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Die Erfindung betrifft eine Halbleiter-Leuchtvorrichtung mit einem Gehäuse, mindestens einer in dem Gehäuse untergebrachten Wärmesenke, wobei die Wärmesenke mit der mindestens einen Halbleiterlichtquelle thermisch verbunden ist, und einer in dem Gehäuse untergebrachten aktiven Kühleinrichtung. Die Erfindung betrifft ferner eine Fahrzeugleuchte mit einer solchen Halbleiter-Leuchtvorrichtung.
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DE 10 2007 028 301 A1 offenbart einen Fahrzeugscheinwerfer mit einem Gehäuse und mindestens einer Halbleiterlichtquelle, die in dem Gehäuse angeordnet ist und mittels mindestens einer Heatpipe thermisch mit einem Kühlkörper verbunden ist. Gemäß der Erfindung sind Belüftungsmittel für eine zwangsweise Belüftung des Kühlkörpers vorgesehen. Der Kühlkörper kann in dem Gehäuse angeordnet sein, in welchem Fall die Belüftungsmittel einen Ventilator umfassen.
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DE 10 2005 043 499 A1 offenbart eine Außenleuchte für Kraftfahrzeuge, die in ihrer Einbaulage in die sie umgebende Karosseriestruktur integriert ist, wobei die Außenleuchte ein auf der Lichtaustrittsseite durch eine transparente Lichtscheibe geschlossenes Leuchtengehäuse zur Aufnahme der Leuchtmittelanordnung aufweist, dessen Lichtscheibe einteilig mit einem benachbarten Verkleidungsteil aus Kunststoff ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist die umgebende Fahrzeugkontur der Lichtscheibe vollständig vom benachbarten Verkleidungsteil der Außenleuchte gebildet, wobei die Lichtscheibe über ihren gesamten Umfang einteilig mit dem Verkleidungsteil ausgebildet ist, von der Innenseite der Lichtscheibe steht ein ringförmiger Verstärkungssteg ab, der einteilig mit der Lichtscheibe ausgebildet ist, und das eingebaute Leuchtengehäuse ist rohrförmig ausgebildet und über den Verstärkungssteg mit der Lichtscheibe verbunden.
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DE 10 2007 036 486 A1 offenbart ein Scheinwerfersystem mit mindestens einem Scheinwerfer, dessen Innenraum zumindest bereichsweise mittels mindestens einer Lichtscheibe gegen die Umgebung abgegrenzt ist, mit mindestens einer Lumineszenzdiode als Lichtquelle und mit mindestens einer innerhalb des Scheinwerfers angeordneten Fördervorrichtung. Dazu umfasst das Scheinwerfersystem ein Sensorsystem. Das Ausgabesignal des Sensorsystems ist abhängig von einem Kennwert der relativen Luftfeuchtigkeit im Innenraum des Scheinwerfers. Außerdem steuert und/oder regelt das Sensorsystem mittels des Ausgabesignals die Fördervorrichtung.
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Die
US 2010/027270 A1 offenbart eine LED-Lampe mit einem Lampengefäß, einem Lampensockel, einem LED-Modul und einer Leiterplatte. Der Lampensockel und das Lampengefäß bilden einen Innenraum zur Aufnahme des LED-Moduls, wobei das LED-Modul eine LED-Lampenplatte, die sich flach an einen Kühlkörper anschmiegt, und eine reflektierende Wand aufweist, so dass der Innenraum in einen lichtreflektierenden Raum und einen Raum für Luftzirkulation unterteilt wird, und wobei ferner ein Lüfter außerhalb des Kühlkörpers vorgesehen ist.
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Die
EP 1 643 188 A1 offenbart eine Leuchtdiodenanordnung mit wenigstens einem Leuchtdiodenchip, wobei jedem Leuchtdiodenchip mindestens ein optisches Element zugeordnet ist, mindestens ein Wärmeleitelement, das geeignet ist, die von den Leuchtdiodenchips erzeugte Wärme abzuführen, und mindestens eine Kühlvorrichtung, die geeignet ist, die vom Wärmeleitelement abgeführte Wärme aufzunehmen.
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Die
DE 10 2009 023645 A1 offenbart ein LED-Modul für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einer LED zum Aussenden von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von für das menschliche Auge sichtbarem Licht, einem Trägerelement auf dem die mindestens eine LED angeordnet ist, einem Kontaktelement zur Kontaktierung der mindestens einen LED und des LED-Moduls, und mit einem Kühlkörper, mit dem die mindestens eine LED über das Trägerelement zur Wärmeableitung in Kontakt steht, wobei der Kühlkörper einen einseitig offenen Aufnahmebereich aufweist, in dem das Trägerelement, das Kontaktelement und die mindestens eine LED angeordnet sind und der zum Einsetzen in eine in einem Gehäuse der Beleuchtungseinrichtung ausgebildete Öffnung ausgebildet ist, und wobei der Kühlkörper Befestigungsmittel zu seiner Befestigung an dem Gehäuse aufweist.
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Die
US 2010/091486 A1 offenbart einen internen Zirkulationsmechanismus für eine gasdichte LED-Lampe mit einem in der Lampe installierten Gerüst, einem Lüfter, der so ausgebildet ist, dass eine Luftzirkulation zwischen dem Inneren und Äußeren des Gerüsts ermöglicht wird und mit einem gasdichten Gehäuse, das die vorgenannten Komponenten umschließt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine besonders vielseitige, kompakte und gut kühlbare Halbleiterleuchtvorrichtung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Unter einem Leuchtmodul kann insbesondere eine lichterzeugende Einheit verstanden werden, welche einen gesondert montierbaren Teil einer Leuchte oder eines Leuchtensystems darstellt. Das Leuchtmodul kann insbesondere eine separat herstellbare Einheit sein. Das Leuchtmodul mag insbesondere kein von einem Endnutzer (z.B. Fahrzeughalter) austauschbares Austauschteil wie eine Lampe sein.
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Die Elektronik kann insbesondere ein Treiber sein. Die Elektronik kann insbesondere mindestens eine Leiterplatte mit darauf aufgebrachten elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen sein. Die Leiterplatte kann insbesondere eine Metallkern-Leiterplatte sein.
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Dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle im Bereich der Durchführungsöffnung angeordnet ist, umfasst sowohl ein Einführen der mindestens einen Halbleiterlichtquelle in die Durchführungsöffnung, so dass sich die mindestens eine Halbleiterlichtquelle zumindest teilweise noch in bzw. auf der Höhe der Durchführungsöffnung befindet, als auch ein Durchführen so, dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle vollständig durch die Durchführungsöffnung hindurchgeführt worden ist.
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Dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle im Bereich der Durchführungsöffnung angeordnet ist, kann ferner in einem nicht von der Erfindung umfassten Aspekt umfassen, dass sich die Halbleiterlichtquelle vollständig in dem durch das Gehäuse umschlossenen Innenraum befindet. Die Durchführungsöffnung dient dann zur Durchleitung von von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle emittierten Lichts. Die Durchführungsöffnung kann in diesem Fall offen oder abgedeckt sein, z.B. mittels einer lichtdurchlässigen Abdeckung. Die lichtdurchlässige Abdeckung kann ein optisches Element sein, z.B. eine Linse, ein Diffusor usw.
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Das Halbleiterleuchtmodul weist den Vorteil auf, dass es grundsätzlich verwendungsunabhängig und somit vielseitig einsetzbar ist. Auch wird durch das selbstkühlbare Halbleiterleuchtmodul bei einem Einbau in einer Leuchte oder einem Leuchtensystem die Kühlung der Leuchte oder des Leuchtensystems vereinfacht und darüber hinaus besonders effektiv gestaltet. Ferner kann eine besonders kompakte und einfach montierbare Leuchtvorrichtung bereitgestellt werden.
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Erfindungsgemäß weist die aktive Kühleinrichtung mindestens einen Lüfter auf. Der mindestens eine Lüfter ermöglicht eine Beströmung innerhalb des ganzen Gehäuses und ferner einen einfachen und preiswerten Aufbau.
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Der mindestens eine Lüfter kann für einen störungsfreien Betrieb und eine hohe Lebensdauer bevorzugt erschütterungsgedämpft gelagert sein.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass in dem Gehäuse mindestens eine dedizierte Heizquelle oder Heizung untergebracht ist, so dass bei kalter Umgebungstemperatur das Halbleiterleuchtmodul, insbesondere dessen Innenraum, gezielt erwärmbar ist. Dadurch lassen sich die Elektronik und/oder die mindestens eine Halbleiterlichtquelle schneller auf eine gewünschte Betriebstemperatur bringen. Die mindestens eine Heizquelle kann zeitabhängig und/oder abhängig von einem gemessenen Temperaturwert betrieben, insbesondere angeschaltet und/oder ausgeschaltet werden. Die durch die mindestens eine Heizquelle aufgewärmte Luft mag insbesondere mittels des Lüfters auf zu erwärmende Bauteile gerichtet werden und (insbesondere bei geschlossenem Gehäuse) in dem Gehäuse umgewälzt werden.
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Alternativ kann die aktive Kühleinrichtung beispielsweise einen Kühlflüssigkeitskreislauf umfassen. Diese ermöglicht eine besonders effektive Kühlung ausgewählter, in thermischem Kontakt mit der Kühleinrichtung stehenden Komponenten.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass in dem Gehäuse mindestens ein Luftleitelement untergebracht ist. So kann ein Luftstrom innerhalb des Gehäuses gezielt auf eine effektive Kühlung gewünschter Komponenten oder Bereiche eingestellt werden.
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Es ist eine Weiterbildung, dass das Luftleitelement in Form mindestens eines Rohrs ausgestaltet ist, in welchem der Lüfter untergebracht ist. Das mindestens eine Rohr ermöglicht einen besonders konzentrierten, gerichteten und starken Luftstrom. Insbesondere mag das mindestens eine Rohr an einem Ende an dem Gehäuse ansetzen, wobei das Gehäuse an dem von dem Rohr seitlich umgebenen Bereich mindestens eine Lüftungsöffnung aufweist. Alternativ oder zusätzlich zu dem mindestens einen Rohr sind Luftleitbleche usw. verwendbar.
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Es ist noch eine Weiterbildung, dass die Wärmesenke eine Kühlstruktur aufweist, insbesondere Kühlrippen, Kühlstreben, Kühllamellen und/oder Kühlstifte.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Gehäuse ein im Wesentlichen (bis auf die Durchführungsöffnung und ggf. mindestens einen Kabelkanal o.ä.) abgeschlossenes Gehäuse ist. Das abgeschlossene Gehäuse ist also insbesondere nicht gezielt zum Austausch von Luft mit der Umgebung zur Kühlung des Innenraums des Gehäuses eingerichtet. Ein solches Gehäuse kann besonders gut gegen ein Eindringen von Fremdstoffen (z.B. Schmutzpartikeln oder Spritzwasser) oder Gasen geschützt werden. Es eignet sich folglich insbesondere zum Einsatz in rauen Umgebungen wie in einem Fahrzeug, Flugzeug usw.
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Es ist zudem eine Weiterbildung, dass das Gehäuse mit einem Druckausgleichsmittel versehen ist, z.B. mit einer dichtenden Druckausgleichsmembran.
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Insbesondere mittels eines Lüfters kann die in dem Gehäuse befindliche warme Luft umgewälzt oder umverteilt werden, so dass das Gehäuse großflächig erwärmt wird und entsprechend großflächig Wärme nach Außen abgeben kann. Für eine gute Wärmeabgabe besteht das Gehäuse vorzugsweise aus einem gut wärmeleitenden Material mit einer Wärmeleitfähigkeit λ von bevorzugt mehr als 15 W/(m · K), z.B. aus Aluminium.
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Es ist eine alternative Ausgestaltung, dass das Gehäuse mindestens eine Lüftungsöffnung aufweist. Dies ermöglicht einen Austausch von Luft mit der Umgebung und so eine besonders effiziente Kühlung der in dem Gehäuse vorhandenen Komponenten, insbesondere bei dem Vorhandensein des Lüfters als der aktiven Kühleinrichtung. Insbesondere in diesem Fall mag das Gehäuse auch aus einem preiswerten Kunststoff bestehen.
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Die mindestens eine Lüftungsöffnung kann mindestens ein Lüftungsloch, mindestens einen Lüftungsschlitz usw. aufweisen.
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Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass das Gehäuse mehrere Lüftungsöffnungen aufweist, von denen zumindest ein Teil in der Nähe der Elektronik angeordnet ist.
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So kann ein vergleichweise starker Luftzug an der Elektronik zu deren effektiver Kühlung erzeugt werden. Insbesondere kann die Elektronik (insbesondere deren Leiterplatte) Luftdurchlassöffnungen aufweisen, welche so zu den mehreren in der Nähe der Elektronik angeordneten Lüftungsöffnungen des Gehäuses angeordnet sind (z.B. dazu deckungsgleich sind), dass ein Luftzug durch die Lüftungsöffnungen und die Luftdurchlassöffnungen ermöglicht wird, insbesondere bei einer an dem Gehäuse aufliegenden Elektronik.
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Allgemein ist es eine Weiterbildung, dass das Gehäuse Lüftungsschlitze zumindest an einem Bereich vorsieht, welcher nicht durch die Elektronik, insbesondere deren Leiterplatte(n) abgedeckt ist.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass an der Elektronik mindestens ein weiterer Lüfter angeordnet ist. Dies ermöglicht eine noch stärkere Kühlung der Elektronik.
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Die Elektronik, insbesondere deren Leiterplatte, kann insbesondere an dem Gehäuse aufliegen, z.B. daran aufgeklebt sein. Die Elektronik kann insbesondere über ein Wärmeleitmaterial wie einen Wärmeleitkleber, eine Wärmeleitpaste, eine Wärmeleitfolie usw. an dem Gehäuse aufliegen. Dadurch wird eine Wärmeübertragung auf das Gehäuse und ferner eine verbesserte Kühlung der Elektronik ermöglicht.
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Erfindungsgemäß weist die Elektronik, insbesondere deren Leiterplatte, eine Durchführungsöffnung auf, welche über der Durchführungsöffnung des Gehäuses liegt, wobei die mindestens eine Halbleiterlichtquelle durch die Durchführungsöffnung hindurch geführt angeordnet ist. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Bauform, insbesondere Bauform mit einer geringen Höhe.
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Die Durchführungsöffnung der Elektronik und die Durchführungsöffnung des Gehäuses können einen gleichen Durchmesser oder unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Die Durchführungsöffnungen können ferner zueinander konzentrisch angeordnet sein.
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In einem anderen nicht von der Erfindung umfassten Aspekt ist die Elektronik in eine Wand des Gehäuses integriert. In anderen Worten kann die Elektronik eine Wand, insbesondere Vorderseite, des Gehäuses darstellen. Insbesondere kann eine mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen überwiegend bestückte Seite der Elektronik, insbesondere Leiterplatte, eine Innenseite des Gehäuses darstellen und die Rückseite der Elektronik, insbesondere Leiterplatte, eine Außenseite darstellen. Dies ermöglicht eine besonders kompakte, preiswerte und wenige Bauteile benötigende Vorrichtung.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Durchführungsöffnung des Gehäuses der Durchführungsöffnung der Elektronik entspricht.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Elektronik mindestens eine Luftdurchlassöffnung aufweist. Dies ermöglicht eine besonders effektive Kühlung, speziell der Elektronik.
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Insbesondere in diesem Fall mag die Wärmesenke einen sockelartigen Vorsprung aufweisen, an welchem die mindestens eine Halbleiterlichtquelle angeordnet ist und welcher zum Einführen in oder Durchführen durch die Durchführungsöffnung des Gehäuses vorgesehen ist.
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Die Wärmesenke kann insbesondere einen plattenförmigen Bereich aufweisen, von welchem der Vorsprung senkrecht abgeht. Der plattenförmige Bereich kann insbesondere parallel und beabstandet zu der Elektronik, insbesondere zu deren Leiterplatte, angeordnet sein. Der plattenförmige Bereich kann insbesondere seitlich gegenüber der Elektronik, insbesondere deren Leiterplatte, zurückstehen, so dass ein direkter Luftstrom von einem rückwärtigen angeordneten Lüfter auf die Elektronik ermöglicht wird.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Elektronik als Treiber zur Ansteuerung der mindestens einen Halbleiterlichtquelle als auch zur Ansteuerung der Kühleinrichtung, insbesondere als Lüftersteuerung oder Lüfterregelung, ausgestaltet ist. Dies weist den Vorteil auf, dass weniger Bauteile und Kabelverbindungen benötigt werden als bei einer getrennten Bauweise, was zu einer erhöhten Effizienz der Kühleinrichtung und der Treiberelektronik führt. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Ansteuerung der Kühleinrichtung in Abhängigkeit von der Ansteuerung der mindestens einen Halbleiterlichtquelle arbeitet, so dass beispielsweise Mess-, Steuer- und/oder Regelgrößen der Ansteuerung der mindestens einen Halbleiterlichtquelle als Eingangsgrößen für die Ansteuerung der Kühleinrichtung dienen können.
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Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z.B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z.B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z.B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED). Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein („remote phosphor“). Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat („Submount“) montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z.B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Fahrzeugleuchte, aufweisend mindestens ein Halbleiterleuchtmodul wie oben beschrieben.
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Unter einem Fahrzeug kann jegliche Art von Fortbewegungsmittel verstanden werden, wie ein Kraftfahrzeug (Pkw, Lkw), ein Schiff, ein Flugzeug, ein Fahrrad, ein Motorrad usw.
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In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
- 1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Halbleiterleuchtmodul gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Halbleiterleuchtmodul gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Halbleiterleuchtmodul gemäß einer dritten Ausführungsform;
- 4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Halbleiterleuchtmodul gemäß einer vierten Ausführungsform;
- 5 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Halbleiterleuchtmodul gemäß einer fünften Ausführungsform; und
- 6 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Halbleiterleuchtmodul gemäß einer sechsten Ausführungsform,
- 7 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Halbleiterleuchtmodul gemäß einer siebten Ausführungsform; und
- 8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Halbleiterleuchtmodul gemäß einer achten Ausführungsform.
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1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Halbleiterleuchtmodul 10 gemäß einer ersten Ausführungsform, beispielsweise zum Einbau in einer Fahrzeugleuchte F. Das Halbleiterleuchtmodul 10 weist ein Gehäuse 11 aus Stahl oder Aluminium mit einer an einer Vorderseite 12 vorhandenen Durchführungsöffnung 13 auf. In dem Gehäuse 11 ist eine aktive Kühleinrichtung in Form eines Lüfters 14 untergebracht. Der Lüfter 14 ist so ausgerichtet, dass er Luft L aus Richtung einer Rückseite 15 des Gehäuses 11 ansaugt und in Richtung der Vorderseite 12 ausbläst.
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Dabei bläst der Lüfter 14 eine in dem Gehäuse 11 untergebrachte Wärmesenke in Form eines Kühlkörpers 16 an. Der Kühlkörper 16 ist mit mehreren Halbleiterlichtquellen in Form von Leuchtdioden 17 thermisch verbunden. Der Kühlkörper 16 besteht aus einem thermisch gut leitfähigen Material, z.B. aus Aluminium. Die von den Leuchtdioden 17 erzeugte Abwärme wird folglich zumindest teilweise auf den Kühlkörper 16 übertragen und abgeführt.
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Der Kühlkörper 16 weist hier einen plattenförmigen Bereich 18 auf, an welchen sich mittig ein Vorsprung 19 anschließt. An einer ebenen Vorderseite 20 des Vorsprungs 19 sind die Leuchtdioden 17 angebracht, und zwar über einen für die Leuchtdioden 17 gemeinsamen Träger oder Submount 21. Das Submount besteht z.B. aus einer thermisch gut leitenden Keramik. Der Vorsprung 19 ist so bemessen, dass er eng oder mit einem nur geringen Spiel in die Durchführungsöffnung 13 passt und eingeführt ist. Die Leuchtdioden 17 befinden sich folglich außerhalb des Gehäuses 11 und strahlen ihr Licht nicht in oder durch das Gehäuse 11, wodurch Lichtverluste vermieden werden können.
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In dem Gehäuse 11 ist ferner eine Elektronik 22 untergebracht, welche eine Leiterplatte mit darauf angebrachten elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen 24 aufweist. Die Elektronik 22 dient sowohl zur Ansteuerung der Leuchtdioden 17 als auch des Lüfters 14. Die Elektronik 22 ist über nicht gezeigte elektrische Leitungen mit einer externen Spannungs- und/oder Stromquelle (Vorschaltgerät, Netzanschluss usw.) verbindbar. Die elektrischen Leitungen können durch das Gehäuse 11 geführt sein.
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Die Elektronik 22 weist mittig eine Durchführungsöffnung 23 auf, welche über der Durchführungsöffnung 13 des Gehäuses liegt, wobei Leuchtdioden 17 auch durch die Durchführungsöffnung 23 hindurch geführt angeordnet sind bzw. der Vorsprung 19 durch die Durchführungsöffnung 23 ragt.
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Die Elektronik 22 ragt seitlich über den Kühlkörper 16 hinaus, so dass auch die Elektronik 22 zumindest randseitig in dem Luftstrom des Lüfters 14 liegt und dadurch kühlbar ist.
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Bei einem Betrieb der Leuchtvorrichtung 10 sind die Leuchtdioden 17 aktiviert und strahlen Licht in einen von dem Gehäuse 11 abgewandten Halbraum ab. Dabei erzeugen sie Abwärme, die über das Submount 21 auf den Kühlkörper 16 übertragen und dort verteilt wird. Zudem erzeugen die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile 24 der Elektronik 22 Abwärme. Bei einem aktivierten Lüfter 14 bläst dieser den Kühlkörper 16 und die Elektronik 22 an, so dass in dem Gehäuse 11 ein umlaufender Luftstrom erzeugt wird, welcher die Abwärme des Kühlkörpers 16 und der Elektronik 22 aufnimmt und in dem Gehäuse 11 verteilt. Dadurch erwärmt sich das Gehäuse 11 großflächig und kann selbst als Kühlkörper wirken. Folglich wird die Luft in dem Gehäuse 11 abgekühlt. Das Gehäuse 11 kann außenseitig mindestens eine Kühlstruktur aufweisen (o.Abb.), z.B. Kühlrippen, Kühllamellen, Kühlstifte usw.
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2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Halbleiterleuchtmodul 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das Halbleiterleuchtmodul 30 unterscheidet sich von dem Halbleiterleuchtmodul 10 dadurch, dass der Kühlkörper 31 nun eine dem Lüfter 14 zugewandte Kühlstruktur in Form mehrerer Kühlrippen 32 aufweist, welche von dem plattenförmigen Bereich 18 senkrecht abstehen. Dadurch wird ein Wärmeübertrag von dem Kühlkörper 31 auf die ihn umgebende Luft verstärkt.
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3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Halbleiterleuchtmodul 40 gemäß einer dritten Ausführungsform. Das Halbleiterleuchtmodul 40 unterscheidet sich von dem Halbleiterleuchtmodul 10 dadurch, dass die Rückseite 15 des Gehäuses 41 nun flächig verteilt mehrere Lüftungsöffnungen 42 aufweist. Die Lüftungsöffnungen 42 ermöglichen einen, insbesondere forcierten, Luftaustausch mit der Umgebung und somit eine verstärkte Abkühlung der in dem Gehäuse 11 befindlichen Luft. Das Gehäuse 41 kann hier z.B. auch aus Kunststoff bestehen.
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4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Halbleiterleuchtmodul 50 gemäß einer vierten Ausführungsform. Das Halbleiterleuchtmodul 50 unterscheidet sich von dem Halbleiterleuchtmodul 40 dadurch, dass in dem Gehäuse 41 ferner ein Luftleitelement 51 in Form eines Rohrs 51 vorhanden ist. Der Lüfter 14 befindet in dem Rohr 51. Dadurch kann ein Luftstrom in dem Gehäuse 41 kanalisiert und folglich verstärkt und präziser gerichtet werden. Das Rohr 51 sitzt hier mit einem Ende auf der Rückwand 15 auf, wodurch es einige Lüftungsöffnungen 42a der in der Rückwand 15 befindlichen Lüftungsöffnungen 42 umgibt und andere Lüftungsöffnungen 42b der in der Rückwand 15 befindlichen Lüftungsöffnungen 42 seitlich außerhalb des Rohrs 51 angeordnet sind.
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Bei einem Betrieb des Lüfters 14 wird Luft L mittels des Lüfters 14 durch die Lüftungsöffnungen 42a in das Rohr 51 angesaugt und an dem anderen Ende ausgeblasen, und zwar auf den Kühlkörper 16. Der Kühlkörper ist dadurch einer stärkeren Luftströmung ausgesetzt, welche ihn effektiver kühlt. Die Luft kann aus den Lüftungsöffnungen 42b austreten. Durch das Rohr 51 wird eine Luftströmung innerhalb des Gehäuses 41 erleichtert und verstärkt, was eine Kühlung verbessert.
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5 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Halbleiterleuchtmodul 60 gemäß einer fünften Ausführungsform. Das Halbleiterleuchtmodul 60 unterscheidet sich von dem Halbleiterleuchtmodul 10 dadurch, dass an der Elektronik 22 an der der Rückseite 15 zugewandten Seite weitere Lüfter 61 angeordnet sind. Diese ermöglichen einen verstärkten Luftstrom über die Elektronik 22 und somit eine verbesserte Kühlung derselben. Auch diese Lüfter 61 können mittels der Elektronik 22 angesteuert werden. Der Vorsprung 19 ist zur beabstandeten Überdeckung auch der Lüfter 61 entsprechend hoch ausgestaltet.
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6 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Halbleiterleuchtmodul 70 gemäß einer sechsten Ausführungsform. Das Halbleiterleuchtmodul 70 unterscheidet sich von dem Halbleiterleuchtmodul 10 dadurch, dass das Gehäuse 71 an seiner Vorderseite 12 mehrere Lüftungsöffnungen 72 aufweist, welche folglich in der Nähe der Elektronik 73 angeordnet sind. Die Elektronik 73, insbesondere deren Leiterplatte, weist Luftdurchlassöffnungen 74 auf, welche zumindest im Wesentlichen deckungsgleich zu den Lüftungsöffnungen 72 liegen, so dass Luft durch aneinanderliegende Lüftungsöffnungen 72 und Luftdurchlassöffnungen 74 strömen kann. Dies verbessert eine Kühlung der Elektronik 73 weiter und ermöglicht einen erhöhten Luftstrom durch das Gehäuse 71 und damit auch eine verbesserte Kühlung des Kühlkörpers 16 (und folglich der Leuchtdioden 17).
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7 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Halbleiterleuchtmodul 80 gemäß einer siebten Ausführungsform. Das Halbleiterleuchtmodul 80 unterscheidet sich von dem Halbleiterleuchtmodul 10 dadurch, dass die Elektronik 81 in die Vorderseite 82 des Gehäuses 83 integriert ist. In anderen Worten wird die Vorderseite 82 des Gehäuses 83 mittels der Elektronik 81 gebildet, welche dicht mit dem übrigen Gehäuse 83 abschließt. Die Durchführungsöffnung 84 des Gehäuses 83 entspricht somit der Durchführungsöffnung der Elektronik 81. Eine solche Ausgestaltung ist besonders kompakt und benötigt wenige Bauteile. Insbesondere kann eine mit den elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen 24 zumindest überwiegend bestückte Seite in das Gehäuse 83 gerichtet sein und folglich eine Innenseite des Gehäuses 83 darstellen. Dies schützt die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile 24.
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Das Halbleiterleuchtmodul 80 kann insbesondere analog zu den in den 2 bis 6 gezeigten Weiterbildungen ausgestaltet sein, z.B. mit mindestens einem zusätzlichen Lüfter 61 und/oder mit Luftdurchlassöffnungen 74 in der Elektronik 81, insbesondere deren Leiterplatte.
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8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Halbleiterleuchtmodul 90 gemäß einer achten Ausführungsform. Das Halbleiterleuchtmodul 90 weist in dem von dem Gehäuse 83 umschlossenen Innenraum eine dedizierte Heizquelle 91 auf. Diese kann zu Beginn einer Aktivierung des Halbleiterleuchtmoduls 90 z.B. bis zu einem Erreichen einer Betriebstemperatur aktiviert sein. Ihre Wärme kann beispielsweise mittels des Lüfters 14 auf den Kühlkörper 16 und die Elektronik 81 geblasen werden.
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Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
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So können insbesondere Merkmale der unterschiedlichen gezeigten Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert oder ausgetauscht werden.
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So mag der mindestens eine zusätzliche Lüfter des Halbleiterleuchtmoduls 60 mit den Lüftungsöffnungen 72 und Luftdurchlassöffnungen 74 des Halbleiterleuchtmoduls 70 kombiniert werden. Auch mögen das Rohr 51 und die Lüftungsöffnungen 42a des Halbleiterleuchtmoduls 50 mit den Lüftungsöffnungen 72 und Luftdurchlassöffnungen 74 des Halbleiterleuchtmoduls 70 kombiniert werden. Ferner mag der Kühlkörper 31 des Halbleiterleuchtmoduls 30 in anderen Halbleiterleuchtmodulen 10, 40, 50, 60, 70 verwendet werden, usw.
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Unter dem Begriff Lüfter kann insbesondere ein Lüfter mit einem drehbarem Rotor oder Laufrad verstanden werden. Unter einem Lüfter kann jedoch auch jegliche andere, gezielt Luft oder ein anderes Gas fördernde Vorrichtung verstanden werden, z.B. ein Piezo-Kühler, ein sog. Jet-Impingement-Kühler, ein Ultraschallkühler usw. Die Lüfter dienen insbesondere dazu, ein gasförmiges Kühlmedium auf eine zu kühlenden Fläche oder Bauteil zu lenken.
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Die Innenwand des Gehäuses kann allgemein eine Oberflächenstruktur aufweisen, welche den Wärmeaustausch mit der Umgebung fördert (z.B. durch Aufrauhungen).
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Die Vorderseite des Halbleiterleuchtmoduls mag insbesondere selbst wieder überdeckt sein.
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Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere Leuchtdioden, können auch innerhalb des Gehäuses angeordnet sein (nicht von der Erfindung umfasst), z.B. mittels eines geeigneten Rücksprungs in der Vorderseite 20 des Vorsprungs 19.
