用于大功率LED光源的散热结构的制作方法

文档序号:16049634发布日期:2018-11-24 11:10阅读:206来源:国知局

本发明涉及散热器领域,具体为用于大功率led光源的散热结构。

背景技术

led光源由于具有节能高效、体积小、寿命长、响应速度快、驱动电压低、抗震能力强等优势从而成为目前被广泛应用并迅速发展的一种新型光源。但是led光源在工作期间会产生大量的热量,如果不能及时将热量排出,则会导致led结温快速上升,从而影响led光源的性能和使用寿命,因此如何对led光源进行有效的散热成为led发展的关键技术之一。

目前常用的led散热大多是采用翅片散热的形式,而对于大功率led光源,尤其是大于70w的cob光源,传统的翅片散热并不能满足要求,通常会在散热片的基础上加装热管以提高传热性能,如公开号为cn107763589a的中国发明专利申请,其公开了一种用于集成度较高光源的散热器,其通过散热器本体的第一底板安装于第二底板上且在第一底板与第二底板之间设置有用于导热的热管,led光源安装于第二底板的底面;其热管虽然能够有效提高led光源与散热器之间的传热性能,但是其热管仅设置于散热器的翅片与第一底板的安装侧且热管仅仅是沿着散热器的翅片的排列方向单向设置,因而存在明显的传热不均匀的问题;同时,由于现有的散热器采用了平行层叠地安装于第二底板上的结构,因此其体积较大、占用空间大的问题。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明提供了用于大功率led光源的散热结构,其能解决现有散热器装置存在的传热不均匀、散热面积小、散热效果不理想的问题。

其技术方案为,其包括支架底板和散热模组,所述散热模组包括基板,所述基板的正面上排列设置有若干散热片,其特征在于:其还包括用于导热的热管组件,所述散热模组成对地设置于所述支架底板的顶面上,所述支架底板的底面上设有led光源,成对的两个所述散热模组以基板背面靠背面的形式安装于所述支架底板的顶面上同时所述散热模组的基板与所述支架底板垂直,所述热管组件夹装于成对设置的两个所述散热模组的基板的背面之间且所述热管组件延伸设置于所述支架底板上。

其进一步特征在于:所述热管组件包括呈直线形的第一热管与呈u形的第二热管,所述第二热管包括两根相互平行设置的第一管段,两根所述第一管段的同一侧端通过第二管段连接,所述第一热管与第二热管的两根第一管段均夹装于成对设置的所述两组散热模组的基板的背面之间且第一管段延伸至所述支架底板上使得所述第二管段与所述支架底板的顶面贴合,所述第一热管与第二热管的两根第一管段交叉设置;

所述第二热管的两根第一管段的同一侧端部与所述第二管段之间均呈圆角连接;

所述第一热管在所述两组散热模组的基板的背面形成的夹装平面内并与所述支架底板平行,所述第二热管的第一管段与所述第一热管垂直交叉设置。

其更进一步特征在于:任一组所述散热模组的基板的背面开设有用于容纳所述第一热管的第一热管槽或用于容纳所述第二热管的第一管段的第二热管槽,所述支架底板上并与所述散热模组的基板的安装交汇处开设有用于容纳所述呈u形的第二热管的第二管段的第三热管槽。

其更进一步特征还在于:成对设置的所述两个散热模组中,其中一个散热模组的基板的背面上开有用于容纳所述第一热管的第一热管槽,另一个散热模组的基板的背面上开设有两条分别用于容纳所述呈u形的第二热管的两根第一管段的第二热管槽,所述支架底板上并与所述散热模组的基板的安装交汇处开设有用于容纳所述呈u形的第二热管的第二管段的第三热管槽。

其进一步特征更在于:成对设置的两组散热模组的基板背面之间设有中间隔板,所述中间隔板垂直地设于所述支架底板上,每一个所述散热模组与所述中间隔板、支架底板之间均设置有所述热管组件;

所述中间隔板的两侧面上分别开设有用于容纳所述热管组件中第一热管的第一热管槽或用于容纳所述热管组件中第二热管的第一管段的第二热管槽,所述支架底板上开设有用于容纳所述第二热管的第二管段的第三热管槽;

所述中间隔板的两侧面上分别开设有用于容纳所述热管组件中第一热管的第一热管槽或用于容纳所述第二热管的第一管段的第二热管槽,两组所述散热模组的基板的背面上分别对应的开设有用于容纳所述第二热管的第一管段的第二热管槽或用于容纳所述第一热管的第一热管槽,所述支架底板上开设有用于容纳所述第二热管的第二管段的第三热管槽。

作为另一种技术方案,所述热管组件仅包括u形热管,所述u形热管包括两根平行的直线型管段和连接两根所述直线型管段的连接管段,所述u形热管夹装于两组所述散热模组的基板的背面之间,所述u形热管的两根平行的直线型管段在所述两组散热模组的基板的背面形成的夹装平面内并与所述支架底板平行,且其中一根直线型管段贴合于所述支架底面的顶面。

其进一步特征在于:成对设置的两组所述散热模组的基板的背面上、以及所述支架底板上分别开设有热管槽,所述u形热管的两根平行的直线型管段中一根设置于所述基板背面上的热管槽内、另一根设置于所述支架底板上的热管槽内,且容纳于所述热管槽内的所述u形热管的两根平行的直线型管段均能与两个散热模组的基板的背面贴合从而形成热传导。

同样的,成对设置的两个散热模组之间设有中间隔板,所述中间隔板垂直地设置于所述支架底板上,每一个所述散热模组与所述中间隔板之间、支架底板之间分别设有所述u形热管。

进一步的,所述中间隔板的两侧面上、支架底板上分别开设有用于容纳所述u形热管的直线型管段的热管槽。

本发明的有益效果在于:其散热模组成对地设置于支架底板的顶面上,led光源设置于支架底板的底面上,成对的两个散热模组以基板背面靠背面的形式安装于支架底板的顶面上同时散热模组的散热片与基板垂直,从而led光源产生的热量通过支架底板后能够直接由两个成对的散热模组上的若干散热片直接快速散热,而且使得整个散热装置结构紧凑、占用体积小;同时热管组件夹装于成对设置的两个散热模组的基板的背面之间且热管组件延伸设置于支架底板上,使得支架底板与散热模组之间、两组散热模组之间的传热更加均匀快速,从而能够大大提高led光源的散热速度和散热性能,延长led光源的使用寿命。

附图说明

图1为本发明用于大功率led光源的散热结构的第一种形式的示意图;

图2为本发明用于大功率led光源的散热结构的第二种形式的示意图;

图3为本发明用于大功率led光源的散热结构的第三种形式的示意图;

图4为本发明用于大功率led光源的散热结构的第四种形式的示意图;

图5为本发明用于大功率led光源的散热结构的第五种形式的示意图;

图6为本发明用于大功率led光源的散热结构的第六种形式的示意图;

图7为图6的侧视示意图;

图8为本发明用于大功率led光源的散热结构的第七种形式的示意图。

附图标记:10-支架底板,20-散热模组,21-基板,22-散热片,31-第一热管,32-第二热管,321-第一管段,322-第二管段,33-u形热管,331-直线型管段,332-连接管段,40-中间隔板,51-第一热管槽,52-第二热管槽,53-第三热管槽,54-热管槽。

具体实施方式

本发明用于大功率led光源的散热结构,其包括支架底板10和散热模组20,散热模组20包括基板21,基板21的正面上排列有若干散热片22,见图1;散热模组以成对的形式设置于支架底板10的顶面上,支架底板10的底面上设有led光源,成对的两个散热模组20以各自基板21背面靠背面的形式安装于支架底板10的顶面上同时散热模组的散热片22与基板21垂直,热管组件夹装于成对设置的两个散热模组20的基板21的背面之间且热管组件延伸设置于支架底板10上,使得热管组件部分位于支架底板10与对应侧的散热模组20之间,从而实现热管组件既能实现在散热模组20的基板21一侧面上的散热,又能实现对散热模组20的散热片22一侧面上的散热,故能有效提高散热效率和散热速度,确保快速均匀散热。

为了便于理解,本发明中基板21的正面具体是指安装散热片22的一面,则与正面相对的未安装散热片22的一面为背面;定义支架底板10朝向散热模组20的一侧面为顶面,则与顶面相对的另一侧面为底面。

其中热管组件包括呈直线形的第一热管31与呈u形的第二热管32,第二热管32包括两根相互平行设置的第一管段321,两根第一管段321的同一侧端通过第二管段322连接,第一热管31与第二热管32的两根第一管段321均夹装于成对设置的两组散热模组20的基板21的背面之间且第一管段321延伸至支架底板10上使得第二管段322与支架底板10的顶面贴合,第一热管31与第二热管32的两根第一管段321交叉设置;其中,第一热管31与第二热管32的第一管段321的交叉设置能够实现两个散热模组20之间两个方向上的同时散热,因而能提高散热的均匀性,同时能大大提高散热速度;

第二热管32的两根第一管段321的同一侧端部与第二管段322之间均呈圆角连接;

优选的技术方案,第一热管31与第二热管32的两根第一管段321均垂直交叉设置,且第一热管31在两组散热模组20的基板21的背面形成的夹装平面并与支架底板10平行。

为了能够保证第一热管31、第二热管32与两侧的散热模组20之间的可靠接触以形成优良有效的热传导作用,同时为了便于第一热管31、第二热管32与相应的散热模组20之间的安装定位,可以在任意一组散热模组20的基板21上开设用于容纳第一热管31的第一热管槽51,此时第二热管32的两根第一管段321则夹装于两组散热模组20的基板21的背面之间,见图1;或者在任意一组散热模组20的基板21上开设用于容纳第二热管32的第一管段321的第二热管槽52,此时第一热管31夹装于两组散热模组20的基板21的背面之间,见图2;同时,在支架底板10上并与散热模组20的基板21的安装交汇处开设有用于容纳呈u形的第二热管32的第二管段322的第三热管槽53;

优选的,在成对设置的两个散热模组20中,见图3,其中一个散热模组20的基板21的背面上开设有用于容纳第一热管31的第一热管槽51,另一个散热模组20的基板21的背面开设有两条用于容纳呈l形的第二热管32的第一管段321的第二热管槽52,并与散热模组20的基板21的安装交汇处开设有用于容纳呈u形的第二热管32的第二管段322的第三热管槽53。

进一步优选的方案,成对设置的两组散热模组20之间设有中间隔板40,见图4,中间隔板40垂直地设置于支架底板10上,每一个散热模组20与中间隔板40之间均设置有热管组件;由此,能够在保证散热效果的基础上有效增强整个散热装置的整体性和刚性;

同样为了保证热管组件与两组散热模组20、支架底板10以及中间隔板40之间的可靠接触以形成优良有效的热传导作用,同时为了便于第一热管31、第二热管32与相应的散热模组20之间的安装定位,见图4,中间隔板40的两侧面上分别开设有用于容纳第一热管31的第一热管槽51,中间隔板40两侧的第一热管槽51可以上下错开设置,中间隔板40两侧面底部与支架底板10的安装交汇处分别开有用于容纳呈u形的第二热管32的第二管段322的第三热管槽53,在此种情况下呈u形的第二热管32的两根第一管段321直接夹装于散热模组20的基板21的背面与中间隔板40相对应的一侧面之间并与第一热管槽51内的第一热管31交叉接触;也可以同时在成对的两组散热模组20的基板21上分别开设有用于容纳呈u形的第二热管32的两根第二管段322的第二热管槽52;

同理,采用相反的技术方案,即在中间隔板40的两侧面上分别开设用于容纳呈u形的第二热管32的第一管段322的第二热管槽52,此时第一热管31直接夹装于散热模组20的基板21的背面与中间隔板40相对应的一侧面之间并能与第二热管槽52内的第二热管32的第一管段321交叉接触;同时也可以在散热模组20的基板21上开设用于容纳第一热管31的第一热管槽51,以提高第一热管31的安装定位可靠。

本发明的另一种实施方式,其热管组件仅包括u形热管33,见图5,u形热管33包括两根平行的直线型管段331和连接两根直线型管段331的连接管段332,u形热管33夹装于两组散热模组20的基板21的背面之间,u形热管33的两根平行的直线型管段331在两组散热模组20的基板21的背面形成的夹装平面内并与支架底板10平行,且其中一根直线型管段331贴合于支架底面10的顶面,从而夹装于两组散热模组20的基板21背面之间的u形热管33的一根直线型管段331能够在基板21一侧进行快速导热,而位于相应侧的散热模组20与支架底板10之间的一组直线型管段331能够对该散热模组20的一侧面进行快速均匀地热传导,从而提高整个散热装置的散热速度,保证散热效果。

同样的,为了能够保证u形热管33与两侧的散热模组20之间的可靠接触以形成优良有效的热传导作用,同时为了便于u形热管33与相应的散热模组20之间的安装定位,可以在相应的散热模组20的基板21上、支架底板10上开设热管槽54,将u形热管33设置于相应的热管槽54内;

具体来说,见图5,散热模组20的基板21的背面上、支架底板10上分别开设热管槽54,每一根u形热管33的两根平行的直线型管段331中,其中一根直线型管段331设置于基板21背面上的热管槽54内、另一根设置于支架底板10的热管槽54内,连接两根平行的直线型管段331的连接管段332可以凸出于散热模组20一侧,且容纳于相应热管槽54内的u形热管33均能与两个散热模组20的基板21的背面贴合从而形成热传导。

与前述的实施方式类似的,成对设置的两个散热模组20之间设有中间隔板40,见图6和图7,中间隔板40同样垂直地设置于支架底板10上,每一个散热模组20与中间隔板40之间分别设有u形热管33;类似的,中间隔板40的两侧面、支架底板10上分别开设有用于容纳u形热管33的直线型管段331的热管槽54,见图6,中间隔板40两侧面上的热管槽54可以上下错开设置;当热管槽54的槽深小于u形热管33的直线型管段331的外管径时,可以在两侧散热模组20的基板21的背面相对应的位置开设热管槽54,以使得u形热管33的直线型管段331能够完全地置于由基板21背面的热管槽54与中间隔板40上相应侧面上的热管槽54形成的腔体内,保证u形热管33安装设置的稳定;当每一组散热模组20与中间隔板40一侧面上的u形热管设置多根时,多根u形热管33的u形开口大小不一,并且多根u形热管33的u形开口方向可以设置成同向的形式也可以设置成相向的形式,图8中显示单侧两根u形热管33的u形开口方向相向的形式,从而能够有效避免多根u形热管33安装时产生相互干涉的现象。

本发明中的热管组件中,第一热管31、第二热管32以及u形热管33的截面可以是圆形、矩形或半圆形中任一种,而相应的用于容纳相应热管的热管槽的截面只要能与热管的外形面相配合即可,以使得热管能够稳定可靠地限位于热管槽内,确保稳定良好的热传导性能。

以上对本发明的具体实施进行了详细说明,但内容仅为本发明创造的较佳实施方案,不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

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