CN103307574A - 模块和包括该模块的电子装置和照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电子装置(200)的冷却模块(100)，其特征在于，所述冷却模块(100)包括热电致冷芯片组件(101)和液体存储装置(102)，所述热电致冷芯片组件(101)设置用于在获得驱动电流时将所述电子装置(200)包含的水蒸汽冷却为液体并且将所述液体存储在所述液体存储装置(102)中。这种冷却模块结构简单、成本低廉，并且可以有效防止在电子装置的透明部件上形成水雾或者对其它电子部件产生损害。此外本发明还涉及包括该模块的一种电子装置和一种照明装置。

Description

模块和包括该模块的电子装置和照明装置

技术领域

本发明涉及一种模块和包括该模块的一种电子装置和一种照明装置。

背景技术

电子装置已经日益广泛地应用在室内外的不同环境中，因此对电子装置的防水防尘要求也越来越高。例如需要暴露在室外的模块或照明装置通常具有IPX5级的防水结构(如果需要达到较高的密封级别，则会提高成本，并且难于实现)。市场上出售的类似产品基本通过IP测试，但是使用者还是能在例如照明装置的透镜或透明壳体上看到水雾。水蒸气产生的原因在于，照明装置内部存在空气，因此在照明装置工作时内部温度会升高，这些空气中的水蒸气以及可能由一些组件、例如FR-4PCB或塑料组件释放的水蒸气可以到达塑料或玻璃制成的透镜或壳体上。照明装置停止工作、即不再继续产生热量时，在透镜或壳体表面处会附着由水蒸气冷凝后形成的水雾。这会导致照明效果下降，并且影响照明装置内部的组件的使用寿命，有碍照明装置的美观。

现有技术中，以便采用被动的干燥方式来解决该问题。例如在电子装置或进而在照明装置的灯壳内放置干燥剂。但由于干燥剂的自身特性，通常只能使用较短时间或者仅仅使用一次，就无法再吸附水分。或者附加地设置通风装置、例如气孔，以便将水分或水蒸气排出。但是这种方式的干燥效果并不理想。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种用于电子装置的冷却模块，这种冷却模块结构简单、成本低廉，并且可以有效防止在电子装置的透明部件上形成水雾或者对其它电子部件产生损害。

根据本发明提出一种用于电子装置的冷却模块，其特征在于，冷却模块包括热电致冷芯片组件和液体存储装置，热电致冷芯片组件设置用于在获得驱动电流时将电子装置包含的水蒸汽冷却为液体并且将液体存储在液体存储装置中。例如可以将冷却模块安装在电子装置中、特别是在工作时温度较高的腔体中，或与该腔体气流相通。腔体可以是由电子装置整体的外壳限定的或者是由电子装置的某一部件的外壳限定。通过在电子装置的非工作状态中驱动冷却模块的热电致冷芯片进行主动冷却，可以迅速地降低电子装置内部的温度，使其中存在的水蒸气冷凝为液体，并且利用冷却模块的液体存储装置储存将液体储存起来，以免液体以例如水雾的形式附着在电子装置的透明部件上或者避免对于其它电子部件产生损害。

根据本发明的一个优选的设计方案，液体存储装置为覆盖热电致冷芯片组件的罩体，罩体中设置有用于液体的存储部。由于被包覆在罩体内的热电致冷芯片组件在被驱动时致冷，因此使周围空间中的水蒸气直接接触温度较低的罩体进行冷凝，并进而以液体的形式存储在罩体上的存储部中。

根据本发明的一个优选的设计方案，存储部为使液体依靠自身张力容纳在其中的多个通孔。多个通孔可以均匀或非均匀地分布在液体存储装置、即罩体上，并且类似于毛细结构的原理存储和/或吸附液体。

根据本发明的一个优选的设计方案，热电致冷芯片组件包括彼此相对的冷面和热面以及侧面，液体存储装置抵靠冷面。由此可以使液体存储装置尽可能迅速并全面地被热电致冷芯片组件冷却，以便存储尽可能多的液体。

根据本发明的一个优选的设计方案，热电致冷芯片组件是单个热电致冷芯片。在另一个优选的设计方案中，热电致冷芯片组件由多个热电致冷芯片串/并联组成。单个热电致冷芯片的尺寸最小例如可以达到做5平方毫米，厚度2.4毫米的结构，最大例如可以具有面积为50平方毫米，厚度为4毫米的结构，并且能达到的最低温度可以为-150℃。根据实际情况，可以调整热电致冷芯片组件中热电致冷芯片的数量和结构，以便获得不同的程度的致冷效果。

根据本发明的一个优选的设计方案，液体存储装置由导热材料制成。导热材料例如是金属。由于金属具有良好的导热率，因此金属材料制成的液体存储装置的温度可以迅速地随热电致冷芯片组件的温度改变。

本发明的另一个目的在于，提出一种电子装置，其包括至少一个上述冷却模块。

根据本发明的一个优选的设计方案，电子装置还包括透明可视部件，冷却模块设置为与透明部件气流相通。“透明部件”是指可以从电子装置外部看见的透明部件。冷却模块可以冷却并存储电子装置中的水蒸气，避免这些水蒸气在电子装置内部温度降低时附着在透明可视部件的表面上。

此外本发明还提出一种照明装置，其特征在于，该照明装置设计为上面提到的电子装置，该照明装置还包括底座、壳体和发光组件，其中底座和壳体限定出容纳发光组件的封闭空间，壳体设计为透明部件。照明装置工作时，发光组件产生的热量使封闭空间中的少量空气所含有的水分转化为水蒸气。当照明装置被关闭、即处于非工作状态时，由于照明装置包括和封闭空间气流相通的冷却模块，因此可以通过冷却模块迅速地将这些水蒸气冷凝并存储，不会在壳体上形成可见的水雾。

根据本发明的一个优选的设计方案，冷却模块安装在封闭空间中。

根据本发明的一个优选的设计方案，冷却模块与电路板并排地设置在底座上。由于热源、即光源固定在电路板上，因此电路板周围的水蒸气浓度较高。靠近电路板的冷却模块可以直接高效地对这些水蒸气进行冷却和存储。这种设计也使得冷却模块和电路板之间所需的电导线长度相应减少。

根据本发明的一个优选的设计方案，冷却模块和发光组件的电路板电连接。由此可以通过电路板给冷却模块提供驱动电路，使其致冷，从而对封闭空间中的水蒸气进行冷凝和存储。

根据本发明的一个优选的设计方案，电子装置还包括设置在封闭空间中用于覆盖冷却模块的覆盖物。利用覆盖物可以遮盖冷却模块，具有美观的效果。

根据本发明的一个优选的设计方案，覆盖物具有开槽，冷却模块通过开槽和封闭空间中的其他区域气流导通。由此确保整个封闭空间中的水蒸气可以被冷却模块充分地冷凝并存储。

根据本发明的一个优选的设计方案，照明装置还包括透镜，该透镜设置在封闭空间中并且设计作为透明部件。在照明装置被断电后，利用冷却模块同样可以防止水雾附着在透镜上。

根据本发明的一个优选的设计方案，照明装置还包括散热体，散热体安装在底座的背离发光组件的一侧上，并且通过底座和冷却模块的热面热接触。该散热体也对冷却模块的热面、即和底座接触的面具有散热效果。该热面也作为装配面使冷却模块固定在底座上。

根据本发明的一个优选的设计方案，电路板上设置有延时电路/蓄电电路，延时电路/蓄电电路在照明装置关闭后为冷却模块提供驱动电路，使冷却模块进行主动冷却。延时电路/蓄电电路在照明装置断电后开始驱动热电致冷芯片组件工作几分钟，以将照明装置内部的水蒸气迅速冷凝并存储在液体存储装置中。

根据本发明的一个优选的设计方案，多个冷却模块分别位于电路板的横向两侧。在此情况下，可以对照明装置内部的水蒸气实现更好的冷凝和存储效果。

根据本发明的一个优选的设计方案，发光组件包括作为光源的LED芯片。

根据本发明的照明装置结构简单、成本低廉，并且可以有效防止在其透明部件上形成水雾或者对其它电子部件产生损害。

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是根据本发明的冷却模块的一个具体实施例的分解示意图；

图2是根据本发明的照明装置的一个具体实施例的分解示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的冷却模块100的一个具体实施例的分解示意图。用于电子装置200(未示出)的冷却模块100例如安装在电子装置200的内部或和其内部容纳热源的密闭腔体气流相通。利用冷却模块100可以将所述电子装置200内的蒸汽冷却为液体并且进行存储。由此避免在电子装置200的透明部件上附着有视觉上可见的水雾。

冷却模块100包括热电致冷芯片组件101和设计为罩体的液体存储装置102。电子装置200为热电致冷芯片组件101提供驱动电流，使热电致冷芯片组件101进行主动冷却。热电致冷芯片组件101包括彼此相对的冷面104和热面105以及侧面。为了使液体存储装置102的温度尽可能和热电致冷芯片组件101的温度一致，在优选的实施方式中，使液体存储装置102抵靠热电致冷芯片组件101布置，并和冷面104接触，例如完全覆盖热电致冷芯片组件101的冷面104和侧面，热电致冷芯片组件101的热面105作为装配面用于和其他部件固定连接。在热电致冷芯片组件101致冷时，冷却模块100周围空气中的水蒸气冷凝在液体存储装置102的外表面上并以液体形式存在。为了存储这些液体，特别地在液体存储装置102上设置有用于液体的存储部103，使液体依靠自身张力容纳在其中。存储部103例如是多个通孔。这些通孔蜂窝状地均匀或非均匀地分散在液体存储装置102上。由于金属具有良好的导热率，因此可以选择金属来制造液体存储装置102，以提高冷却模块100整体上的冷却效果。也可以考虑选择其他导热材料来制造液体存储装置102。

根据实际情况，可以选择热电致冷芯片组件101中的热电致冷芯片的数量和连接类型。当电子装置200内部的水蒸气较少时，可以选用单个的热电致冷芯片作为热电致冷芯片组件101；而在电子装置200内部的水蒸气较多时，可以将多个热电致冷芯片以适合的方式串联或并列组成热电致冷芯片组件101，以满足所需的冷却要求。热电致冷芯片组件101上配有电引脚106，以便从其他电子部件获取驱动电流。

图2是根据本发明的照明装置300的一个具体实施例的分解示意图。照明装置300包括底座301、壳体302、发光组件303和散热体308，其中底座301和壳体302限定出容纳发光组件303的封闭空间R，散热体308安装在底座301的背离发光组件303的一侧上。壳体302在本实施例中设计为透明可视部件。冷却模块100安装在封闭空间R中，利用热电致冷芯片组件101的热面105固定在底座301上。

为了获得驱动电流，冷却模块100利用导线与发光组件303的电路板304电连接。电路板304上设置有延时电路/蓄电电路，该延时电路/蓄电电路以本领域技术人员已知的方式和方法在照明装置300关闭后为冷却模块100提供驱动电流，使位于封闭空间R中的冷却模块100进行主动冷却。封闭空间R中的水蒸气可以被冷凝为液体并存储在冷却模块100中，而不是以水雾的形式附着在壳体302位于封闭空间R中的内表面上。

为了实现美观或保护作用，在封闭空间R中设置有用于覆盖冷却模块100的覆盖物305。覆盖物305的侧面具有用于气流导通的开槽306，冷却模块100通过开槽306和封闭空间R中的其他区域气流导通，即可以使覆盖物305以外区域中的水蒸气大量地进入覆盖物305中。因此，覆盖物305并不影响冷却模块100的冷却和存储效果。

照明装置300中还安装有对应于发光组件303的透镜307，其在图2中位于两个覆盖物305之间的连接板中。在一个未示出的实施例中，透镜307也可以直接安装在相应的光源、例如LED芯片上。透镜307设置在封闭空间R中并且设计作为透明可视部件。如上所述，在透镜307的表面上同样不会附着有水雾。

在照明装置300中具有一个冷却模块100的情况下，该冷却模块100可以位于电路板304的一侧。在照明装置300中具有两个或更多冷却模块100的情况下，这些冷却模块100可以分别位于电路板304的横向两侧、或围绕电路板304布置，以便全面冷却发光组件303周围高浓度的水蒸气。

在图2中示出的实施例中，可以优选地给发光组件303附加地配备反射体309，以便提高光效率。

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。

参考标号

100    冷却模块

101    热电致冷芯片组件

102    罩体

103    存储部

104    冷面

105    热面

106    电引脚

200    电子装置

300    照明装置

301    底座

302    壳体

303    发光组件

304    电路板

305    覆盖物

306    开槽

307    透镜

308    散热体

309    反射体

R      封闭空间

Claims (20)

1.一种用于电子装置(200)的冷却模块(100)，其特征在于，所述冷却模块(100)包括热电致冷芯片组件(101)和液体存储装置(102)，所述热电致冷芯片组件(101)设置用于在获得驱动电流将所述电子装置(200)包含的水蒸汽冷却为液体并且将所述液体存储在所述液体存储装置(102)中。

2.根据权利要求1所述的冷却模块(100)，其特征在于，所述液体存储装置(102)为覆盖所述热电致冷芯片组件(101)的罩体，所述罩体中设置有用于液体的存储部(103)。

3.根据权利要求2所述的冷却模块(100)，其特征在于，所述存储部(103)为使所述液体依靠自身张力容纳在其中的多个通孔。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的冷却模块(100)，其特征在于，所述热电致冷芯片组件(101)包括彼此相对的冷面(104)和热面(105)以及侧面，所述液体存储装置(102)抵靠所述冷面(104)。

5.根据权利要求4所述的冷却模块(100)，其特征在于，所述热电致冷芯片组件(101)是单个热电致冷芯片。

6.根据权利要求4所述的冷却模块(100)，其特征在于，所述热电致冷芯片组件(101)由多个热电致冷芯片串/并联组成。

7.根据权利要求1所述的冷却模块(100)，其特征在于，所述液体存储装置(102)由导热材料制成。

8.一种电子装置(200)，其特征在于，所述电子装置(200)包括至少一个根据权利要求1-7中任一项所述的冷却模块(100)。

9.根据权利要求8所述的电子装置(200)，其特征在于，所述电子装置(200)还包括透明部件，所述冷却模块(100)设置为与所述透明部件气流相通。

10.一种照明装置(300)，其特征在于，所述照明装置(300)设计为根据权利要求9所述的电子装置(200)，所述照明装置(300)还包括底座(301)、壳体(302)和发光组件(303)，其中所述底座(301)和所述壳体(302)限定出容纳所述发光组件(303)的封闭空间(R)，所述壳体(302)设计为所述透明部件。

11.根据权利要求10所述的照明装置(300)，其特征在于，所述冷却模块(100)安装在所述封闭空间(R)中。

12.根据权利要求11所述的照明装置(300)，其特征在于，所述冷却模块(100)与所述电路板(304)并排地设置在所述底座(301)上。

13.根据权利要求12所述的照明装置(300)，其特征在于，所述冷却模块(100)和所述发光组件(303)的电路板(304)电连接。

14.根据权利要求10-13中任一项所述的照明装置(300)，其特征在于，还包括设置在所述封闭空间(R)中用于覆盖所述冷却模块(100)的覆盖物(305)。

15.根据权利要求14所述的照明装置(300)，其特征在于，所述覆盖物(305)具有开槽(306)，所述冷却模块(100)通过所述开槽(306)和所述封闭空间(R)中的其他区域气流导通。

16.根据权利要求10所述的照明装置(300)，其特征在于，还包括透镜(307)，所述透镜(307)设置在所述封闭空间(R)中并且设计作为所述透明部件。

17.根据权利要求10所述的照明装置(300)，其特征在于，还包括散热体(308)，所述散热体(308)安装在所述底座(301)的背离所述发光组件(303)的一侧上，并且通过所述底座(301)和所述冷却模块(100)的热面(105)热接触。

18.根据权利要求11所述的照明装置(300)，其特征在于，所述电路板(304)上设置有延时电路/蓄电电路，所述延时电路/蓄电电路在所述照明装置(300)关闭后为所述冷却模块(100)提供驱动电流，使所述冷却模块(100)进行主动冷却。

19.根据权利要求12所述的照明装置(300)，其特征在于，多个所述冷却模块(100)分别位于所述电路板(304)的横向两侧。

20.根据权利要求10所述的照明装置(300)，其特征在于，所述发光组件(303)包括作为光源的LED芯片。

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