CN103244925B - 散热装置以及具有该散热装置的发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于发光装置(100)的散热装置(10)，包括散热本体(1)和多个周向分布的散热片(2)，所述散热片(2)具有根部(22)和片部(21)，其特征在于，所述散热片(2)的根部(22)彼此连接在一起并环绕所述散热本体(1)的外周壁(13)并且所述散热片(2)的片部(21)从所述散热本体(1)上突起，所述散热本体(1)开设有第一空气通道(11)，相邻散热片(2)的片部(21)之间形成通气口(23)，所述第一空气通道(11)与所述通气口(23)气流相通。根据本发明的散热装置(10)具有制造成本低、制造工艺简单、散热性能好的优点。

Description

散热装置以及具有该散热装置的发光装置

技术领域

本发明涉及一种散热装置、以及具有该散热装置的发光装置。

背景技术

由于LED光源具有寿命长、节约能源、环境友好、防止震动等优点，因此，LED光源可以在广泛的领域内得到应用。随着制造技术的不断发展，LED的成本越来越低并且光效也得到了增加。由于LED灯对于散热的要求比较高，因此，对于散热装置的设计要求也越来越高。

现有技术中，存在多种散热装置的方案。大部分的LED改型灯的散热装置设计为具有大量的散热片，以实现较大的散热面积。

US2009/0129102A1中公开了一种散热装置，包括本体和多个径向延伸的散热片以及环绕散热片下部的弯曲壁。散热片、本体的外围以及壁共同限定出了多个通道，每一个通道具有下部开口和上部开口。该方案仍然需要大量的散热片。

US7679096B1中公开了一种散热装置，具有在前端和后端之间延伸的内表面和外表面上的多个狭缝。散热装置的锥形设计、狭缝以及叶片增加了暴露的表面区域以实现散热。

AU2009278057中公开了一种具有喇叭形的反射器的散热装置。反射器的内壁用于反射而外周壁用于散热。

WO2010/038982A2中公开了一种发光装置，具有散热装置，该散热装置具有本体和多个径向上延伸的散热针脚，本体安装在LED封装和螺纹旋盖之间，散热针脚在径向方向上延伸并且在本体的长度方向上彼此间隔开。至少一个气流通道沿着本体的长度方向形成并且经过散热针脚。

上述各方案中均未提出一种散热性能好以及制造成本低、制造工艺简单的散热装置。

发明内容

因此本发明的目的在于提出一种用于发光装置的散热装置，其能克服现有技术中的各种解决方案的缺点，具有制造成本低、制造工艺简单、散热性能好的优点。

根据本发明的第一个方面提出一种用于发光装置的散热装置，包括散热本体和多个周向分布的散热片，所述散热片具有根部和片部，其特征在于，所述散热片的根部彼此连接在一起并在周向上连接到所述散热本体的外周壁并且所述散热片的片部从所述散热本体上突起，所述散热本体开设有第一空气通道，相邻散热片的片部之间形成通气口，所述第一空气通道与所述通气口气流相通。利用散热片的设计，由于散热片的根部彼此连接在一起，因此，可以显著增大散热片与外界环境接触的面积，从而改善散热。由于散热片的顶部同时又形成了通气口，因此，将起到烟囱效应的第一空气通道和外界气流相通，进一步地改善了散热效应。

根据本发明的一个优选实施方案，所述散热片的根部利用连接环连接在一起，相邻散热片的根部之间限定出多个周向间隙，所述周向间隙与所述通气口气流相通。由于在该实施例中，通过散热片的进一步改良设计，产生了第一空气通道和通气口形成的第一对流路径以外的周向间隙与所述通气口形成的第二对流路径，因此进一步改善了散热装置的散热能力。因此，可以用低导热塑料作为散热装置的制造材料，例如普通的塑料：PBT、POM等。

优选地，所述散热本体包括中央通道，所述中央通道作为所述第一空气通道。

根据本发明的一个优选实施方案，所述散热本体包括基板、从所述基板突出的限定所述第一空气通道的第一周壁以及以预定距离间隔地环绕所述第一周壁的所述外周壁，在所述第一周壁和所述外周壁之间的空间用于安置所述第一热源。在所述第一周壁和所述外周壁之间的环形容纳空间中安置第一热源，有助于实现较短的散热路径，同时既能快速地将热量传递至经过第一空气通道的冷空气，利用对流散热，又能快速地通过外周壁将热量传递至散热片，传递至散热片的热 量利用散热片的周向间隙和通气口形成的空气对流散热路径和散热片向外界空气热传导方式实现散热。此外，由于第一热源可以安置在环形容纳空间内，因此，可以分散第一热源所产生的热量。

根据本发明的一个替换优选实施方案，所述散热本体包括基板，所述基板包括限定所述第一空气通道并作为外周壁的第一周壁，所述第一周壁的周向端面上开设有用于安置所述第一热源的环形凹槽。从而简化了散热本体的制造工艺，降低了散热本体的制造成本。从而同样有助于实现较短的散热路径，同时既能快速地将热量传递至经过第一空气通道的冷空气，又能快速地将热量通过第一周壁传递至散热片。此时散热片可以直接嵌入到第一周壁中。此外，由于第一热源可以安置在环形凹槽内，因此，可以分散第一热源所产生的热量。

优选地，在所述基板上在第一空气通道上方设置有用于驱动气流的主动冷却部件。利用主动冷却部件可以进一步改善空气的流动性，从而改善第一空气通道和通气口形成的第一对流路径的散热能力。

根据本发明的一个替换优选实施方案，所述散热片的根部利用周向凸缘连接在一起，所述散热片的所述根部利用周向凸缘连接在一起，所述周向凸缘具有环形外周壁以及从所述环形外周壁在径向上延伸的承载部分，所述环形外周壁包围所述散热片的根部的外侧，所述承载部分连接在散热片的根部之间以形成环形基座。在该实施方案中，可以在环形基座上安置所述第一热源。环形基座直接与第一热源接触，从而进一步地缩短了散热片与第一热源的导热路径。

根据本发明的一个优选实施方案，所述散热本体包括中央通道和位于所述中央通道周围的周边通道，所述中央通道作为所述第一空气通道，并且所述周边通道与所述通气口气流相通。根据该优选方案，形成中央通道与通风口以及周边通道与通风口两条对流散热路径。可替换的方案是，所述散热本体包括中央通道和位于所述中央通道周围的至少一个周边通道，至少一部分周边通道作为所述第一空气通道。在该种方案中，中央通道不形成与通风口的对流散热路径，周边通道形成与通风口的对流散热路径。第一热源安置为覆盖所述中央通道和至少另一部分周边通道，从而实现更好的热分布和对流散热能力之间 的平衡，例如中央通道中可以用来放置光源。

根据本发明的一个附加地或者替换优选实施方案，所述散热本体包括基板，分别从所述基板突出的限定所述第一空气通道的第一周壁、以及以预定距离间隔地环绕所述第一周壁的第二周壁、环绕所述第二周壁的所述外周壁，在所述第一周壁和所述第二周壁之间设置有多个径向连接壁，所述径向连接壁限定出位于所述第一周壁和所述第二周壁之间的作为所述周边通道的多个第二空气通道，所述第二空气通道与所述通气口气流相通。利用该方案，除了产生烟囱效应的第一空气通道以外，也提供了产生烟囱效应的多个第二空气通道，从而进一步改善了对流散热。在应用该方案时，既可以在所述第二周壁和所述外周壁之间的空间安置所述第一热源，也可以在所述环形基座上安置所述第一热源。在上述两种情形下，第一热源均可以布置在环形的空间内，因此，可以降低热功率密度。

根据本发明的一个附加地或者替换优选实施方案，所述散热本体包括基板和分别从所述基板突出的多个第二周壁，第二周壁自身分别限定出相应的周边通道，并且所述第二周壁共同围成一个中央通道。从而提供了另外一种限定出周边通道的方案。优选地，第一热源安置为覆盖所述中央通道和至少另一部分周边通道。

根据本发明的进一步改进方案中，在如上所述的各个方案中的散热片的片部的顶端分别在径向上形成缺口，所述缺口组合成环形容纳槽以用于容纳第二热源。从而散热片进一步可以直接与第二热源接触，改善散热能力，并且由于环形容纳槽是设置在散热片的片部的顶端，因此，在容纳第二热源后，还确保散热片的片部之间的间隙作为通气口。

优选地，所述散热装置由塑料制成并且其外表面涂敷有导热涂层。从而进一步提高了辐射散热能力。

根据本发明的第二个方面提出一种发光装置，包括发光组件和具有上述特征的散热装置，其中所述发光组件作为所述第一热源。由于发光组件可以环形地分布，同时还改善了在各个方向上的照明。

优选地，还包括驱动器壳体作为所述第二热源。驱动器壳体可以 容纳在所述散热片的片部的顶端的径向上形成的缺口组合成的环形容纳槽，因此，进一步改善了对于驱动器壳体的散热。

优选地，所述发光组件包括环形电路板和设置在所述环形电路板上的多个LED芯片，以与散热装置的设计相匹配。

优选地，还包括用于调整所述LED芯片的光分布的环形的光学器件或者包括环形阵列的多个子光学器件的光学器件，以与散热装置的设计相匹配，所述光学器件为透镜或者反射器。

根据本发明的散热装置和发光装置具有制造成本低、制造工艺简单、散热性能好的优点。

应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是为了对要求保护的本发明提供进一步的说明。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：

图1是根据本发明的发光装置的第一具体实施例的分解图；

图2是根据本发明的发光装置的第二具体实施例的分解图；

图3a是根据本发明的发光装置的第三具体实施例的部分组装图，图3b是适合于第三具体实施例的光学器件的立体图；

图4a是根据本发明的发光装置的第四具体实施例的部分组装图，图4b是适合于第四具体实施例的光学器件的立体图；

图5是根据本发明的发光装置的第五具体实施例的分解图；

图6a，6b是根据本发明的发光装置的第六具体实施例的部分组装图和完整组装图；

图7是根据本发明的发光装置的第七具体实施例的部分组装图；

图8，9是根据本发明的发光装置的第八、第九具体实施例的组装图。

图10a是根据本发明的发光装置的第十具体实施例的分解图；

图10b是根据本发明的发光装置的第十具体实施例的组装图；

图10c是适合于第十具体实施例的光学器件的剖面图；

图10d是根据本发明的发光装置的第十具体实施例的立体图。

具体实施方式

图1是根据本发明的发光装置100的第一具体实施例的分解图。图中示意出了用于发光装置100的散热装置10。该散热装置10包括散热本体1以及多个散热片2，多个散热片2在散热本体1的周向上分布并且在径向上向外延伸。这些散热片2彼此以预定的间隙间隔开。每个散热片2具有根部22和片部21，这些散热片2的根部22被一个连接环26包裹起来，从而将各个散热片2连接在一起。根部22安置在连接环26上并且彼此之间保留了预定的间隙，这些根部22之间的间隙在图中所示的下方端面上形成了周向间隙25。散热片的片部21从散热本体1上突起并且相邻片部21之间的间隙形成了通气口23，即便在整个发光装置100装配完之后该通气口23依然能够保持同外部环境的热交换。周向间隙25与通气口23气流相通，形成了一条空气对流路径。散热本体1在该具体实施里中包括基板14(位于承载LED芯片的电路板之后)。基板14中央开设第一空气通道11并且该第一空气通道11从基板14上突出，该第一空气通道11由从基板14上向下突出的第一周壁12限定，用于产生烟囱效应，使得利用第一周壁12加热通过其中的冷空气并且将加热后的空气从通气口23中排除，形成了另一条空气对流路径。散热本体1还包括环绕第一周壁12的外周壁13，在第一周壁12和外周壁13之间的环形空间用于安置第一热源3，从而可以分散第一热源3产生的热量。

第一热源3在该实施例中为环形的发光组件。该发光组件包括多个环形排布的LED芯片。设计成环形的透镜或者反射器的光学器件4可以从下方安装到发光组件上，调整光分布，环形透镜基于TIR原理，在底部具有环形凹槽或者几个分立的凹槽，用于覆盖LED，而在透镜的顶部则具有例如自由曲面或者微透镜阵列，透镜的侧面轮廓由全内反射来确定。或者环形布置的单个透镜13也基于TIR原理或者环形的反射器基于反射原理，安装到环形连接的LED芯片，以进行光分布。 第二热源5在该实施例中为驱动器壳体，散热片2的片部21的顶端分别在径向上形成缺口24，缺口组合成环形容纳槽以用于容纳第二热源5。

根据本发明的发光装置100的第一具体实施例的散热路径包括周向间隙25与通气口23构成的空气对流路径以及第一空气通道11与通气口23构成的空气对流路径。

图2是根据本发明的发光装置100的第二具体实施例的分解图。与图1中的具体实施例不同的是，可以将第一热源3设置为包括多个单独的具有更大功率的LED芯片3’。此时，光学器件4可以包括形成环形阵列的多个子透镜或子反射器。

图3a是根据本发明的发光装置100的第三具体实施例的部分组装图，图3b是适合于第三具体实施例的光学器件4的立体图。与图1，2中的具体实施例不同的是，在该具体实施例中，散热本体1具有不同的设计。散热本体1包括基板14’，基板14’中央开设第一空气通道11’，同时限定第一空气通道11’的第一周壁12’作为外周壁，第一周壁12’中开设环形凹槽15用于安置第一热源3。该实施例中，缩短了从第一热源3到散热片2以及到第一空气通道11’的散热路径。如图1，2中的具体实施例那样，该实施例包括第一空气通道11’与通气口23构成的空气对流路径。

图4a是根据本发明的发光装置100的第四具体实施例的部分组装图，图4b是适合于第四具体实施例的光学器件4的立体图。第四具体实施例在第三具体实施例上进一步进行了改进，即，在基板14’上在第一空气通道11’上方设置有用于驱动气流的主动冷却部件6，散热本体1具有位于第一周壁12’上方并相对于所述第一周壁12径向向外偏移的另一周壁，所述另一周壁限定出用于容纳主动冷却部件6的空间。当然主动冷却部件6也可以设置在第一和第二具体实施例中的方案中。同样，此时可以安装图4b中示出的光学器件4。

图5是根据本发明的发光装置100的第五具体实施例的分解图。与图1-4中具体实施例不同的是，在该具体实施例中，散热本体具有不同的设计。除了用于产生烟囱效应的第一空气通道11以外，设置 了用于产生烟囱效应的多个第二空气通道18。具体而言，散热本体包括基板14，分别从基板14突出的限定第一空气通道11的第一周壁12、以及环绕第一周壁12的第二周壁16、环绕第二周壁16的外周壁13，在第一周壁12和第二周壁16之间设置有多个径向连接壁17，径向连接壁17限定出位于第一周壁12和第二周壁16之间的多个第二空气通道18，第二空气通道18与通气口23气流相通。

根据本发明的发光装置100的第五具体实施例的散热路径包括第一空气通道11以及第二空气通道18分别与通气口23构成的空气对流路径。

图6a，6b是根据本发明的发光装置100的第六具体实施例的部分组装图和完整组装图。第六具体实施例在第五具体实施例上进一步进行了改进，保留了第五具体实施例中的第一空气通道11’以及第二空气通道18，并且第一空气通道11’与本体的关系类似于第三和第四实施例。不同的是，散热片2的根部利用周向凸缘26’连接在一起形成围绕散热本体1的环形基座8，此时，环形基座8用于安置第一热源3。

图7是根据本发明的发光装置100的第七具体实施例的部分组装图。第七具体实施例在第六具体实施例上进一步进行了改进，保留了用于安置第一热源3的环形基座8。在基板14’上在第一空气通道11’上方设置有用于驱动气流的主动冷却部件6。当然主动冷却部件6也可以设置在其它实施例中。

图8，9是根据本发明的发光装置100的第八、第九具体实施例的组装图。其中可以将根据本发明的散热装置10应用在A型灯(图8)或者PAR型灯(图9)中。当然也可以应用到MR16、PAR38等改型灯中。

图10a是根据本发明的发光装置的第十具体实施例的分解图；图10b是根据本发明的发光装置的第十具体实施例的组装图；图10c是适合于第十具体实施例的光学器件的剖面图；图10d是根据本发明的发光装置的第十具体实施例的立体图。类似于第五、六具体实施例，所述散热本体包括中央通道和位于所述中央通道周围的至少一个周边通道。不同的是，与第六具体实施例不同，至少一部分周边通道作 为所述第一空气通道11，而不是中央通道作为第一空气通道11。此外，与第五、第六具体实施例不同的是，散热本体包括基板14和分别从基板14突出的多个第二周壁16。第二周壁16自身分别限定出相应的周边通道。多个周边通道是分立的，而不是连续的。第二周壁16的周向布置共同围成一个中央通道。中央通道可以是周向上封闭的或者是周向上至少部分开放的。此时，第一热源3可以设置为覆盖中央通道以及覆盖部分周边通道。中央通道以及在第二周壁16与外周壁之间的空间内均设置有LED芯片32。承载LED芯片的电路板例如MCPCB可能部分地阻塞周边通道，因此，获得经过其它的周边通道的良好的气流并且获得更均匀的温度。光学器件4包括承载板41、开设在承载板41上的多个与周边通道对应的开孔43，中央透镜44以及周边透镜42，周边透镜42与第二周壁16与外周壁之间的空间内的LED芯片32相对应，并且中央透镜44与中央通道中的LED芯片32相对应。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

标号列表

10 散热装置

100 发光装置

1 散热本体

11，11’ 第一空气通道

12，12’ 第一周壁

13 外周壁

14，14’ 基板

15 环形凹槽

16 第二周壁

17 径向连接壁

18 第二空气通道

19 第二周壁

2 散热片

21 片部

22 根部

23 通气口

24 缺口

25 周向间隙

26 连接环

26’ 周向凸缘

3 第一热源

4 光学器件

41 承载板

42 周边透镜

43 开孔

44 中央透镜

5 第二热源

6 主动冷却部件

31 环形电路板

32 LED芯片

Claims (25)

1.一种用于发光装置(100)的散热装置(10)，包括散热本体(1)和多个散热片(2)，所述散热片(2)具有根部(22)和片部(21)，其特征在于，所述散热片(2)的根部(22)彼此连接在一起并在周向上连接到所述散热本体(1)的外周壁(13)并且所述散热片(2)的片部(21)从所述散热本体(1)上突起，所述散热本体(1)开设有第一空气通道(11)，相邻散热片(2)的片部(21)之间形成通气口(23)，所述第一空气通道(11)与所述通气口(23)气流相通；

其中，所述散热片(2)的所述片部(21)的顶端分别在径向上形成缺口(24)，所述缺口(24)组合成环形容纳槽以用于容纳第二热源(5)，以使得所述散热片(2)的片部之间的间隙用作通气口。

2.根据权利要求1所述的散热装置(10)，其特征在于，所述散热片(2)的所述根部(22)利用连接环(26)连接在一起，相邻散热片(2)的根部(22)之间限定出多个周向间隙(25)，所述周向间隙(25)与所述通气口(23)气流相通。

3.根据权利要求2所述的散热装置(10)，其特征在于，所述散热本体(1)包括中央通道，所述中央通道作为所述第一空气通道(11)。

4.根据权利要求3所述的散热装置(10)，其特征在于，所述散热本体(1)包括基板(14)、分别从所述基板(14)突出的限定所述第一空气通道(11)的第一周壁(12)以及以预定距离间隔地环绕所述第一周壁(12)的所述外周壁(13)，在所述第一周壁(12)和所述外周壁(13)之间的空间用于安置第一热源(3)。

5.根据权利要求3所述的散热装置(10)，其特征在于，所述散热本体(1)包括基板(14’)，所述基板(14’)包括限定第一空气通道(11’)并作为所述外周壁(13)的第一周壁(12’)，所述第一周壁(12’)的周向端面上开设有用于安置第一热源(3)的环形凹槽(15)。

6.根据权利要求4或5所述的散热装置(10)，其特征在于，在所述基板(14，14’)上在所述第一空气通道(11，11’)上方设置有用于驱动气流的主动冷却部件(6)。

7.根据权利要求1所述的散热装置(10)，其特征在于，所述散热片(2)的所述根部(22)利用周向凸缘(26’)连接在一起，所述周向凸缘(26’)具有环形外周壁以及从所述环形外周壁在径向上延伸的承载部分，所述环形外周壁包围所述散热片(2)的根部的外侧，所述承载部分连接在散热片(2)的根部之间以形成环形基座(8)。

8.根据权利要求1所述的散热装置(10)，其特征在于，所述散热本体(1)包括中央通道和位于所述中央通道周围的至少一个周边通道，所述中央通道作为所述第一空气通道(11)，并且所述周边通道与所述通气口(23)气流相通。

9.根据权利要求7所述的散热装置(10)，其特征在于，所述散热本体(1)包括中央通道和位于所述中央通道周围的至少一个周边通道，所述中央通道作为所述第一空气通道(11)，并且所述周边通道与所述通气口(23)气流相通。

10.根据权利要求1所述的散热装置(10)，其特征在于，所述散热本体(1)包括中央通道和位于所述中央通道周围的至少一个周边通道，至少一部分周边通道作为所述第一空气通道(11)。

11.根据权利要求7所述的散热装置(10)，其特征在于，所述散热本体(1)包括中央通道和位于所述中央通道周围的至少一个周边通道，至少一部分周边通道作为所述第一空气通道(11)。

12.根据权利要求8-11中任一项所述的散热装置(10)，其特征在于，所述散热本体(1)包括基板(14)，分别从所述基板(14)突出的限定第一空气通道(11)的第一周壁(12)、以及以预定距离间隔地环绕所述第一周壁(12)的第二周壁(16)、环绕所述第二周壁(16)的所述外周壁(13)，在所述第一周壁(12)和所述第二周壁(16)之间设置有多个径向连接壁(17)，所述径向连接壁(17)限定出位于所述第一周壁(12)和所述第二周壁(16)之间的作为所述周边通道的多个第二空气通道(18)。

13.根据权利要求8-11中任一项所述的散热装置(10)，其特征在于，所述散热本体(1)包括基板(14)和分别从所述基板(14)突出的多个第二周壁(16)，各个第二周壁(16)分别限定出各自的周边通道，并且所述第二周壁(16)共同围成所述中央通道。

14.根据权利要求12所述的散热装置(10)，其特征在于，所述第二周壁(16)和所述外周壁(13)之间的空间用于安置第一热源(3)。

15.根据权利要求13所述的散热装置(10)，其特征在于，所述第二周壁(16)和所述外周壁(13)之间的空间用于安置第一热源(3)。

16.根据权利要求14所述的散热装置(10)，其特征在于，所述第一热源(3)安置为覆盖所述中央通道和至少另一部分周边通道。

17.根据权利要求15所述的散热装置(10)，其特征在于，所述第一热源(3)安置为覆盖所述中央通道和至少另一部分周边通道。

18.根据权利要求12所述的散热装置(10)，其特征在于，所述环形基座(8)用于安置第一热源(3)。

19.根据权利要求13所述的散热装置(10)，其特征在于，所述环形基座(8)用于安置第一热源(3)。

20.根据权利要求1所述的散热装置(10)，其特征在于，所述散热装置(10)由塑料制成并且其外表面涂敷有导热涂层。

21.一种发光装置(100)，其特征在于，包括根据权利要求1-20中任一项所述的散热装置(10)和发光组件，其中所述发光组件作为第一热源(3)。

22.根据权利要求21所述的发光装置(100)，其特征在于，还包括驱动器壳体作为所述第二热源(5)。

23.根据权利要求22所述的发光装置(100)，其特征在于，所述发光组件包括环形电路板(31)和设置在所述环形电路板(31)上的多个环形排布的LED芯片(32)。

24.根据权利要求23所述的发光装置(100)，其特征在于，还包括用于调整所述多个LED芯片(32)的光分布的环形的光学器件(4)或者包括形成环形阵列的多个子光学器件的光学器件(4)。

25.根据权利要求24所述的发光装置(100)，其特征在于，所述光学器件(4)为透镜或者反射器。