本发明专利技术公开了一种磁场与碳纳米管协同提升离子风强度的装置，包括离子风发生单元和金属散热装置；待散热的LED芯片固定于金属散热装置下端面；离子风发生单元通过固定支架设置在金属散热装置的上部，由离子风发生单元产生离子风，利用离子风对金属散热装置进行对流换热，进而实现对LED芯片的强化散热。本发明专利技术公开的装置中安装永磁铁提供磁场环境来提升离子风速度，应用于大功率LED芯片热管理时，相同放电电压下的电晕电流显著降低，减少了能量消耗；同时针尖上涂覆的碳纳米管抑制了电晕放电中臭氧的产生，装置整体结构简单、功耗低、工作可靠、绿色环保。绿色环保。绿色环保。
【技术实现步骤摘要】
一种磁场与碳纳米管协同提升离子风强度的装置
[0001]本专利技术属于电子器件强化散热
，尤其涉及一种磁场与碳纳米管协同提升离子风强度的装置。
技术介绍
[0002]电子器件高性能化、集成化和小型化的发展趋势使得其内部热量过度集聚，热流密度越来越大。堆积在较小空间内的热量若不能及时散出，会导致电子器件的工作温度持续升高；当温度超过极限温度时，其工作性能下降、使用寿命缩短，严重时会导致器件损坏，甚至对人体安全造成伤害。因此，亟需寻求高效的冷却措施。
[0003]传统的散热方式存在或多或少的缺陷，离子风散热具有能耗低、无运动部件、控制方便和可集成度高等优点。而磁场和碳纳米管协同作用可以大幅度提升离子风的风速，实现对大功率LED芯片的强化散热。
技术实现思路
[0004]为了解决现有技术中存在的不足，本专利技术提出了一种磁场与碳纳米管协同提升离子风强度的装置，具有结构简单、可靠性高、功耗低、排放低、散热效率大幅度提升等效果。
[0005]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种磁场与碳纳米管协同提升离子风强度的装置，包括离子风发生单元和金属散热装置；待散热的LED芯片固定于金属散热装置下端面；离子风发生单元通过固定支架设置在金属散热装置的上部，由离子风发生单元产生离子风，利用离子风对金属散热装置进行散热，进而实现对LED芯片的强化散热。
[0007]进一步，离子风发生单元包括导流腔、磁场发生单元、针电极和网状电极；导流腔为环形结构，在导流腔的顶部装有盖板，在盖板的中心位置装有针电极，针电极为发射端；且在针电极两侧形成磁场；在导流腔的底部安装有网状电极为接收端，针电极上施加2～6kV的直流高压，网状电极通过导线接地。
[0008]进一步，金属散热装置包括金属基座和金属翅片；在金属基座上表面安装有多个金属翅片，金属翅片的一端面贴合圆环表面阵列布置。
[0009]进一步，金属散热装置外部罩有固定支架，通过固定支架将离子风发生装置固定在金属散热装置的正上方。
[0010]进一步，在针电极的针尖处涂覆碳纳米管，以提升电晕放电过程中的电子发射率并抑制臭氧生成。
[0011]进一步，在盖板的针电极两侧对称装有永磁铁块，两个永磁铁块厚度方向充磁且相对两个面的极性相反，故两个永磁铁块能给放电针提供恒定磁场；
[0012]进一步，永磁铁块的磁通密度最大为200mT，两永磁铁块之间的间距取16mm、18mm、20mm或22mm。
[0013]进一步，，针电极到网状电极的距离应在5～10mm之间调节，防止电子雪崩产生的
带电粒子因放电间距过大而过早湮灭，造成离子风速度降低。
[0014]进一步，针电极由钨钢制成，钨钢材料具有较高机械强度，耐高温、耐腐蚀，有效使用时间较长，网状电极由不锈钢制成，金属散热装置由铝合金材料制成，导热性能好，固定支架、盖板以及连接件均为亚克力，具有极佳的耐候性、较高的表面硬度以及较好的高温性能，提升了装置可靠性，同时还具有绝缘性能，确保使用安全。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016](1)本专利技术通过针电极和网电极组成离子风发生器，当施加于针电极和网电极之间的直流高压达到一定强度时，离子风发生器内部产生电晕放电现象，以针电极尖端为中心向网电极方向辐射离子风。安装于金属散热装置下端面的LED芯片工作时产生的热量大部分以热传导的方式传递至金属散热装置的翅片处，装置产生的离子风进入金属翅片间隙内，进行强制对流换热，完成对于LED芯片的强化散热。本专利技术结构简单，产生离子风的电晕电压为几千伏，电流为毫安级，系统功耗较低通常不超过0.6W，相比于传统轴流式风扇散热降低了35％左右。
[0017](2)本专利技术中针电极两侧对称安装了永磁铁，提供的磁场可以增加电场驱动力，针尖处涂覆碳纳米材料可以降低起晕电压，在磁场以及碳纳米材料的共同作用下增强了电晕放电强度，相比于电场单独作用，该装置使离子风风速增强了26％左右，针尖处涂覆的碳纳米管可抑制电晕放电过程中臭氧的生成，其浓度降低了70％以上，起到节能减排的效果。该装置应用大功率LED芯片散热时，芯片结温最高可降低38℃，冷却效果显著。
附图说明
[0018]图1为本专利技术磁场与碳纳米管协同提升离子风速度装置示意图。
[0019]图2为本专利技术装置的爆炸图。
[0020]图3为本专利技术装置的发生装置的结构示意图。
[0021]图4为本专利技术装置的金属散热装置模块示意图。
[0022]图5为本专利技术装置的连接装置固定支架示意图。
[0023]图中，10
‑
离子风发生单元；11
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针电极；12
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盖板；13
‑
碳纳米管；14
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支架；15
‑
永磁铁；16
‑
导流腔；17
‑
网状电极；18
‑
导线；20
‑
金属散热装置；21
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金属翅片；22
‑
金属基座；30
‑
固定支架；40
‑
待散热的LED芯片。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0025]如图1，根据本专利技术实施例的一种磁场与碳纳米管协同提升离子风强度的装置，包括离子风发生单元10和金属散热装置20；待散热的LED芯片40固定于于金属散热装置20下端面；离子风发生单元10通过固定支架30设置在金属散热装置20的上部，由离子风发生单元10产生离子风，利用离子风对金属散热装置20进行散热，进而实现对LED芯片40的强化散热。
[0026]如图2、3，离子风发生装置10包括导流腔16、磁场发生单元、针电极11和网状电极
17；导流腔16为环形结构，在导流腔16的顶部装有盖板12，在盖板12的中心位置装有针电极11，在针电极11的针尖处涂覆碳纳米管13，碳纳米管具有较优的导电性能和场发射性能，可以增强针尖处放电粒子的产生和传播，提高电晕放电产生的离子风风速。针电极11为发射端；且分别在针电极11两侧对称装有支架14，在每个支架14上用绝缘胶固定装有永磁铁块15，两个永磁铁块15厚度方向充磁且相对两个面的极性相反，两个永磁铁块15之间可形成恒定磁场。在导流腔16的底部安装有网状电极17为接收端，网状电极17连接导线18，在工作时，针电极11的针尖到盖板12下端面的距离为22mm，针电极11连接直流高电压，网状电极17通过导线18接地，针电极11的针尖指向网状电极17，网状电极17与针电极11的针尖的距离取值需要适中，取值范围为5～10mm之间，不宜过大，防止电子雪崩产生的带电粒子因放电间距过大而过早湮灭，造成离子风速度降低，本装置取为5mm。
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种磁场与碳纳米管协同提升离子风强度的装置，其特征在于，包括离子风发生单元(10)和金属散热装置(20)；待散热的LED芯片(40)固定于金属散热装置(20)下端面；离子风发生单元(10)通过固定支架(30)设置在金属散热装置(20)的上部，由离子风发生单元(10)产生离子风，利用离子风对金属散热装置(20)进行散热，进而实现对LED芯片(40)的强化散热。2.根据权利要求1所述的一种磁场与碳纳米管协同提升离子风强度的装置，其特征在于，离子风发生单元(10)包括导流腔(16)、磁场发生单元、针电极(11)和网状电极(17)；导流腔(16)为环形结构，在导流腔(16)的顶部装有盖板(12)，在盖板(12)的中心位置装有针电极(11)，针电极(11)为发射端；且在针电极(11)两侧形成磁场；在导流腔(16)的底部安装有网状电极(17)为接收端；针电极(11)上施加2～6kV的直流高压，网状电极(17)通过导线(18)接地。3.根据权利要求1所述的一种磁场与碳纳米管协同提升离子风强度的装置，其特征在于，金属散热装置(20)包括金属基座(22)和金属翅片(21)；在金属基座(22)上表面安装有多个金属翅片(21)，金属翅片(21)的一端面贴合圆环表面阵列布置。4.根据权利要求3所述的一种磁场与碳纳米管协同提升离子风强度的装置，其特征在于，金属散热装置(20)外部罩有固定支架(30)，通过固定支架(30)将离子风发生单元(10)固定在金属散热装置(20)的正上方。...
【专利技术属性】
技术研发人员：王静，刘彦君，朱涛，陈永强，王姜博，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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