本實用新型涉及大功率LED燈具制造技術領域,特別是涉及一種大功率LED標準模組散熱器。
背景技術:
當前大功率LED標準模組散熱器大多采用擠壓鋁型材,其優(yōu)點是制造、裝配工藝簡單,缺點是散熱效率較低,重量較大,成本較高。也有采用塑性變形加工工業(yè)純鋁板材經(jīng)扳金加工制造的,優(yōu)點是重量輕,制造成本低,缺點在于,一是限于重量和成本采用的薄壁鋁板帶來的導熱不夠、散熱效率不理想。二是由于采用鉚接螺母工藝帶來的生產(chǎn)工藝復雜、機械可靠性不足、防水工藝不可靠、裝配工藝較復雜。
且目前無論是現(xiàn)有的鋁型材散熱器還是純鋁板扳金加工散熱器,均采用陽極氧化的表面處理工藝,其散熱效率較低且加工工藝有環(huán)保風險。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術的缺陷和不足,提供一種散熱效率高、重量輕、裝配工藝簡單、成本低的大功率LED標準模組散熱器結(jié)構及其關鍵制造工藝。
為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型的技術方案是:
一種大功率LED標準模組散熱器,包括板狀的LED光源、半球形的光學玻璃透鏡,主散熱器和輔助散熱器;所述主散熱器包括U形淺槽的底板和梳齒狀均勻分布于底板背面的若干個散熱片,所述LED光源、光學玻璃透鏡設置在主散熱器的U形淺槽中,且光學玻璃透鏡將LED光源罩設在光學玻璃透鏡、主散熱器形成的內(nèi)腔中;所述輔助散熱器罩設在主散熱器的周部并將LED光源、光學玻璃透鏡壓裝在主散熱器的內(nèi)腔中;所述輔助散熱器為U形,包括兩個側(cè)面和一個底面,所述側(cè)面開設有若干個側(cè)面水平方向條形孔和若干個側(cè)面垂直方向條形孔,所述底面開設有中心孔和若干個底面水平方向條形孔,所述光學玻璃透從中心孔透出。
作為對上述技術方案的改進,所述主散熱器底板上固定LED光源的孔為內(nèi)絲盲孔,用于連接固定主散熱器和輔助散熱器的孔為內(nèi)絲通孔。
作為對上述技術方案的改進,所述光學玻璃透鏡的周部墊設有密封硅膠圈。
作為對上述技術方案的改進,所述光學玻璃透鏡、密封硅膠圈由主散熱器和輔助散熱器兩面壓合方式進行固定。
作為對上述技術方案的改進,所述主散熱器為6063材質(zhì)的鋁型材散熱器。
作為對上述技術方案的改進,所述輔助散熱器采用1060或1050材質(zhì)的工業(yè)純鋁板材經(jīng)扳金加工制成。
作為對上述技術方案的改進,所述主散熱器的底板厚度不低于5mm。
作為對上述技術方案的改進,主散熱器底板與輔助散熱器接觸部分底面優(yōu)選的寬度不低于10mm。
作為對上述技術方案的改進,所述主散熱器和輔助散熱器噴塑。
與現(xiàn)有技術相比,本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:
本實用新型中的大功率LED標準模組散熱器,結(jié)構設計新穎,能夠?qū)崿F(xiàn)較高的散熱效率,且部件少、重量輕、裝配工藝簡單,具有散熱效果高、重量輕、工藝簡單、成本低的優(yōu)點。
1、導熱散熱效率高、重量輕、成本低,主散熱器采用6063鋁合金,其導熱系數(shù)是200W/m.K,是常用鋁合金中導熱系數(shù)最高的材料,通過優(yōu)選的散熱器底板厚度和散熱器翅片厚度、高度、間距設計,可以快速的將LED光源產(chǎn)生的熱量分散到整個散熱器。LED燈具散熱的主要途徑為對流散熱,而型材散熱器的梳齒狀結(jié)構是不利于對流散熱的,因此主散熱器用于解決散熱初始的快速熱量分散可以設計的較小,以減輕重量、降低成本。輔助散熱器采用純鋁板經(jīng)扳金加工而成,純鋁板導熱系數(shù)高達240W/m.K,基于優(yōu)化設計的散熱器條形通氣孔,可以進一步增大散熱面積和提高空氣對流,通過優(yōu)化的主散熱器和輔助散熱器接觸面及導熱界面層處理,以及預裝配后噴塑的關鍵工藝控制,可以達成更高的導熱、散熱效果。實驗對比證明,該散熱模組在噴塑表面處理對比陽極氧化表面處理,光源溫度可以降低10攝氏度左右,證明噴塑的表面處理工藝可以進一步的提高散熱效率。較高的散熱,在同等LED功率下,散熱器可以設計的更輕,材料使用量更低,可以有效地降低生產(chǎn)成本。
2、結(jié)構簡單,整個模組除去光源和配光機構只有兩個部件和6個螺絲,可以有效地降低生產(chǎn)成本。
3、生產(chǎn)工藝簡單,產(chǎn)品的全生產(chǎn)周期中能耗較低,無復雜機械加工,無高能耗、高污染工藝環(huán)節(jié),無須特種設備或特種工具,可以有效地降低生產(chǎn)成本。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型的立體結(jié)構示意圖;
圖2為本實用新型的剖面三視示意圖;
具體實施方式
下面結(jié)合附圖,對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實例用于說明本實用新型,但不用來限制本實用新型的范圍。
在本實用新型的描述中,需要說明的是,術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本實用新型的限制。此外,術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
此外,在本實用新型的描述中,除非另有說明,“多個”、“多根”、“多組”的含義是兩個或兩個以上。
如圖1和2所示,本實用新型的大功率LED標準模組散熱器,包括板狀的LED光源2、半球形的光學玻璃透鏡3,主散熱器1和輔助散熱器5;所述主散熱器1包括U形淺槽的底板11和梳齒狀均勻分布于底板11背面的若干個散熱片,所述LED光源2、光學玻璃透鏡3設置在主散熱器1的U形淺槽中,且光學玻璃透鏡3將LED光源2罩設在光學玻璃透鏡3、主散熱器1形成的內(nèi)腔中;所述輔助散熱器5罩設在主散熱器1的周部并將LED光源2、光學玻璃透鏡3壓裝在主散熱器1的內(nèi)腔中;所述輔助散熱器5為U形,包括兩個側(cè)面和一個底面,所述側(cè)面開設有若干個側(cè)面水平方向條形孔51和若干個側(cè)面垂直方向條形孔52,所述底面開設有中心孔和若干個底面水平方向條形孔53,所述光學玻璃透3從中心孔透出。
作為對上述技術方案的改進,所述主散熱器底板11上固定LED光源2的孔15為內(nèi)絲盲孔,用于連接固定主散熱器1和輔助散熱器5的孔12為內(nèi)絲通孔。
作為對上述技術方案的改進,所述光學玻璃透鏡3的周部墊設有密封硅膠圈4。
作為對上述技術方案的改進,所述光學玻璃透鏡3、密封硅膠圈4由主散熱器1和輔助散熱器2兩面壓合方式進行固定。
作為對上述技術方案的改進,所述主散熱器1為6063材質(zhì)的鋁型材散熱器。
作為對上述技術方案的改進,所述輔助散熱器5采用1060或1050材質(zhì)的工業(yè)純鋁板材經(jīng)扳金加工制成。
作為對上述技術方案的改進,所述主散熱器1的底板11厚度不低于5mm。
作為對上述技術方案的改進,主散熱器底板11與輔助5接觸部分底面14優(yōu)選的寬度不低于10mm。
作為對上述技術方案的改進,所述主散熱器1和輔助散熱器5噴塑。
主散熱器1為6063材質(zhì)的鋁型材散熱器,輔助散熱器5采用1060或1050材質(zhì)的塑性變形加工工業(yè)純鋁板材經(jīng)扳金加工制成。
在LED光源2功率不超過50W時,優(yōu)選的主散熱器底板11厚度不低于5mm,主散熱器底板與輔助散熱器接觸部分底面14優(yōu)選的寬度不低于10mm。所述主散熱器底板上固定LED光源的孔15為內(nèi)絲盲孔,用于連接固定主散熱器和輔助散熱器的孔12為內(nèi)絲通孔。主散熱器底板上還有用于安裝防水接頭的內(nèi)絲通孔16。為防止主散熱器和輔助散熱器內(nèi)壁折彎處干涉,主散熱器還設計有倒角13。
輔助散熱器5上開有增強散熱的條形通氣孔,在散熱效率最優(yōu)設計條件下,輔助散熱器兩側(cè)中間的側(cè)面垂直方向條形孔52優(yōu)選方向為垂直方向,且條形通氣孔內(nèi)的材料采用沖剪工藝去掉,輔助散熱器側(cè)面兩側(cè)的側(cè)面水平方向條形孔51、底面水平方向條形孔53優(yōu)選方向均為水平方向,且條形通氣孔內(nèi)鋁材采用沖壓拉伸工藝,其兩側(cè)與母材分離,兩端或一端與母材保持連接,如采用一端連接時,連接的一端必須靠近LED光源。
散熱器表面處理為噴塑工藝,為防止兩個散熱器結(jié)合面沾染塑粉導致導熱、散熱能力下降,該散熱器在噴塑前必須采用預裝配工藝,即將主散熱器1、輔助散熱器5、透鏡模型(薄壁注塑件,防止塑粉沾染光源安裝面)安裝到一起,然后再進行噴塑的工藝方法。
由于所述標準模組采用光學玻璃透鏡3,光學玻璃透鏡3和其密封硅膠圈4采用主散熱器和輔助散熱器兩面壓合的方法進行固定,圓周方向沒有約束,為防止硅膠圈安裝時側(cè)滑變形影響防水,因此優(yōu)選設計為其下側(cè)邊條41較上側(cè)邊條寬,IP65設計時其優(yōu)選寬度不低于6mm。玻璃透鏡的安裝位置有四個固定螺絲6。
為降低主散熱器1與輔助散熱器5的接觸熱阻,同時防止散熱器未噴塑表面的氧化腐蝕問題,在燈具成品組裝時,須在主散熱器底板與輔助散熱器接觸的面上涂抹導熱硅酮膠。導熱硅酮膠具有較高的導熱率(1.5W/m.K)和流動性,可以保證導熱界面的良好導熱,同時具有很好的耐候性
與現(xiàn)有技術相比,本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:
本實用新型中的大功率LED標準模組散熱器,結(jié)構設計新穎,能夠?qū)崿F(xiàn)較高的散熱效率,且部件少、重量輕、裝配工藝簡單,具有散熱效果高、重量輕、工藝簡單、成本低的優(yōu)點。
1、導熱散熱效率高、重量輕、成本低,主散熱器采用6063鋁合金,其導熱系數(shù)是200W/m.K,是常用鋁合金中導熱系數(shù)最高的材料,通過優(yōu)選的散熱器底板厚度和散熱器翅片厚度、高度、間距設計,可以快速的將LED光源產(chǎn)生的熱量分散到整個散熱器。LED燈具散熱的主要途徑為對流散熱,而型材散熱器的梳齒狀結(jié)構是不利于對流散熱的,因此主散熱器用于解決散熱初始的快速熱量分散可以設計的較小,以減輕重量、降低成本。輔助散熱器采用純鋁板經(jīng)扳金加工而成,純鋁板導熱系數(shù)高達240W/m.K,基于優(yōu)化設計的散熱器條形通氣孔,可以進一步增大散熱面積和提高空氣對流,通過優(yōu)化的主散熱器和輔助散熱器接觸面及導熱界面層處理,以及預裝配后噴塑的關鍵工藝控制,可以達成更高的導熱、散熱效果。實驗對比證明,該散熱模組在噴塑表面處理對比陽極氧化表面處理,光源溫度可以降低10攝氏度左右,證明噴塑的表面處理工藝可以進一步的提高散熱效率。較高的散熱,在同等LED功率下,散熱器可以設計的更輕,材料使用量更低,可以有效地降低生產(chǎn)成本。
2、結(jié)構簡單,整個模組除去光源和配光機構只有兩個部件和6個螺絲,可以有效地降低生產(chǎn)成本。
3、生產(chǎn)工藝簡單,產(chǎn)品的全生產(chǎn)周期中能耗較低,無復雜機械加工,無高能耗、高污染工藝環(huán)節(jié),無須特種設備或特種工具,可以有效地降低生產(chǎn)成本。