JP2012510719A - Led熱管理システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
本出願は、2008年11月30日出願の米国特許出願12/325,208号明細書の優先権を主張するものであり、前記出願の開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (30)
- 1以上のLEDと、
LED動作条件に応答するように設けられ、前記LED動作条件に応答して前記1以上のLEDにおける温度を制限する熱管理システムと、を備え、
前記熱管理システムは、
(a)対流冷却、熱伝導による冷却及び放射冷却のうちの少なくとも1つにより、前記1以上のLEDを冷却する冷却デバイスと、
(b)前記1以上のLEDからエネルギーを少なくとも一部、分岐させるバイパス回路とを有する、熱的制御されたLEDアセンブリ。 - 前記LED動作条件は、前記1以上のLEDへと流れる電流、前記1以上のLEDに印加される電圧、前記1以上のLEDに供給される電力、前記1以上のLEDにおける温度、及び前記LEDアセンブリの周辺環境温度から選択される請求項1に記載の熱的制御されたLEDアセンブリ。
- 前記LED動作条件は、前記1以上のLEDに流れる電流であり、前記バイパス回路は、前記1以上のLEDにおける温度を制限するべく前記1以上のLEDへと流れる電流を制限する請求項1に記載の熱的制御されたLEDアセンブリ。
- 前記LED動作条件は、前記1以上のLEDに印加される電圧であり、前記バイパス回路は、前記1以上のLEDにおける温度を制限するべく前記1以上のLEDに印加される電圧を制限する請求項1に記載の熱的制御されたLEDアセンブリ。
- 前記LED動作条件は、前記1以上のLEDに供給される電力であり、前記バイパス回路は、前記1以上のLEDにおける温度を制限するべく前記1以上のLEDに供給される電力を制限する請求項1に記載の熱的制御されたLEDアセンブリ。
- 前記LED動作条件は、前記1以上のLEDにおける温度である請求項1に記載の熱的制御されたLEDアセンブリ。
- 前記LED動作条件は、75〜95℃の範囲の閾値温度を上回る前記1以上のLEDにおける温度である請求項1に記載の熱的制御されたLEDアセンブリ。
- 前記LED動作条件は、前記1以上のLEDにおける温度であり、前記冷却デバイスは、前記1以上のLEDにおける温度を制限するべく、前記LED動作条件に応答して前記1以上のLEDを冷却する冷却要素を作動させる請求項1に記載の熱的制御されたLEDアセンブリ。
- 前記バイパス回路は、ツェナーダイオード、バリスタ、及びアンチヒューズデバイスからなる群から選択されるバイパス制御要素を含む請求項1に記載の熱的制御されたLEDアセンブリ。
- 前記バイパス回路は、ヒートシンク構造を更に含む請求項1に記載の熱的制御されたLEDアセンブリ。
- 前記バイパス回路は、前記1以上のLEDの対流冷却のために配置される伝熱面を更に含む請求項1に記載の熱的制御されたLEDアセンブリ。
- 前記熱管理システムは、
前記1以上のLEDの温度を監視し、監視した前記温度を示す信号を生成する熱電対と、
前記熱電対から前記温度を示す信号を受信するべく前記熱電対と接続され、前記1以上のLEDにおける温度を制限するべく、前記冷却デバイスの動作を前記温度に応じて調整するアクチュエータとを更に有する請求項1に記載の熱的制御されたLEDアセンブリ。 - 1以上のLEDの動作に適用される熱制御システムであって、前記熱制御システムは、LED動作条件に応答して、前記1以上のLEDにおける温度を制限する熱管理システムを備え、
前記熱管理システムは、
(a)対流冷却、熱伝冷却及び放射冷却のうちの少なくとも1つにより、前記1以上のLEDを冷却する冷却デバイスと、
(b)前記1以上のLEDからエネルギーを少なくとも一部、分岐させるバイパス回路とを有する、熱制御システム。 - 前記バイパス回路は、ツェナーダイオード、バリスタ、及びアンチヒューズデバイスからなる群から選択されるバイパス制御要素を含む請求項13に記載の熱制御システム。
- LEDを含むメイン回路と接続可能なバイパス回路を有する熱保護アセンブリを備え、
前記バイパス回路は、前記LEDに電流が流れ、前記LEDが閾値温度未満の温度である場合に、前記バイパス回路に電流が流れない状態を維持するバイパス制御要素を有し、
前記閾値温度は、例えば、75〜95℃の範囲内であり、
前記バイパス制御要素は、前記メイン回路における前記LEDを流れる電流によって前記LEDが前記閾値温度以上の温度で動作する場合に、前記LEDを前記閾値温度未満に保つべく、前記メイン回路における電流を少なくとも部分的に、前記バイパス回路を通じて、前記LEDを迂回させて別経路に切り替えて前記メイン回路に戻すLED熱管理システム。 - 前記バイパス制御要素は、ツェナーダイオード、バリスタ、及び熱電冷却器からなる群から選択されるバイパス制御要素を含む請求項15に記載のLED熱管理システム。
- 前記バイパス制御要素は、ツェナーダイオードを含む請求項15に記載のLED熱管理システム。
- 前記バイパス制御要素は、バリスタを含む請求項15に記載のLED熱管理システム。
- 前記バイパス制御要素は、熱電冷却器を含む請求項15に記載のLED熱管理システム。
- 閾値温度を上回る温度では熱に起因した劣化が生じ易いLEDにおいて、前記LEDに供給されている電力により、前記LEDの温度が前記閾値温度を超える熱が発生する場合、前記LEDの寿命を延ばす方法であって、
前記方法は、
(I)前記LEDで発生する熱を低減し、動作時の前記LEDを前記閾値温度以下に維持するべく、前記LEDに供給される電力を少なくとも部分的に減衰させること、及び
(II)動作時の前記LEDを前記閾値温度以下に維持するべく、前記LEDから熱を取り除くこと、のうちの少なくとも1つを備えるLEDの寿命を延ばす方法。 - 前記LEDを前記閾値温度以下に維持するべく、バイパス回路を通じて、電流を少なくとも部分的に前記LEDを迂回させて別経路に切り替え、前記LEDを含むメイン回路に戻す段階を含む請求項20に記載の方法。
- 前記バイパス回路は、ツェナーダイオード、バリスタ及びアンチヒューズデバイスからなる群から選択されるバイパス制御要素を含む請求項21に記載の方法。
- 前記LEDからの熱を取り除くヒートシンク構造を使用することを含む請求項20に記載の方法。
- 前記LEDから、対流冷却によって熱を取り除くための伝熱面を含む熱制御部を使用することを含む請求項20に記載の方法。
- 前記LEDから熱を取り除く熱電冷却器を使用することを含む請求項20に記載の方法。
- 前記LEDの温度を監視する段階と
前記温度を示す信号を生成する段階と、
動作時の前記LEDを前記閾値温度以下に維持するべく、前記LEDを冷却する冷却器を、前記信号に応じて調整するアクチュエータに前記信号を送信する段階とを備える請求項20に記載の方法。 - 前記冷却器は、熱電冷却器を含む請求項26に記載の方法。
- 1以上のLEDと、
応答しなかった場合に、前記1以上のLEDに熱損傷を発生させてしまうような少なくとも1つのLED動作条件に応答するよう構成された熱管理システムと
を備え、
前記少なくとも1つのLED動作条件が存在しない場合には、前記熱管理システムは非アクティブ状態とされ、前記少なくとも1つのLED動作条件が発生した場合には、前記熱損傷を低減する又は防ぐべく熱管理システムがアクティブ状態とされ、
前記熱管理システムは、
(a)対流冷却、熱伝冷却及び放射冷却のうちの少なくとも1つにより、前記1以上のLEDを冷却する冷却デバイスと、
(b)前記1以上のLEDからエネルギーを少なくとも一部、分岐させるバイパス回路とを有する、熱的制御されたLEDアセンブリ。 - 前記少なくとも1つのLED動作条件は、電流条件、電圧条件、電力条件及び/又は温度条件を含む請求項28に記載の熱的制御されたLEDアセンブリ。
- 前記少なくとも1つのLED動作条件は、75〜95℃の範囲の閾値温度を上回る前記1以上のLEDにおける温度である請求項28記載の熱的制御されたLEDアセンブリ。
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