一种增强大功率LED灯散热效果的新型散热系统的制作方法

本发明涉及LED技术领域，尤其涉及一种增强大功率LED灯散热效果的新型散热系统。

背景技术：

根据LED产生的热量的传递路径，可将LED散热研究划分为芯片级、封装级和系统级三个层次。其中，芯片级和封装级的散热设计可称为一次散热设计，系统级散热设计又称为二次散热设计。LED的一次散热设计由芯片内部的热设计和封装的热设计构成，主要是针对其使用要求和条件，通过内部热沉的科学设计将芯片产生的热量高效地传导至外部散热器。受LED芯片尺寸和封装工艺的影响，功率型LED的散热主要采用系统级散热方案。

对于系统级散热方案，根据是否需要消耗额外能量可分为被动散热方式和主动散热方式。主动散热系统的结构较为复杂、可靠性低，热管和回路热管散热方式成本高；而被动的自然对流散热成本低廉，结构简单，可靠性高，且非常适合大功率LED灯在户外条件下使用。例如，现有技术CN105423256A提出一种大功率LED灯综合散热壳体，对于较大尺寸的散热壳体能够保证安装结构件的平整，也一定程度上提高了散热翅片的强度，同时具备较好的散热效果；以及CN105465736A提出一种结构比较合理、散热效果较好的散热装置。

现有技术普遍存在以下问题：

1、大功率LED灯主动散热系统的成本高、可靠性低，限制了他们的推广应用；

2、传统被动散热系统的散热效率较低，对大功率LED灯芯片温度的降低作用有限。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种增强大功率LED灯散热效果的新型散热系统，能够在不降低散热器底板与散热翅片热传导效果的前提下，显著的增强外部流场，特别是靠近翅片根部区域的对流散热效果，从而可以有效的增强散热系统的散热效果，大幅度降低LED芯片以及散热系统的工作温度。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为提供一种增强大功率LED灯散热效果的新型散热系统，包括自上而下相连的：

多个底部开缝的散热翅片，其作用是将散热器的热量有效的传递至外部流场；

一个散热翅片底板，主要起固定散热翅片以及热传导的作用；

一个基板，该基板为印刷电路板，主要起着驱动及固定LED芯片的作用；

一个灯罩，灯罩材质为耐热玻璃，起着遮挡强光，防止灰尘侵袭，延长灯泡的使用寿命的作用。

作为本发明的进一步改进，所述散热翅片的厚度为1-3毫米，间距为5-20毫米，高度为10-30毫米。

作为本发明的进一步改进，所述散热翅片的底部开缝的宽度为5-10毫米，高度为5-10毫米，间距为5-20毫米。

作为本发明的进一步改进，所述散热翅片底板为铜制或铝制的，主要起固定散热翅片以及热传导的作用。

本发明的有益效果是：本发明在几乎不影响散热翅片热传递效果的前提下，可以显著的改善散热翅片根部附近流场的对流散热效果；通过调整散热翅片和翅片开缝的相关参数，可以大幅度降低大功率LED灯的芯片工作温度。

附图说明

图1是本发明增强大功率LED灯散热效果的新型散热系统结构示意图；

图2是本发明底部开缝散热翅片结构示意图；

其中数字表示：1、散热翅片；2、翅片底板；3、基板；4、灯罩。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示， 本发明提供一种增强大功率LED灯散热效果的新型散热系统，包括自上而下相连的：

多个底部开缝的散热翅片1，其作用是将散热器的热量有效的传递至外部流场；

一个散热翅片底板2，主要起固定散热翅片以及热传导的作用；

一个基板3，该基板为印刷电路板，主要起着驱动及固定LED芯片的作用；

一个灯罩4，灯罩材质为耐热玻璃，起着遮挡强光，防止灰尘侵袭，延长灯泡的使用寿命的作用。

所述散热翅片1的数量根据LED功率以及散热器底板尺寸共同确定。

所述散热翅片1的厚度、高度和间距根据LED功率以及散热器底板尺寸进行调节。

所述散热翅片1的厚度为1-3毫米，间距为5-20毫米，高度为10-30毫米。

所述散热翅片1底部开缝的宽度、高度和间距根据LED功率以及散热器底板尺寸进行调节。

所述散热翅片1的底部开缝的宽度为5-10毫米，高度为5-10毫米，间距为5-20毫米。

所述散热翅片底板2为铜制或铝制的，主要起固定散热翅片以及热传导的作用。

本发明进一步提供一种分析新型散热翅片对散热性能影响的分析方法，具体为：

在底部开缝的优选宽度、高度和间距范围内，开缝宽度和高度越小，开缝间距越大，越有利于热量从芯片传递到翅片上，但是开缝宽度和高度的减小以及开缝间距增大，会减弱翅片根部附近流场的对流散热作用，因此需要综合考虑热传导和对流散热两方面的效果确定开缝的宽度、高度和间距。大功率LED灯散热翅片间距从5mm增加到10mm时，散热效果得到改善，当间距从10mm增加到15mm时，散热效果反而减弱，说明在一定程度上增加翅片间距可以达到改善外部流场，增强散热效果的作用，但是翅片间距超过一定程度以后，固体传热作用受到抑制，反而降低了散热系统整体的散热效果。随着翅片厚度的增加，LED最高温度呈现先增加后降低的趋势，当翅片厚度增加，翅片导热能力增强，但是由于翅片厚度增加，翅片相对散热面积减小，散热能力降低。比较不同厚度的翅片散热能力，我们会发现厚度大的翅片散热能力较强，说明翅片厚度增加，固体导热散热的能力提升程度远大于由于相对散热面积减小所减小的散热能力。

实施例1

如图1和2所示，一种可以增强大功率LED灯散热效果的新型散热系统，其包括LED灯罩、基板、散热器底板以及底部开缝的散热翅片。灯罩、基板、散热器底板大小为270 mm X 270 mm，厚度依次为4 mm，1 mm和7 mm，大功率LED灯功率为100w，共计9颗芯片，每颗芯片功率为11.11w。

优选方案所采的散热翅片的厚度为2.4 mm，间距为5 mm，高度为30mm。翅片开缝宽度为2.4 mm，开缝高度为8 mm，开缝间距为10 mm。

实施例2

如图1和2所示，一种可以增强大功率LED灯散热效果的新型散热系统，其包括LED灯罩、基板、散热器底板以及底部开缝的散热翅片。灯罩、基板、散热器底板大小为270 mm X 270 mm，厚度依次为4 mm，1 mm和7 mm，大功率LED灯功率为200w，共计9颗芯片，每颗芯片功率为22.22w。

优选方案所采的散热翅片的厚度为3.0 mm，间距为5 mm，高度为40mm。翅片开缝宽度为3.0 mm，开缝高度为10 mm，开缝间距为10 mm。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。