CN101769521A - 用于发光装置的散热装置及其发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于发光装置的散热装置及其发光装置。该发光装置包括第一电路板、发光二极管、该散热装置、电路装置及灯泡接头。该第一电路板具有第一表面及与该第一表面相对的第二表面。该发光二极管设置于该第一表面上并电性连接该第一电路板。该散热装置包括风扇模块及复数散热通道，该风扇模块设置于该第一电路板的该第二表面上并电性连接该第一电路板。该等散热通道连接至外界，其中该风扇模块产生的气流通过该等散热通道与外界连通。采用本发明的散热装置及发光装置，可将发光装置产生的热通过散热装置排出至外界，从而降低发光装置的整体温度，提高发光二极管的发光效率及使用寿命。

Description

用于发光装置的散热装置及其发光装置
技术领域
本发明有关于一种散热装置，特别是一种用于发光装置的散热装置及其发光装置。
背景技术
目前省电灯泡与日光灯管应用非常广泛，其主要功能为提供照明。现有日光灯泡发光原理是通过电子使灯泡内的汞发出紫外光，再通过涂在灯泡上的莹光粉，把原本253nm的紫外光吸收后转换成400-700nm的可见光。然而，灯泡内部的汞，并不符合环保标准，且发光效率也有待提升。有鉴于发光二极管(Light-emitting diode，LED)灯泡相对于钨丝灯泡、及日光灯泡其产品寿命较高、且发光效率更是传统钨丝灯泡的数倍。因此，无汞且发光效率更高的LED灯泡逐渐取代传统钨丝灯泡，而成为未来主流。
目前，高亮度的LED灯泡，因消耗功率较高，将会产生大量的热。高热所产生的高温，不但造成LED寿命缩短，发光效率也随高温而下降。有鉴于此，为了LED灯泡可在狭小的内部空间，散出大量的热能，必需仰赖可快速发散热量的散热装置。然而，市面上一般LED灯泡的散热效果往往不佳，常造成产品过热的问题，进而导致产品发光不稳定，甚至是产品的损坏。
有鉴于此，提供一种具有高散热效率的散热装置及包括该散热装置的发光装置，以增进发光效率、提高产品的整体可靠度及使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于发光装置的散热装置及其发光装置，该散热装置可将发光装置产生的热排出至外界，降低发光装置的整体温度。
为达上述目的，本发明提供了一种用于发光装置的散热装置，该发光装置包括第一电路板及发光二极管，其中该第一电路板具有第一表面及与该第一表面相对的第二表面，该发光二极管设置于该第一表面上并电性连接该第一电路板，其中，该散热装置包括风扇模块及复数散热通道，该风扇模块设置于该第一电路板的该第二表面，该复数散热通道其连接至外界，其中所述风扇模块适以产生气流通过该等散热通道与外界连通，以将发光二极管所产生的热能发散至外界。
本发明还提供了一种发光装置，该发光装置包括第一电路板、发光二极管、散热装置、电路装置及灯泡接头：其中该第一电路板具有一第一表面及与该第一表面相对的一第二表面，该发光二极管设置于该第一表面上并电性连接该第一电路板；该散热装置包括一风扇模块及复数散热通道，该风扇模块设置于该第一电路板的第二表面上并电性连接该第一电路板，该等散热通道连接至外界，其中该风扇模块适以产生气流通过该等散热通道与外界连通，以将发光二极管所产生的热能发散至外界；该电路装置电性连接该第一电路板，且该灯泡接头电性连接该电路装置，以提供电源至该第一电路板及该发光二极管。
该散热装置还包括一散热器，该散热器设置于该第一电路板的该第二表面上。
在本发明中，该散热器具有复数鳍片，该些鳍片环设于该风扇模块的周围。
在本发明中，该散热装置还包括一壳体，该壳体包括复数对流孔及一容置该风扇模块及该散热器的容置空间，该等对流孔与该散热器共同界定出所述散热通道，使得该风扇模块产生的气流通过该等对流孔与外界连通。
在本发明的一个可选实施方式中，该壳体可与该散热器一体成型。
在本发明的一个例子中，该第一电路板可包括一类钻碳薄膜，用以分散该发光二极管所产生的热。
本发明的电路装置还可包括一第二电路板，该第二电路板包括复数电路组件及复数穿孔，该等电路组件用以调整并提供电源至该第一电路板，且该等穿孔用以通过气流。
本发明的发光装置还可包括一与该壳体相互接合的副壳体，该副壳体包括复数对流孔及一容置空间，该电路装置固定地容置于该容置空间中。
采用本发明的上述结构，本发明可利用第一电路板上的类钻碳材料与风扇模块搭配，将发光二极管的热量排出并降低其温度，同时冷空气可由副壳体的对流孔来补充，经由第二电路板、塑料板及铝板的复数穿孔、复数散热通道、以及壳体的复数对流孔达成空气的强制对流，以达到发光二极管的冷却及散热目的。相较于现有技术，本发明具有的特殊散热装置可快速导热及散热，如此提高发光二极管的发光效率及使用寿命。
在参阅图式及随后描述的实施方式后，所属技术领域具有通常知识者便可了解本发明的目的，以及本发明的技术手段及实施方式。
附图说明
图1为本发明发光装置的立体图；
图2为本发明发光装置的立体分解图；以及
图3为本发明的散热装置示意图。
1：发光装置       11：第一电路板
111：第一表面     112：第二表面
12：发光二极管    121：散光透镜
122：透明灯罩     13：散热装置
131：风扇模块     132：散热通道
133：散热器       134：鳍片
14：电路装置      141：第二电路板
142：电路组件     143：穿孔
144：第一表面     145：第二表面
15：灯泡接头      16：壳体
161：对流孔      162：容置空间
18：副壳体       181：对流孔
182：容置空间    191：塑料板
192：铝板        193：穿孔
194：穿孔
具体实施方式
图1为本发明的发光装置1的立体图，本实施例的发光装置1具有类似一般灯泡的外型。请继续参考图2，图2所示为本发明所揭露的发光装置图1的立体分解图。本发明的发光装置1包括一第一电路板11、一发光二极管12、一散热装置13、一电路装置14、一灯泡接头15。其中，第一电路板11具有一第一表面111及与第一表面111相对的一第二表面112，发光二极管12则设置于该第一表面111上并电性连接第一电路板11。本发明的发光装置1，由发光二极管12作为光源，因此不包括各种日光灯等可能包括的有害物质，如汞、铅、汞、镉、六价铬等，并符合欧盟有毒物质禁用指令(RoHS)的标准。通过散热装置13，本发明的发光装置1可将发光二极管12产生的热排出，降低发光装置1的整体温度，以增进使用寿命及发光效率。
请合并参考图2及图3，本发明的散热装置13包括一风扇模块131、复数散热通道132、及一散热器133(heat sink)。散热器133设置于第一电路板11的第二表面112上，并具有复数鳍片(fins)134。此等鳍片134环设于风扇模块131的周围，并界定出连接至外界的散热通道132。风扇模块131设置于第一电路板11的第二表面112上并电性连接第一电路板11，适以产生气流通过散热通道132与外界连通，以大幅增进散热效率。
发光二极管12设置于第一电路板11的第一表面111上。为快速将发光二极管12所产生的大量热能导引至散热模块13，第一电路板11包括一类钻碳(diamond-like carbon，DLC)薄膜，用以分散发光二极管12所产生的热。类钻碳薄膜的导热系数实质上为400W/mK，接近于铜的导热系数。通过高导热的类钻碳薄膜，发光二极管12的热能可快速传导至第一电路板11。其中，类钻碳薄膜可用物理气相沉积或化学气相沉积来达成，此为一般现有形成薄膜的技术，故于此不另赘述。较佳地，第一电路板11为一金属芯电路板(MCPCB)，以协助发散发光二极管12所产生的热。具体而言，金属芯电路板是将原有的印刷电路板附贴在另外一种热传导效果更好的金属基板上，如铝、铜等，以取代一般印刷电路板的塑料基板，并强化散热效果。于本实施例中，第一电路板11是使用铝基板，其导热系数实质上为200W/mK。由此，整体第一电路板11的导热系数实质上大于200W/mK。
请继续参考图2，发光装置1的散热装置13还包括一壳体16，其中壳体16包括复数对流孔161及一容置空间162。散热模块13的风扇模块131及散热器133设于壳体16的容置空间162内。壳体16的对流孔161与散热器133共同界定出散热通道132，以使风扇模块131产生的气流通过对流孔161与外界连通，以避免无对流孔161的壳体16妨碍气流流动，而降低散热效率。在此需说明的是，于其它实施例中，壳体16还可与散热器133一体成型。
于本实施例中，发光装置1还包括一副壳体18，与壳体16相互接合，以形成发光装置1的一完整外壳。然而，在此须说明的是，于其它实施方式中，副壳体18也可与壳体16整合为一体，不同于本实施例的副壳体18与壳体16为独立的二组件。其中，副壳体18也包括复数对流孔181及一容置空间182，电路装置14固定地容置于副壳体18的容置空间182中。副壳体18的对流孔181与壳体16的对流孔161相互配合，使风扇模块131所带动产生的气流可流入及流出发光装置1内部，以增进散热效率。较佳地，壳体16及副壳体18由例如聚碳酸酯(polycarbonate，PC)的塑料材料所制成。
于本实施例中，发光装置1的灯泡接头15设置于副壳体18上，以与灯泡座接合。在此须说明的是，于其它实施方式中，灯泡接头也可接合于壳体16或副壳体18的其它位置上，在此不做限制。较佳地，灯泡接头15为-E27标准灯泡接头，具有标准的尺寸及标准接合螺纹，可轻易地安装于标准灯座上，达到随插即用的效用。在其它实施例中，也可使用其它标准接头用来作为电性连接的用途。
发光装置1的电路装置14电性连接第一电路板11，而灯泡接头15电性连接电路装置14以提供电源至第一电路板11及发光二极管12。其中，电路装置14还包括一第二电路板141、复数电路组件142及复数穿孔143。此等穿孔143使气流通过而发挥散热的效果。其中，第二电路板141具有一第一表面144及与第一表面144相对的第二表面145，设置于第二电路板141上的电路组件142用以调整并提供电源至第一电路板11。电路组件142可区分为主动组件与被动组件，其中例如电容等被动组件体积较大，为机构设计考虑而设置于第二表面145上，其它体积较小的电路组件142则设置于第一表面144上。如此机构设计符合空间的利用且也可减少热冲击。
为辅助固定发光装置1内部的各项组件，发光装置1还包括一固定组件，其中固定组件包括一塑料板191及一铝板192。为避免妨碍气流的流动，塑料板191及铝板192也分别具有复数穿孔193及194。该等穿孔193及194可以使气流通过而发挥散热的效果。
为均匀化发光二极管12所发出的光线，发光装置1还包括一穹形(domed)的散光透镜121。发光二极管12设置于第一电路板11与散光透镜121之间，以协助分散发光二极管12所发出的光，进而使发光装置1可均匀发光。发光装置1还包括一透明灯罩122，用以接合壳体16，且透明灯罩122至少覆盖第一电路板11的第一表面111及发光二极管12。
请参考图1及图2，发光装置1的散热气流路径说明如下。如图1的箭头所示，发光二极管12的热能通过风扇模块131带动的气流，经由散热通道132自壳体16的对流孔161排出至外界，而副壳体18的复数对流孔181则可补充空气。其中，气流自副壳体18的对流孔181进入发光装置1后，经由电路装置14的第二电路板141的复数穿孔143及形成于固定组件的塑料板191及铝板192上的复数穿孔193、194后，到达散热装置13，以发散发光二极管12所产生的高热。发光二极管12所产生的高热，通过具有高热传导效率的类钻碳及金属基板的第一电路板11，快速地传导至散热装置13的散热器133上，并通过散热器133由鳍片134传导至散热通道132中。此时，散热装置13的风扇模块131所产生的气流，可经过散热通道132，将发光二极管12所产生的热量快速带走，并自壳体16的对流孔161流出。由此，可维持发光装置1内部及发光二极管12于一适当温度，避免发光二极管12的发光效率降低、使用寿命减短。另外，电路装置14的主动电路组件朝上、被动组件朝下，使气流流过时可带走更多被动组件所产生的热。在此需说明的是，于此领域具通常知识者可轻易明白风扇模块131也可反向运转，使上述气流的流动方向则恰好相反，而同样达到散热的目的。
由此，本发明的发光装置1于环境温度摄氏25度中，使用耗电量20W的高功率发光二极管12时，发光二极管12的接面温度(junction temperature，Tj)小于摄氏70度。对照于现有无风散模块131、无类钻碳薄膜的LED灯泡，其发光二极管的接面温度则高于摄氏125度。
上述的实施例仅用来例举本发明的实施方式，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围。

Claims (13)

1.一种用于发光装置的散热装置，该发光装置包括一第一电路板及一发光二极管，其中该第一电路板具有一第一表面及与该第一表面相对的一第二表面，该发光二极管设置于该第一表面上并电性连接该第一电路板，其特征在于，该散热装置包括；
一风扇模块，其设置于该第一电路板的该第二表面；以及
复数散热通道，其连接至外界，其中所述风扇模块产生的气流通过该等散热通道与外界连通。
2.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该散热装置还包括一散热器，该散热器设置于该第一电路板的该第二表面上。
3.如权利要求2所述的散热装置，其特征在于，该散热器具有复数鳍片，该些鳍片环设于该风扇模块的周围。
4.如权利要求2所述的散热装置，其特征在于，该散热装置还包括一壳体，该壳体包括复数对流孔及一容置该风扇模块及该散热器的容置空间，该等对流孔与该散热器共同界定出所述散热通道，使得该风扇模块产生的气流通过该等对流孔与外界连通。
5.如权利要求4所述的散热装置，其特征在于，该壳体与该散热器一体成型。
6.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该第一电路板包括一类钻碳薄膜，用以分散该发光二极管所产生的热。
7.一种发光装置，其特征在于，该发光装置包括：
一第一电路板，其具有一第一表面及与该第一表面相对的一第二表面；
一发光二极管，其设置于该第一表面上，并电性连接该第一电路板；
一散热装置，其包括：
一风扇模块，其设置于该第一电路板的该第二表面上并电性连接该第一电路板；以及
复数散热通道，其连接至外界，其中该风扇模块产生的气流通过该等散热通道与外界连通；
一电路装置，其电性连接该第一电路板；以及
一灯泡接头，其电性连接该电路装置，以提供电源至该第一电路板及该发光二极管。
8.如权利要求7所述的发光装置，其特征在于，该散热装置还包括一散热器，该散热器设置于该第一电路板的第二表面上。
9.如权利要求8所述的发光装置，其特征在于，该散热器具有复数鳍片，该些鳍片环设于该风扇模块的周围。
10.如权利要求8所述的发光装置，其特征在于，该散热装置还包括一壳体，该壳体包括复数对流孔及一容置该风扇模块及该散热器的容置空间，该等对流孔与该散热器共同界定出该等散热通道，使得该风扇模块产生的气流通过该等对流孔与外界连通。
11.如权利要求7所述的发光装置，其特征在于，该第一电路板包括一类钻碳薄膜，以分散该发光二极管所产生的热。
12.如权利要求8所述的发光装置，其特征在于，该电路装置还包括一第二电路板，该第二电路板包括复数电路组件及复数穿孔，该等电路组件用以调整并提供电源至该第一电路板，且该等穿孔用以通过气流。
13.如权利要求12所述的发光装置，其特征在于，该发光装置还包括一与该壳体相互接合的副壳体，该副壳体包括复数对流孔及一容置空间，该电路装置固定地容置于该容置空间中。
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