专利名称：具有空气冷却的照明组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及照明领域并且具体地涉及一种具有照明器件的照明组件，该照明器件 生成将通过强制流体流动来去除的过量热。
背景技术：
如今，LED(发光二极管)器件由于它们将电功率输入转换成光输出的效率高、它 们的尺度小、它们的可用光色多样化以及出于其它原因而越来越多地常用于照明用途。个 别LED是可在例如2···4ν的电压工作的低电压器件。当从例如220V AC或者IlOV AC的电 源电压向LED供应电力时，电压转换因此是必需的。这样的转换需要一种包括诸如一个或 者多个变压器、半导体开关、电感器等的不同部件的转换器。转换器给照明组件增添大量体 积、重量和成本。公开号为DE 20 2005 019 695U1的德国实用新型公开一种灯，该灯包括壳、在壳 中提供并且连接到壳的发电机、连接到发电机的平衡重物和光元件。发电机基于电磁感应 来工作以生成用于与之连接的光元件的电力。根据DE 20 2005 019 695U1的图8，灯壳装配到由电动马达驱动的风扇推进器轮 轴。在壳的与风扇推进器轮轴的轴向端背离的前侧提供包含多个LED的光元件。平衡重物 具有落在发电机轴杆下面的重心以在旋转灯壳时使发电机轴杆旋转。风扇推进器轮轴生成 的空气流沿着壳的横向侧流动。随着LED功率的增加，其中的功率损耗可能很大从而需要大型散热器或者需要风 扇设备对功率LED的主动冷却，该风扇设备生成用于散热器或者功率LED的对流冷却的冷 却流体流动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种需要少量部件的照明组件。本发明的优点在于它的紧凑性。在一个实施例中，本发明的照明组件包括照明器件；风扇设备；风扇马达，用于 驱动风扇设备以生成流体流动；以及照明发电机，用于生成向照明器件供应的电力。风扇马 达具有电磁马达电路，并且照明发电机具有电磁发电机电路，并且电磁马达电路的部分形 成电磁发电机电路的部分。照明器件具有用于冷却照明器件的冷却区，并且风扇设备在工 作时沿着照明器件的冷却区生成流体流动。因而，组合电磁马达电路与电磁发电机电路以提供紧凑单元，该单元在馈送有电 力时可以充当用于驱动风扇设备的马达和用于生成向照明器件供应的电力的发电机两者。 通过由风扇设备产生的流体流动来去除照明器件产生的热损耗。流体沿着照明器件的冷却 区流动，该冷却区可以是照明器件的壳或者罩(或者其部分)如玻璃或者合成材料容器，或 者是与照明器件热接触的散热器。一般而言，流体可以是气体或者液体。在实践中，流体可 以是空气。
在一个实施例中，电磁发电机电路包括位于电磁马达电路中生成的磁场中的发电 机线圈。磁场可以静止而发电机线圈相对于静止场移动。取而代之，磁场可以变化而发电 机线圈静止。可变磁场与可动发电机线圈的组合也是可能的。在发电机线圈中生成用来向 照明器件供应电流的AC电压。例如可以由任何整流器电路或者借助在向照明器件供应之 前通过DC转子绕组的集流环输出来对电流进行整流。电磁发电机可以被设计成以预定电压生成预定电力。发电机的功率特性可以不同 于电磁马达的功率特性。在一个实施例中，照明发电机被配置成供应低电压(例如2-4V)， 而风扇马达可以被配置成接收电源电压(例如IlOV或者230V AC)，其中无需单独电子功率 转换器生成用于照明器件的低电压。在一个实施例中，风扇马达和照明发电机为旋转型设备。在另一实施例中，风扇马 达和照明发电机为振荡型设备，比如音圈型设备。例如在国际专利申请WO 2007/107921中 公开一种振荡型风扇马达。在一个实施例中，照明器件包括至少一个功率LED。因而在本发明的一个方面中提 供一种功率LED供电设备，该设备包括风扇设备；风扇马达，用于驱动风扇设备以生成流 体流动；以及照明发电机，用于生成向至少一个功率LED供应的电力。风扇马达具有电磁马 达电路，并且照明发电机具有电磁发电机电路，并且电磁马达电路的部分形成电磁发电机 电路的部分。风扇设备在工作时沿着至少一个功率LED的冷却区生成流体流动。在另一个方面中，本发明提供一种向照明器件供电的方法，该方法包括向照明器 件供应电力；以及供应用于生成用于冷却照明器件的流体流动的电力，其中对为了生成流 体流动而供应的电力的部分进行电磁转换以生成向照明器件供应的电力。将更容易理解权利要求和优点，因为它们通过参照下文具体实施方式
而变得更好 理解并且结合其中相似标号表示相似部分的附图来考虑。
图1示意地示出了本发明的一个实施例。图2示意地示出了本发明的又一实施例。图3示意地具体示出了图1的实施例的部分。图4示出了本发明的另一实施例的横截面。
具体实施例方式图1示出了一种包括照明器件的照明组件，该照明器件实施为LED 2、比如功率 LED,该照明器件生成需要通过强制冷却来去除的大量热损耗。壳4包含旋转马达6和旋转 发电机8，该马达6驱动具有旋转轴11的可旋转风扇10。马达6和发电机8被机械地耦合， 并且在工作时，马达6驱动发电机8以及风扇10。如图3中将具体图示的那样，马达6的电 磁电路的部分为发电机8的电磁电路的部分。LED 2通过线路12电耦合到发电机8，从而 通过线路12向LED 2供应发电机8生成的电力，该LED 2由此提供预定颜色和强度的光。 发电机8生成适合于LED 2的例如2-4V的低电压的AC或者DC功率。马达6通过线路14 由电源电压(通常为50Hz或者60Hz的230V或者IlOV AC)供电。因此通过向马达6提供电源电力，马达6将旋转并且可旋转地驱动发电机8和风扇10。发电机8又将向LED 2供应电力。在工作时，LED 2将生成光和热。在工作时将通 过由风扇10生成的气流流动从LED 2去除热。如虚线所示，散热器3可以热耦合到LED 2， 其中风扇10生成的流体流动将冷却散热器3。当发电机8为AC型时，LED 2的占空比仅约为50%，并且LED生成的光可能可见 地闪烁、特别是在马达6从休止开始运转时。取而代之，AC发电机8可以耦合到整流器电路(未示出)、比如半桥或者全桥整流 器电路，并且可以向照明器件、具体为LED2供应整流器电路产生的整流电压、由此将占空 比增加至约100%。图2示出了类似于图1的实施例。取代了根据图1连接于线路12之间的一个LED 2，图2示出了反并联连接于线路12之间的两个LED 20。在后一种配置中，光输出与图1 的配置相比倍增，因为电流可以在发电机8生成的AC电压的完整周期期间流过两个LED之
ο图3示出了如可以在图1的电路中使用的马达/发电机组件和风扇10的部分的 一个实施例。装配到旋转轴11的风扇10耦合到DC马达/发电机组件的转子30。具有由 传导材料制成的分段32的第一集流环31与连接到未具体示出的静止壳结构或者定子结构 的电刷33电接触。电刷33电连接到DC电压输入线路14。具有由传导材料制成的分段35 的第二集流环34与连接到所述壳或者定子结构的电刷36电接触。电刷36电连接到DC电 压输出线路12。分段32电连接到转子30的主体37上装配的转子马达绕组(未具体示出)。分 段35电连接到主体37上装配的转子发电机绕组(未具体示出)。主体37的至少部分由 导磁材料制成。转子30放入方向38与旋转轴11的延伸基本上成直角的实质上静止磁场 中。例如在主体37的圆柱表面彼此相对定位的永磁体可以用本身已知的方式生成这样的 磁场。永磁体可以形成定子。也可以使用由DC电流激励的电磁体而不是永磁体。通过向线路14施加DC电压，DC电流将流过线路14、电刷33、由电刷33接触的分 段32和连接到分段32的转子马达绕组，并且转子30将在由电流极性和磁场极性确定的方 向上旋转。由于这一旋转，将在转子发电机绕组中生成并且将在线路12上存在电压。当线 路12连接到照明器件如一个或者多个二极管2时，DC电流将流过照明器件、线路12、电刷 36、由电刷36接触的分段35和连接到分段35的转子发电机绕组。风扇10生成的流体(例 如空气)流动将冷却照明器件。在图3的构造中，主体37为电磁马达电路的部分和电磁发电机电路的部分。用于 操作转子马达绕组的DC电压可以不同于转子发电机绕组生成的DC电压。作为旋转风扇冷却的替代，国际专利申请WO 2007/107921公开一种脉冲流体冷 却设备，该设备包括换能器，适合于在驱动频率生成压力波；管，具有适合于从换能器接 收所述压力波的第一端和适合于向对象生成脉冲净输出流动的第二端。管充当向脉冲流动 施加速率增益的传输线路。图4示出了这样的脉冲流体冷却设备。图4示出了壳40，该壳包括大体上圆柱形的第一壳部41、大体上截头圆锥形的第 二壳部42和大体上圆柱形的第三壳部43。环形磁体44 (永磁体或者电磁体)处于包括盘 形基部46a和中心圆柱形部分46b的下轭部46与环形上轭部48之间。轭部46和48由可 磁化材料制成。装配于膜52上的支撑件50位于上轭部48的内表面与中心圆柱形下轭部46b的端部之间的气隙中。支撑件50带有通常相互电隔离但不必然相互电隔离的致动器线 圈M和发电机线圈56。磁体44生成的磁场在气隙中基本上径向地定向。当致动器线圈M通过线路58、60由AC电压如电源电压供电时，支撑件50将在双 箭头62所示方向上振荡，由此移动膜52，具体为移动其中心部。因而，膜52将生成如箭头 64所示经过第三壳部43的开口离开壳40的空气流动。照明器件如LED 66放入膜52生成 的流体流动路径中并且由这一流体流动冷却。LED 66通过线路68、70电连接到发电机线圈 56并且由发电机线圈56在与致动器线圈M —起随着支撑件50在气隙中生成的磁场中振 荡时生成的电能供电。因此通过向致动器线圈M提供电力，支撑件50将振荡并且振荡地驱动发电机线 圈56和膜52。发电机线圈56又将向LED 66供电。在工作时，LED 66将生成光和热。在 工作中将通过由膜52生成的空气流从LED 66去除热。在图中所示实施例中，单个LED 2可以替换为多个串联和/或并联连接的LED。LED 也可以替换为任何其它类型的照明器件，比如一个或者多个白炽灯或者一个或者多个气体 放电灯。根据本发明，生成过量热的照明器件具有由风扇设备生成的流体流动冷却的冷却 区。驱动风扇设备的风扇马达具有电磁马达电路。电磁马达电路的部分形成电磁发电机电 路的部分。电磁发电机电路向照明器件供电。电磁马达与发电机电路的组合提供一种可以 连接到电源电压而无电转换的紧凑和低成本构造。照明器件可以是LED器件，比如功率LED 器件。按照需要，这里公开本发明的具体实施例；然而将理解公开的实施例仅举例说明 可以用各种形式实施的本发明。因此这里公开的具体结构和功能细节将不理解为限制而仅 作为用于权利要求书的基础和作为用于向本领域技术人员传授在实质上任何适当具体结 构中不同地实施本发明的有代表性的基础。另外，这里使用的术语和措词并非进行限制而 是提供对本发明的可理解的描述。在权利要求书中的任何标号不应理解为限制范围。如这里使用的术语“一个/ 一种”、“第一”、“第二”等定义为一个或多个而非一个。 如这里使用的术语多个定义为两个或多个而非两个。此外，单数引用并不排除复数。如这里 使用的术语“另一个”定义为至少第二或者更多个。如这里使用的术语“包括”和/或“具 有”定义为开放式包括。如这里使用的术语“耦合”定义为连接，既不必然是直接连接，也不 必然是机械连接。
权利要求
1.一种照明组件，包括 -照明器件O)；-风扇设备(10)；-风扇马达(6)，用于驱动所述风扇设备以生成流体流动；以及 -照明发电机⑶，用于生成向所述照明器件供应的电力，其中所述风扇马达具有电磁马达电路，并且所述照明发电机具有电磁发电机电路，并 且所述电磁马达电路的部分形成所述电磁发电机电路的部分，并且其中所述照明器件具有用于冷却所述照明器件的冷却区，并且所述风扇设备在工作时 沿着所述照明器件的冷却区生成流体流动。
2.根据权利要求1所述的照明组件，其中所述电磁发电机电路包括位于所述电磁马达 电路中生成的磁场中的发电机线圈。
3.根据权利要求1所述的照明组件，其中所述照明发电机被配置成供应低电压。
4.根据权利要求3所述的照明组件，其中所述低电压在2-4V之间。
5.根据权利要求1所述的照明组件，其中所述电磁马达电路包括配置成由电源电压激 励的马达线圈。
6.根据权利要求1所述的照明组件，其中所述风扇马达和所述照明发电机为旋转型设备。
7.根据权利要求1所述的照明组件，其中所述风扇马达和所述照明发电机为振荡型设备。
8.根据权利要求7所述的照明组件，其中所述风扇马达和所述照明发电机为音圈型设备。
9.根据权利要求1所述的照明组件，其中所述照明器件包括至少一个功率LED(2)。
10.根据权利要求1所述的照明组件，其中所述冷却区包括与所述照明器件热接触的 散热器⑶。
11.一种功率LED供电设备，包括 -风扇设备(10)；-风扇马达(6)，用于驱动所述风扇设备以生成流体流动；以及 -照明发电机(8)，用于生成向至少一个功率LED(2)供应的电力， 其中所述风扇马达具有电磁马达电路，并且所述照明发电机具有电磁发电机电路，并 且所述电磁马达电路的部分形成所述电磁发电机电路的部分，并且其中所述风扇设备在工作时沿着所述至少一个功率LED的冷却区生成流体流动。
12.一种向照明器件供电的方法，包括 -向所述照明器件⑵供应电力；以及-供应用于生成用于冷却所述照明器件的流体流动的电力；-其中对为了生成所述流体流动而供应的电力的部分进行电磁转换以生成向所述照明 器件供应的电力。
全文摘要
一种生成过量热的照明器件(2)具有通过由风扇设备(10)生成的流体流动来冷却的冷却区。驱动风扇设备的风扇马达(6)具有电磁马达电路。电磁马达电路的部分形成电磁发电机电路的部分。电磁发电机电路向照明器件供电。电磁马达与发电机电路的组合提供一种可以连接到电源电压而无电转换的紧凑和低成本构造。照明器件可以是LED器件。
文档编号F21S9/04GK102112805SQ200980129933
公开日2011年6月29日 申请日期2009年7月24日 优先权日2008年7月31日
发明者J·W·威坎普, M·J·范伯梅尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司