TW201211453A - LED housing with heat transfer sink - Google Patents

Description

201211453 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 背景 本發明係有關於用於光源之熱管理，且特別地有關於 將熱由一光源透過一燈殼體傳送及散逸之—散熱件。 I：先前技術3 管理光源之溫度對於效能及壽命經常是重要的，這在 使用發光二極體作為-光源時以H極 擇成對於-給定電力餘而言使光輸出達到最大，因為發 光二極體光源以一甚低於典型白熾光源之溫度操作，所以 以熱產物之形態損失的能量較少。但是，發光二極體傾向 於對操作溫度更為敏感且較低之操作溫度亦在該發光二極 體與該周圍環境之間提供更小溫度差，因此對於熱管理需 要較大之注意力以便將由該發光二極體所產生之多餘熱傳 送及散逸，使得用於該發光二極體光源之設計操作溫度不 會被超過。 當溫度上升時，該發光二極體之效率降低，減少光輸 出。此外，該發光二極體之升高操作溫度減少該發光二極 體之壽命。該發光二極體驅動器亦受到由該總成(發光二極 體、驅動器、外部因素)所產生之熱影響，當在該總成内之 溫度上升，使該驅動器溫度上升時，該驅動器之壽命亦受 到不利之影響，造成過早失效《以該設計限度以上之溫度 操作亦會使發光二極體波長位移，對所產生之光之顏色提 供不必要之位移，且會破壞該發光二極體接面，大幅降低 201211453 壽命及效能，並且可能會使該發光二極體提早完全失效， 為了有助於散熱，增加可用於熱傳送之表面積及傳送由該 發光二極體之熱至環繞該燈殼體之環境是有幫助的。為了 達成極佳熱傳送，亦必須確保由該光源至該燈殼體外部提 供一極佳熱搞合。 【發明内容】 概要 本發明可包含在附加申請專利範圍中所述之一或多個 特徵，及/或一或多個以下特徵及其組合。 一說明性熱管理燈包括一光源，例如一發光二極體陣 列，該光源係安裝在一殼體内。該殼體包括一與該光源熱 耦合之碟形散熱件，該散熱件具有一圓錐狀漸縮形周緣， 該圆錐狀漸縮形周緣成形為與該殼體之一圓錐狀漸縮形内 部配合。一耦合裝置，例如一托架及螺絲，將該散熱件之 周緣固持成與該殼體之内部熱接觸，因此提供由該光源至 環繞該殼體之周圍環境之一熱傳送路徑。 一說明性熱管理燈包括一光源；一碟形散熱件，其具 有一圓環，該圓環具有一漸縮形外表面及一跨越該圓環之 至少一部份之中央幅板，該光源與該散熱件熱耦合；一殼 體，其具有一漸縮形内表面，一用以收納該光源及該散熱 件之前開口，及一與該開口相對之後端；及一拉緊裝置， 其耦合該散熱件及該殼體之後端。該拉緊裝置係配置成將 該圓環之漸縮形外表面扣持成與該殼體之漸縮形内表面熱 接觸。該光源可與該散熱件之中央幅板熱耦合，該光源可 201211453 包括至少一發光二極體。 一熱管理燈之另一說明性實施例包括一光源；一散熱 件，其具有一漸縮形外表面，該光源與該散熱件熱耦合； 一殼體，其具有一内表面，該内表面之至少一部份呈漸縮 形以便收納該散熱件之漸縮形外表面；及一耦合裝置，其 固定該散熱件與該加熱單元使得該散熱件之漸縮形外表面 與該殼體之漸縮形内表面熱耦合。 在一說明性實施例中，該耦合裝置對該散熱件提供一 拉力且係一u形托架及螺絲，該托架具有兩端及一底座，該 等兩端與該散熱件之相對邊緣耦合且該底座被拉向該殼體 之端部，因此將該散熱件之漸縮形外表面拉成與該殼體之 漸縮形内表面熱接觸，例如，直接機械式接觸，或僅被一 熱膏或其他導熱材料分開。該殼體之内表面可以由該面向 該光源之側至面向該殼體後端之側向内地呈圓錐或漸縮 形。 該燈可更包括一發光二極體驅動器，該發光二極體驅 動器定位在該散熱件與該散熱件之後端之間。該發光二極 體驅動器可包括一安裝板，該安裝板係耦合在該散熱件與U 形托架之間。該燈可更包括一反射器。該燈可更包括一透 鏡及眩光屏罩構件。該散熱件可由一鋁鑄件形成。該燈可 更包括一靠近該殼體後端之安裝裝置。 在考慮該說明性實施例之以下詳細說明後，對於所屬 技術領域中具有通常知識者而言，本發明之其他特徵將是 顯見的。 5 201211453 圖式簡單說明 該詳細說明特別地參照添附圖式，其中： 第1圖是一熱管理燈之一說明性實施例之一切除側視 組合圖，且所示該燈殼體之近壁被切除； 第2圖是第1圖之熱管理燈之分解後視圖；及 第3圖是第1圖之熱管理燈之部份分解前視圖。 I：實施方式]1 說明性實施例之說明 為了發揚及了解本發明之原理，以下將參照在圖式中 所示之說明性實施例且特定語言將被用來說明該說明性實 施例。 請參閱第1圖，依據本發明之一熱管理燈10之一說明性 實施例包括一光源12，該光源12安裝在一殼體14内。該光 源可為，例如，具有一或多個發射元件之一發光二極體陣 列。如對於例如用於照亮景觀之一泛光或聚光燈而言，該 殼體14可以，例如，呈子彈形，或所屬技術領域中習知之 其他殼體形狀。該殼體14亦包圍一反射器16、散熱件18、 一發光二極體驅動器20及安裝板22、及耦合裝置24。該燈 10亦可包括一眩光屏罩26、透鏡28、及安裝件30。 在該說明性實施例中，該散熱件18呈碟形且包括一外 緣或圓環40及一中央幅板42，該幅板42跨越該圓環之深度 之至少一部份。在某些實施例中，該散熱件18包含一實心 碟體而不是一跨越該外圓環之深度之至少一部份的散熱 片。該光源12係熱耦合該散熱件18與，例如，幅板42之前 201211453 表面44。熱耦合可藉位在該光源12與散熱件18之間的導熱 膏、膠、或其他材料再促進。該熱耦合亦可藉將光源12固 定在該散熱件18上之替代或另外的機械作用，例如，藉螺 絲50保持。這些導熱材料及機械作用亦可被包括在包括以 下所述者之固定件的其他熱耦合處。在該說明性實施例 中，整個散熱件18被該殼體14及該燈10之其他組件封圍。 該圓環40包括一在這實施例中呈圓錐形之漸縮形的外 表面46，且一較大直徑朝向在該殼體14中之一開口 52並且 向s玄设體14之一後端54漸縮。該殼體14之至少一部份包括 一用以機械式地收納且熱耦合該散熱件18之外表面46的配 合漸縮形内表面56，因此有助於熱由該光源12散熱至該殼 體14且進入空氣或環繞該殼體14之其他環境。收納該圓環 40之殼體14之内表面56部份具有類似尺寸及漸縮形以便收 納該外表面46，在這實施例中’係呈圓錐形。或者，在具 有一用以收納該散熱件18之一後殼體開口的實施例中，該 散熱件18與該殼體14之内表面56之漸縮形可以倒轉，此時 該較大直徑係朝向殼體14之一後端54。 該散熱件18亦可包括多數用以相對於反射器16支持及 /或分開之間隙件60，這些間隙件可選擇性地被設計成提供 熱傳送。該散熱件18亦可包括或耦合多數用以相對於板22 支持及/或分開之間隙件62，且可類似地選擇性地被計成提 供熱傳送，及/或將該散熱件18固定在該殼體14上。如果是 該燈10之說明性實施例’則間隙件62提供將耦合裝置24機 械性地固定在該散熱件18上之點，但是亦可使用其他之固 7 201211453 定點。此外，在燈ίο之說明性實施例中，該散熱件18具有 一圓環40 ’該圓環40具有一大於幅板42之厚度的深度，因 此為在該散熱件18與該殼體14之間的熱傳送提供一比由單 獨接觸該殼體14之幅板42將提供者更大之接觸面積。 請參閱第1與2圖，該耦合裝置24將該散熱件18拉向該 殼體14之後端54 ’因此確保該散熱件18之外表面46與該殼 體14之内表面56的熱耦合。在該燈1〇之說明性實施例中， 該耦合裝置24包括一托架7〇及一牽引螺絲72。該托架70包 括兩端74及一底座76，托架7〇之兩端76係透過固定在間隙 件62上之多數螺絲80與該散熱件18之相對段柄合。該托架 70之底座76包括用以收納及固定該牵引螺絲76之螺孔78。 由多個圖式可了解，該螺絲72由該殼體14之外側通過 在該殼體之後端54中界定之開口 58，且當該螺絲72再螺入 該孔78時將該托架70及因此該散熱件18拉向該後端54。該 托架70之尺寸係作成使得在該托架7〇之底座76在後端54内 部接觸該殼體之前’散熱件18之外表面46被確實地拉抵該 殼體14之内表面56。亦可由多個圖式可注意到，在該燈1〇 之說明性實施例中，除了該散熱件18之外表面46與該殼體 14之内表面56之機械性干涉以外，殼體丨4之内部沒有任何 阻擋將該散熱件18拉向殼體14之後端54的限制特徵；但 是，在其他實施例中，可以包括這種特徵。 亦可使用維持在散熱件18與殼體14之内表面56之間之 熱接觸的其他機械裝置。例如，耦合裝置24可包含其他種 類之可分離及/或不可分離固定件，包括但不限於一鉚釘。 201211453 或者，耦合裝置24可以與殼體14或散熱件18 —體成形，例 如，一具螺紋組件，其螺紋可被用來將殼體14及散熱件18 拉緊或加壓成互相緊密且因此熱接觸，確實使散熱件18之 外表面46與殼體14之内表面56接觸。此外，耦合裝置24可 被完全收容在殼體14内且在製造程序中將散熱件18加壓或 拉入殼體14内，並且該耦合裝置24，例如，透過例如一彈 簧之耦合裝置24之拉緊元件將此兩者扣持在相對位置中。 另外，或替代地’ 一或多個螺絲或其他固定件可由散熱件 18之前表面44及通過散熱件18延伸以便固定在例如一形貌 體90之該散熱件18之一錨固點上，因此將該散熱件18牽引 成與内表面56機械與熱接觸。亦可使用所屬技術領域中習 知之另外的或替代的耦合裝置。 在燈10之說明性實施例中，殼體14之内部包括收納及 穩定組件板22之定位形貌體90與92。此外，該等分隔器62 及例如典型PCB材料之用於板22之可選用非導熱材料可以 在該光源12與該驅動器20之間提供熱絕緣。 用於散熱件18之至少一部份的材料以具高導熱性為 佳’例如鋁或一合金。用於殼體14之至少一部份的材料亦 以具咼導熱性為佳，例如銘、鋼或另一合金。在某些實施 例中，殼體14之外表面可包括另外之特徵以便散熱，例如， 多數翼片或增加表面積及增加散熱之結構。 雖然本發明已在前述圖式及說明中詳細地顯示與說明 過了，但是應了解的是僅已顯示及說明其說明性實施例且 如在申請專利範圍及概要中所界定之本發明之精神與範嘴 201211453 内的所有改變及修改均欲受到保護。 L圖式簡單說明3 第1圖是一熱管理燈之一說明性實施例之一切除側視 組合圖，且所示該燈殼體之近壁被切除； 第2圖是第1圖之熱管理燈之分解後視圖；及 第3圖是第1圖之熱管理燈之部份分解前視圖。 【主要元件符號說明】 10.••燈 50...螺絲 12...光源 52…開口 14...殼體 54...後端 16...反射器 56...内表面 18...散熱件 58…開口 20...發光二極體驅動器 60,62...間隙件 22…安裝板 62...分隔器 24...耦合裝置 70...托架 26…眩光屏罩 72...螺絲 28...透鏡 74…兩端 30...安裝件 76…底座 40...圓環 78...螺孔 42...幅板 80...螺絲 44...前表面 90,92...形貌體 46...外表面 10

Claims (1)

1. 201211453 七、申請專利範圍： 1. 一種熱管理燈，包含： 一光源； 一散熱件，其具有一漸縮形外表面，該光源與該散 熱件熱耦合； 一殼體，其具有一内表面，該内表面之至少一部份 呈漸縮形以便收納該散熱件之漸縮形外表面；及 一耦合裝置，其固定該散熱件與該殼體使得該散熱 件之漸縮形外表面與該殼體之漸縮形内表面熱耦合。 2. 如申請專利範圍第1項之熱管理燈，其中該耦合裝置將 該散熱件之外表面固定成與該内表面之漸縮形部份直 接機械性接觸。 3. 如申請專利範圍第2項之熱管理燈，更包含一在該散熱 件之外表面與該内表面之漸縮形部份之間的熱膏。 4. 如申請專利範圍第2項之熱管理燈，其中該耦合裝置拉 緊該散熱件以便將該外表面拉成與該内表面之漸縮形 部份熱接觸。 5. 如申請專利範圍第2項之熱管理燈，其中該耦合裝置包 括在該散熱件與該殼體之一後部之間耦合的一托架及 一固定件，該固定件可由該殼體外側搆及。 6. 如申請專利範圍第2項之熱管理燈，其中該耦合裝置包 括一連接該散熱件與該殼體之固定件。 7. 如申請專利範圍第2項之熱管理燈，其中該固定件係穿 過一在該散熱件中界定之孔固定且錨固在該殼體之一 11 201211453 形貌體上。 8.=申請專利範圍第丨項之熱f理燈，其t該散熱件界定 —内幅板及-外圓環，該圓環界定該外表面有—大於該 内幅板之厚度的深度。 / 9♦如申請專利範圍第丨項之熱管理燈，其中該散熱件界定 —平坦前表面，該光源與該平坦前表面熱耦合。 10·如申請專利範圍第丨項之熱管理燈，更包含一反射器及 多數間隙件，且其中該等間隙件相對於該散熱件至少部 份地定位該反射器。 u·如申請專利範圍第丨項之熱管理燈，其中該散熱件呈碟 形。 12. 如申請專利範圍第丨項之熱管理燈，其中該散熱件之漸 縮形外表面與該殼體之内表面之漸縮形部份界定配合 之圓錐形表面。 13. 如申請專利範圍第1項之熱管理燈，其中： 該殼體界定一用以收納該光源及該散熱件之前開 口；且 該散熱件之外表面及該殼體之内表面之部份的漸 縮形界定一朝向該光源之較大直徑。 14. 如申請專利範圍第i項之熱管理燈，其中該殼體封圍該 散熱件。 15. 如申請專利範圍第1項之熱管理燈，更包含一發光二極 體.驅動器’且其中該發光二極體驅動器與該光源熱絕 緣。 12 201211453 16. 如申請專利範圍第15項之熱管理燈，更包含多數間隙 件，該等間隙件相對於該發光二極體驅動器至少部份地 定位該散熱件以便界定在這兩者之間的一開放空間。 17. 如申請專利範圍第16項之熱管理燈，更包含一板，該發 光二極體驅動器與該板耦合，該等間隙件在與該光源相 對之該散熱件之一側上耦合該板與散熱件。 18. 如申請專利範圍第17項之熱管理燈，其中該板包含一熱 絕緣材料。 19. 一種熱管理燈，包含： 一發光二極體； 一碟形散熱件，其具有一圓錐形外表面，該發光二 極體與該散熱件熱耦合； 一殼體，其具有一内表面，該内表面之至少一部份 係成形來收納及配合該散熱件之圓錐形外表面；及 一耦合裝置，其固定該散熱件與該殼體使得該散熱 件之圓錐形外表面與該殼體之内表面熱耦合。 13