专利名称：照明装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种照明装置。
背景技术：
由于LED灯的节能、寿命长以及环境友好等诸多特性，LED灯已经被视为未来的照明方案。然而，目前LED等依然有一些缺点限制其发展。最严重的缺点可能就是散热。因为其操作原理，LED芯片在灯的发光过程中产生大量的热。如果这些热量不能及时地得以散出，将由于光衰减而大大地影响灯的寿命。结果，尽管这些年在低功率的照明中LED灯得到长足的发展，但是LED却未能在高流明照明的市场上有多少改进。为了达到高流明输出，另一种方案是像过去几年所作的那样提高LED发光效能(λ )。然而，遗憾的是，该发光效能也具有瓶颈并且不能一直地增加。为了提高热性能，已经开发了几种方法，例如，采用散热能力较大的主动冷却风扇或者采用大的散热器。但依然存在一些问题。对于主动冷却而言，为了以较大的散热能力处理较大的热载荷，应当使用具有较高的空气流动率的大的风扇，但这些大的风扇不可避免地带来了不低的噪声。对于被动冷却而言，最重要的莫过于散热器表面面积，与主动冷却相比，为了将同样的热量散出，应当使用带有大翅片的金属散热器来增大其表面面积。结果，灯的形状因数可能与国际电工技术委员会(International ElectrotechnicalCommission, IEC)推行的标准外形不一致，因此灯具适应性较差。同时，大的散热器还带来重量、安全以及成本压力问题。为了克服这些技术问题，本实用新型将公开一种带有紧凑的散热器的照明装置，这种照明装置在具有上述优点的同时还克服了它们的缺点。
实用新型内容为了提高LED灯的热性能，本实用新型公开了一种照明装置，其包括:后壳、散热器以及至少一个LED光源，该散热器包括:内壁，其基本呈碟形，具有内表面和外表面，LED光源热耦合到其内表面上；外壁，其具有主体部分，主体部分在照明装置的纵向上流体贯通地与内壁间隔开并周向地环绕内壁的外表面；多个翅片，其彼此间隔开地连接在外壁的主体部分和内壁之间以在多个翅片的两两之间限定有一个进风通道；后壳连接到散热器的外壁的主体部分上，其上限定有至少一个出风通道；藉此，工作时，环境空气经由进风通道流入，换热后的热空气经由出风通道流出。优选地，在照明装置的纵向上，外壁的主体部分朝着后壳呈缩口状。优选地，多个翅片基本终止于外壁的主体部分的下游边缘。优选地，多个翅片从外壁的主体部分的下游边缘径向地向中央突出。优选地，后壳的内表面形成容纳腔，容纳腔至少容纳有光源驱动器以将出风通道与进风通道隔开，光源驱动器上还开设有通孔以使热空气依次经由通孔和出风通道流出。优选地，后壳形成容纳腔，容纳腔容纳有光源驱动组件，光源驱动组件占据后壳的壁面一部分，出风通道限定在后壳的壁面的其余部分上。优选地，出风通道靠近后壳的敞口端。优选地，内壁、外壁和多个翅片是一体成型的。更优选地，内壁、外壁和多个翅片是金属制成的。优选地，照明装置还包括风扇，风扇设置在散热器和后壳之间。更优选地，内壁的外表面、外壁的主体部分的下游边缘和多个翅片的下游端部共同形成有容纳空间，风扇至少部分地位于容纳空间中。本实用新型的照明装置具有如下特性:(I) 一方面，翅片由外壁连接可以提高热传导，另一方面，具有内部翅片的散热器形成了低阻的空气入口通道从而增强空气对流，即，本实用新型的照明装置同时应用了热传导和热对流原理；以及(2)根据在一定的空气流动率下流阻越高噪音越大的原理，在一种实施方式中将翅片与壁的边缘设置为平齐可以实现较低的空气流阻和较小的噪音。通过本实用新型，可以得到下述优点:1、本实用新型的照明灯具的技术方案既有风扇的主动冷却又有散热器的被动冷却，既有LED光源到散热器的热传导又有空气在散热器的翅片之间的热对流，因此，热性能更好和热阻更低，同时，噪音水平也是可接受的；2、与常规的被动冷却相比，本实用新型公开的散热器的结构比较紧凑，并且整体的重量能够降低50%或更多，同时，成本也得以降低；3、本实用新型公开的照明装置能够更好地满足国际电工技术委员会的标准以确保其好的灯具适应性。
为了解释本实用新型，将在下文中参考附图描述其示例性实施方式，附图中:图1示出了本实用新型的照明装置的一种实施例的分解图；图2示出了图1所示的本实用新型的照明装置的散热器的透视图；图3示出了图2的散热器去除部分材料的透视图；图4示出了本实用新型的照明装置的散热器的另一种实施例的透视图；图5示出了图4的散热器去除部分材料的透视图；图6示出了图1所示的本实用新型的照明装置的后壳的透视图；图7示出了本实用新型的照明装置的后壳的另一种实施例的透视图；图8示出了本实用新型的照明装置的一种实施例工作时的热对流情形。不同图中的相似特征由相似的附图标记指示。
具体实施方式
图1示出了本实用新型的一种实施例的照明装置的分解图。如图1所示，该照明装置100包括后壳102、光源驱动器104、驱动器散热元件106、风扇108、散热器110、LED光源112、光学元件114。具体地，光源驱动器104可以包括驱动电路板以及安装在该驱动电路板一例上的电子器件诸如电容；驱动器散热元件106可以为包括多个沟槽的散热板，其可以设置在驱动电路板的另一侧上，用于被动地对光源驱动器104散热；风扇108用于对光源驱动器104主动地进行散热。在安装时，光源驱动器104和驱动器散热元件106可以被容纳在后壳102内，风扇108可以安装到驱动器散热元件106的下侧。散热器110在上方和后壳102可以通过多种选择性方式机械地耦合在一起，例如，可以通过卡扣连接，也可以通过紧固件连接，还可以兼用卡扣和紧固件连接。该散热器110在下方通过例如铝基电路板与LED光源112热耦接，该LED光源112通过该铝基电路板电连接到光源驱动器104，这属于现有技术，在此不再赘述。诸如透镜的光学元件114可以以各种选择性的方式连接到散热器110的下方。藉此，后壳102、散热器110和光学元件114从上到下(纵向上)连接起来并将照明装置的其他器件容纳起来。图2示出了图1所示的本实用新型的照明装置的散热器的透视图。图3示出了图2的散热器去除部分材料的透视图。如图2和图3所示，该散热器110 —般由散热性能较好的金属材料诸如铝或者铜等一体成形。该散热器110包括内壁116、外壁118以及多个翅片120。其中，该内壁116基本呈碟形，具有大致圆形的基部116a以及从基部116a的周向边缘向下向外延伸的边缘部116b，内壁116限定了内表面116c和外表面116d，图1所示的LED光源112可以热耦合到其内表面116c上。通常，前述LED光源112热耦合到内壁116的基部116a的内表面上。外壁118具有主体部分118a和边缘部分118b，该主体部分118a从下到上呈逐渐缩口的形状，在照明装置的纵向上流体贯通地与内壁116间隔开并周向地环绕内壁116的外表面116d。更具体地，从图3可以看到，该外壁118的主体部分118a周向上环绕该内壁116的边缘部116b、径向上逐渐收缩并且在纵向上延伸超过内壁116的边缘部116b。边缘部分118b形成在主体部分118a的周向边缘并在径向上和纵向上延伸形成阶梯状结构。多个翅片120彼此均匀间隔开地连接在外壁118的主体部分118a和内壁116之间以在多个翅片120的两两之间限定有一个进风通道122。进一步地，这些翅片120基本终止于该外壁118的主体部分118a的下游边缘处，即，这些翅片120不从外壁118顶端部突伸出来，因此，主体部分118a的下游边缘、翅片120的终止端部和基部116a形成了一容纳空间。图4示出了本实用新型的照明装置的散热器的另一种实施例的透视图。图5示出了图4的散热器去除部分材料的透视图。如图4和图5所示，该散热器210包括内壁216、外壁218以及多个翅片220。其中，该内壁216基本呈碟形，具有大致圆形的基部216a以及从基部216a的周向边缘向下向外延伸的边缘部216b，内壁216限定了内表面216c和外表面216d，图1所示的LED光源112可以热耦合到其内表面216c上。较优地，图1所示的LED光源112热耦合到内壁216的基部216a的内表面上。外壁218具有主体部分218a和边缘部分218b，该主体部分218a从下到上呈逐渐缩口的形状，在照明装置的纵向上该主体部分218a流体贯通地与内壁216间隔开并周向地环绕内壁216的外表面216d。更具体地，从图5可以看到，该外壁218的主体部分218a周向上环绕该内壁216的边缘部216b、径向上逐渐收缩并且在纵向上延伸超过内壁216的边缘部216b。边缘部分218b形成在主体部分218a的周向边缘并在径向上和纵向上延伸形成阶梯状结构。多个翅片220彼此均匀间隔开地连接在外壁218的主体部分218a和内壁216之间以在多个翅片220的两两之间限定有一个进风通道222。进一步地，这些翅片220从该外壁218的主体部分218a的下游边缘径向地向中央突出一段距离但彼此并不接触从而在中央留有一定的空间。将具有图2和图3所示的散热器110的照明装置和具有图4和图5所示的散热器210的照明装置进行比较，可以发现，前者的流阻更小并且噪音更低。图6示出了图1所示的本实用新型的照明装置的后壳的一种实施例的透视图。如图6所示，该后壳102具有略呈方形的头部102a以及从该头部102a向下向外延伸的盖体部分102b。其中，头部102a和盖体部分102b在其内共同形成容纳腔，盖体部分102b上形成有多个狭槽102c，这些狭槽102c在照明装置工作时用作出风通道。当图6所示的后壳102与图1所示的光源驱动器104和驱动器散热元件106安装时，在后壳102的容纳腔内可以填充一定体积的用于绝缘和导热的灌封胶，并将光源驱动器104的除驱动电路板外的其他电子器件诸如电容至少部分地埋设在灌封胶内，再将驱动器散热元件106邻近该光源驱动器104的驱动电路板安设到后壳102上，接着将风扇108安装在驱动器散热元件106上。这样，虽然灌封胶、光源驱动器104和驱动器散热元件106占据了后壳102的壁面的大部分但并不占据该后壳102的盖体102b的边缘壁面从而与盖体部分102b上的多个狭槽102c不会发生干涉。结合图8，当图6所示的后壳102和图1所示的散热器110安装后，光源驱动器104和驱动器散热元件106被容纳在后壳102的容纳腔内，风扇108大致位于散热器的多个翅片120的中央容纳空间内。这样，当照明装置工作时，LED光源112的热量通过内壁116传导到多个翅片120上；同时，由于照明装置内部相对于外部的温度高很多，环境空气会从多个翅片120限定的进风通道122进入到内壁116的基部116a上方以部分地带走翅片120上的热量；进一步地，风扇108 —方面对位于其顶侧的光源驱动器104散热另一方面也对位于其底侧的内壁116的基部116a散热，而且风扇108的风扇叶片的转动也使进入到基部116a上方的空气被加速扰动并从由后壳102限定的多个狭槽102c流出。图7示出了本实用新型的照明装置的后壳的另一种实施例的透视图。如图7所示，该后壳202具有略呈方形的头部202a以及从该头部202a向下向外延伸的盖体部分202b。其中，头部202a具有中空通道202c，该中空通道202c在照明装置工作时用作出风通道。当图7所示的后壳202与图1所示的光源驱动器104和驱动器散热元件106安装时，需要将光源驱动器104的光源驱动板开设有通孔，并将光源驱动器104、驱动器散热元件106以及风扇108固定在一起并使光源驱动器104和驱动器散热元件106容纳于后壳202的容纳腔内。这样，虽然光源驱动器104的光源驱动板将位于下侧的散热器110的进风通道122和位于顶侧的后壳202的头部202a的出风通道202c隔开，但是光源驱动器104上的通孔依然可以保持进风通道122和出风通道202c流体连通。当图7所示的后壳202和图1所示的散热器110安装后，光源驱动器104和驱动器散热元件106被容纳在后壳202的容纳腔内，风扇108大致位于散热器110的多个翅片120的中央。这样，当照明装置工作时，LED光源112的热量通过内壁116传导到多个翅片120上；同时，由于照明装置内部相对于外部的温度高很多，环境空气会从多个翅片120限定的进风通道122进入到内壁116的基部116a上方以部分地带走翅片120上的热量；进一步地，风扇108 —方面对位于其顶侧的光源驱动器104散热另一方面也对位于其底侧的内壁116的基部116a散热，而且风扇108的风扇叶片的转动也使进入到基部116a上方的空气被加速扰动并从由后壳202的头部202a限定的出风通道202c流出。将具有图6所示的后壳102的照明装置和图7所示的后壳202的照明装置进行比较，可以发现，前者的恒温性更好，后者的流阻更小。本领域的技术人员可以理解，散热器的内壁可以呈其他形状，例如可以为平滑过渡的曲面。在上述实施例中，将用于对光源驱动器散热的风扇放置在散热器的基部上方的中央位置处从而可以兼用于对散热器进行主动散热，然而，可以理解，如果不考虑照明装置的重量和空间，可以除了在上述实施例中描述的风扇外再加设一专用风扇，此专用风扇专门用来主动冷却该LED光源。还应当可以理解，散热器的外壁的边缘部分形成阶梯状可以使照明装置的形状因数更好地满足国际电工技术委员会(International Electrotechnical Commission, IEC)的标准，从而使本实用新型所公开的照明装置可以适配于各种灯具。另外，本领域技术人员可以通过调节翅片的数量、间距、高度和厚度等来确定翅片的最优方案。本实用新型可以达到下述技术效果:1、本实用新型的照明灯具的技术方案既有风扇的主动冷却又有散热器的被动冷却，既有LED光源到散热器的热传导又有空气在散热器的翅片之间的热对流，因此，热性能更好和热阻更低，同时，噪音水平也是可接受的；2、与常规的被动冷却相比，本实用新型公开的散热器的结构比较紧凑，并且整体的重量能够降低50%或更多，同时，成本也得以降低；3、本实用新型公开的照明装置能够更好地满足国际电工技术委员会的标准以确保其好的灯具适应性。本实用新型不以任何方式限制于在说明书和附图中呈现的示例性实施方式。示出以及描述的实施方式(的部分)的所有组合明确地理解为并入该说明书之内并且明确地理解为落入本实用新型的范围内。而且，在如权利要求书概括的本实用新型的范围内，很多变形是可能的。此外，不应该将权利要求书中的任何参考标记构造为限制本实用新型的范围。
权利要求1.一种照明装置，包括:后壳、散热器以及至少一个LED光源，其特征在于: 所述散热器包括: 内壁，其基本呈碟形，具有内表面和外表面，所述LED光源热耦合到其内表面上； 外壁，其具有主体部分，所述主体部分在所述照明装置的纵向上流体贯通地与所述内壁间隔开并周向地环绕所述内壁的外表面； 多个翅片，其彼此间隔开地连接在所述外壁的主体部分和所述内壁之间以在所述多个翅片的两两之间限定有一个进风通道； 所述后壳连接到所述散热器的外壁的主体部分上，其上限定有至少一个出风通道； 藉此，工作时，环境空气经由所述进风通道流入，换热后的热空气经由所述出风通道流出。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，在所述照明装置的纵向上，所述外壁的主体部分朝着所述后壳呈缩口状。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述多个翅片基本终止于所述外壁的主体部分的下游边缘。
4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述多个翅片从所述外壁的主体部分的下游边缘径向地向中央突出。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述后壳的内表面形成容纳腔，所述容纳腔至少容纳有光源驱动器以将所述出风通道与所述进风通道隔开，所述光源驱动器上还开设有通孔以使所述热空气依次经由所述通孔和所述出风通道流出。
6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述后壳形成容纳腔，所述容纳腔容纳有光源驱动组件，所述光源驱动组件占据所述后壳的壁面一部分，所述出风通道限定在所述后壳的壁面的其余部分上。
7.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述出风通道靠近所述后壳的敞口端。
8.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述内壁、所述外壁和所述多个翅片是一体成型的。
9.根据权利要求1-8任一项所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置还包括风扇，所述风扇设置在所述散热器和所述后壳之间。
10.根据权利要求9所述的照明装置，其特征在于，所述内壁的外表面、所述外壁的主体部分的下游边缘和所述多个翅片的下游端部共同形成有容纳空间，所述风扇至少部分地位于所述容纳空间中。
专利摘要一种照明装置，包括后壳、散热器以及至少一个LED光源，散热器包括内壁，其基本呈碟形，具有内表面和外表面，LED光源热耦合到其内表面上；外壁，其具有主体部分，主体部分在照明装置的纵向上流体贯通地与内壁间隔开并周向地环绕内壁的外表面；多个翅片，其彼此间隔开地连接在外壁的主体部分和内壁之间以在多个翅片的两两之间限定有一个进风通道；后壳连接到散热器的外壁的主体部分上，其上限定有至少一个出风通道；藉此，工作时，环境空气经由进风通道流入，换热后的热空气经由出风通道流出。该方案既有LED光源到散热器的热传导又有空气在散热器的翅片之间的热对流，因此，热性能更好和热阻更低，同时，噪音水平也是可接受的。
文档编号F21S2/00GK202972618SQ201220579409
公开日2013年6月5日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者雷承勇, 薛健, 孙延萌, 李小伟, 郭庆 申请人:飞利浦(中国)投资有限公司