CN103375786B - 散热装置和具有该散热装置的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于照明装置的散热装置(100)，包括第一散热体(1)，其特征在于，所述第一散热体(1)包括彼此叠置的第一杯状体(2)和第二杯状体(3)，其中所述第一散热体(1)由第一导热材料制成，所述散热装置(100)还包括第二散热体(4)，所述第一杯状体(2)和所述第二杯状体(3)分别部分地被所述第二散热体(4)覆盖并且所述第二散热体(4)由绝缘的第二导热材料制成，所述第一导热材料具有比第二导热材料高的导热能力。此外本发明还涉及一种具有该散热装置的照明装置。

Description

散热装置和具有该散热装置的照明装置
技术领域
本发明涉及一种散热装置和一种具有该散热装置的照明装置。
背景技术
在现代的照明装置中广泛地应用了大功率光源、特别是LED光源，因此如何提高照明装置的散热效果成为重要的研究方向。其中为了保护照明装置内部的电子部件，也必须在设计具有金属部件的散热体时考虑散热体相对于电子部件的电绝缘性。在现有技术中可以将利用导热性能不同的材料来制造散热装置。例如可以利用导热塑料制成用于容纳光引擎和驱动器的灯壳，并将金属散热肋插入灯壳的内部，以进行散热。但这种散热装置的散热功能的并不理想，而且需要花费过多的成本和装配过程用于安装散热肋。在飞利浦公司制造的一种同类型产品中，散热装置具有用于容纳光引擎的杯状体，其底面或全部由金属制成。在该杯状体的相对侧形成有从在其底面延伸出的、由导热塑料制成的容纳腔体，用于容纳需要和光引擎电绝缘的驱动器。在这种产品中由于仅仅具有一个导热性能良好的金属底板或杯体，因此也只能达到有限的散热效果。
发明内容
因此本发明的一个目的在于，提出一种用于照明装置的散热装置，该散热装置结构简单、散热性能良好，并且至少部分地具有电绝缘性。
根据本发明的用于照明装置的散热装置包括第一散热体，其特征在于，所述第一散热体包括彼此叠置的第一杯状体和第二杯状体，其中所述第一散热体由第一导热材料制成，所述散热装置还包括第二散热体，所述第一杯状体和所述第二杯状体分别部分地被所述第二散热体覆盖，并且所述第二散热体由绝缘的第二导热材料制成，所述第一导热材料具有比第二导热材料高的导热能力。
本发明的构思在于，在确保和设置在散热装置中的部分电子部件或者在照明装置中和散热装置相邻布置的电子部件电绝缘的同时，尽可能多地使用导热率高的材料作为主体来制造散热装置，以便实现良好的散热效果。具体而言，根据本发明的散热装置由第一和第二导热材料制成，其中第一导热材料导热性能比第二导热材料更好，但是第二导热材料具有电绝缘的特性。为了使这种由多种材料制成的散热装置具有良好的导热性能，因此将第一导热材料大面积设置在散热装置中，以构成散热装置的主体部分、即主要散热部件。同时为了兼顾电绝缘的特性，根据本发明将第一杯状体和所述第二杯状体分别部分地被第二散热体覆盖，即具有电绝缘效果并且还可以导热的第二散热体部分地包覆在第一散热体上。这样制成的散热装置也可以被称为“混合散热装置”(Hybrid heat-sink)。
根据本发明的一个优选的设计方案，所述第一杯状体和第二杯状体彼此叠置以形成截面为H形轮廓的第一散热体。第一和第二杯状体利用各自的端面彼此贴靠在一起以形成第一散热体，同时第一和第二杯状体的开口端分别朝向相反的方向，例如构成第一散热体的上开放端和下开放端。由此构成的第一散热体可以将两个待散热的部件分别容纳在第一和第二杯状体中，以对其进行散热。
根据本发明的一个优选的设计方案，所述第二散热体具有本体，所述第一杯状体和第二杯状体分别至少部分地被所述本体覆盖。本体例如能覆盖第一和第二杯状体的内周壁和/或外周壁和/或各自基底的内表面，以形成匹配于和第一散热体形状的轮廓，并且可以和第一散热体良好地热接触。
根据本发明的一个优选的设计方案，所述第一杯状体和第二杯状体的外周壁被所述本体覆盖。由此形成以绝缘的第二散热体仅仅覆盖第一散热体的外周壁，而在第一散热体的内周壁上、即第一和第二杯状体的内周壁以及分布朝向各自开口端的基底的内表面上并未设置第二散热体。这种设计可以使容纳在第一和第二杯状体中待散热的部件直接和第一散热体热迅速高效地热接触。同时散热装置可以利用第二散热体和设置在照明装置中的相邻部件彼此电绝缘地热接触。
根据本发明的另一个优选的设计方案，所述第一杯状体和第二杯状体的内周壁和所述外周壁嵌入所述本体中。由此可以确保第一散热体至少部分地通过第二散热体和容纳在第一杯状体以及第二杯状体中待散热的部件电绝缘地热接触。
根据本发明的另一个优选的设计方案，所述第二散热体覆盖所述第一杯状体的基底的内表面。在此第二散热体未覆盖所述第二杯状体的基底的内表面。具有电绝缘性的第二散热体优选地可以以附加层面的形式覆盖在第一杯状体的基底的内表面上，该内表面朝向第一杯状体的开口端。这种复合的绝缘设计使得第一杯体完全嵌入第二散热体中，通过第二散热体可以确保第一杯体和容纳在其中的电子部件彼此电绝缘。由此无需为这种电子部件设置附加的电绝缘壳体。第二杯状体的基底的内表面朝向第二杯状体的开口端，无需电绝缘保护的待散热部件可以优选地直接安装在该内表面上，也可以利用其他方式安置在第二杯状体中，并且和该内表面热接触。由此基于第一散热体良好的导热性能，可以迅速有效地冷却待散热部件。
根据本发明的一个优选的设计方案，所述第一杯状体和第二杯状体由金属制成。由于金属相对于橡胶、塑料或其他材料具有较高的导热率，因此例如可以选择铝、铜或其他导热性能良好的金属来制造第一杯状体和第二杯状体。
根据本发明的一个优选的设计方案，所述第一杯状体和第二杯状体一体成型。在第一杯状体和第二杯状体为金属材质的情况下，可以利用各种适合的加工过程来使其一体成型为第一散热体，这样简化了制造过程，降低了成本。此外由于第一和第二杯体的叠置区域、即第一和第二杯体的基底也一体制成，因此增强了第一和第二杯体之间的导热效果。
根据本发明的一个优选的设计方案提出，所述第一杯状体和第二杯状体分别利用冲压工艺制成。在例如第一和第二杯体具有近似轮廓的情况下，利用冲压工艺可以实现大规模地生产这种杯体。
根据本发明的一个优选的设计方案，第一杯状体和第二杯状体利用导热黏胶连接在一起。通过导热黏胶使得第一杯体和第二杯体的底面尽可能紧密地贴靠在一起，并且可以牢固地连接。这样同样可以提高第一和第二杯状体之间的热传导效果。
根据本发明的一个优选的设计方案，所述第二散热体还包括设置在所述本体的外周壁上的多个散热肋。通过设置附加的散热肋可以增大散热装置的散热面积，例如以热辐射的方式将传递到第二散热体上的热量向周围环境辐射。
根据本发明的一个优选的设计方案，所述多个散热肋和所述本体一体成型。在散热肋可以和第二散热体直接一体成型，这样简化了制作过程。此外也可以在另一个优选的实施例中将散热肋设计为插入式散热肋或其他具有适合结构的部件，以便能安装在本体的外周壁上。
根据本发明的一个优选的设计方案，所述第一散热体和所述第二散热体利用注塑成型工艺一体制成。通过注塑成型工艺可以将第二散热体喷射在第一散热体上，使其具有匹配于第一散热体的轮廓。
根据本发明的一个优选的设计方案，所述第二散热体由导热塑料制成。由此可以使第二散热体具有导热和绝缘的双重特性。
此外本发明还涉及一种照明装置，其包括驱动器和光引擎，包括上述散热装置。
根据本发明的一个优选的设计方案，驱动器设置在第一杯状体中并且所述光引擎设置在第二杯状体中。由此可以利用第一和第二杯体容纳驱动器和光引擎，以便节省照明装置内部的结构空间。在照明装置工作时，散热装置还可以有利地将驱动器和光引擎产生的热量导出。特别优选的是，当第一杯状体完全嵌入第二散热体中时，第一杯状体和驱动器可以电绝缘地热接触，以便在符合电学安全要求的情况下进行散热。
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示出了根据本发明的散热装置的第一实施例的立体分解图；
图2示出了根据本发明的散热装置的第二实施例的剖面图；
图3示出了根据本发明的散热装置的第三实施例的剖面图；
图4示出了根据本发明的散热装置的第四实施例的剖面图。
具体实施方式
在下面详细描述中，参考形成本说明书的一部分的附图，其中，以例证的方式示出了可以实施本发明的具体实施例。关于图，诸如“顶”、“底”、“内”、“外”等方向性术语参考所描述的附图的方向使用。由于本发明实施例的组件可以在许多不同方向上放置，所以方向术语仅用于说明，而没有任何限制的意思。应该理解的是，可以使用其它实施例，并且在不背离本发明的范围的前提下可以进行结构或逻辑改变。所以，下面详细描述不应被理解为限制性的意思，并且本发明由所附的权利要求限定。
应该理解的是，如果没有其它特别注明，这里描述的不同的示例性实施例的特征可以彼此结合。
在图1中示出了根据本发明的散热装置100的第一实施例。用于照明装置(未示出)的散热装置100包括第一散热体1和第二散热体4。为了对在工作时产生热量的待散热部件、例如光引擎或驱动器或类似物进行迅速高效的散热，分别采用两种导热率不同的材料来制造第一散热体1和第二散热体4。在本实施例中，将导热性能较好的第一散热体1设计为两个彼此相对布置的第一杯状体2和第二杯状体3，其中两个杯状体的开口端分别朝向相反的方向，用于分别容纳待散热部件；并且选择导热性能略低的另一种材料来制造第二散热体4，这种材料优选地具有电绝缘的特性。在此，特别地将第一杯状体2和第二杯状体3分别部分地被第二散热体4覆盖，以便将高导热率的第一散热体1大面积地和电绝缘的第二散热体4组合使用，由此使散热装置100具有理想的散热效果，并且确保第一散热体1可以和安装在其内部的待散热部件、或在照明装置中围绕散热装置100设置的部件彼此电绝缘。
在本实施例中，将第一杯状体2和第二杯状体3设计为两个彼此独立的部件，并且利用各自的基底直接紧密地贴靠在一起。优选地，一方面选择导热率高的金属来制造第一杯状体2和第二杯状体3。这种金属例如是铝、铜或其他适合的金属材料。基于金属材料的特性，可以在生产中利用冲压工艺制造第一杯状体2和第二杯状体3，由此提高生产效率，减少制造成本。另一方面，优选地选择导热塑料作为具有电绝缘特性的导热材料来制造第二散热体4。为了使第一散热体1和第二散热体4组合成整体并且确保彼此间进行良好的热传递，例如可以以注塑成型工艺在第一散热体1的至少外周壁7上形成覆盖第二散热体4的本体5，由此使本体5的形状匹配于第一散热体1的外部轮廓。在本实施例中，为了进一步提高散热装置100的散热效果，还在本体5的外周壁上设置有附加的多个散热肋10，以增大散热装置100和外界环境之间的热接触面积。散热肋10可以有利地一体成型在本体5上。
在一个未示出的实施例中，散热肋10和本体5单独设置，并且在散热肋10或本体5上设置机械连接结构、例如插槽和连接片等，以便将散热肋10和本体5组装在一起。
在一个未示出的实施例中，可以有利地将第一杯状体2和第二杯状体3通过其基底利用例如导热粘胶间接导热地固定连接在一起。
图2示出了根据本发明的散热装置的第二实施例的剖面图。在本实施例中，例如以一体成型的方式将第一杯状体2和第二杯状体3制造成H形的第一散热体1，并且例如利用嵌镶注塑的工艺、或类似适合的工艺被第二散热体4的本体5覆盖。由此实现了剖面图中所示的“外塑料、内金属”的混合散热装置结构。由导热塑料制成的第二散热体4在此成为散热装置100的外部壳体，因此散热装置100可以和在照明装置中围绕其布置或邻近其布置的其他部件彼此电绝缘。
图3示出了根据本发明的散热装置100的第三实施例的剖面图。和图2中示出的实施例的区别之处在于，第一杯状体2和第二杯状体3的周壁完全嵌入由导热塑料制成的本体5中，即导热塑料完全覆盖第一散热体1的内周壁6和外周壁7。由此可以确保第一杯状体2和第二杯状体3的内周壁6与容纳在其中的一部分待散热部件电绝缘地热接触，而第一杯状体2和第二杯状体3的基底与另一部分待散热部件直接热接触。考虑到待散热部件各自的电学特性，具有这种结构的散热装置100可以有针对性地和各个待散热部件进行安全高效的热接触。
图4示出了根据本发明的散热装置的第四实施例的剖面图。和图3中示出的实施例的区别之处在于，除了第一散热体1的内周壁6和外周壁7完全嵌入本体5中，第一杯状体2的基底的底面、即朝向开口端的内表面8也嵌入本体5中，而第二杯状体3的基底的内表面9并未嵌入本体5中。具有电绝缘性的第一杯状体2特别适合容纳例如驱动器或类似的其它部件，因此无需为容纳在其中的驱动器设置现有技术存在的附加的绝缘壳体。
另外，尽管仅相对于多种实施方式中的一种公开了本发明的实施例的特定特征或方面，但是如任何给定或特定应用所要求的，这些特征或方面可以与其它实施方式的一个或多个其它特征或方面进行结合。
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
1 第一散热体
2 第一杯状体
3 第二杯状体
4 第二散热体
5 本体
6 内周壁
7 外周壁
8 第一杯状体的基底的内表面
9 第二杯状体的基底的内表面
10 散热肋
100 散热装置

Claims (11)

1.一种照明装置，其包括驱动器、光引擎和用于所述照明装置的散热装置(100)，所述散热装置(100)包括第一散热体(1)，其特征在于，所述第一散热体(1)包括彼此叠置的第一杯状体(2)和第二杯状体(3)，其中所述第一散热体(1)由第一导热材料制成，所述散热装置(100)还包括第二散热体(4)，所述第一杯状体(2)和所述第二杯状体(3)分别部分地被所述第二散热体(4)覆盖，并且所述第二散热体(4)由绝缘的第二导热材料制成，所述第一导热材料具有比第二导热材料高的导热能力，其中所述第二散热体(4)具有由导热塑料制成的本体(5)，其中所述第一杯状体(2)和所述第二杯状体(3)的内周壁(6)和外周壁(7)完全嵌入所述本体(5)中，其中所述本体(5)的所述导热塑料完全覆盖所述第一散热体(1)的所述内周壁(6)和所述外周壁(7)使得确保第一杯状体(2)和第二杯状体(3)的内周壁(6)与容纳在其中的一部分待散热部件电绝缘地热接触。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第一杯状体(2)和所述第二杯状体(3)彼此叠置以形成截面为H形轮廓的第一散热体(1)。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第二散热体(4)覆盖所述第一杯状体(2)的基底的内表面(8)。
4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第一杯状体(2)和第二杯状体(3)由金属制成。
5.根据权利要求4所述的照明装置，其特征在于，所述第一杯状体(2)和第二杯状体(3)一体成型。
6.根据权利要求4所述的照明装置，其特征在于，所述第一杯状体(2)和第二杯状体(3)分别利用冲压工艺制成。
7.根据权利要求4所述的照明装置，其特征在于，所述第一杯状体(2)和第二杯状体(3)利用导热黏胶连接在一起。
8.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第二散热体(4)还包括设置在所述本体(5)的外周壁上的多个散热肋(10)。
9.根据权利要求8所述的照明装置，其特征在于，所述多个散热肋(10)和所述本体(5)一体成型。
10.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第一散热体(1)和所述第二散热体(4)利用注塑成型工艺制成一体。
11.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第二散热体(4)由导热塑料制成。
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