CN203810102U - 照明灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例公开了一种照明灯具，包括：至少一个光源(2)；驱动器(4)，用于驱动光源(2)发光；以及散热器(3)，具有底壁(31)以及从底壁向其一侧延伸的侧壁(32)。底壁(31)上设置有散热器开孔(33)。驱动器(4)被设置为至少部分延伸进入散热器的侧壁(32)所围绕的空间中。驱动器(4)与散热器(3)被相对定位以在其间形成空气通道(P1，P2)，使得光源(2)产生的热量可通过烟囱效应在所述空气通道(P1，P2)中产生气流。该灯具对于竖直和倾斜位置都能实现良好的散热。

Description

照明灯具

技术领域

本公开的实施方式涉及照明领域，更具体地涉及一种照明灯具。

背景技术

点光源灯具通常在不同的倾斜角度下工作，以提供期望效果的光束。该倾斜角度通常在0度至70度的范围。对于传统的点光源灯具，由于驱动器布置在散热器内，没有冷却空气流经驱动器壳体，因此导致驱动器壳体内的温度过高。

而且，由于传统的点光源灯具的散热器都是基于竖直位置布置时的在散热翅片处的空气对流散热，在散热器内部没有空气对流，因而散热器内部的热量不易排出。并且当灯具倾斜时，由于散热器结构的方位变化导致空气对流的受阻，因而灯具的总热阻相对于竖直位置明显升高。

为了保证灯具在倾斜工作位置仍具有足够的散热能力，传统的点光源灯具的散热器设计必须基于具有较高热阻的更为恶劣的工作情形，因而散热器必须设计的足够大。更大的散热器(通常为铝制散热器)意味着更大的重量和更高的成本。在此情况下，当将一系列点光源灯具布置在轨道系统上时，大的总重量将增大灯具及轨道掉落的风险。

实用新型内容

本公开的实施方式目的之一在于提供一种照明灯具，以至少缓解上述问题。

根据本公开的实施方式的一个方面，提供一种照明灯具，包括：至少一个光源；驱动器，被配置用于驱动所述至少一个光源发光；以及散热器，具有底壁以及从所述底壁向其一侧延伸的侧壁，所述底壁上设置有散热器开孔。所述至少一个光源被设置为导热耦合到所述散热器的底壁的与所述侧壁延伸方向相反的另一侧。所述驱动器被设置为至少部分延伸进入所述散热器的侧壁所围绕的空间中。所述驱动器与所述散热器被相对定位以在其间形成空气通道，使得所述至少一个光源产生的热量可通过烟囱效应在所述空气通道中产生气流。根据本公开的该实施方式，通过在灯具内部建立自然对流空气流动通道，使得可以利用烟囱效应以实现灯具的良好的散热性能。

根据本公开的一个实施例，该至少一个光源包括具有开孔的基板以及在所述开孔周围电性耦合到所述基板的至少一个LED，以及所述驱动器具有导电连接件，所述导电连接件可穿过散热器底壁以与所述基板上的所述至少一个LED导电连接。所述基板上的开孔与所述散热器开孔相对齐，以允许空气流通过。

根据本公开的一个实施例，所述驱动器的底部与所述散热器的底壁之间具有第一间隙，从而形成经由所述散热器开孔进入的空气沿所述底壁流动的第一空气通道；以及所述散热器的所述侧壁与所述驱动器的至少一部分侧部之间具有第二间隙，从而形成进入所述散热器侧壁所围绕的空间的空气流动的第二空气通道。

根据本公开的一个实施例，所述照明灯具还包括至少覆盖所述驱动器的上部的后罩，其中所述后罩接合到所述散热器的侧壁，并且在所述后罩的侧壁和／或底壁上具有空气进出口。

根据本公开的一个实施例，由至少一个光源产生的热量通过烟囱效应使得由所述散热器开孔进入的空气流经所述驱动器与所述散热器之间空气通道而从所述后罩上的空气进出口排出。

根据本公开的一个实施例，所述驱动器被设置为延伸超出所述散热器侧壁所围绕的空间，使得如果所述照明灯具从竖直位置倾斜预定角度，所述驱动器的位于所述散热器内的侧壁所围绕的空间以外的部分适于引导空气从所述第二空气通道的一部分进入所述散热器与所述驱动器之间的空间。根据本公开的实施例的灯具中的空气流动通道对于倾斜的工作位置的灯具同样能实现良好的散热性能。

根据本公开的一个实施例，如果所述照明灯具从竖直位置倾斜预定角度，空气能够从所述散热器的所述底壁上的所述散热器开孔和所述第二空气通道的一部分分别进入所述散热器与所述驱动器之间的空间。

根据本公开的一个实施例，所述至少一个光源包括多个LED，所述多个LED围绕所述基板上的开孔成环状分布。

根据本公开的一个实施例，所述照明灯具还包括：光学腔，所述光学腔在中间具有开孔；以及耦合到所述至少一个光源的光学透镜，在所述光学腔中呈环形紧邻分布。所述光学腔的开孔与所述散热器开孔对齐。

根据本公开的一个实施例，散热器开孔可以为单个的中心孔或形成栅格状的多个孔。

附图说明

本公开的上述和其它目的以及特性结合以下对所附附图的详细描述将变得更加明显，其中：

图1是根据本公开的一个示例性实施例的灯具的底部透视图；

图2是图1中的实施例的灯具的顶图透视图；

图3是图1中的实施例的灯具的分解视图；

图4是图1中的实施例的灯具的纵向截面图，其中所述灯具位于竖直位置；

图5是图1中的实施例的灯具的纵向截面图，其中所述灯具位于倾斜位置；

图6是根据本公开的另一个示例性实施例的灯具的底部透视图；

图7是图6中的实施例的灯具的分解视图；

图8是根据本公开的一个示例性实施例的光学透镜布置；以及

图9是根据本公开的另一个示例性实施例的光学透镜布置。

纵观以上附图，相同的附图标记将被理解为指代相同的、类似的或相应的特征或功能。

具体实施方式

现在将对本公开的各种实施例进行描述，实施例的一个或多个示例由附图所示出。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例仅是示意性的，以帮助理解本公开的原理和精神，这些实施例并不旨在作为对本公开的限制。例如，作为一个实施例的一部分所示出或描述的特征可能在另一个实施例中被使用，以形成又一进一步的实施例。本公开旨在包括属于本公开范围和精神的这些和其他修改和变化。

下面结合图1-3，说明根据本公开的一个实施例的照明灯具。根据本公开的该实施例的照明灯具1包括光源2和散热器3。如图3所示，散热器3具有底壁31以及从底壁31向其一侧延伸的侧壁32。在底壁31上具有散热器开孔33。该散热器开孔33可以是如图3所示的单个的中心孔，或者形成栅格状的多个孔。应当理解，任意其他形式以及任何数量的开孔都是合适的，只要能够实现空气流动即可。

在图3所示的实施方式中，散热器开孔33为位于底壁31中心的单个开孔。出于制造的便利，可以在散热器开孔33边缘形成凸缘34。该散热器3为由铝等各种导热材料制成的薄壁件。该散热器3可以通过冲压成型。虽然在附图中所示的实施例中该散热器3的整个横截面形状为圆环形，但应该理解，其也可以是任意形状的。

根据本公开的实施例，可以具有一个或一个以上的光源2，单个光源2也可以包括多个发光元件，例如多个LED。作为例子，多个发光元件可围绕散热器3的散热器开孔33分布，以避免阻挡用作空气入口或空气出口的散热器开孔33。具体地，在附图3中所示的实施例中，该多个发光元件设置在一块基板上，以形成一个整体部件。该基板具有开孔以允许空气通过，在该开孔周围布置有多个电耦合到基板的LED，该多个LED围绕基板上的开孔在基板上均匀分布为环状，从而能够提供均匀的发射光。应该理解，也可以以任何期望的方式布置该多个LED，以实现期望的光输出效果或便于光源的制造和安装。多个发光元件沿着散热器的分散布置相对于使用单个高功率的发光元件相比，使得发光元件与散热器之间的接触面积显著增大，从而有利于发光元件将产生的热量传导到散热器。

如图3所示，光源2围绕散热器开孔33导热接合到散热器的底壁31的与侧壁32延伸方向相反的另一例。可选地，在光源2的基板与散热器底壁31之间设置导热胶以提高导热性能。

在一个优选实施例中，该基板上的开孔与散热器的散热器开孔33中心对齐，以允许空气通过。

根据本公开的实施例，如图1-3所示，灯具1还包括驱动器4，被配置用于驱动光源2发光。驱动器4从散热器底壁31的与侧壁32延伸方向相同的一侧延伸进入散热器的侧壁32所围绕的空间中。通过连接件41将驱动器4接合到散热器底壁31，并且使得在驱动器4与散热器底壁31之间存在间隙G(见图4)，以形成空气通道。在图3中所示的实施例中，该连接件41为从驱动器4的底部延伸的多个连接柱41。通过螺纹等各种已知紧固方式将连接柱41固定到散热器的底壁31，并由此在驱动器4和散热器底壁31之间形成间隙G。有利的是，可以在连接柱中形成供导线穿过的通道，并且该连接柱和／或其中的(从驱动器4中引出的)导线等导电连接件穿过散热器的底壁32电连接到光源2，例如光源的基板上的LED，从而实现驱动器与光源2的电连接。该连接件41也可以是其他任意形式的结构，只要保证驱动器4到散热器的固定并在驱动器底部与散热器底壁之间留有间隙G同时实现驱动器4与光源2的电连接即可。

参见图4，根据本公开的实施例，驱动器4的直径小于散热器3的底壁31及围绕底壁的侧壁32的直径，从而驱动器4的底部伸入到散热器侧壁32所围绕的空间中。驱动器4的底部与散热器的底壁32之间的间隙G限定经由散热器开孔33进入的空气沿底壁31流动的第一空气通道P1。散热器的侧壁32与驱动器4的底部附近的侧部之间形成第二空气通道P2。沿散热器底壁31流动的空气在到达散热器侧壁32附近时可以在该第二空气通道P2的引导下沿散热器侧壁32离开散热器3，并进入到环境空气中。由光源产生的热量可通过烟囱效应在该空气通道P1和P2中产生气流，并由该气流带走散热器附近的热量。所谓烟囱效应，即指空气沿着有垂直坡度的空间向上升或下降，形成空气自然对流的现象。具体地，光源将散热器3与驱动器4之间的空间中的空气加热，导致热空气通过空气通道P1和P2上升，从而在散热器3与驱动器4之间的空间中形成自然对流，进而达到快速散热的目的。这样的散热结构尤其有利于灯具1在不同倾斜角度下的散热，其将在下文中详细描述。

根据本公开的实施例，如图3所示，灯具1还可以包括耦合到光源2的光学透镜5，例如全反射透镜板，以引导和／或校准光源发出的光线。光学透镜5可以与光源2一体形成，也可以直接安装到光源2上。在一个优选实施例中，与环状布置的光源相对应，具有多个例如杯状的光学透镜5呈紧邻环状布置。

作为光学透镜紧邻环状布置的示例，图8示出了根据本公开的一个示例性实施例的光学透镜布置。在图8的实施例中，多个完整光学透镜5紧靠在一起形成环状。

作为光学透镜紧邻环状布置的另一个示例，图9示出了根据本公开的另一个示例性实施例的光学透镜布置。在图9的实施例中，每个光学透镜5被切去与相邻光学透镜5邻接的两个侧部，同时各光学透镜5起到校准光线的主要中央部分得以保留。这种布置使得各光学透镜的中央部分可以更加紧密地布置，从而在相同半径的圆周上可以布置更多的光学透镜。这对于沿圆周紧密布置有多个较小尺寸发光元件的方案是尤其有利的。

在图3所示的实施方式中，灯具1还包括光学腔6，光学透镜5设置在光学腔6中。光学腔6接合到散热器3的底壁31并可由此将光源2固定在散热器3和光学腔6之间。

为了允许空气流通过，光学透镜5和光学腔6也分别具有中心开孔，并优选与散热器开孔33的中心对齐。

在下文中，结合图4和5对灯具1的散热结构以及在不同位置工作时的散热方式进行详细描述。

如图4所示，在照明灯具1竖直放置时，光源2产生的热量加热散热器3的底壁31，该热量将被迅速传导到散热器的侧壁32。被加热的散热器3将逐渐将热量释放到附近的空气中以加热附近的空气(包括通道P1和通道P2中的空气)。被加热的空气由于比冷空气轻，因而将寻找最短的路径向上升。因此，散热器3中被散热器侧壁32围绕的空间中的热空气将沿着第一空气通道P1和第二空气通道P2流动，并从散热器的上部的敞口离开散热器。由于空气对流作用，灯具1下部的环境冷空气将经由散热器开孔33进入到散热器4与驱动器4底部之间的空间中，并按照箭头所示的方向沿着第一空气通道P1和第二空气通道P2流经散热器，从而被散热器加热并从散热器的上部的敞口离开散热器。由于空气对流流动发生在整个散热器的表面(底壁和侧壁的内表面以及与外部环境空气接触的外表面)，散热器3与驱动器4之间的空间中的被加热空气可以快速离开散热器从而迅速带走热量，同时散热器侧壁32的外侧因与环境空气直接接触因而也能将热量通过侧壁外表面散发到环境空气中。而且，由于对流空气也流经驱动器的底部和底部附近的侧部，因而对流空气也可以带走驱动器所产生的热量，从而提高了整个灯具的冷却能力。优选地，该间隙G的高度为5-12毫米，以实现最佳的散热性能。

根据本公开的实施例，如图5所示，当灯具处于倾斜工作位置时，散热器3的一端位于竖直位置的下端，而另一端位于竖直位置的上端。通过烟囱效应，在散热器3与驱动器4之间的空间中的被散热器加热的空气将沿着散热器底壁、侧壁向散热器上端流动，并从散热器上端的敞口离开。此时，由于空气自然对流作用，位于下端的环境空气将从散热器下端的敞口并沿着此处的第二空气通道P2’进入到散热器3与驱动器4底部之间的空间中，并通过三条路径向上在散热器内部流动。一条路径是直接沿着散热器底壁31与驱动器4底部之间的第一空气通道流到散热器上端(箭头A1所示)，第二条路径是沿着空气进入端的第二空气通道P2’一侧的散热器侧壁32与驱动器4底部附近的侧部之间的通道流到散热器上端(箭头A2所示)，第三条路径是沿着另一侧的散热器侧壁与驱动器底部附近的侧部之间的通道流到散热器上端(箭头A3所示)。同时，从侧面，环境空气还同样可以从散热器开孔33进入并沿着散热器底壁31和侧壁32向上流动。所有进入散热器3的空气都经由散热器升高端的敞口流出散热器。

为了保证在灯具的倾斜状态下环境空气能够从散热器下端进入散热器，驱动器4的高度应当超出散热器的侧壁32的上缘，即超出散热器侧壁32所围绕的空间，以沿着驱动器侧壁32引导环境空气进入散热器。位于散热器的侧壁32所围绕的空间以外的部分的高度H应当适于引导空气从第二空气通道的一部分P2’进入散热器与驱动器之间的空间。优选地，该高度H至少为散热器的最大直径的5％。

分别由散热器下端的敞口和散热器开孔进入散热器的空气的比例取决于灯具相对于竖直方向的倾斜角度。当灯具1倾斜的角度越大，散热器开孔33与竖直方向的角度也越大，从而从散热器开孔33进入散热器的空气也就越少。然而同时散热器下端的敞口将随着灯具倾斜角度的增大而降低高度，从而使得可以有更多的环境空气由此经由附近的第二空气通道P2’进入散热器，以弥补经由散热器开孔33进入散热器的空气的减少。当灯具达到一定倾斜角度时，空气开始从第二空气通道的一部分进入散热器与驱动器之间的空间中。实验表明，当从竖直位置的倾斜角度超过45度时，环境空气从散热器下端的第二空气通道P2’进入散热器的现象开始凸显。

而且，当将该实施例的灯具翻转180度放置工作时，该灯具仍然能利用烟囱效应实现散热器内部的空气流动，从而实现良好的散热效果。具体地，当将该实施例的灯具翻转180度放置工作时，散热器开孔33将朝上，而散热器侧壁32一例的敞口将朝下。此时，第一空气通道P1和第二空气通道P2仍将形成环境空气在灯具内部的流动通道，只是流动方向将发生变化。具体地，光源2将散热器3与驱动器4之间的空间中的空气加热，被加热的空气将沿着第一空气通道P1朝散热器开孔33流动并从该散热器开孔33向上流出散热器。而此时灯具下部的环境冷空气将从散热器侧壁32一侧的敞口进入第二空气通道P2以及第一空气通道P1。因此，散热器内部的空气对流同样能够形成，因而同样能实现良好的散热效果。

经过测试，对于上述实施方式的灯具，仅采用100克重量的散热器即可解决3001m的灯具的散热，而传统的灯具则需要400-1000克的散热器。由此，散热器的成本仅为传统散热器的1／2-1／4。根据上述实施方式的灯具1在倾斜70度工作时，灯具中的LED光源的结点温度(即LED模块中的P-N结的温度)相对于竖直位置仅升高2-3摄氏度，灯具的热阻仅增加0.1K/W。与传统灯具相比，使用上述实施方式的灯具时的环境温度将降低20-30摄氏度。这显著增强了灯具的可靠性和寿命。由于根据本实用新型的实施例的灯具在倾斜状态下工作时的热阻相比竖直工作状态下并没有明显增大，因而在设计用于该灯具的散热器的尺寸和材料时无需针对倾斜状态下的工况而采用更高的规格。因此，使用最低的成本即可满足灯具在不同倾斜角度位置工作的散热需求。实验表明，厚度为1.0-1.6毫米壁厚的金属片材制作的散热器3即可满足灯具1的散热需求。这对于灯具来说是非常轻并且成本低廉的。

图6和图7示出了根据本公开的另一实施方式的照明灯具的示意图。该实施方式的照明灯具1的结构与附图1-5的实施例相似，因而与前述实施相同的部分将不再赘述。图6和图7中的实施方式与图1-5实施例的不同之处在于，该灯具还包括一块后罩7，该后罩7至少覆盖驱动器4的上部。该后罩7接合到散热器的侧壁32，并因此能够将驱动器4完全容纳在后罩7与散热器3形成的封闭空间中。这样，灯具1将具有更加简洁的外形。在后罩7的底壁和／或侧壁上形成有空气进出口71。在该实施方式中，在驱动器4与散热器底壁31之间留有间隙，以及在驱动器4与散热器侧壁32之间也留有间隙，因此在散热器3与驱动器4之间同样形成第一空气通道P1和第二空气通道P2。

在竖直工作位置时，散热器3与驱动器4之间的被加热的空气同样利用烟囱效应通过该第一空气通道P1和第二空气通道P2向上流动，并从后罩7上的空气进出口71(此时为出口)排入到环境空气中，而灯具下部的环境冷空气从散热器开孔33进入到散热器与驱动器之间的空间中。而在翻转180度的工作位置时，环境冷空气将从后罩7上的空气进出口71(此时为进口)从下部进入到散热器与驱动器之间的空间中，并携带走灯具以及驱动器散热的热量，然后从上部的散热器开孔33排出。在倾斜工作位置，空气仍然能够从散热器开孔33和后罩7中的空气进出口71之一(取决于谁在灯具下部)进入第一和第二空气通道，并从散热器开孔33或后罩7中的空气进出口71中的另一个排出。因此，根据本实施例的灯具既具有更加美观简洁的外形，同时也具有适应不同的工作角度的良好的散热性能。

另外，在图7中所示的灯具中，散热器开孔33形成为多个小孔，并且形成为栅格状。从而能阻挡异物及大的灰尘进入到散热器与驱动器之间的空间中，以避免对第一和第二空气通道造成阻塞，并防止污染驱动器等电子器件。

应当留意的是，上述的实施例的给出用于描述本实用新型的原理，而不是限制其范围；并且应当理解的是，可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下采取修改和变化，对此本领域技术人员将很容易理解。这些修改和变化被认为是在本实用新型和所附权利要求的范围之内。本实用新型的保护范围由所附权利要求所限定。另外，在权利要求中的任何附图标记不应该被解释为是对权利要求的限制。动词“包括”及其变体的使用并不排除存在权利要求所述以外的元件或步骤。元件或步骤前的不定冠词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件或步骤。

Claims (10)

1.一种照明灯具，其特征在于包括：

至少一个光源(2)；

驱动器(4)，被配置用于驱动所述至少一个光源(2)发光；以及

散热器(3)，具有底壁(31)以及从所述底壁向其一侧延伸的侧壁(32)，所述底壁(31)上设置有散热器开孔(33)，

其中，所述至少一个光源(2)被设置为导热耦合到所述散热器的底壁(31)的与所述侧壁(32)延伸方向相反的另一侧，所述驱动器(4)被设置为至少部分延伸进入所述散热器的侧壁(32)所围绕的空间中，所述驱动器(4)与所述散热器(3)被相对定位以在其间形成空气通道(P1，P2)，使得所述至少一个光源(2)产生的热量可通过烟囱效应在所述空气通道(P1，P2)中产生气流。

2.根据权利要求1所述的照明灯具，其特征在于，

所述至少一个光源(2)包括具有开孔的基板以及在所述开孔周围电性耦合到所述基板的至少一个LED，以及

所述驱动器(4)具有导电连接件，所述导电连接件穿过散热器底壁(32)以与所述基板上的所述至少一个LED导电连接，

其中所述基板上的开孔与所述散热器开孔(33)相对齐，以允许空气流通过。

3.根据权利要求1或2所述的照明灯具，其特征在于，

所述驱动器(4)的底部与所述散热器的底壁(31)之间具有第一间隙(G)，从而形成经由所述散热器开孔(33)进入的空气沿所述底壁流动的第一空气通道(P1)；以及

所述散热器的所述侧壁(32)与所述驱动器(4)的至少一部分侧部之间具有第二间隙，从而形成进入所述散热器侧壁所围绕的空间的空气流动的第二空气通道(P2)。

4.根据权利要求1或2所述的照明灯具，其特征在于，所述照明灯具还包括至少覆盖所述驱动器(4)的上部的后罩(7)，其中所述后罩(7)接合到所述散热器的侧壁(32)，并且在所述后罩(7)的侧壁和／或底壁上具有空气进出口(71)。

5.根据权利要求4所述的照明灯具，其特征在于，由至少一个光源产生的热量通过烟囱效应使得由所述散热器开孔进入的空气流经所述驱动器与所述散热器之间空气通道而从所述后罩上的空气进出口排出。

6.根据权利要求3所述的照明灯具，其特征在于，所述驱动器(4)被设置为延伸超出所述散热器侧壁(32)所围绕的空间，使得如果所述照明灯具从竖直位置倾斜预定角度，所述驱动器的位于所述散热器内的侧壁(32)所围绕的空间以外的部分适于引导空气从所述第二空气通道的一部分(P2’)进入所述散热器(3)与所述驱动器(4)之间的空间。

7.根据权利要求6所述的照明灯具，其特征在于，如果所述照明灯具从竖直位置倾斜预定角度，空气能够从所述散热器的所述底壁(31)上的所述散热器开孔(33)和所述第二空气通道的一部分(P2’)分别进入所述散热器(3)与所述驱动器(4)之间的空间。

8.根据权利要求2所述的照明灯具，其特征在于，所述至少一个光源(2)包括多个LED，所述多个LED围绕所述基板上的开孔成环状分布。

9.根据权利要求1或2所述的照明灯具，其特征在于，所述照明灯具还包括：

光学腔(6)，所述光学腔(6)在中间具有开孔，

耦合到相应光源(2)的光学透镜(5)，所述光学透镜(5)在所述光学腔(6)中呈环形紧邻分布，

其中所述光学腔(6)的开孔与所述散热器开孔(33)对齐。

10.根据权利要求1或2所述的照明灯具，其特征在于，所述散热器开孔(33)为单个的中心孔或形成栅格状的多个孔。