一种led光源模块的散热器及led照明设备的制造方法_2

文档序号:9629695阅读:来源:国知局
底边紧密接触,促进热传导。所述横向凹槽的个数以及所述缺口的个数等于所述导热铜管的条数。
[0033]散热铝片的大致中间位置包括横向布置的供多条导热铜管穿过的对应多个穿孔,所述穿孔通过冲压形成,冲孔时金属延展形成的工艺裙边经过机加工整形予以保留,形成自散热铝片的一侧表面向外延伸的多个圆环接触壁17。在导热铜管插入穿孔时,圆环接触壁17的内表面与导热铜管的外表面紧密接触,一方面增加散热铝片与导热铜管之间的接触面积,促进热传导,另一方面增大导热铜管与散热铝片之间焊接面积,提高焊接强度。同样地,散热铝片的底边的多个缺口也通过同样的冲压工艺形成工艺裙边,并经过机加工整形形成半圆环接触壁18,在导热铜管插入缺口时,半圆环接触壁18的内表面与导热铜管的外表面紧密接触,一方面增大与导热铜管的接触面积,促进热传导,另一方面增大导热铜管与散热铝片之间的焊接面积,提高焊接强度。
[0034]所述圆环接触壁17或半圆环接触壁18的高度小于等于相邻两个散热铝片之间的间距。
[0035]根据需要或美观要求,可将导热铜管倾斜设置,倾斜贯穿在散热铝片上。相应地,所述圆环接触壁17和半圆环接触壁18需要通过倾斜冲孔而形成。
[0036]散热铝片是紧密焊接在基板上,故将散热铝片的下端设有弯折的焊接片16。
[0037]由于各个散热铝片平行排列,这样之间有空隙,能够形成循环对流散热的通道,由此形成冷热空气的交替,增加热对流效率,散热效果明显。
[0038]本发明制备的散热器,其散热铝片与导热铜管结合后的散热原理是热空气密度小,热空气会通过散热器铝片间隙排出,由此,冷空气通过铝片底部间隙进入散热器内部,并形成自然的冷热空气交换。
[0039]为了使所有的散热铝片能稳定固定成一个整体,在每个散热铝片的外边上,除与基板焊接的底部的边外,每条边上设有连接片15,该连接片可以是制作散热铝片时一体冲压的,也可是后续焊接的。当所述连接片15通过使散热铝片的边缘冲压折弯形成时,折弯形成连接片15的同时还形成散热铝片侧边的相应豁口 19。所述连接片15的末端能够搭接到相邻散热铝片的相应豁口 19。制作散热器时,借助于连接片将散热铝片之间的距离保持稳定,从而使散热器的整体结构固定稳当,不会因受到外力挤压而散乱。散热铝片一侧边的豁口 19和连接片15可设有两个或多个。
[0040]为了增加整个散热器横向的通风通道,在每个散热铝片上,开设有通风孔111,可设有一个、两个或多个,该通风孔可大于导热铜管的横截面积,可设为方形、椭圆形、圆形或长方形。
[0041]为了促进散热器中心区域散热铝片的散热,排列在中间位置的数个散热铝片的上边缘设置通风缺口,从而在散热器上表面形成通风口 112。
[0042]为了利于工作人员使用LED捕鱼灯方便、安全,不会因散热铝片是片状结构,有直角或锋利的尖角,不小心误伤或划伤,将每个散热铝片的上端的左、右两上边角设为弧形。
[0043]导热铜管的内部特征
[0044]本发明所用的导热铜管12是采用多种无机元素的液态混合物作为相变介质注入到铜管内腔,经密封成型后形成的具有高速传热性能的超导铜管。相变材料例如可以是钇钡铜氧材料、铊钡钙铜氧材料等,优选地,采用包含高锰酸锌、六水氯化镁、四硼酸钠、重铬酸钾、二氧化钛等成分的水基超导液体介质,例如含有高锰酸锌5份,六水氯化镁12份,四硼酸钠18份,重铬酸钾10份,氯化亚铁3份,水1000份的水基超导液体介质。当然,本发明并不对相变介质的成分做过多限制,根据申请人的实验,只要超导材料导热迅速,能够把铝板的热量以30万W/M.K的速度传递到散热铝片11即可满足本发明灯具的设计需求。
[0045]由于超导材料导热速度快,因此整体散热速度快(管脚温升<45°C ),所需散热器的散热铝片散热面积小,重量轻。如前文所述,采用同样的散热器结构实现总功率300W散热要求,如果采用传统导热铜管,需要约10500c m2散热面积,即每瓦需要35cm2的散热面积,体积约为0.0072m3o而如果采用超导铜管,只需要约5973c m2散热面积,即每瓦需要20cm2的散热面积,体积约为0.0046m3,节约了 42.8%的散热面积和36%的体积。
[0046]对于既能够满足上述导热速度需求,又能够满足灯具这一特殊应用环境的需求而言,本发明中采用的超导铜管采用如下结构实现。
[0047]如图4所示,所述导热铜管12包括薄壁121和设置在薄壁内壁的毛细结构122,从而在导热铜管12内壁均匀分布传热介质,从而无论在工作中灯头方向如何变动,导热铜管12都能将热量快速地从基板传递到散热铝片,而不会受到方向性的限制。导热铜管12的毛细结构122可以是金属丝网、微型沟槽、纤维丝或粉末烧结层构成的微细结构。图示了由金属粉末烧结层构成的毛细结构,相变传热介质分散在毛细结构中,并且全部覆盖导热铜管的整个长度方向。由图4还可以看出,导热铜管12由两个片材对接形成,可以理解的是也可以由两个片材搭接形成。
[0048]在作为集鱼灯或其他灯具使用时,上述毛细结构对灯具的性能有着显著的影响。因此在灯具使用过程中,灯头常常会需要转动。如果没有毛细结构,我们知道,为了满足相变材料相变的空间需求,在导热铜管中只有一部分空间填充有相变材料,如果灯头转动超过一定角度,与基板相接触的导热铜管部分如果没有了相变材料,则基板的热量无法及时被相变材料带走,因此会在基板上产生显著的热量堆积,这对瞬间产生大量热负载的大功率LED灯而言将带来严重的损坏。
[0049]通过在导热铜管内部设置毛细结构,相变材料可以相对均匀分布在导热铜管的长度方向上,因此无论灯头方向如何转动,导热铜管与均温铝板相接触的部位总会有传热介质存在,或者通过毛细作用将其他部位的液相相变材料补充到相应部位。因此传热介质接收到均温铝板传递过来的热量后迅速发生相变而将热量快速导向导热铜管的其他部位,继而借助于散热铝片将热量散发出去。
[0050]本发明制备的LED捕鱼灯,工作状态下,LED发光模组紧贴散热器的基板,基板起到均温作用,导热铜管紧贴铝板,把铝板的热量以30万W/M.K传热速度迅速的将热量传给散热铝片,而整个散热铝片总是保持着高温并均温状态,而且传热速度不会因灯头转动而受到影响。
[0051]光源模块的结构
[0052]本发明采用的LED光源模块,包括光源板(即LED发光模组)5’、防水圈6’和整体阵列式透镜7’。光源板5’背面固定连接在散热器的基板上,在LED光源板5’与散热器4基板之间涂有导热材料,LED光源板5’可以为陶瓷、铝基或铜基等导热材质,正面安装整体式透镜,光源板与整体式透镜边框之间垫有防水胶圈。所述透镜组的若干个透镜通过注塑形成一体,将以往多个单颗透镜合并为两块透镜,去掉了带玻璃的面框和固定透镜用的胶水,这样装配效率显著提高,可靠性更好,成本更低,防水性能更好。
[0053]在使用过程中,需要将LED捕鱼灯固定安装,或手提捕鱼灯,将LED捕鱼灯设有安装支架。安装支架包括固定支架3和提把手1,固定支架固定连接所述基板的两侧边,提把手1借助于安装铰链铰接在所述固定架上。为了便于通风,固定支架垂直于散热铝板的方向设置。
[0054]为了便于手持LED捕鱼灯时,可左右调节LED捕鱼灯照
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