CN103314257B - 照明设备 - Google Patents

Abstract

提供一种照明设备100，该照明设备包括光源、在空间中从光源分离的驱动器，该驱动器被布置用于向光源供电。照明设备具有两个单独散热器，即光源热耦合到的光源散热器112和驱动器热耦合到的驱动器散热器115。光源散热器和驱动器散热器被气隙114分离以提供光源散热器和驱动器散热器的热去耦合。

Description

照明设备

技术领域

本发明主要地涉及一种照明设备并且更具体地涉及一种具有分离的光源和驱动器的照明设备。

背景技术

在本领域中已知发光二极管(LED)灯。LED灯是使用LED作为光源的灯。在这样的灯中，多个二极管可以用于例如增加灯的输出功率或者用于在利用在窄波长带中发射光的LED(如与例如使用磷光体转换的LED对比，这些LED可以在整个可见光谱中发射光、由此提供或多或少白光)时提供白光。LED灯可以用于通用照明或者甚至更特定照明，因为可以调谐颜色和输出功率。

一般而言，灯或者照明设备包括布置为生成光的光源，该光源被布置于或者至少连接到壳中布置的驱动器电路装置。另外，光源被布置于通常具有灯泡形状的封壳内。除了提供最大光输出和/或具体颜色的光之外，照明设备的设计还需要考虑光源和驱动器生成的热的排放。例如LED和驱动器部件的寿命和可靠性是与涉及到的部件的操作温度紧密联系的重要产品特性。

通常用例如卡口型或者螺口型的翻新灯座实现现有技术的翻新灯泡灯，该灯座机械地连接到其中布置驱动器的灯壳。驱动器包括用于驱动灯的光源的必需电子元件。光源通常被布置于为玻璃灯泡的封壳内，从而光源生成的光可以经由玻璃灯泡射出灯。照明设备包括两个主要热源：驱动器和光源。在光源包括远程磷光体LED时，远程磷光体也生成某一数量的热。为了带走在驱动器和光源中生成的热，它们连接到散热器。通常，灯壳用于冷却灯，例如它被设计为驱动器和光源的散热器。

WO 2009/012806 A1公开一种包括至少一个光源的灯，该光源被布置于空心冷却体、即散热器上面并且热耦合到空心冷却体，该空心冷却体被布置于连接到灯座的灯壳内。布置冷却体使得可以从光源散热。冷却体还被布置为在从冷却体的顶部分离的位置固定供应板、即驱动器，从而从照明单元分离供应板。布置冷却体使得也可以从供应板散热。虽然相互分离，但是从相同冷却体散发照明设备的主要热源生成的热，并且例如在光源中生成的热因此将影响驱动器的温度。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的照明设备，该照明设备具有用于冷却照明设备中的个别热源的更佳能力。

如在所附独立权利要求中定义的根据本发明的一种照明设备实现这一目的。在从属权利要求中以及在下文描述和附图中阐述优选实施例。

因此，根据本发明构思，提供一种照明设备，该照明设备包括：光源；布置用于向光源供电的驱动器，该驱动器在空间中从光源分离；光源散热器，光源被热耦合到光源散热器；驱动器散热器，驱动器被热耦合到驱动器散热器。光源散热器和驱动器散热器被气隙分离以提供光源散热器和驱动器散热器的热去耦合。

以这一方式，实现如下照明设备，在该照明设备中，光源和驱动器的热管理基本上一分为二。由此，在寿命方面的最关键部件——这里为驱动器，因为它比光源、例如LED对高温更敏感——可以由与光源生成的热或多或少隔离的散热器管理。因此，可以减少驱动器的温度，并且增加照明设备的总体系统可靠性和寿命。

另外，通过用气隙去耦合光源散热器和驱动器散热器，增加用于借助空气对流冷却壳的总散热面积。

根据照明设备的一个实施例，气隙与大气空气流体连通布置、由此允许在散热器之间的气隙中的热所致空气流，这意味着空气可以在气隙与大气之间流动或者交换，从而实现照明设备的增加的空气冷却。

根据照明设备的一个实施例，它还包括从空气入口并且向气隙延伸的冷却通道。由此，提供用于照明设备的附加空气冷却的装置，这是有利的。

根据照明设备的一个实施例，它还包括用于包围光源的封壳。冷却通道被布置于封壳的反射器中或者封壳本身中。由此，在光源中引起的热可以驱动冷却通道和气隙中的气流、由此增加从相应散热器去除的热的量。

根据照明设备的一个实施例，驱动器散热器还包括布置为在冷却通道以内延伸的突出部分、由此增加驱动器散热器的散热面积并且提供驱动器散热器在冷却通道中的空气冷却，这是有利的。

根据照明设备的一个实施例，驱动器散热器的突出部分为杆形，这有利于相配到空气通道中。

根据照明设备的一个实施例，光源散热器和驱动器散热器被布置为具有为了满足光源和驱动器的相应冷却要求而选择的相应预选冷却表面。因此，通过为不同热源提供热去耦合的散热器，除了允许散热器的增加的冷却表面(即增加的散热器面积)之外，还有助于根据每个热源自己的冷却要求个别优化它的热管理。可以通过分别为光源散热器和驱动器散热器布置预选的冷却表面来完成个别优化。也就是说，通过增加驱动器散热器的冷却表面，减少驱动器的温度、由此增加驱动器的可靠性和寿命。例如由于翻新相配灯将具有某个预定尺寸要求并且因此具有用于热损耗的有限预算，所以用于驱动器散热器的增加的冷却表面可以同时造成为光源散热器选择减少的冷却表面。然而这不会显著减少光源的寿命和可靠性，因为它对高温更少敏感。

根据照明设备的一个实施例，光源散热器和/或驱动器散热器还包括冷却散热片，这些冷却散热片还增加相应散热器的冷却表面。

根据照明设备的一个实施例，光源还包括冷却散热片被布置到其上的反射器，这是有利的。

根据照明设备的一个实施例，光源包括至少一个发光二极管LED，这是有利的。

根据照明设备的一个实施例，它还包括至少一个分离体。分离体可以由具有低导热率的材料制成并且被布置用于提供在光源散热器与驱动器散热器之间形成的气隙。

本发明的这些以及其它方面、特征和优点将从下文描述的实施例中变得清楚并且参照这些实施例来阐明。

注意本发明涉及权利要求中记载的特征的所有可能组合。

附图说明

现在将参照示出本发明的实施例的所附附图更具体描述本发明的这一和其它方面。

图1是根据本发明构思的照明设备的一个实施例的示意透视侧视图图示；

图2是根据本发明构思的照明设备的一个实施例的剖视透视侧视图图示；并且

图3a是根据本发明构思的照明设备的一个实施例的透视侧视图图示，并且图3b是该实施例的分解透视侧视图。

具体实施方式

现在下文将参照附图更全面描述本发明。通过示例提供以下实施例使得本公开内容将透彻而完整并且将向本领域技术人员全面传达本发明的范围。相似标号全篇指代相似单元。

在下文中用基于LED的翻新灯泡举例说明根据本发明的照明设备。这包括单LED、多色LED、磷光体LED、包括多个LED的LED封装等。另外，本发明构思适用于固态发光二极管和有机发光二极管OLED二者。

图1图示根据本发明构思的照明设备100。照明设备100是翻新灯泡灯的形状并且基于固态光源LED(在图1中不可见)。照明设备100包括在这里为螺口灯座的翻新灯座113上布置的圆锥形驱动器散热器115。适合于照明设备的另一典型灯座例如是卡口型灯座。灯座113被布置用于将照明设备100电和机械地连接到灯具(未示出)。

驱动器散热器115是空心的并且具有作为驱动器壳的功能。驱动器散热器115这里由铝制成，然而其它适当材料包括其它适当金属、热塑料、普通塑料和陶瓷。用于驱动LED的驱动器电路装置位于驱动器散热器115以内。在驱动器散热器115上面布置光源散热器112，该光源散热器112借助绝缘距离部分130分隔离开驱动器散热器115距离d，该绝缘距离部分还被布置用于提供用于在光源与驱动器电路(不可见)之间的电连接的通道。气隙114提供光源散热器112和驱动器散热器115的热去耦合。在光源散热器112上面，由玻璃制成的灯泡111被布置为包围光源，这些光源是布置于印刷电路板PCB上面的LED封装。在一个备选实施例中，光源包括在板上芯片COB配置中直接布置于PCB上的LED。PCB装配于光源散热器112上面并且与光源散热器112热连接并且如上文提到的那样经由距离部分130进一步电连接到包括用于向光源供电的电子部件的驱动器。

根据照明设备的一个实施例，如图2中的剖视图中描绘的那样，照明设备200包括布置于照明设备200的底部的螺口型灯座213。灯座213连接到被布置用于保持驱动器电路(未示出)的驱动器散热器215。驱动器散热器215是空心的并且成形为如同平截圆锥体、具有封闭顶表面217。在顶表面217的中心布置从顶表面217垂直和向上延伸的突出冷却部分216。冷却部分216这里为布置有旁边延伸冷却散热片216a的杆形伸长冷却体。冷却部分的其它形状在本发明构思内适用。另外，在一个备选实施例中，突出部分完全不存在。

为了继续，照明设备200还包括光源散热器212，该光源散热器这里包括与驱动器散热器215的顶表面217平行布置的环形金属板212a。借助布置于它们之间并且产生距离d的至少一个绝缘部分130来形成光源散热器212的板212a之间的气隙114。板212的外径大于驱动器散热器215的顶表面217的外径。光源散热器212还包括沿着板212a的外缘分布并且向下而且与驱动器散热器215基本上平行延伸布置的多个冷却散热片212b。散热器板212的内径被布置为大于驱动器散热器215的冷却部分216的直径。

在上述光源散热器的一个备选实施例中，如上文描述的那样从散热器板212a向下延伸的冷却散热片212b替换为外空心圆柱体(未示出)，从而气隙形成于外圆柱体与驱动器散热器之间。

为了参照图2继续，在光源散热器板212a上面布置光源220。光源220是这里为白色LED的多个LED 221装配到其上的环形PCB。下文称为灯泡211的玻璃封壳被布置到光源散热器212上以包围光源220。在一个备选实施例中，在一个备选实施例中，利用远程磷光体LED，在光源中使用蓝色LED，并且磷光体层被布置于灯泡的内或者外部。

灯泡211这里由玻璃制成并且成形为平截圆环，并且灯泡211的中心孔提供用于在大气与气隙214之间的空气流体连通的空气通道230，也就是说，空气可以在大气与气隙214之间容易流动。在一个备选实施例中，灯泡被形成为完全包围光源，也就是说，隔离大气空气完全封闭光源。用于灯泡的其它适当材料例如是聚合物、硅树脂和陶瓷。空气通道230还包围驱动器散热器的冷却部分216(在存在时，参见上述备选实施例)。由此，在照明设备200的操作期间，冷却部分216和气隙214暴露于照明设备200中的温差所驱动的气流。大气空气从灯泡211的顶部流入照明设备200、流入空气通道230并且通过气隙向外退出。由此，向光源散热器212、驱动器散热器215的冷却部分216和顶表面216的暴露的表面区域施加冷大气空气流，从而提供照明设备的有效热对流冷却。

根据照明设备的一个实施例，如图3a和3b中所示，提供具有与参照图2针对照明设备200描述的基本结构相同的照明设备300，但是该照明设备300还包括在照明设备300的灯泡311的中心布置的反射器318。反射器318是平截喇叭形铝体，该铝体使它的基部布置为与板212a的内径相配。反射器318定位于灯泡311中以向外反射从LED 221散发的光线。反射器318的外表面319这里相对于LED221凹弯曲并且具有高反射表面，该表面可以例如是镜表面、镀银或者由白色覆盖。由于反射所有或者几乎所有入射光，“白色”被定义为无色彩或者有很少色彩的颜色。反射器318的外表面319可以例如是但不限于抛物线表面或者郁金香状曲线。

如参照图2描述的照明设备200的一个备选实施例包括在灯泡211的孔中布置的反射器。在简单形式中，布置反射器例如为在灯泡211以内的镀银中心部分。

继续参照图3a和3b中的照明设备300，反射器318还被布置为具有沿着反射器318的内表面在竖直平面中间隔和延伸布置的冷却散热片318a，并且在水平平面中，冷却散热片318a被布置为朝着反射器318的中心向内径向延伸预定长度。选择预定长度使得冷却散热片318a和反射器包围的冷却部分316在物理上无干扰。优选地预选例如反射器318、灯泡311、气隙214和冷却部分216的设计使得优化在照明设备300的中心形成的空气通道230中的气流。

在图3b中，在分解透视图中图示照明设备300的一个实施例的部分。首先在底部示出螺口灯座213，该灯座被布置为接收用于在灯座213与驱动器电路(未示出)的带电部分之间进行电隔离的外壳330。外壳330被布置为与这里具有冷却散热片315a的驱动器散热器315相配以增加驱动器散热器315的表面积、即冷却面积、由此提高它的用于冷却驱动器的容量。杆形冷却部分316被布置于驱动器散热器315的顶表面317上面，并且这里三个绝缘距离部分130可见。距离部分130具有通孔130a以允许在驱动器与光源之间的电连接或者备选地用于用例如螺丝(未示出)固定光源散热器。对应孔312a被布置于光源散热器312上。在光源散热器312上面布置环形光源220，该光源然后由反射器318被布置其中的灯泡311包围。

虽然上文描述的实施例涉及具有标准灯泡形状的照明设备，但是可以设想任何其它适当形状。

上文已经描述如在所附权利要求中定义的根据本发明的照明设备的实施例。这些应当仅视为非限制示例。如本领域技术人员理解的那样，许多修改和备选实施例在本发明的范围内是可能的。

将注意出于本申请的目的并且具体关于所附权利要求，字眼“包括”未排除其它单元或者步骤，字眼“一个/一种”未排除多个/多种，这本身将为本领域技术人员所清楚。

Claims (8)

1.一种照明设备(100、200、300)，包括：

光源(220)；

布置用于向所述光源供电的驱动器，其在空间中与所述光源分离；

光源散热器(112、212、312)，所述光源被热耦合到所述光源散热器(112、212、312)；

其特征在于还包括驱动器散热器(115、215、315)，所述驱动器被热耦合到所述驱动器散热器(115、215、315)；其中所述光源散热器和所述驱动器散热器被气隙(114、214)分开以提供所述光源散热器和所述驱动器散热器的热去耦合；

所述照明设备还包括用于包围所述光源的封壳，所述封壳限定从空气入口并且向所述气隙延伸的冷却通道，使得所述气隙被布置成经由所述冷却通道与大气空气流体连通；

其中所述冷却通道被布置于所述封壳的反射器中或者所述封壳本身中。

2.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述驱动器散热器还包括布置为在所述冷却通道内延伸的突出部分。

3.根据权利要求2所述的照明设备，其中所述驱动器散热器的所述突出部分为杆形。

4.根据权利要求1所述的照明设备，所述光源散热器和所述驱动器散热器被布置为具有为了满足所述光源和所述驱动器的相应冷却要求而选择的相应预选冷却表面。

5.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述光源散热器(212、312)和/或所述驱动器散热器(315)还包括第一冷却散热片(212b、322、315a)。

6.根据权利要求5所述的照明设备，其中所述照明设备还包括所述反射器(318)，所述反射器被布置在所述封壳的中心并且具有布置于其上的第二冷却散热片(318a)。

7.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述光源(220)包括至少一个发光二极管LED。

8.根据权利要求1所述的照明设备，还包括至少一个分离体(130)，所述分离体提供所述气隙。