本實用新型屬于LED燈具技術領域,具體涉及一種相變熱管式大功率LED燈焊接結構。
背景技術:
目前,具有壽命長、節能、安全、綠色環保等優點的半導體LED照明光源能否廣泛應用的技術關鍵在于散熱封裝。大功率LED照明設備以不同于普通燈絲燈泡設備的導熱路徑散熱。具體地說,這些大功率LED照明設備經由陰極(負向端)引線或通過固定在正向模設備上的模來散發大部分熱量。所以,傳統的散熱方式不能充分減小大功率LED設備中的熱量。致使大功率LED設備不得不在較高的工作溫度下運行。試驗可知在室溫(25℃)下LED的使用壽命實際上可以達到10萬個小時,而在大約90℃下工作的話,LED的使用壽命可能減小到小于7000個小時。由此可見散熱對于功率型LED器件是至關重要的。如果不能將電流產生的熱量及時的散出,保持LED芯片的結溫在允許范圍內,將無法獲得穩定的光輸出和維持正常的器件壽命。
相變熱管式大功率LED燈的工作原理一般為:LED光源工作中產生的高熱流熱量,首先在LED基板、中間填充層及散熱器熱沉之間進行熱傳導;之后,傳遞給散熱器腔體內的換熱工質(蒸發管),工質吸熱發生相變并迅速汽化,氣相工質受重力影響開始上升至散熱器冷凝管,與溫度較低的散熱器本體內表面接觸,放熱后凝結,并沿內表面回流至蒸發管進行換熱循環;熱量最終通過散熱翅片結構與環境進行自然對流散熱。通過換熱工質在熱管真空腔內往復相變進行傳熱,充分利用相變過程中工質的汽化潛熱,并利用翅片結構強化散熱,最終實現LED光源高熱流熱量的高效傳導與散熱,有效控制LED芯片結溫。
而換熱工質在整個相變過程中,必須保持散熱器腔體內的高真空度,工作過程中一旦真空度變低,不凝氣將會形成嚴重熱阻,同時換熱工質相變溫度會上升相變困難,最終導致LED芯片、基本及熱沉處熱量堆積升溫,工質換熱效能降低甚至失效。因此怎樣保證大功率LED燈在長期使用過程中始終保持腔內的高真空度就變得尤為重要。
技術實現要素:
為解決現有技術的不足,本實用新型提供了一種高效散熱的相變熱管式大功率LED燈焊接結構,通過高密封的焊接結構,保證散熱器空腔內的壓力穩定,并可以通過吸氣結構,保證大功率LED燈在長期使用過程中始終保持腔內的高真空度,從而延長大功率LED燈的使用壽命。
為實現上述技術方案,本實用新型提供了一種相變熱管式大功率LED燈焊接結構,包括:LED芯片、LED基板、熱沉、散熱器蒸發管、散熱器冷凝管和端蓋,所述LED芯片焊接在LED基板上,LED基板焊接在熱沉上,熱沉焊接在散熱器蒸發管底部,散熱器蒸發管頂部焊接在散熱器冷凝管底部,端蓋焊接在散熱器冷凝管頂部。
在上述技術方案中,通過層層焊接結構,盡可能的減少熱沉與散熱器蒸發管之間、散熱器蒸發管和散熱器冷凝管之間以及散熱器冷凝管與端蓋之間銜接的縫隙,這樣一來,在熱沉、散熱器蒸發管、散熱器冷凝管及端蓋之間形成一個密封性很高的空腔,可以隔絕空腔與外界的氣壓平衡,保證LED工作過程中換熱工質相變溫度穩定、不凝氣熱阻最低,從而穩定并確保綜合傳散熱效率。
優選的,所述散熱器冷凝管內壁上安裝有間隔交替分布的吸氣劑固定板,吸氣劑固定在吸氣劑固定板上。放置吸氣劑的目的是為了防止換熱工質在長期的汽化冷凝過程中產生的不凝氣對空腔的真空度造成負面影響(不凝氣會變為嚴重影響傳熱的熱阻并占用有效散熱面積),通過吸氣劑可以消除這部分不凝氣,從而可以保證大功率LED燈在長期使用過程中始終保持腔內的高真空度。
優選的,所述吸氣劑固定板包括固定板本體,所述固定板本體前端的上表面開設有凹槽,吸氣劑固定在所述凹槽內,固定板本體與散熱器冷凝管內壁接觸端設置有安裝腔,固定板本體通過安裝在安裝腔內的螺栓緊固在散熱器冷凝管內壁上。
優選的,所述散熱器冷凝管外壁安裝有強化換熱的散熱翅片。散熱翅片在腔體基礎上成倍增加了可與環境自然對流的有效換熱面積,進一步加速散熱器冷凝管散熱速率。
本實用新型提供的一種相變熱管式大功率LED燈焊接結構及其散熱方法的有益效果在于:本相變熱管式大功率LED燈焊接結構,結構簡單、裝配容易,密封性能好,通過安裝在散熱器冷凝腔內固定在吸氣劑固定板上的吸氣劑可以消除換熱工質在長期的汽化冷凝過程中產生的不凝氣,保證大功率LED燈在長期使用過程中始終保持腔內的高真空度,確保換熱工質相變溫度穩定、保障傳熱效率,從而延長大功率LED燈的使用壽命。
附圖說明
圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為本實用新型中LED基板、熱沉和散熱器蒸發管的焊接示意圖。
圖3為本實用新型中吸氣劑固定板的安裝示意圖。
圖中:100、LED芯片;200、LED基板;300、熱沉;410、散熱器蒸發管;420、散熱器冷凝管;500、端蓋;600、散熱翅片;700、吸氣劑固定板;710、固定板本體;720、凹槽;730、安裝腔;740、螺栓。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例。本領域普通人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,均屬于本實用新型的保護范圍。
實施例:一種相變熱管式大功率LED燈焊接結構。
參照圖1至圖3所示,一種相變熱管式大功率LED燈焊接結構,包括:LED芯片100、LED基板200、熱沉300、散熱器蒸發管410、散熱器冷凝管420和端蓋500,所述LED芯片100焊接在LED基板200上,LED基板200焊接在熱沉300上,熱沉300焊接在散熱器蒸發管410底部,散熱器蒸發管410頂部焊接在散熱器冷凝管420底部,端蓋500焊接在散熱器冷凝管420頂部。
在上述技術方案中,通過層層焊接結構,盡可能的減少熱沉300與散熱器蒸發管410之間、散熱器蒸發管410和散熱器冷凝管420之間以及散熱器冷凝管420與端蓋500之間銜接的縫隙,這樣一來,在熱沉300、散熱器蒸發管410、散熱器冷凝管420及端蓋500之間形成一個密封性很高的空腔,可以隔絕空腔與外界的氣壓平衡,保證LED工作過程中換熱工質在空腔內的相變溫度不會發生較大的波動,從而穩定傳熱效率。
參照圖1所示,所述散熱器冷凝管420內壁上安裝有間隔交替分布的吸氣劑固定板700,吸氣劑固定在吸氣劑固定板700上。放置吸氣劑的目的是為了防止換熱工質在長期的汽化冷凝過程中產生的不凝氣會對散熱器冷凝管420內的真空度造成負面影響,通過吸氣劑可以消除這部分不凝氣,從而可以保證大功率LED燈在長期使用過程中始終保持腔內的高真空度。
參照圖3所示,所述吸氣劑固定板700包括固定板本體710,所述固定板本體710前端的上表面開設有凹槽720,吸氣劑固定在所述凹槽720內,固定板本體710與散熱器冷凝管420內壁接觸端設置有安裝腔730,固定板本體710通過安裝在安裝腔730內的螺栓740緊固在散熱器冷凝管420內壁上。
參照圖1所示,所述散熱器冷凝管420外壁安裝有散熱翅片600。散熱翅片600在散熱器冷凝管腔體表面積基礎上成倍增加了與環境自然對流的有效換熱面積,提高散熱器冷凝管420散熱效率。
以上所述為本實用新型的較佳實施例而已,但本實用新型不應局限于該實施例和附圖所公開的內容,所以凡是不脫離本實用新型所公開的精神下完成的等效或修改,都落入本實用新型保護的范圍。