CN103249995A - 照明引擎的散热结构及其制造方法和包括该结构的照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于照明引擎的散热结构，包括：初级散热件（2）和扩展散热件（3），其中，初级散热件（2）具有第一接触表面（5），扩展散热件（3）具有与第一接触表面（5）相对设置的第二接触表面（6），第一接触表面（5）和第二接触表面（6）在它们之间没有附加层的情况下彼此直接接触。本发明还涉及相应的散热结构的制造方法。本发明还涉及包括该散热结构的照明系统。根据本发明的散热结构和照明系统使得初级散热件与扩展散热件之间的热阻最小化，并且具有低热阻和简单结构的优点。

Description

照明引擎的散热结构及其制造方法和包括该结构的照明系统
技术领域
本发明涉及散热结构，具体地，涉及照明引擎的散热结构。
背景技术
照明引擎的散热问题是值得注意的重要问题。照明引擎的散热结构通常包括两部分：一部分是用于照明引擎的兼容的散热件，即，初级散热件，另一部分是根据照明引擎的光源功率附加的扩展散热件。在现有技术中，初级散热件和扩展散热件由诸如散热油脂状物、热胶、热垫等之类的热界面材料连接。然而，现有技术中的热界面材料将增加不必要的热阻。
发明内容
本发明的目的是通过提供照明引擎的散热结构来克服现有技术中的缺陷，其中，使初级散热件和扩展散热件之间的热阻最小化。该散热结构不但具有低热阻的优点，而且还具有结构简单、易于组装和低成本的优点。
本发明的目的由下述解决方案实现：一种用于照明引擎的散热结构，包括：初级散热件和扩展散热件，其中，初级散热件具有第一接触表面，扩展散热件具有与第一接触表面相对设置的第二接触表面，第一接触表面与第二接触表面在它们之间没有附加层的情况下彼此直接接触。通过确保第一接触表面与第二接触表面之间的直接且充分的接触，以热传导的方式执行散热，本发明避免了由第一接触表面与第二接触表面之间的热界面材料造成的热阻增加的问题。在本发明中，无需热界面材料层，而是，特别地将重点放在改进第一接触表面和第二接触表面它们自身，以降低热阻。本发明中的“接触表面”被考虑为散热件宏观尺寸的任何区域，通常至少在毫米的范围内，在该区域，初级散热件和扩展散热件彼此直接接触。
根据本发明的优选解决方案，第一接触表面和第二接触表面被设计成光滑的且具有预定的光滑度。优选地，预定的光滑度由第一接触表面与第二接触表面之间的期望的热阻和制造条件确定。光滑度的规定值是期望的热阻和制造条件相兼容的结果。优选的解决方案提供了用于改进接触表面自身的可靠解决方案。通过例如，诸如抛光之类的加工获得的光滑表面能够确保第一接触表面与第二接触表面之间的可靠接触，其使得包含在界面中的微观粒子彼此良好地接触。优选地，第一接触表面和第二接触表面的粗糙度Ra小于或等于0.8微米。
根据本发明的优选解决方案，第一接触表面和第二接触表面将是平坦的且具有预定的平面度。优选地，预定的平面度由第一接触表面与第二接触表面之间的期望的热阻和制造条件确定。优选地，平坦表面的平面度小于或等于0.05毫米。应当注意，第一接触表面和第二接触表面可替代为不是平坦的，而是以适合的轮廓彼此配合。根据本发明的进一步改进的技术方案，第一接触表面和第二接触表面喷涂有抗氧化材料。因此，通过防止氧化确保两个接触表面之间的长期良好的接触。
根据本发明的进一步改进的技术方案，第一接触表面和第二接触表面通过机械紧固结构连接在一起。优选地，紧固结构包括设置在每个接触表面上的紧固孔以及穿过紧固孔的紧固构件。
本发明还涉及包括具有上述特征的散热结构的照明系统。
本发明又涉及照明引擎的散热结构的制造方法，其特征在于，包括下述步骤：a）提供具有第一接触表面的初级散热件以及具有第二接触表面的扩展散热件；以及b）加工第一接触表面和第二接触表面，并且之后使第一接触表面和第二接触表面在它们之间没有附加层的情况下彼此直接接触。
根据本发明的方法的进一步改进的解决方案还包括步骤a）之后的步骤c）：在第一接触表面和第二接触表面上涂敷抗氧化层。
根据本发明的方法的进一步改进的解决方案还包括步骤b）或步骤c）之后的步骤d）：利用紧固构件以及设置在第一接触表面和第二接触表面上的紧固孔将初级散热件和扩展散热件固定在一起。
根据本发明的方法的进一步改进的解决方案，在步骤b）中，第一接触表面和第二接触表面加工成具有预定的光滑度和预定的平面度的光滑且平坦的表面。预定的光滑度和预定的平面度由第一接触表面与第二接触表面之间的期望的热阻和制造条件确定。优选的粗糙度Ra小于或等于0.8微米。更优选地，每个接触表面加工成具有优选的小于或等于0.05毫米的平面度的平坦表面。
根据本发明的散热结构和照明系统使初级散热件与扩展散热件之间的热阻最小化，并且具有低热阻和简单结构的优点。
附图说明
将参照附图对本发明进行进一步说明。相同的或功能相同的部件使用相同的附图标记。在图中，
图1示出根据本发明的散热结构的第一示例；
图2示出根据本发明的散热结构的第二示例；
图3是根据本发明制造散热结构的方法的一个示例的流程图。
具体实施方式
图1和图2分别示出了根据本发明的散热结构的第一示例和第二示例。第一示例和第二示例之间的区别在于初级散热件和扩展散热件的不同设计。
接下来，将参照第一示例对本发明进行详细的说明。
如图1中所示，初级散热件2是为多种产品模式设计的兼容的散热件。在图1中，兼容的散热件是周围环境与照明引擎结构1直接接触的部分。初级散热件2直接邻近光源（未示出，作为热源位于照明引擎结构内）。附加散热件3被设计用于与不同的照明引擎结构1的功率匹配。
本发明的改进之处在于初级散热件2与附加散热件3之间的连接。从附图中能够看到：初级散热件2具有第一接触表面5，附加散热件3具有第二接触表面6。根据本发明的两个接触表面之间的接触是直接接触。也就是说，无需现有技术中在两个接触表面之间设置的附加热材料层。通过对两个接触表面5和6它们自身进行设计，实现了这种直接接触的良好导热性，即，低的热阻。具体地，其是通过对该示例中的两个接触表面5和6进行加工来实现的。优选地，它们能够被加工成足够光滑的两个接触表面，并且光滑度应当保证两个接触表面之间热扩散，以实现尽可能低的热阻。替代性地或进一步地，两个接触表面被设计为平坦的并且平面度被调节为确保两个接触表面之间的热阻尽可能低。第一接触表面5和第二接触表面6的最佳粗糙度值Ra小于或等于0.8微米，并且第一接触表面5和第二接触表面6的最佳平面度值为小于或等于0.05毫米。在该优选示例中，在第一接触表面5和第二接触表面6上进一步地喷涂抗氧化材料。抗氧化材料主要用于防止氧化，而氧化会使得两个接触表面5和6难以实现长期的良好接触。在两个接触表面5和6设计为光滑的情形下，两个接触表面之间的固定通过机械紧固结构来实现。本示例中的机械紧固结构包括分别设置在接触表面5和接触表面6上的紧固孔7和紧固孔8，以及穿过紧固孔7和紧固孔8的紧固构件9。紧固构件9是例如螺钉、螺栓等。
图3示出了根据本发明的散热结构的制造方法的一个示例的流程图。该制造方法包括下述步骤：a）提供具有第一接触表面的初级散热件和具有第二接触表面的扩展散热件；b）加工第一接触表面和第二接触表面，以使第一接触表面和第二接触表面能够直接热接触，其中，在步骤b）中，第一接触表面和第二接触表面被加工成平坦光滑的表面；步骤b）之后的步骤c）：在第一接触表面和第二接触表面上涂敷抗氧化层；以及步骤b）或步骤c）之后的步骤d）：利用紧固构件以及设置在第一接触表面和第二接触表面上的紧固孔将初级散热件和扩展散热件固定在一起。
附图标记列表
1 照明引擎
2 初级散热件
3 扩展散热件
5 第一接触表面
6 第二接触表面
7,8 紧固孔
9 紧固构件

Claims (15)

1.一种用于照明引擎（1）的散热结构，包括：初级散热件（2）和扩展散热件（3），其中，所述初级散热件（2）具有第一接触表面（5），所述扩展散热件（3）具有与所述第一接触表面（5）相对设置的第二接触表面（6），所述第一接触表面（5）和所述第二接触表面（6）在它们之间没有附加层的情况下彼此直接接触。
2.根据权利要求1所述的散热结构，其中，所述第一接触表面（5）和所述第二接触表面（6）是光滑的且具有预定的光滑度。
3.根据权利要求1所述的散热结构，其中，所述第一接触表面（5）和所述第二接触表面（6）是平坦的且具有预定的平面度。
4.根据权利要求2或3所述的散热结构，其中，所述预定的光滑度或所述预定的平面度由所述第一接触表面（5）与所述第二接触表面（6）之间的期望的热阻和制造条件确定。
5.根据权利要求4所述的散热结构，其中，所述第一接触表面（5）和所述第二接触表面（6）的粗糙度Ra小于或等于0.8微米。
6.根据权利要求4所述的散热结构，其中，所述平坦的表面的所述平面度小于或等于0.05毫米。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的散热结构，其中，所述第一接触表面（5）和所述第二接触表面（6）喷涂有抗氧化材料。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的散热结构，其中，所述第一接触表面（5）和所述第二接触表面（6）通过机械紧固结构连接在一起。
9.根据权利要求8所述的散热结构，其中，所述紧固结构包括设置在所述第一接触表面（5）和所述第二接触表面（6）上的紧固孔（7，8）以及穿过所述紧固孔（7，8）的紧固构件（9）。
10.一种包括根据权利要求1-9中任一项所述的散热结构的照明系统。
11.一种照明引擎（1）的散热结构的制造方法，其特征在于，包括下述步骤：a）提供具有第一接触表面（5）的初级散热件（2）和具有第二接触表面（6）的扩展散热件（3）；b）加工所述第一接触表面（5）和所述第二接触表面（6），并且之后使所述第一接触表面（5）与所述第二接触表面（6）在它们之间没有附加层的情况下彼此直接接触。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括步骤a）之后的步骤c）：在所述第一接触表面（5）和所述第二接触表面（6）上涂敷抗氧化层。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，还包括步骤b）或步骤c）之后的步骤d）：利用所述紧固构件（9）以及设置在所述第一接触表面（5）和所述第二接触表面（6）上的所述紧固孔（7，8）将所述初级散热件（2）和所述扩展散热件（3）固定在一起。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤b）中，将所述第一接触表面（5）和所述第二接触表面（6）加工成具有预定的光滑度和预定的平面度的光滑且平坦的表面。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在步骤b）中，所述预定的光滑度和所述预定的平面度由所述第一接触表面（5）与所述第二接触表面（6）之间的期望的热阻和制造条件确定。
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