具有高稳固可靠性的LED散热装置的制作方法

本实用新型涉及LED灯具散热领域。更具体地说，本实用新型涉及一种具有高稳固可靠性的LED散热装置。

背景技术：

LED作为一种固体光源，因其具有节能、寿命长、无污染等特点在照明领域获得了广泛的应用。但LED灯具和传统的高压钠灯和卤素灯相比，其耐热性能差，工作温度不能超过80℃，否则会引起严重的光衰，影响LED灯具的使用寿命。因此目前理论寿命可达10万小时以上的LED灯具，由于材料、制造技术、尤其是散热的问题，导致现有市场上的LED器件寿命一般只能达到1～2万小时。

此外，目前常用的性能比较稳定的大功率LED芯片还是1W或3W，为获得更高的光通量提高LED灯具的应用范围，通过集成百瓦级超高功率的LED芯片是发展趋势，集成芯片与单珠芯片相比具有亮度高、成本低、体积小、安装简便等诸多优点，但其温升也更为集中更高，散热问题也更为突出。

提高散热器单位质量散热面积的最好方法是减小散热片的厚度，增加散热片的高度，目前散热器主要是通过压铸工艺一体成型，翅片的高度一般不高于45mm，厚度一般不小于1.5mm，若进一步对更薄翅片的高度进行增加，不但压铸成型工艺很难加工且成本较高。若先用铝或铜板根据需求进行裁剪加工作出散热片，再将散热片压固结合于LED灯具底板上，可以突破压铸工艺的比例限制，且设计灵活，成本低，但散热片与LED灯具底座界面之间的接触导热性及散热片的稳定可靠性一直影响着LED灯具的散热效果，限制了该散热结构设计的应用。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种具有高稳固可靠性的LED散热装置，其能够使散热片紧密贴合于LED灯具底板，且有效避免了在有限空间内，通过延长散热片增加散热面积时，所带来的散热片结构稳定性差的问题，保证了灯体散热部分温度分布的均匀性。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种具有高稳固可靠性的LED散热装置，其包括：

底板，其一侧用于安装LED灯；

散热器，其连接于所述底板的另一侧，其具有多个散热片组，每个散热片组包括相对设置的两个L型散热片；

紧固装置，其具有固定压板和连接部，所述固定压板压覆于相对设置的两个L型散热片的横向弯折部，所述连接部贯穿所述固定压板后继续延伸并固接于所述底板，固定压板和连接部相配合使散热片底部紧密贴合于LED灯具底板；

卡持隔件，其具有两卡持部和位于所述两卡持部之间的隔段部，所述卡持部开口端的内径为0.3～1.2mm，所述隔段部的长度为6～15mm；

其中，所述卡持部开口端的内径小于所述散热片的厚度，当两卡持部分别卡持于所述散热片组的纵向弯折部顶端时，卡持部由于发生弹性形变产生的回复力，可使卡持隔件较牢固的卡合于散热片组，此时所述隔段部的两端恰好与两散热片的内侧面相接触，从而保证了散热片之间的平行间距，以确保散热片之间热空气的顺畅流动。

优选的是，其中，所述卡持隔件由直径为0.5～1mm的不锈钢丝弯折而成，以确保卡持隔件的卡持效果和耐用持久性。

优选的是，其中，所述固定压板为镀锌钢板或不锈钢板。

优选的是，其中，所述固定压板的厚度为1～2mm，以保证固定压板对散热片的稳固作用。

优选的是，其中，所述连接部为自攻螺丝，靠挤压作用在孔内形成内螺纹并形成可靠的锁紧螺纹连接，避免的螺母的使用。

优选的是，其中，所述每个散热片组至少配置有2个所述紧固装置和1个所述卡持隔件，以保证散热片的稳定性。

优选的是，其中，所述散热片为铝片或铜片，铝的热传导性可达209W/m·k，加工性能好、成本低；铜的热传导率为390W/m·k，比铝高，但却比铝重三倍左右，并且没有铝片容易加工，所以一般情况下散热片可优先选择铝片，当散热器的应用场合受限于传导特性为重点时，通常使用铜片。

优选的是，其中，所述散热片的厚度为0.5～1.5mm，可根据LED集成芯片所需的散热能力和LED灯具的重量、体积进行灵活设计。

优选的是，其中，所述散热片的高度为60～500mm，根据LED灯具的散热需求灵活对散热片的高度进行调整并组件标准化生产。

优选的是，其中，所述散热片的横向弯折部与所述底板之间填充有一层导热硅脂，以填充散热片底部与底板之间的空隙，促进热量传导的顺畅和迅速性。

此外，现有绝大多数路灯灯壳多为压铸加工而成，由于压铸工艺的限制，LED底板上的散热筋的高度一般只有20～45mm，散热效果差，根据散热需求，对现有LED散热器进行改进，在原有的散热筋之间叠加设置本专利申请文件中的散热片组，可显著提高其散热效果，不仅能满足单晶芯片的散热需求，还能满足对散热要求更高的集成芯片的苛求。

本实用新型至少包括以下有益效果：

(1)本实用新型散热器不需模具压铸成型，使用薄铝片或铜片即可加工而成，可突破压铸工艺中散热片的比例限制，根据散热需要灵活增加散热片的高度，显著提高散热片的面积，散热效果佳；

(2)本实用新型紧固装置中固定压板和连接部的配合，可有效使散热片底部紧密贴合于LED灯具底板，防止了散热片与底板接触不良而影响散热；

(3)本实用新型卡持隔件的设置显著提高了散热器结构的稳定性，有效避免了因散热片长度增加所带来的散热通道上下不一的问题，保证了散热片之间的平行间距，从而确保了散热片之间热空气的顺畅流动，提高了散热的均衡性；

(4)本实用新型的散热器可确保LED灯具每瓦的散热面积在120cm²以上，在自然对流条件下即可很好满足200W大功率LED灯具的散热需求并长时间稳定在一个较低的温度，LED灯具的寿命可提升2～3倍；

(5)本实用新型的散热器可灵活得与现有压铸一体成型的LED散热装置相结合，显著改善其散热效果，满足路灯为获得足够光通量而需要集成百瓦级超大功率LED芯片的需求，降低路灯更新换代的成本；

(6)本实用新型设计巧妙，便于拆卸维护，可针对灯具的不同形状和集成芯片的实际散热需要，对散热片灵活的设计并能组件标准化生产，且在有效保证散热器散热能力的同时显著减轻了散热器的重量，便于LED灯具在高杆场地照明中的应用。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中单个散热片组固定于LED灯具底板的示意图；

图2为本实用新型的另一个实施例中散热器呈等高设置用于LED灯具的散热装置的侧视图；

图3为本实用新型的另一个实施例中散热器呈等高设置用于LED灯具的散热装置的主视图；

图4为本实用新型的另一个实施例中散热器顶端呈阶梯状设置用于LED灯具的散热装置的侧视图；

图5为本实用新型的另一个实施例中散热器顶端呈阶梯状设置用于LED灯具的散热装置的主视图；

图6为本实用新型的另一个实施例中散热器两侧呈阶梯状设置用于LED灯具的散热装置的侧视图；

图7为本实用新型的另一个实施例中散热器两侧呈阶梯状设置用于LED灯具的散热装置的主视图；

图8为本实用新型的另一个实施例中两套散热器安装在LED灯具中配合使用的示意图；

图9为本实用新型的另一个实施例中本实用新型散热器应用于现有压铸成型路灯散热装置中的示意图。

图中：1、底板，2、LED灯，3、散热器，4、紧固装置，5、卡持隔件，6、散热筋，31、散热片组，41、固定压板，42、连接部，51、卡持部，52、隔段部，321、横向弯折部，322、纵向弯折部。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1～图8示出了根据本实用新型的一种实现形式，其中包括：

底板1，其一侧用于安装LED灯2；

散热器3，其连接于所述底板的另一侧，其具有多个散热片组31，每个散热片组包括相对设置的两个L型散热片；

紧固装置4，其具有固定压板41和连接部42，所述固定压板压覆于相对设置的两个L型散热片的横向弯折部321，所述连接部贯穿所述固定压板后继续延伸并固接于所述底板；

卡持隔件5，其具有两卡持部51和位于所述两卡持部之间的隔段部52，所述卡持部开口端的内径为0.3～1.2mm，所述隔段部的长度为6～15mm；

其中，所述卡持部开口端的内径小于所述散热片的厚度，当两卡持部分别卡持于所述散热片组的纵向弯折部顶端时，所述隔段部的两端恰好与两散热片的内侧面相接触。

在这种技术方案中，根据LED灯壳的实际形状裁剪加工导热系数较高的呈“L”型的散热片，每两个散热片成组相对设置于底板上，用于将底板另一侧的LED灯具在工作时产生的热量导出，为提高散热效果，一般会尽量增加散热片的长度，减小散热片的厚度，以提高散热片的面积。但过高的散热片会导致其底部与底板接触不良，且在垂直向远离底板方向延伸的过程中易发生偏离，导致散热通道的不均一。

在本技术方案中，固定压板压覆于相对设置的两个L型散热片的横向弯折部，连接部通过将固定压板固接于底板，使散热片尽可能紧密连接于底板，最大程度降低界面热阻；此外，散热片顶端卡持隔件的设置，确保了散热片通道上下的均一性，提高了散热器部分的温度分布均匀，充分发挥全部散热部件的作用。

上述方案中，所述卡持隔件由直径为0.5～1mm的不锈钢丝弯折而成，以确保卡持隔件的卡持效果和耐用持久性。并且这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可根据使用者的实际需要实施不同态样。

上述方案中，所述固定压板为镀锌钢板或不锈钢板。

上述方案中，所述固定压板的厚度为1～2mm，以保证固定压板对散热片的稳固作用。

上述方案中，所述连接部为自攻螺丝，靠挤压作用在孔内形成内螺纹并形成可靠的锁紧螺纹连接，避免的螺母的使用。并且这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可根据使用者的实际需要实施不同态样。

上述方案中，所述每个散热片组至少配置有2个所述紧固装置和1个所述卡持隔件，以保证散热片的稳定性。

上述方案中，所述散热片为铝片或铜片，铝的热传导性可达209W/m·k，加工性能好、成本低；铜的热传导率为390W/m·k，比铝高，但却比铝重三倍左右，并且没有铝片容易加工，所以一般情况下散热片可优先选择铝片，当散热器的应用场合受限于传导特性为重点时，通常使用铜片。

上述方案中，所述散热片的厚度为0.5～1.5mm，可根据LED集成芯片所需的散热能力和LED灯具的重量、体积进行灵活设计。

上述方案中，所述散热片的高度为60～500mm，根据LED灯具的散热需求灵活对散热片的高度进行调整并组件标准化生产。

上述方案中，所述散热片的横向弯折部与所述底板之间填充有一层导热硅脂，以填充散热片底部与底板之间的空隙，促进热量传导的顺畅和迅速性。

上述方案中，根据LED灯壳的不同形状，所述散热片组的可以有多种具体实现方式：

(1)参照图2～3，所述散热片组的一种实现方式为：

散热片组沿其延伸方向呈等高设置，散热片之间相互平行，相邻散热片之间保持适当的间距形成热量与外界环境对流散失的通风槽，可通过增加散热片的数量或者高度，增大散热面积利于集成芯片热量的散发。

其中，散热片为铝片，散热片的高度为60～90mm，散热片之间的间距为6～8mm，散热片的厚度为0.8～1mm，LED为100W功率的集成芯片，为考察LED整体的散热性能，将灯具置于25℃的空调密闭室内，使LED持续工作90h下，每6h对其结温进行测定，系统的最高结温温升均不超过23℃。

(2)参照图4～5，所述散热片组的另一种实现方式为：

散热片组沿其延伸方向呈阶梯状设置，并使散热片顶端整体侧面形成一可与灯壳相匹配的近似峰形或弧形结构，以应用于灯壳横截面沿散热片延伸方向逐渐缩小的LED灯具，其中，每个散热片组的两个散热片为等高设置。

其中，散热片为铜片，散热片的高度为300～450mm，散热片之间的间距为10～15mm，散热片的厚度为0.8～1.2mm，LED为200W的功率集成芯片，为考察LED整体的散热性能，将灯具置于40℃的空调密闭室内，使LED持续工作90h下，每6h对其结温进行测定，系统的最高结温温升均不超过23℃。

(3)参照图6～7，所述散热片组的另一种实现方式为：

所述多个散热片组沿其延伸方向呈阶梯状设置，沿垂直于其延伸的方向至少一侧呈等高或阶梯状设置，以适用于细长形状LED灯具的散热需求。其中，每个散热片组的两个散热片为等高设置。

其中，散热片为铝片，散热片的高度为100～300mm，散热片之间的间距为6～10mm，散热片的厚度为0.5～0.8mm，LED为200W功率的集成芯片，为考察LED整体的散热性能，将灯具置于30℃的空调密闭室内，使LED持续工作90h下，每6h对其结温进行测定，系统的最高结温温升均不超过23℃。

此外，参照图8，根据LED灯具散热的需要，每组灯具可配置2套散热器，在横向上，两套散热器相邻的内侧均呈等长设置，以避免两散热器安装时的干涉，两散热装置的外侧整体呈近似峰形或弧形结构。并且这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可根据使用者的实际需要灵活配置多套散热器，以满足散热器的散热需求。

在另一实例中，参照图9，现有绝大多数路灯灯壳因压铸加工而成，由于压铸工艺的限制，LED底板上的散热筋6的高度一般只有20～45mm，散热效果差，根据散热需求，对现有LED散热装置进行改进，在原有的散热筋之间灵活得叠加本专利申请文件中的散热片组，可显著提高其散热效果，不仅能满足单晶芯片的散热需求，还能满足对散热要求更高的集成芯片的苛求。将该实例应用于现有路灯中，不但可以延长LED灯的使用寿命，还可以满足路灯为获得足够光通量需要集成百瓦级超大功率LED芯片的需求，降低路灯更新换代的成本。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的用于LED灯具的高效散热装置的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

如上所述，本实用新型提供的具有高稳固可靠性的LED散热装置，设计巧妙，便于拆卸维护，可针对灯具的不同形状和集成芯片的实际散热需要，对散热片灵活的设计并能组件标准化生产，且能够使散热片紧密贴合于LED灯具底座，有效避免了在有限空间内，通过延长散热片提高散热面积时，所带来的散热片结构稳定性差的问题，提高了散热片之间热空气顺畅流动，保证了灯体散热部分温度分布的均匀性。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。