EP2507549A1 - Halbleiterlampe - Google Patents

Halbleiterlampe

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Publication number
EP2507549A1
EP2507549A1 EP11709706A EP11709706A EP2507549A1 EP 2507549 A1 EP2507549 A1 EP 2507549A1 EP 11709706 A EP11709706 A EP 11709706A EP 11709706 A EP11709706 A EP 11709706A EP 2507549 A1 EP2507549 A1 EP 2507549A1
Authority
EP
European Patent Office
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heat sink
cooling
lamp
semiconductor
semiconductor lamp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11709706A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Günter HÖTZL
Nicole Breidenassel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram GmbH filed Critical Osram GmbH
Publication of EP2507549A1 publication Critical patent/EP2507549A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a semiconductor lamp, in particular egg ⁇ ne incandescent retrofit lamp comprising at least one semiconducting ⁇ terlichtán having a driver for operating the at least one semiconductor light source and at least one heat sink for cooling at least one semiconductor light source and the driver.
  • DE 10 2007 059 471 Al relates to a headlight lamp having a base and a be by international standardization ⁇ sch distance and location predetermined to a reference plane of the base light output, the light output is performed by one or a plurality of semiconductor light sources.
  • An operating electronics or a part of the operating electronics for operating the one or more semiconductor light sources may be arranged in the base of the headlight lamp.
  • One or more semiconductor light sources may be arranged on a supporting structure with a first and a second flat side parallel to the latter.
  • the object is achieved by a semiconductor lamp, aufwei ⁇ send at least one semiconductor light source, a driver for operating the at least one semiconductor light source and at least one heat sink for cooling the at least one semiconductor light source and the driver, wherein the at least one heat sink, a first heat sink, which with the min- at least one semiconductor light source is thermally connected, and a second heat sink, which is thermally connected to the driver comprises, wherein the first heat sink and the second heat sink are thermally insulated from each other.
  • thermally insulated heat sinks for the semiconductor light source (s) and the driver, their thermal influence, in particular of the more sensitive components, eg of the driver, can be kept low by the thermally less sensitive components, eg the semiconductor light sources. For example, a large part of the thermal power dissipation can occur at the semiconductor light sources.
  • the driver cooling is independent of the light source cooling and can thus be set at a lower temperature level.
  • temperature-sensitive components in the driver such as integrated components or electrolytic capacitors
  • a greater temperature difference remains for cooling, so that additional measures, such as the use of heat pads, can be dispensed with.
  • the con ⁇ cept of the split or thermally separate heat sink can be used for both passively cooled lamps as well as for actively cooled lamps.
  • a thermal insulation of the heat sink may be present, for example, if an interface is present, which is not designed by means of a corresponding connection and / or material choice for a significant heat flow.
  • a thermal insulation of the heat sink may be present, for example, if there is a temperature difference between the adjacent heat sinks in the region of the interface.
  • the degree of thermal insulation may vary depending on the embodiment. To a thermal separation of can achieve between them, for example, an air gap and / or a poorly heat-conductive material, a poorly heat-conductive adhesive compound, a poor heat ⁇ conductive tape, a poor thermal conductivity paste, a sealing material such as silicone / PU or a poorly heat-conducting plastic, etc .. . be provided.
  • a thermal separation of can achieve between them, for example, an air gap and / or a poorly heat-conductive material, a poorly heat-conductive adhesive compound, a poor heat ⁇ conductive tape, a poor thermal conductivity paste, a sealing material such as silicone / PU or a poorly heat-conducting plastic, etc .. . be provided.
  • suitable spacer pins or roughening could be provided on the connecting surfaces of the two heat sinks.
  • a sufficient thermal insulation of the two heat sinks can be achieved even with direct material contact of the two heat sink, due to the fact that the heat of the first heat sink is dissipated in air rather than the less thermally conductive second heat sink and so a heating of the driver electronics is reduced or prevented by the power loss of the light source.
  • a difference in the thermal conductivity between the two heat sinks at least in the region of the interface (s) is at least a factor of 10, e.g. in a first heat sink made of an aluminum-magnesium alloy with approx.
  • Particularly preferred is a filling of the gap of a combination with at least one air gap and at least egg ⁇ nem heat-insulating material, in the order air ⁇ gap / heat-insulating material / air gap.
  • a smallest distance between the two heat sinks is about 5 mm or less, in particular 3 mm or less, in particular 1 mm or less.
  • the semiconductor lamp may be a retrofit lamp, especially an incandescent retrofit lamp.
  • the semiconductor lamp is not limited thereto, but may be e.g. also a halogen lamp retrofit lamp, in particular with a flat front side.
  • the at least one semiconductor light source ⁇ comprises at least one light emitting diode. If several LEDs are present, they can be lit in the same color or in different colors. A color can be monochrome (eg red, green, blue etc.) or multichrome (eg white).
  • the light emitted by the at least one light-emitting diode can also be an infrared light (IR LED) or an ultraviolet light (UV LED).
  • IR LED infrared light
  • UV LED ultraviolet light
  • Several light emitting diodes can produce a mixed light; eg a white mixed light.
  • the at least one light-emitting diode may contain at least one wavelength-converting phosphor (conversion LED).
  • the at least one light-emitting diode can be present in the form of at least one individually light-emitting diode or in the form of at least one LED chip (multichip LED). Several LED chips can be mounted on a common substrate ("submount").
  • the least at least one light emitting diode may be equipped with at least one own and / or common optics for beam guidance, for example at least one Fresnel lens, collimator, and so on.
  • inorganic light-emitting diodes for example based on InGaN or AlInGaP, it is generally also possible to use organic LEDs (OLEDs, eg polymer OLEDs).
  • OLEDs organic LEDs
  • a diode laser ⁇ be used as another semiconductor light source.
  • the driver also referred to as driver electronics, operating electronics or ballast electronics
  • the driver can be divided into one or more components and, for example, arranged on a driver plate .
  • the first heat sink and the second heat sink may also be considered as thermally isolated parts of a single heat sink.
  • first heatsink and the second heatsink respectively cooling projections, especially cooling ⁇ ribs, said projections engage with each other, the cooling of the two cooling bodies.
  • both heat sinks or heat sink parts to come into contact with the cool fresh air without lying in a heated air area of the respective other heat sink. This applies regardless of whether the lamp is operated in a "light down" or "light up” orientation.
  • the available total heat sink volume can be divided accordingly depending on the individual cooling requirement for the semiconductor light sources and the driver electronics.
  • first heat sink and the second heat sink are arranged in a blow-out region of the fan.
  • the air may e.g. be sucked through an air gap between the two heat sinks.
  • the second heat sink is arranged in a suction region of the fan and the first heat sink in a blow-out region of the fan. Due to the fact that typically only a smaller part of the power loss of the lamp is obtained at the driver, the first heat sink for the semiconductor light sources is only slightly preheated by the second cooling body.
  • one of the heat sinks, in particular the second heat sink, at least one suction ⁇ opening or air inlet opening for sucking air by or guiding air to the fan has. This makes it possible to achieve a well-cooled and particularly compact semiconductor lamp.
  • the fan for cooling the first heat sink or the second heat sink is set up ⁇ and arranged. It can be ensured here that the heat sink with the larger cooling requirement (in a typical case of the semiconductor light source (s) ther ⁇ mically connected heat sink) is selectively actively cooled with a fan, and spatially separated (eg 90 ° rotated in addition) the heat sink with the lower cooling requirement (eg for the driver) still with passive cooling (free convection) gets along. This allows a particularly simple and kompak ⁇ te embodiment of an active cooling, eg with a particularly small and inexpensive fan. It is also an embodiment that the first heat sink and the second heat sink are at least partially thermally insulated from each other by means of at least one air gap. This gives a good thermal insulation and saves a dedicated insulation material.
  • first heatsink and the second heatsink are fixed by means of at least one Abstandshal ⁇ ters spaced from each other.
  • an air gap can be set precisely, and the heat sinks can be connected to one another in a simple and mechanically stable manner.
  • the fan sucks air through the at least one air gap and blows out through the cooling structure of the first heat sink.
  • first heat sink and the second heat sink are at least partially thermally insulated by means of at least one Kunststoffläge from each other. This results in a particularly stable connection and prevents ingress of dirt between the two heat sinks.
  • cooling projections in particular cooling ribs (but also cooling pins, cooling fins, etc.), are vertically aligned and the cooling projections of the first heat sink and the cooling projections of the second cooling ⁇ body in a circumferential direction alternately inannogrei ⁇ fen.
  • cooling ribs but also cooling pins, cooling fins, etc.
  • the intermeshing ⁇ fenden heat sink can also be arranged in a suction of the fan. As a result, the total cooling surface ver ⁇ be enlarged and a cooling capacity can be increased.
  • an alignment can be understood in particular, in which the cooling projections Wesent ⁇ union lie in a plane in which also the longitudinal axis of the semiconductor lamp is located.
  • groups of cooling projections of the first cooling body can thus alternate with groups of cooling projections of the second cooling body.
  • the groups may be located in respective sectors or on respective sides, eg, about 90 ° perpendicular to the longitudinal axis or opposed to a heat sink and rotated about the longitudinal axis with respect to the other heat sink by about 90 °.
  • the cooling projections, in ⁇ particular cooling fins, the first heat sink and thedevor ⁇ jumps, in particular cooling fins, the second heat sink are arranged to merge into one another and by a substantially perpendicular to the longitudinal axis of the semiconductor lamp
  • the horizontal (horizontal plane) of voneinan ⁇ are separated (horizontal pitch.) This allows a particularly easy to manufacture semiconductor lamp ..
  • a vertical division with a substantially parallel to the longitudinal axis vertical separating plane is possible.
  • the semiconductor lamp is an incandescent retrofit lamp and wherein on the firstdekör ⁇ by a translucent piston is fixed and on the second heat sink, a socket is attached.
  • the heat sinks in particular the first heat sink, for particularly good heat dissipation consist of an electrically conductive material, in particular metal, for example aluminum and / or copper, but for example also of an electrically and thermally conductive plastic.
  • the heat sink may also have electrically insulating, but thermally conductive plastic or ceramic. In this case, the semiconductor light source does not need to be particularly electrically isolated from the first heat sink.
  • a thermal conductivity of this heat sink may in particular be at least 5 W / (mK), in particular more than 15 W / (mK), in particular more than 20 W / (mK), in particular more than 50 W / (mK).
  • one of the heat sinks, in particular the second heat sink consist of a thermally conductive and electrically insulating material, for example corresponding plastics or ceramics.
  • the driver can be sufficiently cooled and electrically isolated.
  • a heat conductivity of this heat sink may in particular be at least between about 1 to 2.5 W / (mK), preferably from about 3.5 to about 5 W / (mK), particularly preferably more than 5 W / ( mK).
  • Ele ⁇ elements may be provided with the same reference numerals for clarity.
  • Fig.l shows in side view a semiconductor lamp according to a first embodiment in a downward orientation
  • 3 shows a side view of a semiconductor lamp according to a second embodiment with downward orientation
  • 4 shows the semiconductor lamp according to the second exporting ⁇ approximate shape as a sectional view in side view
  • FIG. 5 shows in side view a semiconductor lamp according to a third embodiment in an upward orientation
  • FIG. 8 shows a side view of a semiconductor lamp according to a fourth embodiment
  • FIG. 9 shows the semiconductor lamp according to the fourth exporting ⁇ approximate shape as a sectional view in side view; 10 shows a sectional representation in plan view of an on ⁇ order of cooling fins of the semiconductor lamp according to the fourth embodiment;
  • FIG. 11 shows a sectional side view of an upward-oriented semiconductor lamp according to a fifth embodiment.
  • Fig.l shows in side view a semiconductor lamp 1, which is designed as a filament retrofit lamp.
  • 2 shows the semiconductor lamp 1 as a sectional view in side view.
  • the semiconductor lamp 1 has approximately the outer shape of a conventional incandescent lamp including a base 2 for the electrical connection of the semiconductor lamp 1 by connecting to a suitable socket of a lamp (not shown) and a translucent piston 3.
  • the piston 3 may be transparent or opaque (diffuse).
  • the semicon ⁇ conductor lamp 1 is shown here oriented downwards, where ⁇ at a light emission through the piston 3 is essentially made possible in a lower half-space ("light down").
  • the tip of the piston 3 represents a front end of the semiconductor lamp, and the base 2 corresponds to a back
  • the semiconductor lamp 1 further has a longitudinal axis L about which it has a substantially rotationally symmetrical basic shape.
  • a housing 4 Between the base 2 and the piston 3 there is a housing 4, in which at least part of a driver 5 is un ⁇ termony.
  • the housing 4 forms a cavity 6, which, as shown in Figure 2, to the base 2 warge ⁇ leads.
  • This cavity 6 is closed at its front side by a partition plate 8 of the housing 4.
  • a circuit board 9 which is equipped with at least one light emitting diode 10 as the semiconductor light source . More specifically, the back of the board 9 is flat on the partition plate 8 to allow a good heat transfer, and is equipped at its front with the at least one LED 10.
  • the cavity 6 and the front of the board 9 connecting cable bushing 11 is present.
  • the piston 3 is seated so that it over ⁇ overhangs the entire front side of the housing 4, at least one LED 10.
  • the base 2 is not limited to a particular type of base ⁇ be limited but may for example be designed as an Edison socket, a bayonet base, a socket, etc.
  • the housing 4 has on its outer side a heat sink ⁇ structure.
  • the housing is made in one piece from a highly conductive material, such as aluminum, and may have on its outside cooling fins.
  • the heat sink is heated by the waste heat of the at least one LED, which via the Board is transferred to him.
  • the driver gives off heat.
  • the heat emission through the min ⁇ least one LED is considerably higher than the heat output by the driver.
  • the housing can be warmed up to such an extent that a temperature difference between the driver and the housing becomes too small for effective cooling of the driver, or in extreme cases, the driver is even further heated over it.
  • the housing 4 is subdivided into a first heat sink 12 and a second heat sink 13, which are practically thermally insulated from one another.
  • the semiconductor lamp 1, the first heat sink 12 and the second heat sink 13 are along a horizontal plane H, which is perpendicular to the longitudinal axis L, ge ⁇ separates.
  • the piston 3 is thus fastened to the first heat sink 12, while the base 2 is fastened to the second heat sink 13.
  • the cavity 6 is formed by the first heat sink 12 and the second heat sink 13.
  • the Tei ⁇ processing plane along the longitudinal axis L can be moved.
  • the first heat sink 12 and the second heat sink 13 are equipped on their outer side with respective cooling fins 14 and 15, which are respectively oriented substantially vertically and are located in a circumferentially same distance about the longitudinal axis L.
  • the cooling fins 14, 15 are arranged adjacent to each other, wherein an upper edge ei ⁇ ner cooling fin 15 to a lower edge of a cooling fin 14 connects.
  • an upper edge ei ⁇ ner cooling fin 15 to a lower edge of a cooling fin 14 connects.
  • it may be advantageous that the adjoining cooling fins 14 and 15 are offset from one another.
  • the cooling fins 14 and 15 can also offset offset into each other, for example comb-like.
  • the two heat sinks 12, 13 can also be considered as parts of a single, two-part heat sink.
  • the first heat sink 12 and the second heat sink 13 are thermally insulated from each other, that between them a poorly heat-conductive plastic layer 16 befin ⁇ det, which also lines the cavity 6 to produce sufficient creepage distances and clearances and the heat sink 12, 13 against the driver electrically isolated.
  • a poorly heat-conductive plastic layer 16 befin ⁇ det which also lines the cavity 6 to produce sufficient creepage distances and clearances and the heat sink 12, 13 against the driver electrically isolated.
  • the first heat sink 12 and the second heat sink 13 may also be separated from each other by an air gap;
  • the cavity 6 can then still be lined by a plastic layer, eg a plastic sleeve.
  • This semiconductor lamp 1 has the advantage that now the driver 5 is only affected to a lesser extent by the heat loss of the at least one LED 10.
  • the temperature difference to the driver 5 and thus the heat transfer from the driver 5 to the second heat sink 13 is higher than with a one-piece housing or heat sink.
  • the geometrically simple division shown between the first heat sink 12 and the second heat sink 13 allows for easy production and assembly .
  • As an alternative to the horizontal split between the cooling bodies 12, 13 and a vertical partitioning Runaway (parallel to the longitudinal axis L) ⁇ leads can be additionally or alternatively.
  • FIG. 3 shows a side view of a semiconductor lamp 21 according to a second embodiment.
  • 4 shows the semiconductor lamp 21 as a sectional view in side view.
  • the semicon ⁇ terlampe 21 is an incandescent retrofit lamp and similar to the semiconductor lamp 1 according to the first embodiment constructed.
  • the first heat sink 22 and the second heat sink 23 are no longer divided along a horizontal plane H, but each have continuous vertically oriented cooling fins 24 and 25, respectively.
  • the cooling fins 24 and 25 are respectively perpendicular and crenellated or comb-like in the direction of the other heat sink 23 and 22 ge ⁇ directed so that they at an assembly of the semiconductor Lamp 21 mutually engage in the circumferential direction, but without touching each other.
  • the first heat sink 22 and the second heat sink 23 and their cooling fins 24 and 25 are furthermore thermally insulated from one another, for example by a plastic layer 26 or an air gap.
  • a plastic layer 26 or an air gap By the crenellated ⁇ -like or comb-like intermeshing of the cooling fins 24 and 25 it is achieved that each of the cooling fins 24, 25 can be powered by an orientation or spatial position of the semiconductor lamp 21 with sufficient cooling air inde ⁇ dependent, so that a sufficient cooling of the at least one LED 10 and the driver 5 can be ensured.
  • cooling air can flow along both cooling ribs 24, 25 without having been previously heated by the other type of cooling ribs 25 and 24.
  • FIG. 5 shows a side view of a semiconductor lamp 31 with egg ⁇ ner orientation upward according to an orientation "light up".
  • the semiconductor lamp 31 now has a first heat sink 32, at the lower end of a fan 37 is attached.
  • 6 shows the first heat sink 32 with the fan 37 in an oblique view. From an underside serving as suction side 38 of the fan 37 air is sucked in and blown out by spaced cooling fins 34 again. As a result, a strong forced air flow can be generated past the cooling ribs 34, which results in very good cooling. This is particularly advantageous in the cooling of a ho ⁇ hes degree of loss of heat-emitting light-emitting diodes 10.
  • the first heat sink 32 is not circumferential direction along its entire circumference with the cooling fins 34, but only on two opposite sides or sectors.
  • the air is sucked to the bottom 38 of the fan 37 through a wide air gap 39 between the first heat sink 32 and the second heat sink 33.
  • the second heat sink 33 is thus virtually not cooled by the fan 37, which is also due to the comparatively lower heat radiation of the driver 5 is not necessary. This allows to use a comparatively compact 37, POWER SAVE ⁇ render and less expensive fan.
  • 33 thus the first heat sink 32 is actively cooled and the second heat sink 33 essentially only passively coolable.
  • the second heat sink 33 As also shown in FIG. 7, has an upper recess 40 into which the first heat sink 32 can be inserted.
  • an air gap or a Kunststoffläge 36 is located between the two heat sinks 32, 33.
  • the recess 40 is laterally formed by two opposing groups of cooling fins 35.
  • the cooling fins 34 of the first heat sink 32 and the cooling fins 35 of the second heat sink 33 thus close to each other as respective side or Grup ⁇ pe in the circumferential direction, but are rotated with respect to the longitudinal axis L by 90 ° from each other.
  • Below the cooling fins 35 is located in the second heat sink 33, a receptacle 41 for accommodating the driver. 5
  • FIG. 8 shows a side view of a semiconductor lamp 51 according to a fourth embodiment.
  • 9 shows the semiconductor lamp 51 as a side view in a sectional view.
  • the semiconductor lamp 51 has a first heat sink 52, which has peripheral cooling fins or cooling struts 54 in the circumferential direction.
  • the cooling struts 54 surround at least one outlet area 57b of a fan 57 so that the fan can blow out air 57 between the cooling struts 54 therethrough and so a forced cooling of the first heatsink 52 made ⁇ light.
  • a suction portion 57 a of the fan 57 is surrounded by the second heat sink 53, wherein the suction portion 57 a via a or more air ducts 58 with air inlet openings 59 in the second heat sink 53 is connected by ventilation technology.
  • cooling air is drawn from outside through the air inlet openings 59 and through the air channels 58 to the suction area 57a, whereby also the second heat sink 53 is slightly cooled.
  • the first heat sink 52 and the second heat sink 53 by an insulating layer 56, for example, plastic or an air gap, thermally separated from each other.
  • FIG. 10 shows a sectional representation in plan view a Moegli ⁇ che arrangement of cooling fins 54a of the first heat sink 52 and by optional existing cooling fins 55 of the second heat sink 53 of the semiconductor lamp 51.
  • the cooling fins 54a and 55 engage radial comb-like manner into one another. Thus, an increased cooling demand of the second heat sink 53 can be covered.
  • FIG. 11 shows a side view in a sectional view of a semiconductor lamp 61 according to a fifth embodiment.
  • the first heat sink 62 and the second heat sink 63 are thermally insulated from each other by an air gap 66.
  • the lower, second heat sink 63 has a plurality of spacer bolts 64 equipped with latching hooks, which can engage or snap into corresponding latching recesses 65 of the first heat sink 62 and hold the latter.
  • the cavity 6 for receiving the driver 5 (driver cavity) generally project into the base 2, or the base 2 may not contribute to the formation of the cavity.
  • the semiconductor lamp 1 to provide a defined gap 16 between the heat sinks be omitted and this, for example, within a tolerance Her ⁇ position and touch.
  • the first (front) heat sink of a much better conductive material such as an aluminum alloy with a thermal conductivity of more than 50 W / (mK)
  • the two ⁇ te (rear ) Heatsink which may for example consist of a plastic with a thermal conductivity of not more than 1 W / (m- K).

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Abstract

Halbleiterlampe (1), insbesondere Glühlampen-Retrofitlampe, aufweisend mindestens eine Halbleiterlichtquelle (10), einen Treiber (5) zum Betreiben der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (10) und mindestens einen Kühlkörper (12, 13) zum Kühlen der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (10) und des Treibers (5), wobei der mindestens eine Kühlkörper (12, 13) einen ersten Kühlkörper (12), welcher mit der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (10) thermisch verbunden ist, und einen zweiten Kühlkörper (13), welcher mit dem Treiber (5) thermisch verbunden ist, umfasst, wobei der erste Kühlkörper (12) und der zweite Kühlkörper (13) thermisch voneinander isoliert sind.

Description

Beschreibung Halbleiterlampe Die Erfindung betrifft eine Halbleiterlampe, insbesondere ei¬ ne Glühlampen-Retrofitlampe, welche mindestens eine Halblei¬ terlichtquelle, einen Treiber zum Betreiben der mindestens einen Halbleiterlichtquelle und mindestens einen Kühlkörper zum Kühlen der mindestens einen Halbleiterlichtquelle und des Treibers aufweist.
DE 10 2007 059 471 AI bezieht sich auf eine Scheinwerferlampe mit einem Sockel und einer durch internationale Normung be¬ züglich Abstand und Lage zu einer Referenzebene des Sockels vorgegebenen Lichtabgabe, wobei die Lichtabgabe durch eine oder mehrere Halbleiterlichtquellen erfolgt. Eine Betriebs¬ elektronik oder ein Teil der Betriebselektronik zum Betreiben der einen oder mehreren Halbleiterlichtquellen kann in dem Sockel der Scheinwerferlampe angeordnet sein. Eine oder meh- rere Halbleiterlichtquellen können auf einer tragenden Struktur mit einer ersten und einer zu dieser parallelen zweiten flächigen Seite angeordnet sein.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglich- keit zur besonders effektiven Kühlung von Halbleiterlampen, insbesondere Retrofitlampen, bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesonde- re den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Halbleiterlampe, aufwei¬ send mindestens eine Halbleiterlichtquelle, einen Treiber zum Betreiben der mindestens einen Halbleiterlichtquelle und min- destens einen Kühlkörper zum Kühlen der mindestens einen Halbleiterlichtquelle und des Treibers, wobei der mindestens eine Kühlkörper einen ersten Kühlkörper, welcher mit der min- destens einen Halbleiterlichtquelle thermisch verbunden ist, und einen zweiten Kühlkörper, welcher mit dem Treiber thermisch verbunden ist, umfasst, wobei der erste Kühlkörper und der zweite Kühlkörper thermisch voneinander isoliert sind.
Durch die Verwendung von thermisch isolierten Kühlkörpern für die Halbleiterlichtquelle (n) und den Treiber kann deren ther¬ mische Beeinflussung, insbesondere der empfindlicheren Bauteile, z.B. des Treibers, durch die thermisch unempfindliche- ren Bauteile, z.B. die Halbleiterlichtquellen, gering gehalten werden. So kann beispielsweise ein Großteil der thermischen Verlustleistung an den Halbleiterlichtquellen anfallen. Durch die thermisch separaten Kühlkörper oder Kühlkörperteile wird die Treiberkühlung unabhängig von der Lichtquellenküh- lung und kann somit auf einem geringeren Temperaturniveau aufsetzen. Für temperatursensitive Bauteile in dem Treiber, wie integrierte Bauelemente oder Elektrolytkondensatoren, bleibt ein größerer Temperaturunterschied zur Entwärmung, so dass auf zusätzliche Maßnahmen wie z.B. den Einsatz von Wär- mepads verzichtet werden kann. Durch die geringeren Tempera¬ turen an z.B. dem Treiber wird auch dessen Ausfallwahrscheinlichkeit reduziert und seine Lebensdauer verlängert. Das Kon¬ zept des geteilten bzw. thermisch separaten Kühlkörpers kann sowohl für passiv gekühlte Lampen als auch für aktiv gekühlte Lampen verwendet werden.
Eine thermische Isolation der Kühlkörper kann beispielsweise dann vorliegen, wenn eine Grenzfläche vorhanden ist, welche nicht mittels einer entsprechenden Anbindung und/oder Materi- alwahl für einen signifikanten Wärmefluss ausgelegt ist. In anderen Worten kann eine thermische Isolation der Kühlkörper beispielsweise dann vorliegen, wenn eine Temperaturdifferenz zwischen den angrenzenden Kühlkörpern im Bereich der Grenzfläche besteht.
Der Grad der thermischen Isolierung kann je nach Ausführungsform unterschiedlich sein. Um eine thermische Trennung der beiden Kühlkörper zu erreichen, kann zwischen ihnen z.B. ein Luftspalt und/oder ein schlecht wärmeleitendes Material, eine schlecht wärmeleitende Kleberverbindung, ein schlecht wärme¬ leitendes Tape, eine schlecht wärmeleitende Paste, ein Dich- tungsmaterial wie Silikon/PU oder ein schlecht wärmeleitender Kunststoff usw. vorgesehen sein. Um einen Luftspalt zu garantieren, könnten z.B. geeignete Abstandshalterpins oder Auf- rauungen an den Verbindungsflächen der beiden Kühlkörper vorgesehen werden.
In einer Ausgestaltung mit einem thermisch gut leitenden ersten Kühlkörper, z.B. aus Metall, und einem relativ dazu weit schlechter wärmeleitenden zweiten Kühlkörper, z.B. aus Kunststoff, kann eine ausreichende thermische Isolierung der bei- den Kühlkörper auch bei direktem Materialkontakt der beiden Kühlkörper erzielt werden, und zwar aufgrund der Tatsache, dass die Wärme des ersten Kühlkörpers eher an Luft abgeführt wird als an den schlechter thermisch leitenden zweiten Kühlkörper und so ein Aufheizen der Treiberelektronik durch die Verlustleistung der Lichtquelle reduziert bzw. verhindert wird .
Beispielsweise kann von einer thermischen Isolation ausgegangen werden, wenn
- ein Spalt zwischen den beiden Kühlkörpern mit mindestens einem wärmeisolierenden Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von 1 W/ (m-K) oder weniger, insbesondere von nicht mehr als 0,5 W/(m-K), insbesondere von nicht mehr als 0,3 W/(m-K), insbesondere von nicht mehr als 0,1 W/(m-K) ge- füllt ist, z.B. Luft oder einige Kunststoffe oder Kleber; und/oder
- ein Unterschied in der Wärmeleitfähigkeit zwischen den beiden Kühlkörpern zumindest im Bereich der Grenzfläche (n) mindestens einen Faktor 10 beträgt, z.B. bei einem ersten Kühlkörper aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung mit ca.
50 W/ (m-K) und einem zweiten Kühlkörper aus Kunststoff mit nicht mehr als 5 W/ (m-K) vorliegt. Bei einem Unterschied in der Wärmeleitfähigkeit um mindestens den Faktor 10 braucht kein Spalt zwischen den bei¬ den Kühlkörpern vorhanden zu sein, kann es für eine noch weiter verbesserte Wärmeisolierung aber.
Besonders bevorzugt wird eine Füllung des Spalts aus einer Kombination mit mindestens einem Luftspalt und mindestens ei¬ nem wärmeisolierenden Material, in der Reihenfolge Luft¬ spalt/wärmeisolierendes Material /Luftspalt .
Für eine kompakte Ausgestaltung der Halbleiterlampe kann es eine bevorzugte Weiterbildung sein, dass ein kleinster Abstand zwischen den beiden Kühlkörpern ca. 5 mm oder weniger, insbesondere 3 mm oder weniger, insbesondere 1 mm oder weni- ger beträgt.
Die Halbleiterlampe kann insbesondere eine Retrofitlampe, speziell eine Glühlampen-Retrofitlampe, sein. Jedoch ist die Halbleiterlampe nicht darauf beschränkt, sondern kann z.B. auch eine Halogenlampen-Retrofitlampe sein, insbesondere mit einer flachen Vorderseite.
Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlicht¬ quelle 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) . Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln ge- häusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips (Multichip-LED) vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindes- tens 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 Leuchtdio- den, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs ) einsetzbar. Als eine andere Halbleiterlichtquelle kann z. B. ein Dioden¬ laser verwendet werden. Der Treiber (auch als Treiberelektronik, Betriebselektronik oder Vorschaltelektronik bezeichnet) kann auf ein oder mehrere Bauelemente aufgeteilt sein und z.B. auf einer Treiberpla¬ tine angeordnet sein. Der erste Kühlkörper und der zweite Kühlkörper können auch als thermisch voneinander isolierte Teile eines einzigen Kühlkörpers angesehen werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der erste Kühlkörper und der zweite Kühlkörper jeweils Kühlvorsprünge, insbesondere Kühl¬ rippen, aufweisen, wobei die Kühlvorsprünge der beiden Kühlkörper ineinandergreifen. Dies ermöglicht beiden Kühlkörpern oder Kühlkörperteilen einen Kontakt zur kühlen Frischluft, ohne in einem erwärmten Luftbereich des jeweils anderen Kühl- körpers zu liegen. Dies gilt unabhängig davon, ob die Lampe in einer Orientierung "Licht nach unten" oder "Licht nach oben" betrieben wird. In der "Licht nach unten"-Orientierung kann dabei z.B. bei einer Glühlampen-Retrofitlampe die küh¬ lende Frischluft durch freie Konvektion zunächst den Lampen- kolben umströmen und danach nahezu gleichzeitig an beide Kühlkörper gelangen, die dann Kontakt zu der Frischluft auf etwa Raumtemperaturniveau haben. Dabei kann das zur Verfügung stehende Gesamtkühlkörpervolumen je nach dem individuellen Kühlbedarf für die Halbleiterlichtquellen und die Treiber- elektronik entsprechend aufgeteilt sein. Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Halbleiterlampe min¬ destens einen Lüfter zum Erzeugen eines Luftstroms an dem ersten Kühlkörper und/oder an dem zweiten Kühlkörper aufweist. Dadurch kann die Kühlleistung stark erhöht werden. Der Lüfter kann somit einen Luftstrom im Wesentlichen nur an dem ersten Kühlkörper, im Wesentlichen nur an dem zweiten Kühlkörper oder an beiden Kühlkörpern erzeugen.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass der erste Kühlkörper und der zweite Kühlkörper in einem Ausblasbereich des Lüfters angeordnet sind. Die Luft kann z.B. durch einen Luftspalt zwischen den beiden Kühlkörpern angesaugt werden.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der zweite Kühlkörper in einem Ansaugbereich des Lüfters und der erste Kühlkörper in einem Ausblasbereich des Lüfters angeordnet ist. Dadurch, dass an dem Treiber typischerweise nur ein geringerer Teil der Verlustleistung der Lampe anfällt, wird der erste Kühlkörper für die Halbleiterlichtquellen von dem zweiten Kühl- körper nur geringfügig vorgewärmt.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass einer der Kühlkörper, insbesondere der zweite Kühlkörper, mindestens eine Ansaug¬ öffnung oder Lufteinlassöffnung zum Ansaugen von Luft durch den oder Führen von Luft zu dem Lüfter aufweist. So lässt sich eine gut kühlbare und besonders kompakte Halbleiterlampe erreichen .
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass der Lüfter zur Kühlung des ersten Kühlkörpers oder des zweiten Kühlkörpers einge¬ richtet und angeordnet ist. Dabei kann gewährleistet werden, dass der Kühlkörper mit dem größeren Kühlbedarf (in einem typischen Fall der mit der (den) Halbleiterlichtquelle (n) ther¬ misch verbundene Kühlkörper) gezielt aktiv mit einem Lüfter gekühlt wird, und davon räumlich getrennt (z.B. 90° gedreht dazu) der Kühlkörper mit dem geringeren Kühlbedarf (z.B. für den Treiber) noch mit passiver Kühlung (freie Konvektion) auskommt. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kompak¬ te Ausgestaltung einer aktiven Kühlung, z.B. mit einem besonders kleinen und preiswerten Lüfter. Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass der erste Kühlkörper und der zweite Kühlkörper mindestens bereichsweise mittels mindestens eines Luftspalts thermisch voneinander isoliert sind. Dies ergibt eine gute thermische Isolierung und spart ein dediziertes Isolationsmaterial ein.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der erste Kühlkörper und der zweite Kühlkörper mittels mindestens eines Abstandshal¬ ters voneinander beabstandet fixiert sind. Dadurch kann ein Luftspalt präzise eingestellt werden, und die Kühlkörper kön- nen einfach und mechanisch stabil miteinander verbunden werden .
Es ist eine Weiterbildung, dass der Lüfter Luft durch den mindestens einen Luftspalt ansaugt und durch die Kühlstruktur des ersten Kühlkörpers ausbläst.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass der erste Kühlkörper und der zweite Kühlkörper mindestens bereichsweise mittels mindestens einer Kunststoffläge thermisch voneinander iso- liert sind. Dies ergibt eine besonders stabile Verbindung und verhindert ein Eindringen von Schmutz zwischen die beiden Kühlkörper .
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Kühlvorsprünge, ins- besondere Kühlrippen (aber auch Kühlstifte, Kühllamellen usw.), senkrecht ausgerichtet sind und die Kühlvorsprünge des ersten Kühlkörpers und die Kühlvorsprünge des zweiten Kühl¬ körpers in einer Umfangsrichtung abwechselnd ineinandergrei¬ fen. Insbesondere bei ineinandergreifenden Kühlkörpern, die in einem Ausblasbereich eines Lüfters sitzen, gelangt kühle Frischluft gleichzeitig an beide Kühlkörperteile, eine Vor¬ wärmung der Kühlluft kann dadurch vermieden werden. Bei ent- sprechender Anordnung des Lüfters können die ineinandergrei¬ fenden Kühlkörper auch in einem Ansaugbereich des Lüfters angeordnet werden. Dadurch kann die Gesamtkühloberfläche ver¬ größert werden und eine Kühlleistung gesteigert werden. Unter einer senkrechten Ausrichtung kann insbesondere eine Ausrichtung verstanden werden, bei der die Kühlvorsprünge im Wesent¬ lichen in einer Ebene liegen, in welcher auch die Längsachse der Halbleiterlampe liegt. Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass die Kühlvorsprünge, insbesondere Kühlrippen, der beiden Kühlkörper gruppenweise, insbesondere sektorweise, ineinandergreifen. In Umfangsrich- tung können sich somit insbesondere Gruppen von Kühlvorsprüngen des ersten Kühlkörpers mit Gruppen von Kühlvorsprüngen des zweiten Kühlkörpers abwechseln. Beispielsweise können sich die Gruppen in entsprechenden Sektoren oder an entsprechenden Seiten befinden, z.B. um etwa 90° senkrecht zur Längsachse oder für einen Kühlkörper gegenüberliegend und in Bezug auf den anderen Kühlkörper um ca. 90° um die Längsachse gedreht.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Kühlvorsprünge, ins¬ besondere Kühlrippen, des ersten Kühlkörpers und die Kühlvor¬ sprünge, insbesondere Kühlrippen, des zweiten Kühlkörpers (z.B. in Längsrichtung) ineinander übergehend angeordnet sind und durch eine im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Halbleiterlampe liegende Ebene (horizontale Ebene) voneinan¬ der getrennt sind (horizontale Teilung. Dies ermöglicht eine besonders einfach herstellbare Halbleiterlampe. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine vertikale Teilung mit einer im Wesentlichen zu der Längsachse parallel liegenden vertikalen Trennebene möglich.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Halbleiterlampe eine Glühlampen-Retrofitlampe ist und wobei an dem ersten Kühlkör¬ per ein lichtdurchlässiger Kolben befestigt ist und an dem zweiten Kühlkörper ein Sockel befestigt ist. Allgemein kann einer der Kühlkörper, insbesondere der erste Kühlkörper, zur besonders guten Wärmeabfuhr aus einem elektrisch leitenden Material bestehen, insbesondere Metall, z.B. Aluminium und/oder Kupfer, aber z.B. auch aus einem elektrisch und thermisch leitfähigen Kunststoff. Alternativ kann der Kühlkörper auch elektrisch isolierenden, aber thermisch leitfähigen Kunststoff oder Keramik aufweisen. In diesem Fall braucht die Halbleiterlichtquelle nicht besonders elektrisch gegen den ersten Kühlkörper isoliert zu sein. Eine Wärmeleitfähigkeit dieses Kühlkörpers kann insbesondere mindestens 5 W/ (m-K), insbesondere mehr als 15 W/ (m-K), insbesondere mehr als 20 W/(m-K), insbesondere mehr als 50 W/(m-K), betragen. Allgemein kann einer der Kühlkörper, insbesondere der zweite Kühlkörper, aus einem thermisch leitfähigen und elektrisch isolierenden Material bestehen, z.B. entsprechenden Kunststoffen oder Keramik. So kann der Treiber ausreichend gekühlt und elektrisch isoliert werden. Eine Wärmeleitfähigkeit die- ses Kühlkörpers kann insbesondere mindestens zwischen ca. 1 bis 2,5 W/ (m-K) betragen, bevorzugt von ca. 3,5 bis ca. 5 W/ (m-K), besonders bevorzugt von mehr als 5 W/ (m-K) .
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Aus- führungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Ele¬ mente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Fig.l zeigt in Seitenansicht eine Halbleiterlampe gemäß einer ersten Ausführungsform in einer nach unten gerichteten Orientierung;
Fig.2 zeigt die Halbleiterlampe gemäß der ersten Ausfüh¬ rungsform als Schnittdarstellung in Seitenansicht;
Fig.3 zeigt in Seitenansicht eine Halbleiterlampe gemäß einer zweiten Ausführungsform mit nach unten gerichteter Orientierung; Fig.4 zeigt die Halbleiterlampe gemäß der zweiten Ausfüh¬ rungsform als Schnittdarstellung in Seitenansicht;
Fig.5 zeigt in Seitenansicht eine Halbleiterlampe gemäß einer dritten Ausführungsform in einer nach oben gerichteten Orientierung;
Fig.6 zeigt in Ansicht von schräg unten einen ersten
Kühlkörper der Halbleiterlampe gemäß der dritten Ausführungsform;
Fig.7 zeigt in Seitenansicht einen zweiten Kühlkörper der
Halbleiterlampe gemäß der dritten Ausführungsform;
Fig.8 zeigt in Seitenansicht eine Halbleiterlampe gemäß einer vierten Ausführungsform;
Fig.9 zeigt die Halbleiterlampe gemäß der vierten Ausfüh¬ rungsform als Schnittdarstellung in Seitenansicht; Fig.10 zeigt als Schnittdarstellung in Draufsicht eine An¬ ordnung von Kühlrippen der Halbleiterlampe gemäß der vierten Ausführungsform; und
Fig.11 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine nach oben ausgerichtete Halbleiterlampe gemäß einer fünften Ausführungsform.
Fig.l zeigt in Seitenansicht eine Halbleiterlampe 1, welche als eine Glühlampen-Retrofitlampe ausgestaltet ist. Fig.2 zeigt die Halbleiterlampe 1 als Schnittdarstellung in Seiten- ansieht.
Die Halbleiterlampe 1 weist in etwa die äußere Form einer herkömmlichen Glühlampe einschließlich eines Sockels 2 zum elektrischen Anschluss der Halbleiterlampe 1 durch Verbinden mit einer geeigneten Fassung einer Leuchte (o. Abb.) sowie einen lichtdurchlässigen Kolben 3 auf. Der Kolben 3 kann transparent oder opak (diffus) ausgestaltet sein. Die Halb¬ leiterlampe 1 ist hier nach unten orientiert dargestellt, wo¬ bei eine Lichtabstrahlung durch den Kolben 3 im Wesentlichen in einen unteren Halbraum ermöglicht wird ("Licht nach unten") . Die Spitze des Kolbens 3 stellt ein vorderes Ende der Halbleiterlampe dar, und der Sockel 2 entspricht einem hinte- ren Ende oder Bereich der Halbleiterlampe 1. Die Halbleiterlampe 1 weist ferner eine Längsachse L auf, um welche sie im Wesentlichen eine rotationssymmetrische Grundform aufweist. Zwischen dem Sockel 2 und dem Kolben 3 befindet sich ein Gehäuse 4, in welchem zumindest ein Teil eines Treibers 5 un¬ tergebracht ist. Das Gehäuse 4 bildet dazu einen Hohlraum 6, welcher, wie in Fig.2 gezeigt, bis in den Sockel 2 weiterge¬ führt wird. Dieser Hohlraum 6 ist an seiner vorderen Seite durch eine Trennplatte 8 des Gehäuses 4 abgeschlossen.
Auf einer Vorderseite der Trennplatte 8 des Gehäuses 4 befin¬ det sich eine Platine 9, welche mit mindestens einer Leucht¬ diode 10 als der Halbleiterlichtquelle bestückt ist. Genauer gesagt liegt die Rückseite der Platine 9 auf der Trennplatte 8 flächig auf, um eine gute Wärmeübertragung zu ermöglichen, und ist an ihrer Vorderseite mit der mindestens einen LED 10 bestückt. Zur Durchführung elektrischer Leitungen von dem Treiber 5 zu der Platine 9 bzw. der mindestens einen LED 10 ist eine den Hohlraum 6 und die Vorderseite der Platine 9 verbindende Kabeldurchführung 11 vorhanden. An einem äußeren Rand der Vorderseite des Gehäuses 4 sitzt der Kolben 3 so auf, dass er die gesamte Vorderseite des Gehäuses 4 ein¬ schließlich der mindestens einen LED 10 überwölbt.
Der Sockel 2 ist nicht auf eine bestimmte Sockelart be¬ schränkt sondern kann beispielsweise als ein Edison-Sockel , ein Bajonettsockel, ein Stecksockel usw. ausgebildet sein. Das Gehäuse 4 weist an seiner Außenseite eine Kühlkörper¬ struktur auf.
Bei einer herkömmlichen LED-Lampe ist das Gehäuse einstückig aus einem gut leitenden Material, z.B. Aluminium, gefertigt und kann an seiner Außenseite Kühlrippen aufweisen. Bei einem Betrieb einer solchen LED-Lampe wird der Kühlkörper durch die Abwärme der mindestens einen LED erwärmt, welche über die Platine auf ihn übertragen wird. Gleichzeitig gibt auch der Treiber Wärme ab. Häufig ist die Wärmeabgabe durch die min¬ destes eine LED erheblich höher als die Wärmeabgabe durch den Treiber. Dadurch kann das Gehäuse so stark aufgewärmt werden, dass ein Temperaturunterschied zwischen dem Treiber und dem Gehäuse für eine effektive Kühlung des Treibers zu klein wird oder im Extremfall der Treiber sogar darüber weiter erwärmt wird . Bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Halbleiterlampe 1 wird zur Vermeidung einer Überhitzung des Treibers 5 das Gehäuse 4 in einen ersten Kühlkörper 12 und einen zweiten Kühlkörper 13 unterteilt, welche voneinander praktisch thermisch isoliert sind. Die Halbleiterlampe 1, der erste Kühlkörper 12 und der zweite Kühlkörper 13 sind entlang einer horizontalen Ebene H, welche senkrecht zu der Längsachse L liegt, voneinander ge¬ trennt. An dem ersten Kühlkörper 12 ist somit der Kolben 3 befestigt, während an dem zweiten Kühlkörper 13 der Sockel 2 befestigt ist. Der Hohlraum 6 wird durch den ersten Kühlkör- per 12 und den zweiten Kühlkörper 13 gebildet. Je nach Kühlbedarf des Treibers 5 bzw. der Leuchtdiode 10 kann die Tei¬ lungsebene entlang der Längsachse L verschoben werden. Der erste Kühlkörper 12 und der zweite Kühlkörper 13 sind an ihrer Außenseite jeweils mit Kühlrippen 14 bzw. 15 ausgestat- tet, welche jeweils im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet sind und sich in einem in Umfangsrichtung gleichen Abstand um die Längsachse L befinden. Die Kühlrippen 14, 15 sind aneinander anschließend angeordnet, wobei sich ein oberer Rand ei¬ ner Kühlrippe 15 an einen unteren Rand einer Kühlrippe 14 an- schließt. Alternativ kann es vorteilhaft sein, dass die anei- nandergrenzenden Kühlrippen 14 und 15 gegeneinander versetzt sind. Die Kühlrippen 14 und 15 können auch versetzt ineinander eingreifen, z.B. kammartig. Die beiden Kühlkörper 12, 13 können auch als Teile eines einzigen, zweigeteilten Kühlkörpers angesehen werden. Der erste Kühlkörper 12 und der zweite Kühlkörper 13 sind dadurch thermisch voneinander isoliert, dass sich zwischen ihnen eine schlecht wärmeleitende KunststoffSchicht 16 befin¬ det, welche auch den Hohlraum 6 zur Herstellung ausreichender Kriechstrecken und Luftstrecken auskleidet und die Kühlkörper 12, 13 gegen den Treiber 5 elektrisch isoliert. Anstelle der Kunststoffläge können der erste Kühlkörper 12 und der zweite Kühlkörper 13 auch durch einen Luftspalt voneinander getrennt sein; der Hohlraum 6 kann dann immer noch durch eine Kunst- stofflage, z.B. eine Kunststoffhülse, ausgekleidet sein.
Diese Halbleiterlampe 1 weist den Vorteil auf, dass nun der Treiber 5 nur noch in einem geringeren Maße von der Verlustwärme der mindestens einen LED 10 beeinflusst ist. Im Bereich des zweiten Kühlkörpers 13 ist die Temperaturdifferenz zu dem Treiber 5 und damit die Wärmeübertragung von dem Treiber 5 auf den zweiten Kühlkörper 13 höher als bei einem einstückigen Gehäuse bzw. Kühlkörper. Die gezeigte geometrisch einfache Teilung zwischen dem ersten Kühlkörper 12 und dem zweiten Kühlkörper 13 ermöglicht eine einfache Herstellung und Monta¬ ge. Alternativ zu der horizontalen Aufteilung zwischen den Kühlkörpern 12, 13 kann zusätzlich oder alternativ auch eine vertikale Aufteilung (parallel zu der Längsachse L) durchge¬ führt werden.
Fig.3 zeigt in Seitenansicht eine Halbleiterlampe 21 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Fig.4 zeigt die Halbleiterlampe 21 als Schnittdarstellung in Seitenansicht. Die Halblei¬ terlampe 21 ist eine Glühlampen-Retrofitlampe und ähnlich zu der Halbleiterlampe 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut. Jedoch sind der erste Kühlkörper 22 und der zweite Kühlkörper 23 nun nicht mehr entlang einer horizontalen Ebene H aufgeteilt, sondern weisen jeweils durchgehende senkrecht ausgerichtete Kühlrippen 24 bzw. 25 auf. Die Kühlrippen 24 und 25 sind jeweils senkrecht und zinnenartig oder kammartig in Richtung des jeweils anderen Kühlkörpers 23 bzw. 22 ge¬ richtet, so dass sie bei einem Zusammensetzen der Halbleiter- lampe 21 in Umfangsrichtung wechselseitig ineinander eingreifen, jedoch ohne sich zu berühren. Der erste Kühlkörper 22 und der zweite Kühlkörper 23 und deren Kühlrippen 24 bzw. 25 sind weiterhin thermisch voneinander isoliert, z.B. durch ei- ne Kunststoffläge 26 oder einen Luftspalt. Durch das zinnen¬ artige oder kammartige Ineinandergreifen der Kühlrippen 24 und 25 wird erreicht, dass jede der Kühlrippen 24, 25 unab¬ hängig von einer Orientierung oder Raumlage der Halbleiterlampe 21 ausreichend mit Kühlluft versorgt werden kann, so dass eine ausreichende Kühlung der mindestens einen LED 10 und des Treibers 5 sichergestellt werden kann. Beispielsweise kann bei der in Fig.3 und Fig.4 gezeigten nach unten ausgerichteten Orientierung "Licht nach unten" Kühlluft an beiden Kühlrippen 24, 25 entlangströmen, ohne dass diese zuvor durch die andere Art von Kühlrippen 25 bzw. 24 erwärmt worden ist.
Fig.5 zeigt in Seitenansicht eine Halbleiterlampe 31 mit ei¬ ner Ausrichtung nach oben entsprechend einer Orientierung "Licht nach oben". Die Halbleiterlampe 31 weist nun einen ersten Kühlkörper 32 auf, an dessen unteren Ende ein Lüfter 37 befestigt ist. Fig.6 zeigt den ersten Kühlkörper 32 mit dem Lüfter 37 in Schrägansicht. Von einer als Ansaugseite dienenden Unterseite 38 des Lüfters 37 wird Luft angesaugt und durch beabstandete Kühlrippen 34 wieder ausgeblasen. Da- durch kann ein starker forcierter Luftstrom an den Kühlrippen 34 vorbei erzeugt werden, was eine sehr gute Kühlung ergibt. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei der Kühlung der ein ho¬ hes Maß an Verlustwärme abgebenden Leuchtdioden 10. Der erste Kühlkörper 32 ist jedoch nicht entlang seiner gesamten Um- fangsrichtung mit den Kühlrippen 34 ausgestattet, sondern nur an zwei gegenüberliegenden Seiten bzw. Sektoren.
Bei der Halbleiterlampe 31 wird die Luft zur Unterseite 38 des Lüfters 37 durch einen breiten Luftspalt 39 zwischen dem ersten Kühlkörper 32 und dem zweiten Kühlkörper 33 angesaugt. Der zweite Kühlkörper 33 wird somit praktisch nicht durch den Lüfter 37 mitgekühlt, was auch aufgrund der vergleichsweise geringeren Wärmeabstrahlung des Treibers 5 nicht notwendig ist. Dadurch kann ein vergleichsweise kompakter, energiespa¬ render und preiswerter Lüfter 37 verwendet werden. Von den beiden Kühlkörpern 32, 33 ist somit der erste Kühlkörper 32 aktiv kühlbar und der zweite Kühlkörper 33 im Wesentlichen nur passiv kühlbar.
Zum Zusammensetzen der beiden Kühlkörper 32, 33 weist der zweite Kühlkörper 33, wie auch in Fig.7 gezeigt, eine obere Aussparung 40 auf, in welche der erste Kühlkörper 32 eingesetzt werden kann. Dabei befindet sich zwischen den beiden Kühlkörpern 32, 33 ein Luftspalt oder eine Kunststoffläge 36. Die Aussparung 40 wird seitlich durch zwei sich gegenüberliegende Gruppen von Kühlrippen 35 gebildet. Die Kühlrippen 34 des ersten Kühlkörpers 32 und die Kühlrippen 35 des zweiten Kühlkörpers 33 schließen somit als jeweilige Seite bzw. Grup¬ pe in Umfangsrichtung aneinander an, sind aber bezüglich der Längsachse L um 90° gegeneinander verdreht. Unterhalb der Kühlrippen 35 befindet sich in dem zweiten Kühlkörper 33 eine Aufnahme 41 zur Unterbringung des Treibers 5.
Fig.8 zeigt als Seitenansicht eine Halbleiterlampe 51 gemäß einer vierten Ausführungsform. Fig.9 zeigt die Halbleiterlampe 51 als Seitenansicht in Schnittdarstellung.
Die Halbleiterlampe 51 weist einen ersten Kühlkörper 52 auf, welcher in Umfangsrichtung umlaufende Kühlrippen oder Kühl- streben 54 aufweist. Die Kühlstreben 54 umgeben zumindest einen Ausblasbereich 57b eines Lüfters 57, so dass der Lüfter 57 Luft zwischen den Kühlstreben 54 hindurch ausblasen kann und so eine Zwangskühlung des ersten Kühlkörpers 52 ermög¬ licht .
Ein Ansaugbereich 57a des Lüfters 57 ist von dem zweiten Kühlkörper 53 umgeben, wobei der Ansaugbereich 57a über einen oder mehrere Luftkanäle 58 mit Lufteinlassöffnungen 59 in dem zweiten Kühlkörper 53 lufttechnisch verbunden ist. Während des Betriebs des Lüfters 57 wird Kühlluft von außen durch die Lufteinlassöffnungen 59 und durch die Luftkanäle 58 zu dem Ansaugbereich 57a gesaugt, wodurch auch der zweite Kühlkörper 53 etwas gekühlt wird. Auch hier sind der erste Kühlkörper 52 und der zweite Kühlkörper 53 durch eine Isolationsschicht 56, z.B. auch Kunststoff oder einen Luftspalt, voneinander thermisch getrennt.
Fig.10 zeigt als Schnittdarstellung in Draufsicht eine mögli¬ che Anordnung von Kühlrippen 54a des ersten Kühlkörpers 52 und von optional vorhandenen Kühlrippen 55 des zweiten Kühlkörpers 53 der Halbleiterlampe 51. Die Kühlrippen 54a und 55 greifen radial kammartig ineinander ein. So kann ein erhöhter Kühlbedarf des zweiten Kühlkörpers 53 abgedeckt werden.
Fig.11 zeigt als Seitenansicht in Schnittdarstellung eine Halbleiterlampe 61 gemäß einer fünften Ausführungsform. Der erste Kühlkörper 62 und der zweite Kühlkörper 63 sind durch einen Luftspalt 66 thermisch voneinander isoliert. Zur Realisierung der mechanischen Fixierung der beiden Kühlkörperteile 62, 63 miteinander weist der untere, zweite Kühlkörper 63 mehrere mit Rasthaken ausgerüstete Distanzbolzen 64 auf, wel- che in entsprechende Rastausnehmungen 65 des ersten Kühlkörpers 62 einrasten oder einschnappen können und diesen festhalten .
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
So kann der Hohlraum 6 zur Aufnahme des Treibers 5 (Treiber- kavität) allgemein bis in den Sockel 2 ragen, oder der Sockel 2 mag nicht zur Bildung des Hohlraums beitragen.
Auch kann beispielsweise bei der Halbleiterlampe 1 auf ein Vorsehen eines definierten Spalts 16 zwischen den Kühlkörpern verzichtet werden und sich diese, z.B. innerhalb einer Her¬ stellungstoleranz auch berühren. Zur Beibehaltung einer thermischen Isolation zwischen den beiden Kühlkörpern kann z.B. der erste (vordere) Kühlkörper aus einem weit besser leiten- den Material, z.B. einer Aluminiumlegierung mit einer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 50 W/ (m-K), bestehen als der zwei¬ te (hintere) Kühlkörper, welcher z.B. aus einem Kunststoff mit einer Wärmeleitfähigkeit von nicht mehr als 1 W/ (m- K) bestehen kann. Dann wird die in dem ersten Kühlkörper vorhandene Wärme trotz eines mechanischen Kontakts zwischen den beiden Kühlkörpern im Wesentlichen an die Luft abgegeben und nicht auf den zweiten Kühlkörper übertragen.
Bezugs zeichenliste
1 Halbleiterlampe
2 Sockel
3 Kolben
4 Gehäuse
5 Treiber
6 Hohlraum
8 Trennplatte
9 Platine
10 LED
11 Kabeldurchführung
12 erster Kühlkörper
13 zweiter Kühlkörper
14 Kühlrippe
15 Kühlrippe
16 KunststoffSchicht
21 Halbleiterlampe
22 erster Kühlkörper
23 zweiter Kühlkörper
24 Kühlrippe
25 Kühlrippe
26 Kunststoffläge
31 Halbleiterlampe
32 erster Kühlkörper
33 zweiter Kühlkörper
34 Kühlrippe
35 Kühlrippe
36 Kunststoffläge
37 Lüfter
38 Unterseite des Lüfters
39 Luftspalt
40 Aussparung
41 Aufnahme
51 Halbleiterlampe
52 erster Kühlkörper
53 zweiter Kühlkörper 54 Kühlstrebe
54a Kühlrippe
55 Kühlrippe
56 IsolationsSchicht
57 Lüfter
57a Ansaugbereich
57b Ausblasbereich
58 Luftkanal
59 Lufteinlassöffnung
61 Halbleiterlampe
62 erster Kühlkörper
63 zweiter Kühlkörper
64 Distanzbolzen
65 Rastausnehmung
66 Luftspalt
L Längsachse
H horizontale Ebene

Claims

Patentansprüche
1. Halbleiterlampe (1; 21; 31; 51; 61), insbesondere Glüh- lampen-Retrofitlampe, aufweisend mindestens eine Halb¬ leiterlichtquelle (10), einen Treiber (5) zum Betreiben der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (10) und min¬ destens einen Kühlkörper (12, 13; 22, 23; 32, 33; 52, 53; 62, 63) zum Kühlen der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (10) und des Treibers (5), wobei der mindes¬ tens eine Kühlkörper (12, 13; 22, 23; 32, 33; 52, 53; 62, 63) einen ersten Kühlkörper (12; 22; 32; 52; 62), welcher mit der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (10) thermisch verbunden ist, und einen zweiten Kühlkörper (13; 23; 33; 53; 63), welcher mit dem Treiber (5) thermisch verbunden ist, umfasst, wobei der erste Kühlkörper (12; 22; 32; 52; 62) und der zweite Kühlkörper (13; 23; 33; 53; 63) thermisch voneinander isoliert sind .
2. Halbleiterlampe (21; 31) nach Anspruch 1, wobei der ers¬ te Kühlkörper (22; 32) und der zweite Kühlkörper (23; 33) jeweils Kühlvorsprünge (24, 25; 34, 35) aufweisen, wobei die Kühlvorsprünge (24, 25; 34, 35) der beiden Kühlkörper (22, 23; 32, 33) ineinandergreifen.
3. Halbleiterlampe (31; 51) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Halbleiterlampe mindestens einen Lüfter (37; 57) zum Erzeugen eines Luftstroms an dem ersten Kühlkörper (32; 52) und/oder an dem zweiten Kühlkörper (33; 53) aufweist.
4. Halbleiterlampe nach Anspruch 3, wobei der erste Kühl¬ körper und der zweite Kühlkörper in einem Ausblasbereich des Lüfters angeordnet sind.
5. Halbleiterlampe (51) nach Anspruch 3, wobei der zweite Kühlkörper (53) in einem Ansaugbereich (57a) des Lüfters (57) und der erste Kühlkörper (52) in einem Ausblasbereich (57b) des Lüfters (57) angeordnet ist.
Halbleiterlampe (51) nach Anspruch 5, wobei der zweite Kühlkörper (53) mindestens eine Ansaugöffnung (59) zum Ansaugen von Luft zu dem Lüfter (57) aufweist.
Halbleiterlampe (31) nach Anspruch 3, wobei der Lüfter (37) zur Kühlung des ersten Kühlkörpers (32) oder des zweiten Kühlkörpers (33) eingerichtet und angeordnet ist .
Halbleiterlampe (1; 21; 31; 51; 61) nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche, wobei der erste Kühlkörper (12; 22; 32; 52; 62) und der zweite Kühlkörper (13; 23; 33; 53; 63) mindestens bereichsweise mittels mindestens ei¬ nes Luftspalts (39; 66) thermisch voneinander isoliert sind .
Halbleiterlampe (61) nach Anspruch 8, wobei der erste Kühlkörper (62) und der zweite Kühlkörper (63) mittels mindestens eines Abstandshalters (64) voneinander beabstandet fixiert sind.
Halbleiterlampe (1; 21; 31; 51; 61) nach einem Anspruch 7 im Kombination mit einem der Ansprüche 8 und 9, wobei der Lüfter (37; 57) Luft durch den mindestens einen Luftspalt (39; 66) ansaugt und durch die Kühlstruktur (14; 15; 24; 25; 34; 35; 54) des ersten Kühlkörpers (12; 22; 32; 52; 62) ausbläst.
Halbleiterlampe (1; 21; 31; 51; 61) nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche, wobei der erste Kühlkörper (12; 22; 32; 52; 62) und der zweite Kühlkörper (13; 23; 33; 53; 63) mindestens bereichsweise mittels mindestens ei¬ ner Kunststoffläge (16; 26; 36; 56) thermisch voneinan¬ der isoliert sind. Halbleiterlampe (21) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei die Kühlvorsprünge (24, 25), insbesondere Kühlrip¬ pen, senkrecht ausgerichtet sind und die Kühlvorsprünge
(24) des ersten Kühlkörpers (22) und die Kühlvorsprünge
(25) des zweiten Kühlkörpers (23) abwechselnd ineinan¬ dergreifen .
Halbleiterlampe (31) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei die Kühlvorsprünge (34, 35), insbesondere Kühlrip¬ pen, der beiden Kühlkörper (32, 33) gruppenweise, insbesondere sektorweise, ineinandergreifen.
Halbleiterlampe (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei die Kühlvorsprünge (14), insbesondere Kühlrippen, des ersten Kühlkörpers (12) und die Kühlvorsprünge (15) des zweiten Kühlkörpers (13), insbesondere Kühlrippen, ineinander übergehend angeordnet sind und durch eine im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse (L) der Halb¬ leiterlampe liegende Ebene (H) voneinander getrennt sind .
Halbleiterlampe (1; 21; 31; 51; 61) nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterlampe eine Glühlampen-Retrofitlampe ist und wobei an dem ersten Kühlkörper (12; 22; 32; 52; 62) ein lichtdurchlässiger Kolben (3) befestigt ist und an dem zweiten Kühlkörper (13; 23; 33; 53; 63) ein Sockel (2) befestigt ist.
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