用于照明系统的封装件的制作方法

本公开涉及电气工程领域，并且更具体地，涉及照明系统领域。定义在本说明书中以下所使用的术语“发光部件（lightemittingcomponents）”指的是被构造成将电能转换成光能的任何电气或电子部件，包括但不限于所有类型的led、荧光灯、白炽灯泡、瓦斯灯、激光灯、灯管、卤素灯、光投射装置，以及它们的组合。
背景技术：
：对家居照明系统、泛光灯、天井灯、工业照明和道路照明系统的需求存在巨大的增长，并且对诸如led、cfl、卤素灯等的发光部件的需求随之增加。照明系统的发光部件和其它相关联的部件通常被一起容纳在单个隔室内并且被构造成以导致在照明系统内生成热和耗散热的方式将电能转换成光能。以发光二极管（led）阵列为例，其中所施加的电流的很大一部分随后被转换成热能。而且，发光二极管（led）阵列的相关联的部件，诸如led阵列板、led驱动器、光反射器和布线等被构造成在将电能转换成光能期间耗散热。特别地，led驱动器具有极限，因为它们最高只能够运行到临界温度。在led驱动器的温度上升到临界温度之上的情况下，所涉及的led驱动器性能降低，从而降低照明系统的性能。照明系统的部件在单个隔室内部的共同热耗散使每个部件的温度上升到临界水平之上，从而导致对照明系统的部件的损坏，并且在此过程中减少它们的寿命。此外，高操作温度降低照明系统的效率。例如，典型的led照明系统在室温下具有接近100,000小时的寿命，然而，相同的led照明系统在接近90℃的温度下操作时具有小于20,000小时的寿命。具有led阵列的led照明系统在各种各样的应用中被用作光源，并且已经被明确证明在要求极其明亮的光的应用中有用。在这样的要求从小且紧凑的包装件产生高流明的光的应用中，使用了极其明亮的led光源，从而在相对小的空间内部生成大量热。此外，led还被用于密封的、封装的照明固定设施中，其中要求密封的封装件防止将环境元素引入到照明系统中。因此，感觉到存在对缓解前述缺点的用于光照明系统的封装件的需求。目的本公开的一些目的如下所述，本文中的至少一个实施例满足这些目的。本公开的目的是改善现有技术的一个或更多个问题，或者至少提供有用的替代方案。本公开的目的是提供用于照明系统的封装件。本公开的另一目的是提供被划分成隔室的用于照明系统的封装件。本公开的仍另一目的是提供用于照明系统的封装件，该封装件防止照明系统的部件过热。本公开的其它目的和优点将从以下描述变得更加显而易见，以下描述不意图限制本公开的范围。技术实现要素：本公开设想用于照明系统的封装件。所述封装件包括设置在第一壳体中的第一隔室和设置在第二壳体中的第二隔室。所述第一壳体可移除地固定到所述第二壳体。至少一个驱动器可接收在所述第一隔室中并且被构造成生成多个驱动信号。至少一个发光部件可接收在所述第二隔室中并且被构造成接收所述多个驱动信号。所述第一隔室与所述第二隔室隔离。在实施例中，所述封装件包括设置在所述第一壳体中的第三隔室。多条电线可接收在所述第三隔室中。所述多条电线连接到所述至少一个驱动器和所述至少一个发光部件。所述多条电线被构造成将所述多个驱动信号从所述至少一个驱动器传送到所述至少一个发光部件。在另一实施例中，壁设置在所述第一壳体与所述第二壳体之间。所述壁适于减少所述第一隔室与所述第二隔室之间的热传递。在仍另一实施例中，所述封装件包括安置在所述第一壳体中的第一垫圈。所述第一垫圈适于在所述第一壳体与所述第二壳体之间提供热隔断部（thermalbreak）。在仍另一实施例中，所述封装件包括第二垫圈，所述第二垫圈安置在所述第二壳体中并且适于向所述第二壳体提供热绝缘部。在仍另一实施例中，第一多个散热片（fin）被构造在所述第一壳体上。所述第一壳体被构造成吸收由所述至少一个驱动器生成的过量的热并且借助于所述第一多个散热片耗散所述过量的热。在仍另一实施例中，所述第二隔室包括设置有第二多个散热片的散热器。所述散热器被构造成吸收由所述至少一个发光部件生成的过量的热并且借助于所述第二多个散热片耗散所述过量的热。通常地，所述第一垫圈和所述第二垫圈由硅基橡胶或低热传导橡胶或它们的组合制成。优选地，所述第一壳体、所述第二壳体、所述第一多个散热片和所述第二多个散热片由选自如下组的材料制成，所述组包括：挤制铝、高密度压力压铸材料、冷锻铝、具有小于0.4%的铜的铝合金，以及它们的组合。在仍另一实施例中，所述封装件包括被接收在所述第一隔室的任一操作端上的两个驱动器。所述两个驱动器以轴向间隔开的构造安置在所述第一隔室中。在仍另一实施例中，靠近安置在所述第一隔室中的两个驱动器并设置在所述第一壳体的轴向相对侧的任一侧上的所述第一多个散热片中的每一个具有有助于耗散由所述两个驱动器中的每一个所生成的过量的热的轮廓。在仍另一实施例中，设置在所述第一壳体的轴向相对侧的任一侧上的所述第一多个散热片中的每一个的所述轮廓包括被构造在每个散热片的操作自由端上的凸起部分。通常地，所述壁的相对最佳厚度的范围是从10mm至16mm。附图说明借助于附图，现在将描述本公开的用于照明系统的封装件，在附图中：图1a示出了根据本公开的实施例的封装件以及照明系统的分解视图；图1b示出了图1a的封装件的等距视图；图1c示出了图1a的封装件的第一壳体的示意性视图；图1d示出了图1a的封装件的第二壳体的示意性视图；图2a示出了根据本公开的另一实施例的封装件以及照明系统的分解视图；图2b示出了图2a的封装件的横截面视图；图2c示出了来自图2a的封装件的第一多个散热片中的一个散热片的截面视图；图3a示出了设置在第一隔室与第二隔室之间的壁的厚度与图1a和图2a的封装件的发光部件随之产生的热点温度之间的关系的图示表示；图3b示出了供应给驱动器的电功率与用于安置在常规封装件（c）中的照明系统和用于安置在图1a和图2a的封装件（pi）中的照明系统两者的驱动器随之产生的温度上升之间的关系的图示表示；以及图3c示出了发光部件的焊接点温度上升和由用于安置在常规封装件（c）中的照明系统以及用于安置在图1a和图2a的封装件（pi）中的照明系统两者的发光部件随之产生的光通量（luminousflux）的上升的图示表示。表格示出了由如下附图标记表示的本发明的各种部件：部件附图标记用于照明系统的封装件100，200第一隔室102a，202a第一壳体102，202至少一个驱动器104，204a，204b第二隔室106a，206a第二壳体106，206至少一个发光部件108，208a，208b第三隔室102b多条电线110，210壁112，212第一垫圈114，214第一多个散热片116，216凸起部分216a散热器118，218第二多个散热片118a，218a第二垫圈120，220玻璃透镜122，222透镜盖124，224第三隔室盖126，226外壁边界ow保护区pz有效传导区域ea本公开pi常规的c具体实施方式照明系统的发光部件和其它相关联的部件通常一起容纳在单个隔室内并且被构造成以导致在照明系统内生成热和耗散热的方式将电能转换成光能。以发光二极管（led）阵列为例，其中所施加的电流的很大一部分随后被转换成热能。led驱动器最高只能够运行到临界温度，在该临界温度之上，所涉及的led驱动器断开，从而降低所述照明系统的性能。由各种部件在单个隔室内部的共同热耗散可能使每个部件的温度上升到临界水平之上，从而导致对所述照明系统部件的损坏以及部件寿命的减少。此外，高操作温度降低所述照明系统的效率。这是不期望的。因此，本公开设想用于照明系统的封装件（100），所述封装件被划分成隔室，并且防止照明系统的部件过热。图1a示出了根据本公开的实施例的封装件（100）以及照明系统的分解视图。图1b示出了图1a的封装件（100）的等距视图。用于照明系统的具有至少两个隔室的封装件（100）包括设置在第一壳体（102）中的第一隔室（102a）和设置在第二壳体（106）中的第二隔室（106a）。至少一个驱动器（104）可接收在第一隔室（102a）中并且被构造成生成多个驱动信号。至少一个发光部件（108）可接收在第二隔室（106a）中并且被构造成接收所述多个驱动信号。第一壳体（102）可移除地固定到第二壳体（106），第一隔室（102a）与第二隔室（106a）绝缘。在实施例中，封装件（100）包括设置在第一壳体（102）中的第三隔室（102b），和可接收在第三隔室（102b）中的多条电线（110）。多条电线（110）连接到至少一个驱动器（104）和至少一个发光部件（108），并且被构造成将所述多个驱动信号从至少一个驱动器（104）传送到至少一个发光部件（108）。在另一实施例中，第二壳体（106）设置有直接安置在至少一个发光部件（108）的操作表面下方的玻璃透镜（122）以及反射器和透镜盖（124），以有助于对周围区域的有效照明。图1c示出了第一壳体（102）的示意性视图，并且图1d示出了图1a的封装件（100）的第二壳体（106）的示意性视图。在示例性实施例中，在至少一个发光部件（108）是led矩阵的情况下，存在用于耗散来自led阵列（108）的热能的三种机制，也就是，传导、辐射和对流。当led芯片、led的机械结构、led安装结构（比如印刷电路板）被放置成与第二壳体（106）物理接触时发生传导。辐射是经由电磁传播的热能耗散，并且大部分的辐射能通过玻璃透镜（122）从led阵列（108）逸出，玻璃透镜（122）被设计成将辐射能（特别是可见光）重新引导出封装件（100）。此外，没有通过玻璃透镜（122）逸出的辐射能在封装件（100）内被吸收并且被转换成热。取决于靠近封装件（100）的发热部件的表面的空气移动的量、能够用于热耗散的表面区域以及发射表面与周围空气的温度之间的差，对流发生在暴露于空气的任何表面处。led驱动器是复合结构，在该复合结构中，内部部件生成热。这些内部部件被封装在环氧基树脂中并且进一步被铝壳覆盖。热通过传导从内部驱动器部件传递到环氧基树脂并且传递到外部铝壳。从外部铝壳开始，热通过热传递的所有的三种机制传递。在封装件（100）中存在两种主要的热源，也就是，至少一个驱动器（104）和至少一个发光部件（108）。第一隔室（102a）中的至少一个驱动器（104）、第二隔室（106a）中的至少一个发光部件（108）以及还有第三隔室（102b）中的多条电线（110）的分离增大了总的热传导路径并且减少了至少一个驱动器（104）与至少一个发光部件（108）之间的热传递。在示例性实施例中，所实施的对常规照明系统的单隔室封装件和本公开的多隔室封装件进行比较的热模拟和测试显示：至少一个驱动器（104）的临界温度tc（用于驱动器运行的截止温度）降低了6%。在替代性的示例性实施例中，对常规照明系统的单隔室封装件与本公开的多隔室封装件之间的比较显示：在没有玻璃透镜（122）的情况下，至少一个发光部件（108）的温度降低了15%，，并且在有玻璃透镜（122）的情况下，至少一个发光部件（108）的温度降低了13%。在另一实施例中，壁（112）（如在图1a中所见到的）设置在所述第一壳体与第二壳体（106）之间。壁（112）适于减少第一隔室（102a）与第二隔室（106a）之间的热传递。在仍另一实施例中，封装件（100）还包括安置在第一壳体（102）中的第一垫圈（114）。第一垫圈（114）适于在至少一个驱动器（104）与至少一个发光部件（108）之间提供热隔断部。在仍另一实施例中，封装件（100）还包括安置在第二壳体（106）中的第二垫圈（120）。第二垫圈（120）适于向至少一个发光部件（108）提供热绝缘部。在仍另一实施例中，第一多个散热片（116）被构造在第一壳体（102）上。第一壳体（102）被构造成吸收由至少一个驱动器（104）生成的过量的热，并且借助于第一多个散热片（116）耗散所述过量的热。在仍另一实施例中，第二隔室（106a）包括设置有第二多个散热片（118a）的散热器（118）。散热器（118）被构造成吸收由至少一个发光部件（108）生成的过量的热，并且借助于第二多个散热片（118a）耗散所述过量的热。因此，如从图1a-1d能够看到的，封装件（100）的隔室设计为照明系统的部件提供了单独的隔室。为第一壳体（102）中的至少一个驱动器（104）提供第一隔室（102a），其中第一壳体（102）自身用作用于至少一个驱动器（104）的散热器。为第二壳体（106）中的至少一个发光部件（108）提供第二隔室，所述第二壳体包括用于至少一个发光部件（108）的散热器（118）。第一多个散热片（116）和第二多个散热片（118a）中的每一者都适于借助于对流将在封装件（100）内部生成的过量的热耗散到包围封装件（100）的环境空气中。各个散热片之间的间距被优化以用于最大程度的热接收和热耗散，其有助于冷却被容纳在相应的隔室（102a，106a）中的部件。通常地，第一垫圈（114）和第二垫圈（120）由硅基橡胶或低热传导橡胶或它们的组合制成。优选地，第一壳体（102）、第二壳体（106）、第一多个散热片（116）、第二多个散热片（118a）由选自如下组的材料制成，所述组包括：挤制铝、高密度压力压铸材料、沙铸铝、冷锻铝、具有小于0.4%的铜的铝合金，以及它们的组合。与第一壳体（102）和第二壳体（106）相比，第一垫圈（114）和第二垫圈（120）由具有更低的热传导率的材料制成，这允许它们用作热隔断部。在示例性实施例中，第一壳体（102）和第二壳体（106）由沙铸铝制成，其具有的热传导率在110至160w/mk（瓦特每米开尔文）的范围中，然而，第一垫圈（114）和第二垫圈（120）中的每一者都由具有0.43w/mk的热传导率的硅橡胶制成。第一垫圈（114）和第二垫圈（120）中的每一者另外适于用作环境密封件，并且防止水和其它环境元素进入到封装件（100）中。在仍另一实施例中，封装件（200）包括两个驱动器（204a，204b），所述两个驱动器接收在第一隔室（202a）的任一操作端上，其特征在于，两个驱动器（204a，204b）以轴向间隔开的构造被安置在第一隔室（202a）中。第一隔室（202a）设置在第一壳体（202）中。图2a示出了封装件（200）以及照明系统的分解视图。封装件（200）还包括第二隔室（206a）、第二壳体（206）、两个发光部件（208a，208b）、第三隔室（206b）、多条电线（210）、壁（212）、第一垫圈（214）、第一多个散热片（216）、散热器（218）、第二多个散热片（218a）、第二垫圈（220）、玻璃透镜（222）、透镜盖（224）和第三隔室盖（226），它们具有与封装件（100）的对应部件的构造和功能相同的构造和功能。在仍另一实施例中，靠近安置在第一隔室（202a）中的两个驱动器（204a，204b）并设置在第一壳体（202）的轴向相对侧的任一侧上的第一多个散热片（216）中的每一个具有有助于耗散由两个驱动器（204a，204b）中的每一个生成的过量的热的轮廓。图2b示出了图2a的封装件（200）的横截面视图。在仍另一实施例中，设置在第一壳体（201）的轴向相对侧的任一侧上的第一多个散热片（216）中的每一个的轮廓包括被构造在每个散热片的操作自由端上的凸起部分（216a）。图2c示出了来自第一多个散热片（216）中的一个散热片的截面视图，其设置在图2a的封装件（200）的第一壳体（202）的轴向相对侧的任一侧上。与（具有完美的矩形形状的）常规散热片相比，凸起部分（216a）呈现更高的热传递系数，该热传递系数加速两个驱动器（204a，204b）的冷却。在仍另一实施例中，凸起部分（216a）能够是多个倾斜部的组合，或倾斜部与曲线的组合，或多条曲线的组合。如能够从图2c获得的，凸起部分（216a）的高度相对于基部散热片高度（h1）之上的高度限定，并且其位置相对于不包含散热片（x）的外壁边界（ow）限定。在图2c中，基部散热片高度（h1）是在凸起部分（216a）开始上升的位置处散热片相对于散热片基部的高度，并且最大的凸起散热片高度（h2）是凸起部分（216a）相对于基部散热片高度（h1）的高度。此外，x=0表示散热片超过不包含散热片的外壁边界（ow）的延伸部。在示例性实施例中（如图2c中所示出的），已经观察到的是，对于包括凸起部分（216a）的散热片而言，保护区（pz）能够由以下（近似地）限定-可从距外壁边界（ow）的x=-2’’（50.8mm）到超过外壁边界（ow）的x=+2’’（50.8mm）之间延伸的散热片，-从0至1’’（25.4mm）变化的基部散热片高度（h1），以及-从0至2’’（50.8mm）变化的凸起散热片高度（h2），其中，从两个驱动器（204a，204b）收集的过量的热的耗散被增强。散热片的限定凸起部分（216a）的倾斜角度能够用凸起散热片高度（h2）与散热片（x）超出外壁边界（ow）的延伸部的比来计算。如能够从图2a、2b和2c获得的，两个驱动器（204a，204b）被安置成远离第一隔室（202a）的中心并且在设置在第一壳体（202）的轴向相对侧的任一侧上的第一多个散热片（216）的凸起部分（216a）的附近，其加速两个驱动器（204a，204b）的冷却。此外，由于较低的驱动器温度，与常规的封装件相比，能够通过安置在封装件（200）中的相同照明系统来泵送更多的流明。增大散热器（218）的第二多个散热片（218a）的总散热片面积能够进一步降低两个发光部件（208a，208b）的温度，但是是以封装件（200）的总重量为代价。在本公开的封装件（100，200）的示例性实施例中，照明系统是led照明系统，其中至少一个发光部件（108，208a，208b）是led阵列，并且至少一个驱动器（104，204a，204b）是led驱动器。在实施例中，具有高热传导和吸收性质的材料能够用于制造壁（112，212），以便增大其热传递和吸收能力。壁（112，212）的材料向过量的热提供低阻力—高传导路径，并且还有助于过量的热的吸收和耗散。图3a示出了设置在第一隔室（102a）与第二隔室（106a）之间的壁（112）的厚度和封装件（100，200）的led阵列（108，208a，208b）随之产生的热点温度的图示表示。壁（112）厚度的增大增加了用于来自led阵列（108，208a，208b）的热的传导面积（有效传导面积-ea），并且降低了热扩散阻力。壁（112，212）的传导面积（ea）被制成比连接第一壳体（102，202）和第二壳体（106，206）的壁的传导面积更大，从而减小了从第一隔室（102a，202a）到第二隔室（106a，206a）的热传递，这进一步降低了led阵列（108，208a，208b）的热点温度。在示例性实施例的实施方式中，将壁（112，212）的厚度从10mm增大到16mm使led阵列（108，208a，208b）的热点温度降低了5%。进一步增大壁（112，212）的厚度能够进一步降低热点温度，但是是以封装件（100，200）的总重量为代价。通常地，壁（112，212）具有范围在从10mm至16mm的相对最优厚度。图3b示出了供应给led驱动器（104，204a，204b）的电功率和用于安置在常规用于本领域（c）中的封装件中的照明系统以及用于安置在图1a和图2a的封装件（100，200）（pi）中的照明系统两者的led驱动器（104，204a，204b）随之产生的温度上升的图示表示。led驱动器（104，204a，204b）在与安置在常规封装件中的驱动器相比更冷5%的温度下运行，从而改进led驱动器（104，204a，204b）的效率和寿命。图3c示出了led阵列（108，208a，208b）的焊接点温度的上升和由用于安置在常规封装件（c）中的照明系统以及用于安置在图1a和图2a的封装件（100，200）（pi）中的照明系统两者的led阵列（108，208a，208b）随之产生的光通量的上升的图示表示。led阵列（108，208a，208b）在与安置在常规封装件中的led阵列相比更冷13%的温度下运行，从而改进至少一个发光部件（108，208a，208b）的效率和寿命。对安置在常规封装件和本公开的封装件（100，200）中的led照明系统的比较研究显示，安置在封装件（100，200）中的照明系统的效率显著增大。电功率（93w）led驱动器温度（℃）散热器温度（℃）led阵列温度（℃）流明变化常规的75777992%绝对本公开72697195%绝对%变化410103%增大电功率（134w）led驱动器温度（℃）散热器温度（℃）led阵列温度（℃）流明变化常规的82858790%绝对本公开78747693%绝对%变化513133%增大上述表格示出了在93瓦特和134瓦特的电功率下操作的led系统以及led照明系统的以下参数随之产生的操作值：led驱动器温度、散热器温度、led温度和流明变化。该表格还提供了前述参数的百分比变化。如从表格中能够观察到的，两个led系统在不同电功率下操作的流明变化在用于本公开的封装件（100，200）中时显示3%的增大。此外，led驱动器温度的降低（4%和5%）、散热器温度的降低（10%和13%）以及led阵列温度的降低（10%和13%）是显著的，从而增加了每个部件的寿命。在替代性实施例中，壁（112，212）能够用选自如下组的热管理部件替代，所述组包括：热管道、石墨片、铜垫以及它们的组合。此外，在另一实施例中，第一多个散热片（116，216）和第二多个散热片（118a，218a）中的每一者的形状和尺寸能够被优化，以适于至少一个驱动器（104，204a，204b）和至少一个发光部件（108，208a，208b）的变化的热耗散要求。因此，如本文上面所讨论的封装件（100，200）的各种实施例提供了具有增加的效率和可靠性的待使用的多种发光部件。此外，本公开的封装件（100，200）还提供防止影响照明系统的操作的环境元素的进入保护。技术进步和经济重要性本文上面所描述的本公开具有几个技术优势，其包括但不限于实现用于照明系统的封装件，该封装件：-为照明系统的部件提供单独的隔室，-防止照明系统的部件过热，-增强由照明系统生成的过量的热的耗散，-使照明系统的部件能够以最佳效率运行，-增加驱动器的寿命，-紧凑并且由轻质材料制成，并且-能够被优化以用于封装不同类型的照明系统。现在将参考所附实施例来描述本公开，这些实施例不限制本公开的范围和权限。所提供的描述仅仅作为示例和说明。在接下来的描述中参考非限制性的实施例解释上文中的实施例及其多种特征和有利细节。对众所周知的部件和处理技术的描述被省略，以避免不必要地使本文中的实施例难以理解。对具体实施例的前述描述非常完整地揭示了上文中的实施例的大体本质，以至于其他人在不偏离通用概念的情况下通过应用当前的知识能够为多种应用容易地修改和/或调整这样的具体实施例，并且因此，这样的调整和修改应当并且意图被理解为在所公开的实施例的等价方案的意义和范围之内。应当理解的是，本文中所采用的措辞和术语是用于描述的目的而非限制的目的。因此，尽管上文中的实施例已经在优选实施例方面予以描述，但是本领域技术人员将认识到，在如上文所描述的实施例的精神和范围之内，本文中的实施例能够通过修改得到实践。贯穿本说明书，词语“包括”，或诸如“包括有”或“其包括”的变型，将被理解为暗示包括所描述的元件、整体或步骤，或者元件、整体或步骤的组，但是不排除任何其它元件、整体或步骤，或者元件、整体或步骤的组。表述“至少”或“至少一个”的使用暗示使用一个或更多个元件或组成部分或量，因为在本公开的实施例中这种使用可以实现一个或更多个期望的目的或结果。已经被包括在本说明书中的对文献、行为、材料、装置、物品等的任何讨论仅用于为本公开提供背景的目的。这不应当被理解为对以下内容的承认：这些事物的任一部分或全部形成现有技术基础的一部分或是与本公开相关的领域中的公知常识，因为它在本申请的优先权日之前已经存在于任何地方。所提及的用于各种物理参数、尺寸或量的数值都仅仅是近似，并且设想的是，高于/低于分配给所述参数、尺寸或量的数值的值落入本公开的范围之内，除非在说明书中明确说明与此相反。尽管本文已经在优选实施例的部件和部件部分上予以相当大的重视，但是将理解的是，在不偏离本公开的原则的情况下，能够实现许多实施例并且在优选实施例中能够做出许多变化。根据本文的公开，优选实施例中的这些和其它变化以及本公开的其它实施例对本领域技术人员来讲将是显而易见的，其中应当清楚理解的是，前述描述性事物将被理解为仅仅是对本公开的说明并且不是限制。当前第1页12