專利名稱：大功率led毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置及散熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大功率LED集成芯片的照明技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種大功率LED 毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置及散熱方法。
背景技術(shù)：
LED以其體積小、全固態(tài)、長(zhǎng)壽命、環(huán)保、省電等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為新一代環(huán)保型照明光源的主要發(fā)展方向之一，也是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域之一。各國(guó)政府高度重視，紛紛出臺(tái)國(guó)家計(jì)劃，投入巨資加以發(fā)展。LED為冷光源，有80%多的電能轉(zhuǎn)化為熱能，由于LED結(jié)溫的高低直接影響到LED的出光效率、器件壽命、發(fā)光波長(zhǎng)和可靠性等，因此如何提高散熱能力是大功率LED實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究表明，當(dāng)溫度超過(guò)一定值，器件的失效率將呈指數(shù)規(guī)律上升，元件溫度每上升2 ° C，可靠性下降10 %，在室溫附近，溫度每升高1 ° C，LED的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)地減少1 %左右。 當(dāng)多個(gè)LED密集排列組成白光照明系統(tǒng)時(shí)，熱量的耗散問(wèn)題更為嚴(yán)重。因此解決散熱問(wèn)題已成為功率型LED應(yīng)用的技術(shù)關(guān)鍵。目前在芯片的封裝方面主要的散熱結(jié)構(gòu)有①硅基倒裝芯(FCLED)結(jié)構(gòu)，②基于金屬線路板結(jié)構(gòu)，③微泵浦結(jié)構(gòu)。芯片之外的散熱結(jié)構(gòu)很多主要有熱管技術(shù)和半導(dǎo)體制冷技術(shù)。研究半導(dǎo)體制冷的LED結(jié)溫，發(fā)現(xiàn)當(dāng)熱阻小于0. 846 K/ W時(shí)，制冷器能降低LED 結(jié)溫，當(dāng)熱阻大于0. 846K/ W時(shí)制冷器反而會(huì)升高LED結(jié)溫。因此，若采用半導(dǎo)體制冷技術(shù)來(lái)解決LED的散熱，存在穩(wěn)定性和可靠性問(wèn)題，無(wú)論在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上都沒(méi)有優(yōu)越性。 采用熱管技術(shù)不僅價(jià)格高，而且有技術(shù)壁壘。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即在于克服上述技術(shù)的不足，提供一種大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置及散熱方法，該裝置及方法有利于起到高效率的冷卻大功率LED，提高了大功率LED的發(fā)光效率及延長(zhǎng)了其壽命和可靠性。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置，其特征在于包括大功率LED及其芯片，所述大功率LED的芯片處設(shè)有散熱鰭形片，所述散熱鰭形片與大功率LED芯片之間設(shè)有眾多的毛細(xì)管，眾多毛細(xì)管的一端頭與進(jìn)水口連接，另一端頭與大氣連通。上述大功率LED及其芯片由支撐桿連接支撐。上述支撐桿為路燈燈桿。上述支撐桿上設(shè)有太陽(yáng)能電池板以為大功率LED提供電能。
上述太陽(yáng)能電池板與大功率LED之間設(shè)有用于儲(chǔ)存電能的蓄電池和LED控制器。上述進(jìn)水口通過(guò)毛細(xì)纖維管與設(shè)置在支撐桿旁側(cè)的蓄水池連接，所述支撐桿上設(shè)有用于收集雨水的收集器，所述雨水收集器與蓄水池連接。上述毛細(xì)纖維管為可潤(rùn)濕水的木纖維、棉纖維或玻璃纖維。上述進(jìn)水口與自來(lái)水連接。本發(fā)明大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置的散熱方法，太陽(yáng)能電池板將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿?chǔ)存在蓄電池中為大功率LED提供電能，所述支撐桿上設(shè)有的雨水收集器收集雨水后儲(chǔ)存在蓄水池中，散熱鰭形片與大功率LED芯片之間設(shè)有眾多的毛細(xì)管，毛細(xì)管的進(jìn)水端通過(guò)可潤(rùn)濕水的木纖維、棉纖維或玻璃纖維與蓄水池連接，以讓蓄水池中的水通往毛細(xì)管， 毛細(xì)管的水冷卻散熱鰭形片的同時(shí)，也被蒸發(fā)后通過(guò)與大氣的連通口揮發(fā)到空氣中。本發(fā)明大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置另一種的散熱方法，太陽(yáng)能電池板收集電能并儲(chǔ)存在蓄電池中為大功率LED提供電能，散熱鰭形片與大功率LED芯片之間設(shè)有眾多的毛細(xì)管，毛細(xì)管的進(jìn)水端與自來(lái)水連接，以讓自來(lái)水通往毛細(xì)管，毛細(xì)管的水份冷卻散熱鰭形片的同時(shí)，也被蒸發(fā)后通過(guò)與大氣的連通口揮發(fā)到空氣中。本發(fā)明采用具有眾多毛細(xì)管與鰭形片結(jié)合的散熱裝置、雨水收集及儲(chǔ)水裝置、毛細(xì)潤(rùn)濕纖維等組成的散熱系統(tǒng)，將水引到與大功率LED緊連的毛細(xì)管，通過(guò)熱蒸發(fā)的方式把熱量帶走，實(shí)現(xiàn)水冷卻和對(duì)流、輻射、傳導(dǎo)結(jié)合的高效率散熱，相比以往散熱效果提高了 30%左右。不僅能夠節(jié)約材料，降低成本，還能夠顯著提高大功率LED的發(fā)光效率及延長(zhǎng)其壽命和可靠性。


圖1為本發(fā)明大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的A-A剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。本發(fā)明大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置的具體實(shí)施方式
之一的結(jié)構(gòu)如圖1所示。本發(fā)明大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置，包括的大功率LED及其芯片7，大功率LED 的芯片7處設(shè)有散熱鰭形片10，散熱鰭形片10與大功率LED芯片7之間設(shè)有眾多的毛細(xì)管 11，眾多毛細(xì)管11的一端頭與進(jìn)水口 12連接，眾多毛細(xì)管的另一端頭13與大氣連通。上述大功率LED及其芯片7由支撐桿6連接支撐。支撐桿為路燈燈桿，也可以是其它的支撐桿，只要是可用于支撐大功率LED及其芯片等部件的即可。為了方便使用，上述支撐桿上設(shè)有太陽(yáng)能電池板以為大功率LED提供電能，太陽(yáng)能電池板與大功率LED之間設(shè)有用于儲(chǔ)存電能的蓄電池和LED控制器1。上述進(jìn)水口 12通過(guò)毛細(xì)纖維管8與設(shè)置在支撐桿6旁側(cè)的蓄水池9連接，支撐桿 6上設(shè)有用于收集雨水的收集器14，雨水收集器與蓄水池9連接。上述毛細(xì)纖維管8為可潤(rùn)濕水的木纖維、棉纖維或玻璃纖維。本發(fā)明大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置的散熱方法，太陽(yáng)能電池板收集電能并儲(chǔ)存在蓄電池中為大功率LED提供電能，所述支撐桿上設(shè)有的雨水收集器收集雨水后儲(chǔ)存在蓄水池中，散熱鰭形片與大功率LED芯片之間設(shè)有眾多的毛細(xì)管，毛細(xì)管的進(jìn)水端通過(guò)可潤(rùn)
4濕水的木纖維、棉纖維或玻璃纖維與蓄水池連接，以讓蓄水池中的水通往毛細(xì)管，毛細(xì)管的水份冷卻散熱鰭形片的同時(shí)，也被蒸發(fā)后通過(guò)與大氣的連通口揮發(fā)到空氣中。本發(fā)明更加具體的結(jié)構(gòu)是太陽(yáng)能電池板2安裝在支架5的上方，通過(guò)支撐桿6相連，大功率LED及其芯片7安裝在支撐桿6外伸部上，蓄電池和控制器1置于支撐桿6旁， 支撐桿為中空的柱體，它與蓄水池9相連，可用于存儲(chǔ)雨水，毛細(xì)纖維管8可將水輸送到與大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置LED燈7相連的鰭片10連接處，鰭片10與大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置LED燈7的金屬板內(nèi)有毛細(xì)管11，水通過(guò)毛細(xì)管將熱量帶走，散發(fā)在大氣中， 從而達(dá)到散熱的目的。當(dāng)然，進(jìn)水口也可以與自來(lái)水連接。此時(shí)，本發(fā)明大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置另一種的散熱方法為，太陽(yáng)能電池板收集電能并儲(chǔ)存在蓄電池中為大功率LED提供電能，散熱鰭形片與大功率LED芯片之間設(shè)有眾多的毛細(xì)管，毛細(xì)管的進(jìn)水端與自來(lái)水連接，以讓自來(lái)水通往毛細(xì)管，毛細(xì)管的水份冷卻散熱鰭形片的同時(shí)，也被蒸發(fā)后通過(guò)與大氣的連通口揮發(fā)到空氣中。本發(fā)明采用具有眾多毛細(xì)管與鰭形片結(jié)合的散熱裝置、雨水收集及儲(chǔ)水裝置、毛細(xì)潤(rùn)濕纖維等組成的散熱系統(tǒng)，將水引到與大功率LED緊連的毛細(xì)管，通過(guò)熱蒸發(fā)的方式把熱量帶走，實(shí)現(xiàn)水冷卻和對(duì)流、輻射、傳導(dǎo)結(jié)合的高效率散熱，相比以往散熱效果提高了 30%左右。不僅能夠節(jié)約材料，降低成本，還能夠顯著提高大功率LED的發(fā)光效率及延長(zhǎng)其壽命和可靠性。本發(fā)明控制器是包括驅(qū)動(dòng)電路、逆變器、充放電控制和光照強(qiáng)度檢測(cè)等功能的裝置，它可實(shí)現(xiàn)根據(jù)光強(qiáng)的變化來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉照明燈和太陽(yáng)電池板2對(duì)蓄電池的充放電進(jìn)行控制。本發(fā)明雖然已有較佳實(shí)施例揭示如上，但并非用以限定本發(fā)明，任何在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的改動(dòng)均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置，其特征在于包括大功率LED及其芯片，所述大功率LED的芯片處設(shè)有散熱鰭形片，所述散熱鰭形片與大功率LED芯片之間設(shè)有眾多的毛細(xì)管，眾多毛細(xì)管的一端頭與進(jìn)水口連接，眾多毛細(xì)管的另一端頭與大氣連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置，其特征在于所述大功率LED及其芯片由支撐桿連接支撐。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置，其特征在于所述支撐桿為路燈燈桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置，其特征在于所述支撐桿上設(shè)有太陽(yáng)能電池板以為大功率LED提供電能。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置，其特征在于所述太陽(yáng)能電池板與大功率LED之間設(shè)有用于儲(chǔ)存電能的蓄電池和LED控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或5所述大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置，其特征在于所述進(jìn)水口通過(guò)毛細(xì)纖維管與設(shè)置在支撐桿旁側(cè)的蓄水池連接，所述支撐桿上設(shè)有用于收集雨水的收集器，所述雨水收集器與蓄水池連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置，其特征在于所述毛細(xì)纖維管為可潤(rùn)濕水的木纖維、棉纖維或玻璃纖維。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或5所述大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置，其特征在于所述進(jìn)水口與自來(lái)水連接。
9.一種采用權(quán)利要求7所述大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置的散熱方法，其特征在于 所述太陽(yáng)能電池板收集電能并儲(chǔ)存在蓄電池中為大功率LED提供電能，所述支撐桿上設(shè)有的雨水收集器收集雨水后儲(chǔ)存在蓄水池中，散熱鰭形片與大功率LED芯片之間設(shè)有眾多的毛細(xì)管，毛細(xì)管的進(jìn)水端通過(guò)可潤(rùn)濕水的木纖維、棉纖維或玻璃纖維與蓄水池連接，以讓蓄水池中的水通往毛細(xì)管，毛細(xì)管的水份冷卻散熱鰭形片的同時(shí)，也被蒸發(fā)后通過(guò)與大氣的連通口揮發(fā)到空氣中。
10.一種采用權(quán)利要求8所述大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置的散熱方法，其特征在于 所述太陽(yáng)能電池板收集電能并儲(chǔ)存在蓄電池中為大功率LED提供電能，散熱鰭形片與大功率LED芯片之間設(shè)有眾多的毛細(xì)管，毛細(xì)管的進(jìn)水端與自來(lái)水連接，以讓自來(lái)水通往毛細(xì)管，毛細(xì)管的水份冷卻散熱鰭形片的同時(shí)，也被蒸發(fā)后通過(guò)與大氣的連通口揮發(fā)到空氣中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置及散熱方法，本發(fā)明大功率LED毛細(xì)潤(rùn)濕散熱裝置，其特征在于包括大功率LED及其芯片，所述大功率LED的芯片處設(shè)有散熱鰭形片，所述散熱鰭形片與大功率LED芯片之間設(shè)有眾多的毛細(xì)管，眾多毛細(xì)管的一端頭與進(jìn)水口連接，眾多毛細(xì)管的另一端頭與大氣連通。該裝置及方法有利于起到高效率的冷卻大功率LED，提高了大功率LED的發(fā)光效率及延長(zhǎng)了其壽命和可靠性。
文檔編號(hào)H01L33/64GK102214781SQ20111011681
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者劉銀春 申請(qǐng)人:福建農(nóng)林大學(xué)