具有分裂烟囱结构的散热结构的制作方法_3

文档序号:8287637阅读:来源:国知局
的壁构造25可以为环形而驱动器散热片10可以为圆顶形从而在光源散热片20的环形壁构造25的内周界内形成配合。散热片10、20被设置为使得壁构造15、25以及鳍片11、21、22在散热结构2中定义出烟囱(通道)结构30。烟囱结构30具有被划分为两个子烟囱(或子通道)结构31、32的部分,该部分也可以被称作分裂烟囱结构。子烟囱结构31中的一个被定义在光源散热片20的外壁29和驱动器散热片10的外壁19之间,该子烟囱结构31可以被称作外部子烟囱结构(相对于散热结构2的中心而言)。子烟囱结构中的另一个32被定义在驱动器散热片10的外壁19和内壁18之间,该子烟囱结构31可以被称作内部子烟囱结构(相对于散热结构2的中心而言)。因此,驱动器散热片10的外壁19形成两个子烟囱结构31、32之间的隔断壁。烟囱结构30的入口定义在光源散热片20的内壁和外壁28、29之间的开口 26中。另夕卜,驱动器散热片10的外壁19中的开口 16形成内部子烟囱结构32的出口。外部子烟囱结构31的出口定义在光源散热片20的外壁29和驱动器散热片10的外壁19之间的开口中。
[0041]参考图5,将对散热结构2的功能进行描述。
[0042]当照明设备I进行操作时,由光源3产生热量并且该热量经由散热板5消散到光源散热片20。驱动器7也产生热量并且该热量(例如,经由灌封和外壳)消散到驱动器散热片10。因此,散热片10、20由于分别来自驱动器7和光源3的热量而变热,其进而对烟囱结构30内的空气进行加热。烟囱结构30内的空气与烟囱结构30之外的环境空气之间的温差引发了如箭头40所指示的通过烟囱结构30的空气流。该空气流在光源散热片20的壁构造中的入口开口 26进入烟囱结构30并且随后被驱动器散热片10的外壁19划分为两个子烟囱结构31、32中的两个平行空气流。因此,子烟囱结构31、32互相流体平行设置。最后,内部子烟囱结构32中的空气流经由驱动器散热片10的外壁19中的出口开口 16离开该散热结构,并且外部子烟囱结构32中的空气流经由在驱动器散热片10的外壁19和光源散热片20的外壁29之间所定义的出口开口而离开该散热结构。
[0043]烟囱结构30中的空气流主要利用对流而对驱动器散热片10和光源散热片20进行冷却。内部子烟囱结构32中的空气流对驱动器散热片10进行冷却,因为其通过壁构造并且在驱动器散热片10的鳍片之间进行流动。另外,外部子烟囱结构中的空气流主要对光源散热片20进行冷却,因为其通过壁构造并且在光源散热片20的鳍片之间进行流动,但是其也对驱动器散热片10进行冷却,因为其沿着驱动器散热片10的外壁19进行流动。由于子烟囱结构31、32对烟囱结构30内平行的两个空气流进行加速,所以冷的新鲜空气同时通过这两个字烟囱结构进行流动。
[0044]利用该实施例,散热板5的中间部分的温度可能大约为76°C,这低于现有技术的照明设备中的相对应位置的温度,后者可能大约为81°c。因此,通过本实施例所获得的热量消散与现有技术的散热结构相比有所改进。
[0045]在下文中,将对本发明另外的实施例进行描述。
[0046]该实施例公开了在一种定向LED灯上应用的单独散热片结构能够允许该灯中的驱动器和LED的灵活的散热片设计。同时,两个散热片形成两个并行的烟囱,这能够获得最优的空气对流效率。此外,一种高导热性材料的应用能够明显降低从散热片中心到周边的散热阻力。所有这些考虑都很大程度上有利于热管理。因此,其明显有助于寿命、成本降低和重量降低。
[0047]LED灯已经被视为光源的未来并且已经在近年来遍布到世界各地,并且由于高能效以及潜在的长寿命的特征而在未来将会越来越流行以替代传统灯。发热问题被认为是限制光输出和寿命的瓶颈。该实施例针对一种紧凑型LED灯。为了避免与灯具的安装冲突,该灯的后侧与传统灯具保持一致,而前侧则有所伸出以补偿冷却面积。基于这样的机械结构,应用新颖的烟囱冷却结构不仅能够降低从整个灯到环境的热阻,而且还形成了灵活的且能够以合理分配空气流为目的进行调节的对流通道。这样的热量消散解决方案能够明显改进热性能,其还将改善LED灯的光学输出、安全性和寿命,并且最终惠及LED灯的发展。
[0048]对于常规定向反射器的LED灯存在有以下所列出的五个方面的限制:
[0049]?对于大多数LED改型灯而言,后侧被用于散热片设计以补偿冷却面积。但是这容易与一些灯具形成冲突从而导致安装问题。
[0050]?对于常规的定向反射器LED灯而言,针对热量消散设计使用了集成散热片。这意味着驱动器部分和LED部分共享一个散热片,来自LED的热能量会通过散热片轻易传输至驱动器部分,从而驱动器的热量消散条件受到LED部分的不利影响,由此驱动器部分的热性能变得更差。结果,灯的寿命受到限制。
[0051].对于最为常规的具有被动冷却的LED灯而言,散热片是外部鳍片结构,其具有更差的辐射效果和更少的对流优化潜力。这样的缺陷在紧凑型LED灯中由于非常有限的尺寸要求而更为明显。
[0052].对于具有单个垂直鳍片结构的常规LED灯而言,容易导致热连接效应,这会使得顶端组件的热量消散效率有所下降。因此,这样的结构在热量消散方面缺乏可行性。
[0053].在具有点状热源的常规热设计中,位于PCB上的点状热源直接接触散热片基座。这样的设计会产生从点状热源到散热片外侧的大的散热阻力,这将会极大地降低散热片的效率。
[0054]由于常规LED灯的缺点,本实施方式使用双重分裂烟囱结构的概念,其能够显著改善热性能并且还使热量消散路径更为灵活。参见如下结构:
[0055].在该实施例中,后侧与卤素灯保持一致,这能够避免与灯具的冲突,而灯的前侧则突出以便补偿冷却面积,除此之外,这样的突出部分也能够用作有利于热量消散的烟囱效应。
[0056].在分离的散热片结构中,有分别用于LED和驱动器的两个散热片,这对于LED和驱动器的热量消散而言更为灵活且可控。例如,驱动器的热性能有所改善而并不在设计阶段对LED造成明显影响,反之亦然。基于这样的概念,LED和驱动器热性能可以分别有所优化从而获得有所改进的性能和寿命。这允许灯的灵活设计。
[0057].在该实施例中,鳍片被壁结构所包围以形成烟囱结构,其能够对空气流的速度进行加速从而增强对流。这样的结构尤其有利于缺少冷却面积的紧凑型灯的热量消散。
[0058]?基于分裂结构,形成了两个烟囱结构。这两个烟囱是平行的以便避免热连接。在该设计中,新鲜冷空气能够同时通过驱动器和L2(光源)的烟囱从而提升冷却效率。
[0059].此外,能够在点状热源(LED)和散热片基座之间添加散热板以便降低从散中心到散热片周界的散热阻力。这样的板由高导热性材料所制成,诸如石墨、铜或均热板。
[0060]基于以上设计考虑,双重分裂烟囱结构能够提供更低的热阻,提高冷却效能并且降低重量。
[0061]一般来讲,能够如下
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