LED散热结构及包含该散热结构的LED灯具的制作方法

本实用新型涉及LED照明技术领域，尤其涉及一种散热效果好的LED散热结构及包含该散热结构的LED灯具。

背景技术：

LED灯具具有节能、环保等优点，但在工作过程中会发热，尤其是大功率LED灯具，其发热量较大，即使采用散热器也无法及时将热量散发，因此限制了其应用。为提高其散热效果，现有设计通过在散热器背面设置风扇，通过加速空气对流提高散热效果。

如CN102588789A公开了一种带风扇的大功率LED节能灯，由灯壳、基板、灯珠、散热片、风扇、驱动电源组成，在灯壳内安装有基板、灯珠、散热片、风扇、驱动电源，散热片固定在基板上，风扇安装在散热片上，在灯壳上开有进气孔、出气孔，通过风扇转动加速空气流动，使LED节能灯实现高效率散热。由于风扇是直接对准翅片，形成的风是无定向的，由于翅片的阻挡，冷却空气往往无法到达翅片的底部，而底部恰恰是温度最高的区域。空气流速会发生衰减，甚至因为折流而互相抵消，导致远离风扇的区域空气流速低，最终导致散热效果整体欠佳。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种通过强制送风提高散热效果的LED散热结构。

LED散热结构，包括：

具有翅片的散热器，翅片之间的间隙构成多个连续的空气流道，所述空气流道的排气端延伸至散热器的周侧面；

盖板，覆设于翅片上，将空气流道位于翅片尖部的开口封闭，并且局部隆起形成与所述空气流道连通的进气腔；

以及往进气腔内强制送风的送风装置。

因相邻翅片具有间隙，所述间隙交织连接在一起形成所述空气流道，有助于空气流通。由于翅片一般直立设置，因此流道在翅片顶尖部具有开口。

本实用新型通过在散热器背面覆设盖板，将空气流道上方的开口封闭，那么往进气腔强制送风，冷空气会进入空气流道，不会从上方开口直接排出，能够进入翅片的底部，实现充分的热交换，另外热空气从散热器侧面排出，可以和所有的翅片进行热交换，从而提高散热效率。

当然，如果盖板没有完全把所有翅片盖住，那么也会从没封闭的开口排出，虽然散热效果不会达到最佳，但也会有一定的改善。由于空气流道较为狭窄，而进气腔较大，往进气腔进风，使得其内部具有一定压力，所以需要强制进风。

优选的，所述盖板延伸至散热器的周缘，覆盖所有的翅片，可以让散热器的只在侧向出风，保证空气与所有翅片进行热交换。

优选的，所述进气腔被分隔成多个独立的子腔室，每个子腔室配置1-2个送风装置。

优选的，所述空气流道从进气腔所在的位置直线延伸至散热器的周侧面，可以降低空气阻力，提高流速。

所述散热器可以根据灯具实际需要设置，可以是圆形、方形、长方形、椭圆形或不规则形状。

优选的，所述散热器为横截面为圆形，所述进气腔位于散热器的中心位置，所述翅片呈放射状分布。

优选的，所述散热器的背面被分成若干扇形的散热区，相邻散热区之间设有隔板，避免空气互串抵消。

更优选的，所述进气腔被分隔成多个独立的子腔室，所述子腔室与散热区一一对应设置。

优选的，隆起形成进气腔的隆起部中心具有向下呈倒锥形的凹陷，使得进气腔为环形结构，所述送风装置环绕隆起部设置。进气腔为环形结构，避免相对的送风装置输送的空气出现干涉。

更优选的，所述凹陷底部开口，形成独立的通风管，所述散热器中心具有与通风管衔接的通孔，可以实现对基板和LED灯珠散热。

优选的，所述散热器上设有多组环绕其中心线布置的翅片，翅片离中心线越远，数量越多，相邻组的翅片交错布置，可形成树状分布的空气流道，增加散热效果。

另一种优选方式，所述散热器的横截面为方形，所述进气腔为长条形，横跨整个散热器，所述翅片垂直进气腔设置。

所述散热器中心具有将其平均分为两部分的第一隔板，所述进气腔设于散热器中间位置，内部设有与第一隔板衔接的第二隔板，同样将其分为两部分，两部分各配置一组送风装置。

所述散热器中心具有将其平均分为两部分的第一隔板，所述进气腔有两个，对称设于第一隔板的两侧，每个进气腔各配置一组送风装置。

以上两种方式可以缩短空气流道的距离，减小空气流动的阻力，提高散热效果。

优选的，所述散热器与翅片平行的两侧设有挡板，避免空气从侧面漏出。

优选的，所述送风装置为轴流风机或涡轮风机，最优选为涡轮风机，涡轮风机可以给进风腔提供更大的压力。

优选的，形成进气腔的隆起部具有安装送风装置的开口，所述送风装置通风密封胶粘接或者卡接固定在开口内。

所述盖板上安装有送风装置的驱动电源。

本实用新型还提供了包含LED散热结构的LED灯具，所述散热器上设有背对翅片安装的基板和提供聚焦功能的透镜，所述基板上设有LED灯珠，所述盖板上安装有保护送风装置和灯具内部电路的罩壳，罩壳的侧面设有进风口，尾部设有灯头。

优选的，所述罩壳由上罩壳和下罩壳组成，所述下罩壳底部与盖板固定连接，顶部开口且径向收缩伸入上罩壳，所述上罩壳和下罩壳之间的间隙构成所述进风口，灯头设于上罩壳的顶部，如此设计可以避免水进入到罩壳内，尤其对于适用环境是水域的灯具，如诱鱼灯等。

更优选的，所述间隙内设有挡水结构。

可以采用如下结构：所述挡水结构包括设于下罩壳外侧面的第一挡水圈和设于上罩壳内侧面的第二挡水圈，所述第一挡水圈横向设置向上罩壳内侧壁延伸，所述第二挡水圈纵向设置环绕上罩壳。

所述第一挡水圈向下倾斜。

优选的，上罩壳和下罩壳之间通过连接杆连接，提高进气顺畅性。

优选的，所述散热器安装基板的表面具有与基板配合的凹槽，凹槽的周缘具有排气用的缺口，便于热空气排出。

同样的理由，所述散热器与透镜的配合位置设有排气孔。

为了实现防水，所述透镜与散热器配合的边缘具有两级台阶结构，内侧的台阶结构和外侧的台阶结构分别设有交错布置的第一缺口和第二缺口，散热器上设有连接第一缺口和第二缺口的连通槽。

本实用新型又提供了一种LED灯具的散热方法，包括具有翅片的散热器，翅片之间的间隙构成多个贯通的空气流道，所述空气流道的排气端延伸至散热器的周侧面；散热器背面设有覆于翅片上将所述空气流道位于翅片尖部的开口封闭，并且局部隆起形成与所述空气流道连通的进气腔；

所述散热方法包括：将空气强制送入进气腔内，使空气与翅片发生热交换后，从散热器的侧面排出。

优选的，保持进气腔内的空气压力高于大气压100-200pa。

本实用新型通过在翅片上覆设盖板，将空气流道在翅片顶尖部的开口封闭，并且在盖板中心局部设置进气腔，通过送风装置将冷却空气强制送入空气流道，从而提高了热交换面积和效率，可以满足大功率LED灯具的需求。

附图说明

图1为本实用新型LED灯具的结构示意图。

图2为本实用新型LED灯具的爆炸结构示意图。

图3为图1所示LED灯具盖板部分的结构示意图。

图4为图3所示盖板部分另一角度的结构示意图。

图5为本实用新型散热器的结构示意图。

图6为本实用新型散热器的局部剖面图。

图7为本实用新型透镜的结构示意图。

图8为本实用新型透镜的排气示意图。

图9为本实用新型方形LED散热结构的示意图。

图10为图9所示散热结构的排气示意图。

图11为图9所示散热结构中盖板的结构示意图。

图12为图11所示盖板另一角的结构示意图。

图13为本实用新型另一种方形LED散热结构的示意图。

图14为图13所示散热结构的排气示意图。

图15为图13所示散热结构中盖板的结构示意图。

图16为图15所示盖板另一角度的结构示意图。

图17为本实用新型方形散热器的结构示意图。

具体实施方式

如图1和2所示，一种LED灯具，包括铝合金等材料制成的散热器1，散热器1的正面安装有基板5和透镜2，基板5上布设有许多LED灯珠6，透镜2主要是提供聚焦的功能，与散热器1配合将基板5和LED灯珠6封装一个相对封闭的空腔内。基板可以铝、铜等材质，其上可以布设驱动模块，用于将交流电转换成直流电。

如图5所示，散热器1的背面设有翅片12，翅片12直立设置，两两之间有间隙，间隙连接交织一起构成连续的空气流道16。图5所示的散热器形状为圆形，当然它可以是其它形状，如方形、椭圆形或者不规则形状，但是翅片12的分布需满足空气流道16的排气端一直延伸到散热器1的周侧面，保证空气流道内的空气热交换后可以从散热器的侧面排出。

图5所示散热器，翅片12呈放射状分布，即翅片12沿着散热器1的径向布置，翅片12分为若干组，每组翅片环绕散热器的中心布置，离散热器距离越大，翅片数量越多，并且相邻组的翅片交错布置，使得空气流道16呈树状分布，散热面积最大化。散热器1的背面还被分为若干扇形的散热区，相邻散热区之间有隔板13，可以让空气基本朝一个方向流出，避免出现过多折流，导致流速衰减。隔板13的末端还设有固定盖板7的螺钉孔。

如图1和2所示，散热器1的背面设有贴覆在翅片12上的盖板7，盖板7基本将所有翅片覆盖，把空气流道在翅片顶尖部的开口封闭，保证空气只从散热器的侧面输出。如图3和4所示，盖板7在中部隆起形成一进气腔71，由于盖板隆起，下方的空气流道开口就没有被封闭，使得所有空气流道和进气腔71连通。隆起部上设有开口，涡流风机72在开口位置通过粘结胶固定或通过卡合结构固定在隆起部上。涡流风机72也可以被轴流风机替换，但是轴流风机体积相对较大，且输送的空气压力较低，功率较低的情况下会出现回风。

如图1所示，涡流风机72的环绕隆起部布置，出风管伸入到进气腔71内。隆起部中心向下凹陷，一直延伸到翅片12，进气腔成为环形结构，使得相对设置的涡流风机72的出风不会干涉而抵消，保证进气腔内具有一定的压力。另外，涡流风机72是倾斜布置的，对着中心的凹陷吹风，折流后进入空气流道。隆起部和盖板最好是通过冲压一体成型，当然也可以采用组装的方式。

如图4所示，为了避免涡流风机72的出风相互干涉，进风腔71内设有隔板74，将其分为若干个子腔室，本实施例每个子腔室配置2个涡流风机，并且子腔室与散热器1背面的散热区也一一对应布置，相当于两个涡流风机的出风对应一个散热区。为了提高散热效果，凹陷底部具有通孔，形成独立的通风道75，相应的散热器中心具有衔接的通孔14，凹陷顶部安装有涡流风机72，可以将冷空气强制送入基板5所在的空间。

如图2所示，为了让冷却基板5和LED灯珠6的空气顺利排出，散热器1安装基板5的表面具有凹槽11，凹槽的边缘具有排气的缺口(图中未示出)，但这种结构不防水。本实用新型在透镜和散热器的配合边缘设置了防水的排气机构，如7所示，透镜2的边沿具有两级台阶结构21、22，内侧和外侧的台阶结构分别设有缺口23、24，缺口23和缺口24错位设置。如图6所示，散热器1相应的位置具有连通缺口23、24的连通槽15，透镜2和散热器1之间的排气路径就如图8所示(图中虚线为气体流动方向)，由于在气路在边缘区域具有多个折弯，可以有效防止水进入灯体内。

如图1和图2所示，为了保护灯具的内部电路和涡流风机，盖板7的背面安装有罩壳3，罩壳包括下罩壳31和上罩壳32两部分，上罩壳32为灯罩状，顶部设有灯头4，下罩壳31两端均开口，一端连接盖板，另一端径向收缩伸入到上罩壳32内，上罩壳32和下罩壳之间通过连杆310连接，使得罩壳3的空腔能够与外界连通。

上罩壳32和下罩壳31之间有间隙，该间隙即为进风口，为避免水等进入罩壳内，间隙内设有挡水机构。挡板机构包括挡水圈33、34，挡水圈34设于下罩壳21的外侧面，倾斜向上罩壳32延伸，挡水圈34设于上罩壳32的内侧面，竖直向下罩壳31延伸，包围连杆310，与下罩壳31衔接。当然挡水机构可以采用其它现有的结构。

上述LED灯具的散热器是圆形结构，如上所述，散热器也可以采用方形。如图10、14公开了一种方形LED散热结构，包括方形的散热器8，散热器背面同样具有翅片81，翅片分为多组，平行布置，之间的间隙构成多个相互平行的空气流道84。

如图17所示，散热器8不仅两侧具有挡板83，而且中心设有隔板82，将散热区分为两部分，目的是减小空气流道84的长度，减小阻力，提高空气流速。如图9-10所示，盖板9完全覆盖在散热器1的背面，将空气流道84在翅片81顶尖部的开口封闭，空气流道84只在散热器的侧面具有开口。

如图11-12所示，盖板9中心具有隆起部91，从而形成于空气流道84连通的进气腔92，隆起部91为长条形，横跨所有散热翅片81。隆起部91上设有开口94，用于安装涡轮风机95。因散热器1的散热区被分为两部分，进气腔92内同样设有隔板93，分为对应的两部分，两部分分别配置一组涡轮风机95。

如图13-16所示，另一种方形LED散热结构，该结构的散热器1同样如图7所示，不同之处在于盖板的形状，具体是隆起部的设置方式。盖板9有上有两个隆起部91，形成两个进气腔92，两个进气腔92设于隔板82的两侧，分别对应散热器1的两个散热区，并且每个进气腔92各配置一组涡轮风机95，涡轮风机95为倾斜设置。

可以看出，本实用新型散热器背面的翅片完全被盖板覆盖，导致空气流道在翅片顶尖部的开口封闭，阻止气流从该开口流出，所有空气均从翅片侧面的开口排出，可以让空气与大部分的翅片发生热交换。另外从进气腔集中进气，避免了外界环境对风速的影响，同时克服了送风压力衰减过快的问题。最后，通过涡流风机强制送风，可以克服翅片的阻力，保证一定的空气流速，加速热交换，全面提高了热交换效率和面积，散热效果大大改善。

如上所述，翅片对空气具有一定阻力，因此进气腔需要具有压力，一般高于大气压100-200pa，当然会根据空气流道的改变而有所变化。风机的转速一般会控制在3000转以上。