(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111344544.6 (22)申请日 2021.11.15 (71)申请人 中国计量大 学 地址 310018 浙江省杭州市钱塘区学源街 258号中国计量大 学 (72)发明人 徐鹏　徐莲莲　乔宪武　饶宾期　 范子晨　邱淑霞　 (51)Int.Cl. H05K 7/20(2006.01) H01L 33/64(2010.01) (54)发明名称 用于大功率发光体的复合散热器 (57)摘要 本发明公开了用于大功率发光体的复合散 热器， 涉及LED照明领域， 涉及散热器， 具体涉及 用于大功率发光体的复合散热器。 散热器分为下 中上三层功能结构， 分别包括水冷散热， 复合散 热以及气冷散热。 网络微通道与Y形翅片分别为 水冷与气冷部分的主体， 其中网络微通道的长度 比和水力直径比为0.79； Y形翅片的长度比为 0.79， 直径比为0.71。 本发明可以使散热效率更 高， 温度均匀性更好， 并且一方面微通道的设计 能够降低普通水冷的腐蚀与泄露的危害， 另一方 面合成射流散热的设计工艺简单， 能够强化传 热， 最终使照明效率更高。 权利要求书1页 说明书7页 附图2页 CN 113939166 A 2022.01.14 CN 113939166 A 1.用于大功率发光体的复合散热器， 其特征在于： 散热区域是导热基板(5)加上封装盖 (1)构成的一个分为下中上三层功能结构的空心腔体， 所述散热器两侧有通风网孔(2)， 底 部粘贴有灯罩(3)保护的LED阵列(4)； 空心腔体下层是内部带有两个反向对称的网络微通 道(6)的水冷散热板(7)， 所述水冷散热板(7)两侧设有连通的流体工质入口(13)与流体工 质出口(14)的管道供流体工质循环流通， 且流体工质出入口通过管道和所述导热基板(5) 上的水泵电机(8)相连； 空心腔体中层， 在所述水冷散热板(7)上设置了Y形翅片(9)阵列； 空 心腔体上层， 以封装盖(1)为中心， 设置四个圆形凹腔(10 ‑3)， 在所述凹腔(10 ‑3)内设置合 成射流气冷散热器(10)， 所述 合成射流气冷散热器(10)的射 流口正对Y形翅片(9)上 方。 2.根据权利要求1所述用于大功率发光体的复合散热器， 其特征在于： 所述导热基板 (5)与所述网络微通道(6)的水冷散热板(7)之间填充导热硅脂， 所述网络微通道(6)为树状 分形分叉网络 。 3.根据权利要求2所述用于大功率发光体的复合散热器， 其特征在于： 网络微通道(6) 的横截面 为圆形， 分叉角为6 0°。 4.根据权利要求3所述用于大功率发光体的复合散热器， 其特征在于： 所述网络微通道 (6)的水冷散热板(7)顶部的二级导热基板厚度不超过网络微 通道(6)截面高度的一半。 5.根据权利要求1所述用于大功率发光体的复合散热器， 其特征在于： 所述Y形翅片(9) 深度与水冷散热板(7)宽度一致， 并且垂直于所述网络微通道(6)的水冷散热板(7)顶部的 二级导热基板 。 6.根据权利要求5所述用于大功率发光体的复合散热器， 其特征在于： 所述Y形翅片(9) 的横截面 为矩形， 分叉角为90 °。 7.根据权利要求1所述用于大功率发光体的复合散热器， 其特征在于： 所述的合成射流 气冷散热器(10)由设置在封装盖(1)内部圆形凹腔(10 ‑3)的压电片(10 ‑1)、 设置在压电片 (10‑1)上的振荡隔膜(10 ‑2)和设置在封装盖上的射流喷嘴(10 ‑4)组成， 所述凹形框架中心 设置为空腔。 8.根据权利要求1所述用于大功率发光体的复合散热器， 其特征在于： 还包括温度监控 系统， 所述导热基板(5)上装有温度监控探头(12)， 所述 温度监控探头(12)、 水泵电机(8)与 所述合成射流气冷散热器(10)共用一个电源(1 1)。 9.根据权利要求1所述用于大功率发光体的复合散热器， 其特征在于： 所述水泵电机 (8)、 电源(1 1)、 温度监控探 头(12)与Y形翅片(9)之间无接触导热。 10.根据权利要求1所述用于大功率发光体的复合散热器， 其特征在于： 所述封装盖(1) 两侧的通 风网孔(2)装有防尘网。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 113939166 A 2用于大功率发光体的 复合散热器 技术领域 [0001]本发明涉及LED照明领域， 涉及散热器， 具体涉及用于大功率发光体的复合散热 器。 背景技术 [0002]LED(发光二极管)具有体积小、 重量轻、 效率高和寿命长等优点， 这使它成为本世 纪最具前景的照明方案。 广泛应用的同时， 提高大功率LED照明性能也是一直关注的重点， 其中散热是必须克服的重大 因素。 如果不能解决散热问题， 将会大大降低LED大功 率发光体 的寿命和效率， 产生的热量对器件有很大的影响， 如热失效、 性能漂移 甚至直接损毁照明器 件。 [0003]为了解决大功率发光体散热难问题， 近年来在散热器的改进与发明上层出不穷， 主要集中在对流传热的风冷和微通道的水冷这两个方向。 其中风冷大多数采用风扇来散 热， 但风扇噪音大， 并且如果安装不稳定出现转动震动就会损坏设备。 微通道水冷技术是一 种高效经济的冷却技术， 常见的多为平行或蛇形微通道， 例如专利[CN112185914A]和专利 [CN103826422A]中的微通道， 但一旦出现堵塞， 就会导致温度分布不均， 缩短仪器寿命， 并 且这些常规的微通道冷管需要较大的压降， 能耗更高。 关于多级结构的微通道， 例如专利 [CN102862092B]的T型微通道上下两级的直径比与长度比严格满足Murray定律， 但分叉角 度、 空间最大利用率和流阻最小化这样的限制条件较多。 通过射流冷却设备也是近年来的 研究热点， 例如专利[CN202915199U]中合成射流散热器工作时， 空腔口产生空气流动， 通过 灯罩上的微型空气口与外界空气交换， 但灯罩外无遮挡， 微型空气口易被灰尘雨水污染堵 塞， 进而使散热效率降低。 发明内容 [0004]本发明的目的是克服上述现有技术的不足， 提供一种用于大功率发光体的复合散 热器， 能够结合对流和传导两种散热方式， 最大限度的提供散热效率， 还可以改善温度分布 不均匀的情况。 [0005]本发明为 解决技术问题采用如下技 术方案： [0006]散热区域是导热基板5加上封装盖1构成的一个分为下中上三层功能结构的空心 腔体， 所述散热器两侧有通风网孔2， 底部粘贴有灯罩3保护的LED阵列4； 空心腔 体下层是内 部带有两个反向对称的网络微通道6的水冷散热板7， 所述水冷散热板7两侧设有连通的流 体工质入口13与流体工质出口14的管道供流体工质循环流通， 且流体工质出入口通过管道 和所述导热基板5上的水泵电机8相连； 空心腔体中层， 在所述水冷散热板7上设置了Y形翅 片9阵列； 空心腔体上层， 以封装盖1为中心， 设置四个圆形凹腔10 ‑3， 在所述凹腔10 ‑3内设 置合成射流气冷散热器10， 所述合成射流气冷散热器10的射流口正对Y形翅片9上方； 所述 网络微通道6是 由两个Y形两级分叉串联形成， 且第二个分叉的母管是第一个分叉的子管， 网络微通道6的母子管的长度比为0.79， 水力直径比为0.79； 所述Y形翅片9母、 子管的长度说　明　书 1/7 页 3 CN 113939166 A 3