DE202009009534U1 - LED-Beleuchtungsbauteil - Google Patents
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Abstract
LED-Beleuchtungsbauteil mit:
einer Dampfkammer (10) mit einem hohlen Metallgehäuse, einem an der Innenwand desselben angebrachten Kapillargewebe, einem in das Gehäuse eingefüllten Arbeitsfluid und mindestens einem an einer Fläche der Dampfkammer ausgebildeten Zapfen (12);
einer Leiterplatte mit mindestens einem Durchgangsloch, durch das ein jeweiliger Zapfen hindurchtreten kann; und
mindestens einer LED (30), die über einem entsprechenden Zapfen installiert ist und mit diesem in Kontakt steht, wobei jede LED über zwei elektrisch mit der Leiterplatte verbundene Stifte verfügt.
einer Dampfkammer (10) mit einem hohlen Metallgehäuse, einem an der Innenwand desselben angebrachten Kapillargewebe, einem in das Gehäuse eingefüllten Arbeitsfluid und mindestens einem an einer Fläche der Dampfkammer ausgebildeten Zapfen (12);
einer Leiterplatte mit mindestens einem Durchgangsloch, durch das ein jeweiliger Zapfen hindurchtreten kann; und
mindestens einer LED (30), die über einem entsprechenden Zapfen installiert ist und mit diesem in Kontakt steht, wobei jede LED über zwei elektrisch mit der Leiterplatte verbundene Stifte verfügt.
Description
- Die Erfindung betrifft ein LED(Leuchtdiode)-Beleuchtungsbauteil.
- LEDs verbrauchen wenig Energie, und sie verfügen über eine lange Lebensdauer. Ihre Helligkeit nimmt immer mehr zu, so dass sie nun nicht mehr nur an elektronischen Geräten, sondern auch zur Innen- und Außenbeleuchtung verwendet werden.
- Bei den meisten Lampen für Innen- und Außenbeleuchtung sind mehrere LEDs hoher Helligkeit kombiniert, um ein LED-Lampenmodul aufzubauen. Je höher der Lichtfluss der Lampen ist, umso mehr Wärme wird jedoch auch erzeugt. Der Wärmewiderstand von LEDs, insbesondere solcher mit hoher Helligkeit, ist niedriger als derjenige üblicher Glühlampen. Wenn die Temperatur einer LED ansteigt, nimmt nicht nur ihre Lichtemissionseffizienz ab, sondern es wird auch ihre Lebensdauer verkürzt. Weiterhin kann die Leiterplatte der Lampe überhitzen, wodurch diese einen Schaden erfährt. Demgemäß ist ein Wärmeabführmodul dazu erforderlich, durch LEDs erzeugte Wärme abzuführen, damit diese bei niedriger Temperatur dauernd viel Licht emittieren können.
- Die Wärmeabführkonstruktion der meisten herkömmlichen LED-Lampen wird so aufgebaut, dass zunächst mehrere LED-Elemente auf einer Leiterplatte installiert werden und diese dann an ein Wärmeabführmodul mit einer Wärmeabführrippe, einem Wärmeabführrohr und einer Wärmesenke zum Abtransportieren der Wärme angebaut wird. Dadurch wird das Gesamtvolumen der Lampe groß, und die Wärme des LED-Elements muss zunächst durch die Leiterplatte laufen, bevor sie die Wärmesenke des Wärmeabführmoduls erreicht, was die Wärmeleitgeschwindigkeit verringert und die Wärmeabführeffizienz verschlechtert.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein LED-Beleuchtungsbauteil zu schaffen, das über eine Wärmeabführkonstruktion verfügt, die auf sehr effiziente Weise Wärme, wie sie von mindestens einem LED erzeugt wird, abführen kann.
- Diese Aufgabe ist durch das LED-Beleuchtungsbauteil gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
- Bei einem erfindungsgemäßen LED-Beleuchtungsbauteil ist eine Dampfkammer verwendet, an der mindestens ein Zapfen ausgebildet ist, der durch ein zugehöriges Durchgangsloch in der Leiterplatte dringt und direkt mit einer LED in Kontakt steht. Durch die Verwendung der Dampfkammer lässt sich ein kompakter Aufbau mit hervorragenden Wärmeabführeigenschaften erzielen. Außerdem muss die Wärme nicht mehr durch die Leiterplatte geführt werden, da sie vom LED direkt durch den Zapfen an der Dampfkammer an diese geleitet wird.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.
-
1 ,2 und3 sind eine perspektivische Ansicht, eine Explosionsansicht bzw. eine Schnittansicht eines LED-Beleuchtungsbauteils gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und -
4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts A in der3 . - Das in der
1 dargestellte LED-Beleuchtungsbauteil verfügt über eine Dampfkammer10 , eine Leiterplatte20 und mindestens eine LED30 . Wie es insbesondere aus den2 und3 erkennbar ist, verfügt die Dampfkammer10 über ein hohles Metallgehäuse, ein an der Innenwand desselben angebrachtes Kapillargewebe14 sowie ein in das Gehäuse gefülltes Arbeitsfluid16 . Weiterhin ist an einer Fläche der Dampfkammer10 mindestens ein Zapfen12 ausgebildet. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Dampfkammer10 mit einem Gehäuse in Kreiszylinderform dargestellt, jedoch kann auch eine Quaderform, eine Vieleckform oder irgendeine unregelmäßige Form verwendet werden. Der Zapfen12 ist an seiner Oberseite mit einer wärmeleitenden Zinnschicht18 versehen, die das Abführen von Wärme unterstützt. - In der Leiterplatte
20 ist mindestens ein Durchgangsloch22 ausgebildet, durch das der Zapfen12 hindurchtreten kann. Die Leiterplatte20 verfügt weiterhin über eine Isolierschicht24 und eine Wärmeleitschicht26 , die bei der bevorzugten Ausführungsform in eine auf der Isolierschicht24 angeordnete Kupferdeckschicht262 und eine an deren Oberseite angeordnete leitende Zinnschicht264 unterteilt ist. - Wie es aus der
4 erkennbar ist, sind die LEDs30 SMD-LEDs (LEDs für Oberflächenmontage), die jeweils auf den Zapfen12 installiert sind und mit diesen in Kontakt stehen. Jede LED30 verfügt über leitende Stifte32 , einen LED-Chip34 , einen Sockel36 und einen in einem Loch desselben installierten wärmeleitenden Pfropfen38 , der mit dem LED-Chip34 und dem Zapfen12 in Kontakt steht. Auf die Unterseite der LED30 ist eine dünne Lotschicht aufgebracht, die durch ein Wärmelötverfahren mit der leitenden Zinnschicht18 des Zapfens12 kombiniert werden kann. Auf den Boden der zwei leitenden Stifte32 wird eine Lötpaste aufgetragen, und sie werden durch ein Heißlötverfahren mit der leitenden Zinnschicht264 der Leiterplatte20 verbunden, wobei die LEDs30 elektrisch in Reihe geschaltet werden. Der wärmeleitende Pfropfen38 wird flach an der wärmeleitenden Zinnschicht18 des Zapfens12 angebracht, um durch den LED-Chip34 erzeugte Wärme an die Dampfkammer10 zu leiten. - Im Betrieb leuchten die LEDs
30 , wenn das LED-Beleuchtungsbauteil eingeschaltet wird, wodurch die LED-Chips34 in jeder LED30 Wärme erzeugen. Diese Wärme wird durch den wärmeleitenden Pfropfen38 durch den Sockel36 geleitet und dann von diesem Pfropfen weiter zur wärmeleitenden Zinnschicht18 an der Oberseite des Zapfens12 geleitet, woraufhin sie schließlich durch diesen an die Dampfkammer10 gelangt. Die Hochtemperaturseite ist diejenige, an der die LED30 installiert ist. - Wenn die Dampfkammer
10 die durch die LED-Chips34 erzeugte Wärme empfängt, absorbiert das Arbeitsfluid16 in ihr die Wärme und es verdampft, wodurch es in einen gasförmigen Zustand übergeht. Das die Wärme transportierende Gas wird durch Konvektion zur anderen Seite der Dampfkammer10 , die die Niedertemperaturseite bildet, geleitet. Da die Temperatur dieser Niedertemperaturseite niedriger als die der Hochtemperaturseite ist, kondensiert das die Wärme transportierende Gas, so dass es wieder zum Arbeitsfluid wird, das durch das Kapillargewebe14 an der Innenwand der Dampfkammer10 zur Hochtemperaturseite zurückfließt. Die Dampfkammer10 führt die durch die LED-Chips34 erzeugte Wärme durch wiederholte Verdampfungs- und Kondensationsvorgänge ab. - Da die Dampfkammer ein passives Bauteil ist, das keine Energiezufuhr benötigt, um einen Wärmeabführeffekt zu zeigen, und da sie eine flache Konstruktion mit größerer Wärmeleitfläche als derjenigen eines herkömmlichen Wärmeleitrohrs bildet, ist sie klein aufgebaut und kann Wärme von der Wärmequelle sehr schnell abführen.
- Zusammengefasst gesagt, nutzt die Erfindung die Dampfkammer
10 und die an ihr ausgebildeten Zapfen12 , die in direktem Kontakt mit dem wärmeleitenden Pfropfen38 an den LEDs30 stehen, um die durch die LED-Chips34 erzeugte Wärme schnell an die Dampfkammer10 abzuführen, die die Wärme dann nach außen abgibt. Im Vergleich mit einem herkömmlichen LED, bei dem Wärme durch eine Leiterplatte laufen muss, bevor sie ein Wärmeabführmodul er reicht, zeigt sich ein besserer Wärmeabführeffekt. Außerdem zeigt die Dampfkammer10 ein kleineres Volumen als eine Wärmeabführrippe oder ein Wärmeleitrohr, und es ist auch der Wärmeabführeffekt verbessert. Dadurch können LEDs mit niedrigerer Temperatur betrieben werden, wodurch entweder bei gleicher Anzahl von LEDs eine größere Helligkeit des LED-Beleuchtungsbauteils erzielt werden kann oder weniger LEDs für gleiche Helligkeit verwendet werden können. Außerdem kann die Lebensdauer des LED-Beleuchtungsbauteils verlängert werden.
Claims (7)
- LED-Beleuchtungsbauteil mit: einer Dampfkammer (
10 ) mit einem hohlen Metallgehäuse, einem an der Innenwand desselben angebrachten Kapillargewebe, einem in das Gehäuse eingefüllten Arbeitsfluid und mindestens einem an einer Fläche der Dampfkammer ausgebildeten Zapfen (12 ); einer Leiterplatte mit mindestens einem Durchgangsloch, durch das ein jeweiliger Zapfen hindurchtreten kann; und mindestens einer LED (30 ), die über einem entsprechenden Zapfen installiert ist und mit diesem in Kontakt steht, wobei jede LED über zwei elektrisch mit der Leiterplatte verbundene Stifte verfügt. - LED-Beleuchtungsbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede LED (
30 ) einen Sockel, einen auf diesem angeordneten LED-Chip und einen im Sockel installierten wärmeleitenden Pfropfen in Kontakt mit dem LED-Chip und dem Zapfen (12 ) aufweist. - LED-Beleuchtungsbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zapfen (
12 ) und dem wärmeleitenden Pfropfen (38 ) eine wärmeleitende Zinnschicht vorhanden ist. - LED-Beleuchtungsbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte eine Isolierschicht und eine auf dieser angeordnete Wärmeleitschicht aufweist.
- LED-Beleuchtungsbauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitschicht eine auf der Isolierschicht angeordnete Kupferdeckschicht und eine auf dieser angeordnete leitende Zinnschicht aufweist.
- LED-Beleuchtungsbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs (
30 ) SMD-LEDs sind. - LED-Beleuchtungsbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn mehrere LEDs (
30 ) vorhanden sind, dieselben elektrisch in Reihe geschaltet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202009009534U DE202009009534U1 (de) | 2009-07-13 | 2009-07-13 | LED-Beleuchtungsbauteil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202009009534U DE202009009534U1 (de) | 2009-07-13 | 2009-07-13 | LED-Beleuchtungsbauteil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE202009009534U1 true DE202009009534U1 (de) | 2009-09-17 |
Family
ID=41079112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202009009534U Expired - Lifetime DE202009009534U1 (de) | 2009-07-13 | 2009-07-13 | LED-Beleuchtungsbauteil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202009009534U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104566259A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-04-29 | 东莞市闻誉实业有限公司 | Led条形灯 |
-
2009
- 2009-07-13 DE DE202009009534U patent/DE202009009534U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104566259A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-04-29 | 东莞市闻誉实业有限公司 | Led条形灯 |
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