DE102014105958A1 - LED lighting device and heat sink thereof - Google Patents
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Abstract
Bei einer LED-Beleuchtungsvorrichtung und deren Kühlkörper weist der Kühlkörper eine Kühler-Struktur für die Führung eines Luftstroms auf, und die Kühler-Struktur umfasst: eine Vielzahl der wärmeleitenden Stäbe, die voneinander beabstandet in Reihen angeordnet sind, und an einer Rückseite einer LED-Leuchtvorrichtung befestigt sind, wobei jeder wärmeleitende Stab einen Verlängerungsabschnitt, der sich horizontal auf mindestens einer Seite der LED-Leuchtvorrichtung erstreckt, und eine Vielzahl der Flächen aufweist; und eine Vielzahl der Kühlrippen-Module ist auf zwei entsprechenden Flächen eines jeden der Verlängerungsabschnitte jeweils befestigt; jedes Rippenmodul weist eine Vielzahl der Rippen auf, die voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei ein Luftspalt zwischen jeweils zwei der benachbarten Kühlrippen-Module und einem Rippenkanal zwischen zwei der benachbarten Rippen derart gebildet ist, dass Luft durch diese Luftspalte und die Rippenkanäle fließt.In the case of an LED lighting device and its heat sink, the heat sink has a cooler structure for guiding an air flow, and the cooler structure comprises: a multiplicity of the heat-conducting rods which are arranged in rows at a distance from one another and on a rear side of an LED Lighting device are attached, each heat-conducting rod having an extension portion that extends horizontally on at least one side of the LED lighting device and a plurality of the surfaces; and a plurality of the cooling fin modules are fixed on two respective surfaces of each of the extension portions; each fin module has a plurality of the fins which are arranged spaced apart from one another, an air gap being formed between each two of the adjacent cooling fin modules and a fin channel between two of the adjacent fins such that air flows through these air gaps and the fin channels.
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kühlkörper, insbesondere auf eine LED-Beleuchtungsvorrichtung und deren Kühlkörper.The present invention relates to a heat sink, in particular to an LED lighting device and its heat sink.
Beschreibung des Standes der Technik:Description of the Related Art:
Während des Betriebs der LED wird etwa 80% der Gesamtenergie an die Umgebung, in Form von Abwärme, übertragen. Allerdings kann die hohe Betriebstemperatur erhebliche Auswirkungen auf die elektronischen Komponenten haben bzgl. der Lebensdauer, der Produktzuverlässigkeit und dem Lichtverlust.During operation of the LED, about 80% of the total energy is transferred to the environment, in the form of waste heat. However, the high operating temperature can have a significant impact on the electronic components in terms of lifetime, product reliability and light loss.
Eine bekannte LED-Leuchtvorrichtung umfasst eine Leiterplatte und eine Vielzahl der LED-Einheiten, die elektrisch auf der Leiterplatte verbunden sind. Mit dem Kühlkörper, der auf der LED-Leuchtvorrichtung vorgesehen ist, kann die von den LED-Einheiten erzeugte Wärme über den Kühlkörper abgeleitet werden, so dass die Lebensdauer der LED-Einheiten verlängert werden kann, die Zuverlässigkeit der LED-Einheiten kann erhöht werden, und der Lichtverlust der LED-Einheiten kann verringert werden.A known LED lighting device comprises a printed circuit board and a plurality of the LED units, which are electrically connected to the circuit board. With the heat sink provided on the LED lighting device, the heat generated by the LED units can be dissipated through the heat sink, so that the life of the LED devices can be prolonged, the reliability of the LED devices can be increased, and the light loss of the LED units can be reduced.
Typischerweise sind jedoch die meisten der bekannten Kühlkörper Aluminiumextrusions-Typ/aluminiumstrangpresst oder Aluminium-Druckguss-Typ-Kühlkörper, oder die Rückseite der LED-Leuchtvorrichtung ist mit einer Vielzahl der Kühlrippen-Module mit Wärmerohren verbunden. Solche Konstruktionen sind dahingehend unzureichend, da sie die Bedeutung der Luftströme übersehen, und sich hauptsächlich auf die Oberflächen der Kühlrippen konzentrieren, die dazu neigen zu dem Problem der schlechten Wärmeableitung der LED-Leuchtvorrichtung zu verführen, ohne dass dieses verbessert wird.Typically, however, most of the known heatsinks are aluminum extrusion type / aluminum extrusion or die cast aluminum type heatsink, or the back side of the LED lighting fixture is connected to a plurality of the fin header modules with heat pipes. Such constructions are inadequate in that they overlook the importance of the airflows and focus mainly on the surfaces of the cooling fins which tend to mislead the problem of poor heat dissipation of the LED lighting device without improving it.
Weiterhin kann der Aluminiumextrusions- oder der Kühlrippen-Kühler der Luft nur ermöglich, in Richtung parallel zu den Rippen zu gelangen. Wenn der Kühlkörper übermäßig groß ist, wenn z. B. der Oberflächenbereich des Kühlkörpers zu groß oder zu lang ist, kann die Luft die Mitte des Kühlkörpers auf keinen Fall erreichen (d. h. den Ort der Wärmeerzeugungseinheit), was den Effekt hat, dass die Wärmeableitung stark reduziert werden kann. Um dieses Problem zu lösen, ist es eine übliche Praxis, einen eingeschnittenen Schlitz in der Richtung senkrecht zu den Aluminium-Strangpress-Kühlrippen einzuführen, jedoch wird das Problem noch nicht vollständig durch die begrenzte Wirkung der unzureichenden Breite des eingeschnittenen Schlitzes überwunden. Andererseits, wenn die Breite des eingeschnittenen Schlitzes zu groß ist, würde ein großer Teil der Oberfläche der Kühlrippen zur Wärmeableitung verschwendet werden, was in der Praxis nicht nur schwierig ist, sondern auch zu einer begrenzten Wirkung der Wärmeableitung führt.Furthermore, the aluminum extrusion or cooling fin cooler can only allow the air to travel in the direction parallel to the ribs. If the heat sink is excessively large when z. For example, if the surface area of the heat sink is too large or too long, the air can not reach the center of the heat sink (i.e., the location of the heat generating unit), which has the effect that the heat dissipation can be greatly reduced. In order to solve this problem, it is a common practice to insert an incised slot in the direction perpendicular to the aluminum extrusion cooling fins, but the problem is not fully overcome by the limited effect of the insufficient width of the cut slot. On the other hand, if the width of the cut slit is too large, a large part of the surface of the cooling fins would be wasted for heat dissipation, which is not only difficult in practice, but also leads to a limited effect of heat dissipation.
Darüber hinaus sind die oben genannten Kühlkörper nur für Low-Power-LED-Beleuchtungsvorrichtungen und Kühlkörper geeignet. Für High-Power-LED-Beleuchtungsvorrichtungen (wie 1000 ~ 5000 W) der heutigen Zeit, sind sie eindeutig in Anbetracht der oben genannten Probleme unzureichend, so dass es einen Bedarf für einen verbesserten Kühlkörper gibt, der für High-Power-LED-Beleuchtungsvorrichtungen verwendbar ist, und im Stande ist, eine Wärmeabfuhr effektiv zu erreichen.In addition, the above heatsinks are only suitable for low power LED lighting fixtures and heatsinks. For high-power LED lighting devices (such as 1000 ~ 5000 W) today, they are clearly inadequate in view of the above problems, so there is a need for an improved heat sink suitable for high-power LED lighting devices is usable, and is able to effectively achieve heat dissipation.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNGOVERVIEW OF THE INVENTION
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine LED-Beleuchtungsvorrichtung und dessen Kühlkörper bereitzustellen, der in der Lage ist, die seitlichen Flügel zu verwenden, nicht nur, um sich nach außen von der LED-Leuchtvorrichtung zu erstrecken, sondern auch, damit die Luft zur Wärmabfuhr nach oben und unten fließen kann, um das Problem der Wärmeabfuhr bei LED-Beleuchtungsvorrichtungen zu verbessern.A first aspect of the present invention is to provide an LED lighting device and its heat sink capable of using the side wings, not only to extend outward from the LED lighting device, but also to allow the LED lighting device Air can flow up and down to dissipate heat to improve the problem of heat dissipation in LED lighting devices.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine LED-Beleuchtungsvorrichtung und einen Kühlkörper davon bereitzustellen, die in der Lage sind, Luftkanäle über ein spezielles Verbindungsverfahren und zwischen zwei benachbarten Kühlrippen-Modulen zu bilden, um Längs- und Quer-Schnittpunkte und Querverbindung zwischen Luftkanälen und Rippenkanälen zu bilden, in einer Weise ähnlich zu einem Schachbrett, derart, dass die Kühler-Bereiche vergrößert werden, während die Luft ungehindert zu allen Teilen der Kühlkörper fließen kann, um den Effekt der Wärmeabfuhr zu erhöhen.A second aspect of the present invention is to provide an LED lighting device and a heat sink thereof capable of forming air passages via a specific joining method and between two adjacent cooling fin modules to provide longitudinal and transverse intersections and cross-linking between Air ducts and rib channels in a manner similar to a chessboard, such that the radiator areas are increased, while the air can flow freely to all parts of the heat sink to increase the effect of heat dissipation.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine LED-Beleuchtungsvorrichtung und dessen Kühlkörper, die in der Lage ist die Kühlkörper vertikal übereinander Schicht für Schicht mit zunehmender Höhe zu stapeln, um die Wärmeabfuhr Kapazität zu erhöhen und die Anforderungen der aktuellen LED-Leuchtvorrichtung mit immer höheren Leistungen zu erfüllen.A third aspect of the present invention is to stack an LED lighting device and its heat sink capable of stacking the heat sinks vertically one above the other layer by layer with increasing height, to increase the heat dissipation capacity and the requirements of the current LED lighting device to fulfill ever higher performances.
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung einen Kühlkörper bereit, umfassend eine Kühler-Struktur für Luftströme, und die Kühler-Struktur umfasst: eine Vielzahl der wärmeleitenden Stäbe sind beabstandet voneinander in Reihen angeordnet; jede der Vielzahl der wärmeleitenden Stäbe umfasst weiterhin einen Verlängerungsabschnitt; jede der Vielzahl der wärmeleitenden Stäbe umfasst weiterhin eine Vielzahl von Oberflächen; und eine Vielzahl der Kühlrippen-Module ist an zwei entsprechenden Oberflächen befestigt, der Vielzahl der Oberflächen jeweils jeder der Verlängerungsabschnitte; und jedes der Kühlrippen-Module umfasst eine Vielzahl der Rippen, die beabstandet voneinander angeordnet sind, wobei ein Luftspalt zwischen zwei beliebigen der Vielzahl der Kühlrippen-Module nebeneinander und ein Rippenkanal zwischen beliebigen zwei der Vielzahl der Rippen, die benachbart zueinander sind, so ausgebildet ist, dass Luft in Längsrichtung durch die Vielzahl der Luftspalten und die Vielzahl der Rippenkanäle fließt.Accordingly, the present invention provides a heat sink comprising a condenser structure for air flows, and the condenser structure comprises: a plurality of the heat-conducting rods are arranged in a spaced-apart manner in rows; each of the plurality of thermally conductive rods further comprises an extension portion; each of the plurality of thermally conductive rods further comprises a plurality of surfaces; and a Plurality of cooling fin modules are fixed to two respective surfaces, the plurality of surfaces of each of the extension portions; and each of the fin modules includes a plurality of the ribs spaced apart from each other with an air gap formed between any two of the plurality of rib modules adjacent to each other and a fin channel between any two of the plurality of ribs adjacent to each other in that air flows longitudinally through the plurality of air gaps and the plurality of rib channels.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine LED-Beleuchtungsvorrichtung bereit, umfassend: eine LED-Leuchtvorrichtung; und einen Kühlkörper, umfassend eine Kühler-Struktur für Luftströme. Die Kühler-Struktur umfasst: eine Vielzahl der wärmeleitenden Stäbe, die voneinander beabstandet in Reihen angeordnet sind und an einer Rückseite der LED-Leuchtvorrichtung befestigt sind; wobei jede der Vielzahl der wärmeleitenden Stäbe einen Verlängerungsabschnitt umfasst, der sich horizontal auf mindestens einer Seite der LED-Leuchtvorrichtung erstreckt, jede der Vielzahl der wärmeleitenden Stäbe umfasst weiterhin eine Vielzahl der Oberflächen; und eine Vielzahl der Kühlrippen-Module ist an zwei korrespondierenden Oberflächen der Vielzahl der Oberflächen jeweils an jedem der Verlängerungsabschnitte befestigt; und jedes der Kühlrippen-Module umfasst eine Vielzahl der Rippen, die voneinander beabstandet sind, wobei ein Luftspalt zwischen jeweils zwei beliebigen der Vielzahl der Kühlrippen-Module die angrenzend zu einander sind, und ein Rippenkanal zwischen jeweils jeden zwei der Vielzahl der Rippen, die benachbart zueinander sind, so ausgebildet sind, dass Luft in Längsrichtung durch die Vielzahl der Luftspalten und die Vielzahl der Rippenkanäle fließt.The present invention further provides an LED lighting device comprising: an LED lighting device; and a heat sink comprising a cooler structure for air streams. The radiator structure includes: a plurality of the heat conductive rods spaced apart in rows and fixed to a back side of the LED lighting device; wherein each of the plurality of heat conductive rods includes an extension portion extending horizontally on at least one side of the LED lighting device, each of the plurality of heat conductive rods further comprising a plurality of the surfaces; and a plurality of the fin modules are fixed to two corresponding surfaces of the plurality of surfaces at each of the extension portions, respectively; and each of the fin modules includes a plurality of the ribs spaced apart from one another, an air gap between any two of the plurality of fin rib modules adjacent to each other, and a fin channel between each two of the plurality of ribs adjacent to each other to each other, are formed so that air flows in the longitudinal direction through the plurality of air gaps and the plurality of rib channels.
Im Vergleich zum Stand der Technik, weist die vorliegende Erfindung folgende Vorzüge auf: unabhängig davon, ob die Kühler-Struktur eine Einzelschicht oder Doppelschicht-Struktur besitzt, kann es für Seitenflügeltypen zur Wärmeabfuhr verwendet werden, um die Luft darin vertikal fließen zu lassen, um das Wärmeabfuhr-Problem der LED-Leuchtvorrichtung zu überwinden.Compared with the prior art, the present invention has the following merits: regardless of whether the radiator structure has a single-layer or double-layer structure, it can be used for heat dissipation side wing types to allow air to flow vertically therein to overcome the heat dissipation problem of the LED lighting device.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Im Folgenden wird eine detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen. Es kann jedoch selbstverständlich so verstanden werden, dass die beigefügten Figuren für illustrative Zwecke bereitgestellt werden und nicht als Einschränkungen der vorliegenden Erfindung behandelt werden sollen.Hereinafter, a detailed description will be given of embodiments of the present invention together with the accompanying drawings. It will be understood, however, that the appended figures are provided for illustrative purposes and should not be treated as limitations on the present invention.
Die vorliegende Erfindung stellt eine LED-Beleuchtungsvorrichtung und einen Kühlkörper davon bereit. Wie in
Jede der wärmeleitenden Stäbe
Jedes der Kühlrippen-Module
Wie in
Bei der Konstruktion der ersten und zweiten Ausführungsform, kann die Luft in Längsrichtung durch die beiden seitlichen Flügel fließen, die einander auf der LED-Leuchtvorrichtung
Eine Seite der Rippen
Im Einzelnen kann jedes der Kühlrippen-Module
Die wärmeleitenden Stäbe
Ferner, wie in
Dementsprechend gibt es einen größeren Kühler-Bereich und eine deutlich verbesserte Wirkung der Wärmeabfuhr, so dass eine höhere Arbeitsleistung (z. B. 2000 ~ 5000 W oder sogar größer als 5000 W) für die LED-Leuchtvorrichtung möglich sind. Weiterhin können die Kühlkörper
In Anbetracht des Vorstehenden umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Vorteile gegenüber des Standes der Technik: mit den Erweiterungen der LED-Leuchtvorrichtung
Ferner hat die vorliegende Erfindung weitere Vorteile: indem der Kühlkörper aufeinander, Schicht um Schicht mit zunehmender Höhe gestapelt werden kann, kann dessen Wärmeabfuhr-Kapazität weiter erhöht werden.Further, the present invention has further advantages: by allowing the heat sink to be stacked on top of one another layer by layer with increasing height, its heat removal capacity can be further increased.
Die oben dargestellten bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind lediglich für illustrative Zwecken gedacht und sollen nicht als Einschränkungen des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung behandelt werden. Strukturelle Modifikationen mit äquivalenten Eigenschaften abgeleitet aus dem Inhalt und den Zeichnungen der Beschreibung der vorliegenden Erfindung sollen als Teil des Umfangs der vorliegenden Erfindung angesehen werden.The preferred embodiments of the present invention set forth above are for illustrative purposes only and should not be treated as limitations upon the scope of the present invention. Structural modifications having equivalent properties derived from the content and the drawings of the description of the present invention are to be considered as part of the scope of the present invention.
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