形和散熱面積，具有良好的散熱效果，可適應300-500W大功率的LED燈的散熱。
文檔編號F21V29/00GK202747287SQ20122035753
公開日2013年2月20日 申請日期2012年7月23日 優先權日2012年7月23日
發明者吳偉江 申請人:佑圖物理應用科技發展(武漢)有限公司