CN101532657A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明装置，该照明装置包括一个光源模组及一个散热装置，该光源模组与该散热装置之间设置一个热传导单元，该热传导单元与该光源模组热性连接并形成一个第一接触区域，该热传导单元与该散热装置热性连接并形成一个第二接触区域，该第一接触区域与该第二接触区域相互错开，且该热传导单元在从第一接触区域至第二接触区域的方向上的热传导率大于在其厚度方向上的热传导率。该照明装置可实现在空间上较灵活地配置光源模组与散热装置之间的位置关系的目的，从而使得照明装置具较高的空间设置自由度。

Description

照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，尤其涉及一种具较高的空间设置自由度的照明装置。
背景技术
目前，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)因具光质佳及发光效率高等特性而逐渐取代冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)，成为照明装置中的发光元件，具体可参阅Michael S.Shur等人在文献Proceedings of the IEEE，Vol.93，No.10(2005年10月)中发表的“Solid-State Lighting：Toward Superior Illumination”一文。
发光二极管在使用过程中的发光稳定性容易受周围温度的影响，例如，当温度过高时，发光二极管的发光强度容易发生衰减，从而导致其使用寿命变短。
通常，为了使发光二极管所发出的热量能够较快地散发出去，可使用热电致冷器(Thermoelectric Cooler，TE Cooler)对发光二极管进行散热。传统的热电致冷器一般包括相对设置的一个冷端及一个热端，其中，该发光二极管设置在该热电致冷器的冷端并与其形成热性连接。当对该热电致冷器通电时，该热电致冷器可将热量从发光二极管移出，并经由其冷端强迫转移至其热端，从而可利用与该热端热性连接的散热器，如散热鳍片等将热量进行进一步传导并最终散发至外界。
上述的发光二极管、热电致冷器与散热器在空间设置上通常是相互叠加，即发光二极管设置在热电致冷器的冷端上，而散热器设置在热电致冷器的热端上，其彼此之间的位置关系无法进行调整，从而给照明装置在外观、散热功能上作进一步改进造成了限制，例如，传统的热电致冷器要求散热器必须与其热端热性连接以形成热性连接，而热电致冷器的热端面积有限，这无形中限制了散热器的设置位置与设置空间。
有鉴于此，提供一种具较高的空间设置自由度的照明装置实为必要。
发明内容
下面将以实施例说明一种照明装置，其具较高的空间设置自由度。
一种照明装置，包括一个光源模组及一个散热装置，该光源模组与该散热装置之间设置一个热传导单元，该热传导单元与该光源模组热性连接并形成一个第一接触区域，该热传导单元与该散热装置热性连接并形成一个第二接触区域，该第一接触区域与该第二接触区域相互错开，且该热传导单元在从第一接触区域至第二接触区域的方向上的热传导率大于在其厚度方向上的热传导率。
相对于现有技术，该照明装置通过在光源模组与散热装置之间设置热传导单元进行连接，并使热传导单元分别与光源模组、散热装置热性连接以形成第一接触区域、第二接触区域，一方向，其可利用散热装置对光源模组发出的热量进行散热，从而有效保障照明装置的发光特性；另一方面，由于该热传导单元在从第一接触区域至第二接触区域的方向上的热传导率大于其在厚度方向上的热传导率，因此该照明装置可在不影响其自身散热效率的前提下，在空间上实现较灵活地配置光源模组与散热装置之间的位置关系的目的，从而使得该照明装置具较高的空间设置自由度，以更加适用于实际要求。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的照明装置的剖面示意图。
图2是图1所示照明装置的热传导单元的分子结构示意图。
图3是图1所示的照明装置经变更后的剖面示意图。
图4是图1所示的照明装置再经变更后的剖面示意图。
图5是本发明第二实施例提供的照明装置的剖面示意图。
图6是图5所示的照明装置经变更后的剖面示意图。
图7是本发明第三实施例提供的照明装置的剖面示意图。
图8是图7所示的照明装置经变更后的剖面示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明第一实施例提供的一种具较高的空间设置自由度的照明装置10，其包括一个光源模组11、一个散热装置15，以及一个热传导单元17。
该光源模组11包括一个电路板110、设置在该电路板110上的至少一个发光体112，以及一个热电致冷器113。该至少一个发光体112可为至少一固态发光体，如发光二极管等，其数目可具体为多个，且该多个发光二极管可为白色发光二极管或彩色发光二极管，如红、绿、蓝发光二极管等。另外，可通过对该电路板110外接一个共用电源而对该至少一个发光体112供电。
该热电致冷器113用于带离由该至少一个发光体112发出的热量至该散热装置15上进行散热。具体地，该热电致冷器113包括一个冷端1130、一个热端1132，以及夹设在该冷端1130与该热端1132之间的多个N型半导体1134、多个P型半导体1136。该冷端1130及该热端1132具较佳的热传导性及电绝缘性，其可分别设置为一陶瓷基板。该电路板110设置在该热电致冷器113的冷端1130上并与该冷端1130形成热性连接。
该散热装置15包括至少一个散热器150。该散热器150具体包括一个基座1500，及设置在该基座1500上的多个散热鳍片1502。
该热传导单元17位于该光源模组11与该散热装置15之间，用于连接该光源模组11与该散热装置15。如图1所示，该热传导单元17与该热电致冷器113的热端1132热性连接并形成一个第一接触区域170，且其进一步地与该散热器150的基座1500热性连接并形成一个第二接触区域172。该第一接触区域170与第二接触区域172位于热传导单元17相互错开，使得该光源模组11与该散热装置15也相互错开。进一步地，该第一接触区域170与该第二接触区域172相互错开设置可为完全错开及部分错开。当该第一接触区域170与该第二接触区域172完全错开时，该第一接触区域170与该第二接触区域172无重叠区域(如图1所示)；当该第一接触区域170与该第二接触区域172部分错开时，该第一接触区域170与该第二接触区域172部分重叠。由此，该光源模组11与该散热装置15之间形成热性连接。
工作时，利用一外部电源(图未示)对该热电致冷器113供电，其中，N型半导体1134连接外部电源的正极，P型半导体1136连接外部电源的负极。通电时，N型半导体1134中带有负电的电子朝外部电源的正极移动，P型半导体1136中带有正电的空穴将朝外部电源的负极移动，由此，冷端1130的热量将随着电子与空穴的移动而传递至热端1132，从而使该至少一个发光体110产生的热量经由该热电致冷器113的冷端1130强迫转移至其热端1132，再进一步传导至与热电致冷器113相热性连接的散热器150，并最终由该散热器150的多个散热鳍片1502将该热量散发至外界。因此，该照明装置10具有良好的散热性能，可稳定控制至少一个发光体110的发光特性。
该热传导单元17可为一层含碳薄膜，如石墨、或采用含碳的复合材料，如金属与碳混合制成，或者为一个内含毛细结构的均温板(该毛细结构包括多个从第一接触区域170至第二接触区域172方向上的导热路径)，其在从第一接触区域170至第二接触区域172的方向上的热传导率大于在厚度方向上的热传导率。如图2所示，该含碳薄膜包括多个沿热传导单元17厚度方向上层叠的片状结构1700，在该片状结构1700所延伸的方向上，也即从第一接触区域170至第二接触区域172的方向上，该热传导单元17的热传导性能较好(热传导率达800W/mK)，而在垂直于该片状结构1700所延伸的方向上，也即该热传导单元17的厚度方向上，该热传导单元17的热传导性能则相对较弱。进一步地，该热传导薄膜17包括相对设置的一个第一侧17a及一个第二侧17b，该热电致冷器113位于该热传导薄膜17的第一接触区域170的第一侧17a上。可以理解的是，该热传导薄膜17的第二接触区域172也包括相对的一个第一侧17a及一个第二侧17b，使得该第二区域172的第一侧17a及第二侧17b可同时设置两个散热器150，从而增强照明装置10的散热效率。可以理解的是，热传导单元17与该光源模组11及散热装置15热性连接时，其可直接与该光源模组11及散热装置15相接触，或通过导热胶，如银胶等与该光源模组11及散热装置15相连接。
当然，由于在该碳薄膜的片状结构1700所延伸的方向上，该热传导单元17的热传导性能较好，而该第一接触区域170与第二接触区域172相互错开，且其错开方向与该片状结构1700所延伸的方向相一致，因此，当光源模组11与第一接触区域170热性连接，而散热装置15与第二接触区域172热性连接时，其并不会影响到光源模组11发出的热量传导至散热装置15上进行散热的热传导效率，再者，上述位置设置关系还可使该光源模组11与散热装置15在空间上的位置关系更加灵活，从而更加适用于实际要求。例如，如图3所示，该照明装置10通常可为室外灯具，如路灯等，当该照明装置10为一路灯时，其通常设置有一个灯壳18以保护该光源模组11，此时，可根据以上光源模组11与散热装置15的位置设置原理，将光源模组11设置在该热传导单元17的第一接触区域170的第一侧17a上，而将散热器150的数目设置为一个且位于热传导单元17的第二接触区域172的第一侧17a上，从而可利用该热传导单元17的第二侧17b热性连接该灯壳18，使得至少一个发光体112发出的热量经电路板110、热电致冷器113后，其一部分热量传导至散热装置15上进行散热，另一部分传导至该灯壳18上进行散热，从而达成同时利用该散热装置15及该灯壳18对至少一个发光体112发出的热量起散热作用的目的。
优选地，该热传导单元17可选用柔性材料所制成，以使该热传导单元17可在一定范围内自由挠折，从而使得散热装置15与光源模组11的位置关系可进一步地变更，如图4所示。
另外，可以理解的是，该至少一个散热器150的数目还可根据需要进行设定，如图1及图4所示，该热传导单元17的第一侧17a、第二侧17b分别仅设置一个散热器150，可以理解的是，为了使照明装置10的散热效率进一步提高，该热传导单元17可进一步延伸，以使其第一侧17a、第二侧17b可设置数目更多的散热器150。
请参阅图5，本发明第二实施例提供的一种照明装置50，其与本发明第一实施例所提供的照明装置10基本相同，不同之处仅在于：光源模组51仅包括电路板510及设置在电路板510上的至少一个发光体512；散热装置55包括一个热电致冷器552及一个散热器550，该电路板510与热传导单元57的第一接触区域570热性连接，该热电致冷器552的冷端5520与该热传导单元57的第二接触区域572热性连接，该热电致冷器550的热端5522与该散热器552热性连接。
当然，该照明装置50的热传导单元57同样可选用柔性材料所制成，如图6所示，采用柔性材料的热传导单元57可在一定范围内自由挠折，使得散热装置55与光源模组51之间的位置关系可进一步地变更。
以上仅列举本发明照明装置的两种实施方式，实际上该照明装置还可有其它的各种实施方式，例如，如图7及图8所示，实施例二中的热电致冷器552可进一步省略，以形成本发明第三实施例所述的照明装置70；或进一步地，将实施例二中的散热装置55省略，直接采用热电致冷器552进行散热(图未示)。只要其可达成以下两个目的即可：(1)使光源模组与散热装置形成热性连接，以利用散热装置将光源模组发出的热量进行散热，从而有效保障照明装置的发光特性；(2)另一方面，可实现在空间上较灵活地配置光源模组与散热装置的位置关系的目的。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种对应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

  1. 【权利要求1】一种照明装置，包括一个光源模组及一个散热装置，该光源模组与该散热装置之间设置一个热传导单元，该热传导单元与该光源模组热性连接并形成一个第一接触区域，该热传导单元与该散热装置热性连接并形成一个第二接触区域，该第一接触区域与该第二接触区域相互错开，且该热传导单元在从第一接触区域至第二接触区域的方向上的热传导率大于在其厚度方向上的热传导率。
  2. 【权利要求2】如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该光源模组包括一个电路板及设置在电路板上的至少一个发光体，且该电路板与该热传导单元的第一接触区域热性连接。
  3. 【权利要求3】如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该光源模组包括一个电路板，设置在该电路板上的至少一个发光体，以及一个热电致冷器，该热电致冷器包括相对设置的一个冷端与一个热端，该冷端与该电路板热性连接，该热端与该热传导单元的第一接触区域热性连接。
  4. 【权利要求4】如权利要求1至3中任意一项所述的照明装置，其特征在于，该散热装置包括至少一个散热器，该散热器包括一个基座及设置在该基座上的多个散热鳍片，且该基座与该热传导单元的第二接触区域热性连接。
  5. 【权利要求5】如权利要求4所述的照明装置，其特征在于，该热传导单元包括相对设置的一个第一侧及一个第二侧，该至少一个散热器的数目为两个且分别设置在该热传导单元的第二接触区域的第一侧及第二侧上。
  6. 【权利要求6】如权利要求2所述的照明装置，其特征在于，该散热装置包括一个热电致冷器及一个散热器，该热电致冷器包括相对设置的一个冷端与一个热端，该冷端与该热传导单元的第二接触区域热性连接，该热端与该散热器热性连接。
  7. 【权利要求7】如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该热传导单元为一层含碳薄膜，该含碳薄膜包括多个沿其厚度方向层叠的片状结构。
  8. 【权利要求8】如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该热传导单元为一个内含毛细结构的均温板，该毛细结构包括多个从第一接触区域至第二接触区域方向上的导热路径。
  9. 【权利要求9】如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该热传导单元为柔性材料所制成。
  10. 【权利要求10】如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该至少一个发光体为发光二极管。
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