專利名稱：一種用于大功率led汽車前照燈的熱管散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型專利涉及LED照明領(lǐng)域，是一種應(yīng)用在大功率集成LED汽車前照燈產(chǎn)品中的散熱技術(shù)及其裝置。
背景技術(shù)：
LED前照燈是由芯片、配光部分、驅(qū)動控制系統(tǒng)、散熱裝置和燈具殼體等組成。目前最大的技術(shù)難題之一是如何及時把芯片產(chǎn)生的熱量帶走。盡管LED的發(fā)光效率在不斷提高，基本已達(dá)到可與H I D前照燈匹相當(dāng)?shù)某潭?，但還是只有15-20%，其余的電能轉(zhuǎn)化成熱量，而且LED是一種從較小的面積發(fā)光的光源，因此單位面積的發(fā)熱量和熱流密度都比較大。過多的熱量導(dǎo)致芯片的結(jié)溫上升，溫度上升與芯片的發(fā)光效率及壽命有直接的關(guān)聯(lián)。根據(jù)美國CREE公司公布的LED芯片光衰與結(jié)溫的關(guān)系曲線，假設(shè)結(jié)溫是65° C，那 么光衰至70%的壽命將長達(dá)10萬小時。若是110° C的話，那么光衰至70%的壽命將只有I萬小時。另外也受到封裝材料的限制，透明封裝材料和熒光粉一般在70° C下才能長期穩(wěn)定工作。因此如何高效散熱是LED前照燈設(shè)計(jì)和推廣的關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)之一。目前LED散熱的方式主要是通過鋁質(zhì)或銅質(zhì)的體積或表面來散熱，利用空氣的自然對流來把熱量傳遞到環(huán)境當(dāng)中，對于汽車前照燈而言，通過金屬導(dǎo)熱和空氣自然對流把LED產(chǎn)生的熱量耗散到環(huán)境當(dāng)中。但是依靠金屬導(dǎo)熱和空氣自然對流這種冷卻方式的效率不高，一般難以滿足汽車前照燈LED散熱冷卻的要求。在此基礎(chǔ)上，改進(jìn)的方案是通過加裝風(fēng)扇來形成強(qiáng)迫對流，提高散熱能力。風(fēng)扇的使用固然能較大的提高散熱能力，但是風(fēng)扇是一個比較容易損壞的部件，而且風(fēng)扇也需要電能來運(yùn)行。因此在汽車前照燈的LED散熱領(lǐng)域需要有更好的冷卻原理引入進(jìn)來，提高散熱效率，為LED燈具提供良好地工作環(huán)境，滿足長壽命的要求。
發(fā)明內(nèi)容為了克服以上缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能讓大功率汽車前照燈LED燈保持良好工作溫度的情況下工作，使得LED芯片的發(fā)光效率處于較優(yōu)的狀態(tài)，同時保證LED燈的超長壽命的熱管散熱器。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的一種用于大功率L E D汽車前照燈的熱管散熱器，包括導(dǎo)熱板、金屬散熱翅片組成的冷凝器、熱管、固定耳、復(fù)合固定耳和風(fēng)扇，導(dǎo)熱板通過導(dǎo)熱材料與LED芯片緊密接觸，導(dǎo)熱板通過固定耳或復(fù)合固定耳連接到燈具基座上，風(fēng)扇固定在導(dǎo)熱板下面，其特征在于所述的導(dǎo)熱板上設(shè)置有兩個通孔，兩根彎成“U”型的熱管的一端通過焊接與通孔連接，另一端通過串片或焊接與冷凝器連接。所述的導(dǎo)熱材料是導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱錫漿或石墨片。所述的導(dǎo)熱板是方形、與芯片接觸的表面上和與固定耳或復(fù)合固定耳接觸的兩個側(cè)面分別設(shè)置M2-3mm、深6_8_的螺孔，以便于固定芯片和固定耳或復(fù)合固定耳。所述的冷凝器由鋁及其合金，銅及其合金制成，金屬散熱翅片的形狀是矩形，厚度在0. 2-0. 5mm之間、翅片之間的間隙在2_5mm之間，為了加強(qiáng)湍流程度，翅片采用開縫，挑刺，波紋化。所述的熱管的直徑為6或8mm直徑的熱管，熱管與導(dǎo)熱板的連接為焊接或壓接。所述的風(fēng)扇為30或35mm，功率在0. 4-1. 5W之間。本實(shí)用新型，體積緊湊，散熱效率高，能有效的把LED芯片運(yùn)行是產(chǎn)生的熱量傳遞到環(huán)境當(dāng)中去，從而保持芯片及封裝材料的使用溫度，使其長期穩(wěn)定的工作。本實(shí)用新型一般情況下不消耗外界動力，在使用風(fēng)扇的情況下也是微消耗外界動力。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例I的分解狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實(shí)施例2的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是實(shí)施例I的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是熱管結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I:由圖I知,一種用于大功率L E D汽車前照燈的熱管散熱器,包括導(dǎo)熱板10、金屬散熱翅片組成的冷凝器20、熱管30、復(fù)合固定耳50和風(fēng)扇60,導(dǎo)熱板10通過導(dǎo)熱材料與LED芯片緊密接觸，導(dǎo)熱板10通過復(fù)合固定耳50連接到燈具基座上，風(fēng)扇60通過復(fù)合固定耳50固定在導(dǎo)熱板10上。導(dǎo)熱板10上設(shè)置有兩個通孔，兩根彎成“U”型的熱管30的一端通過焊接與通孔連接，另一端通過串片或焊接與冷凝器20連接。風(fēng)扇60為30或35mm，功率在0.4-1. 5W之間。冷凝器20由鋁及其合金，銅及其合金制成，金屬散熱翅片的形狀是矩形，厚度在0.2-0. 5mm之間、翅片之間的間隙在2-5mm之間，為了加強(qiáng)湍流程度，翅片采用開縫，挑刺，波紋化。實(shí)施例2:由圖2知，本實(shí)施例主要包括導(dǎo)熱板10、金屬散熱翅片組成的冷凝器20、熱管30和固定耳40。導(dǎo)熱板10通過導(dǎo)熱材料(導(dǎo)熱硅脂，導(dǎo)熱錫漿或石墨片等)與LED芯片緊密接觸。導(dǎo)熱板10上設(shè)置兩個通孔或盲孔，兩根彎成“ U”型的熱管20的一端通過焊接與通孔或盲孔連接，另外一端通過串片或焊接工藝與金屬散熱翅片組成的冷凝器20緊密接觸起來。把冷凝器20和導(dǎo)熱板10連成一個具有較大強(qiáng)度的整體。實(shí)施例2與實(shí)施例I的區(qū)別在于有沒有風(fēng)扇，另外在冷凝器尺寸上也有細(xì)微差別。導(dǎo)熱板10通過固定耳40連接到燈具基座上。對于大客車而言可依靠自然散熱，對于轎車而言為可根據(jù)燈具的空間分布適當(dāng)降低冷凝器的體積可以從前進(jìn)氣格柵引入較冷的空氣散熱。由圖3知，是實(shí)施例I的立體結(jié)構(gòu)示意圖。對于大客車而言可依靠自然散熱，對于轎車而言為可根據(jù)燈具的空間分布適當(dāng)降低冷凝器20的體積可以從前進(jìn)氣格柵引入較冷的空氣散熱，也可采用微小功率的風(fēng)扇60進(jìn)行強(qiáng)迫空氣換熱，風(fēng)扇通過復(fù)合固定耳50固定在導(dǎo)熱板10上。由圖4知，是熱管結(jié)構(gòu)示意圖。熱管30的直徑為6 mm或8mm，與導(dǎo)熱板10的連接為焊接或壓接。、[0022]本實(shí)用新型是基于成熟的熱管技術(shù)，利用熱管導(dǎo)熱強(qiáng)，溫差小的優(yōu)點(diǎn)，把熱源“移動”到金屬散熱翅片的中心，減少導(dǎo)熱路徑的長度，從而降低溫度梯度，加大空氣自然對流的溫度差，從而提高對流的強(qiáng)度，和換熱系數(shù)，達(dá)到提高散熱能力的目的。在某些場合下，也可加裝風(fēng)扇，但是風(fēng)扇所需的功率十分微小，而且可采用間歇性使用的原則，這樣來保證散熱器的可靠性和節(jié)能效果。另外采取模塊化的設(shè)計(jì)，分別為遠(yuǎn)光燈和近光燈不同的功率設(shè)計(jì)相應(yīng)散熱容量的散熱器，以實(shí)現(xiàn)批量化和標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)和使用。風(fēng)扇60 —般安裝在復(fù)合固定耳50底部，盡量貼合冷凝器的下部。結(jié)合冷凝器本身的對流作用，最大程度的利用風(fēng)扇的升力，加速空氣的流動，既能提高冷卻散熱能力，又能降低風(fēng)扇的功率。根據(jù)燈具的使用環(huán)境可在驅(qū)動系統(tǒng)里設(shè)置成間歇啟動的模式，規(guī)定在芯片溫度在一定溫度后啟動風(fēng)扇60，當(dāng)芯片溫度降下來之后關(guān)閉風(fēng)扇60，延長風(fēng)扇的使用壽命，以匹配LED芯片的長壽命的特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種用于大功率L E D汽車前照燈的熱管散熱器,包括導(dǎo)熱板(10)、金屬散熱翅片組成的冷凝器(20)、熱管(30)、固定耳(40)、復(fù)合固定耳(50)和風(fēng)扇(60),導(dǎo)熱板(10)通過導(dǎo)熱材料與LED芯片緊密接觸，導(dǎo)熱板(10)通過固定耳(40)或復(fù)合固定耳(50)連接到燈具基座上，風(fēng)扇(60)固定在導(dǎo)熱板(10)下面，其特征在于所述的導(dǎo)熱板(10)上設(shè)置有兩個通孔，兩根彎成“U”型的熱管(30)的一端通過焊接與通孔連接，另一端通過串片或焊接與冷凝器(20)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大功率LE D汽車前照燈的熱管散熱器，其特征在于所述的導(dǎo)熱材料是導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱錫漿或石墨片。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大功率LE D汽車前照燈的熱管散熱器，其特征在于所述的導(dǎo)熱板(10)是方形，與芯片接觸的表面上和與固定耳(40)或復(fù)合固定耳(50)接觸的兩個側(cè)面分別設(shè)置M2-3mm、深6_8_的螺孔，固定芯片、固定耳(40)或復(fù)合固定耳(50)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大功率LE D汽車前照燈的熱管散熱器，其特征在于所述的冷凝器(20)由鋁及其合金，銅及其合金制成，金屬散熱翅片的形狀是矩形，厚度在0.2-0.5mm之間、翅片之間的間隙在2-5mm之間，翅片采用開縫，挑刺，波紋化。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大功率LE D汽車前照燈的熱管散熱器，其特征在于所述的熱管(30)的直徑為6或8mm直徑的熱管，熱管(30)與導(dǎo)熱板(10)的連接為焊接或壓接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大功率LE D汽車前照燈的熱管散熱器，其特征在于所述的風(fēng)扇(60)為30或35mm，功率在0. 4-1. 5W之間。
專利摘要一種用于大功率ＬＥＤ汽車前照燈的熱管散熱器，導(dǎo)熱板(10)通過導(dǎo)熱材料與LED芯片緊密接觸，導(dǎo)熱板(10)通過固定耳(40)或復(fù)合固定耳(50)連接到燈具基座上，風(fēng)扇(60)固定在導(dǎo)熱板(10)下面，其特征在于所述的導(dǎo)熱板(10)上設(shè)置有兩個通孔，兩根彎成”U”型的熱管(30)的一端通過焊接與通孔連接,另一端通過串片或焊接與冷凝器(20)連接。本實(shí)用新型，體積緊湊,散熱效率高,能有效的把LED芯片運(yùn)行是產(chǎn)生的熱量傳遞到環(huán)境當(dāng)中去,從而保持芯片及封裝材料的使用溫度，使其長期穩(wěn)定的工作。本實(shí)用新型一般情況下不消耗外界動力,在使用風(fēng)扇的情況下也是微消耗外界動力。
文檔編號F21V29/02GK202484956SQ20122003785
公開日2012年10月10日 申請日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月7日
發(fā)明者杜正清, 熊斌, 陳彪 申請人:中國科學(xué)院電工研究所, 江蘇洪昌科技股份有限公司