TW201500685A - Led照明裝置及其散熱器(二) - Google Patents

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Abstract

一種LED照明裝置及其散熱器，包括：一LED發光組件；以及包含散熱結構的一散熱器，散熱結構包含：多數排導熱桿，每一排導熱桿包含多數支直立導熱桿；多數水平導熱桿，每一水平導熱桿具有多數平面且跨接於每一排導熱桿之該些直立導熱桿的一端，每一排導熱桿之該些直立導熱桿的另一端則直立連接於LED發光組件的背面；及連接於每一水平導熱桿之任一平面的多數鰭片模組。以增加散熱面積，並使散熱器與LED發光組件分離而使熱不會累積在LED發光組件上，甚至改善氣流無法進到散熱器特定位置的缺失。

Description

LED照明裝置及其散熱器(二)
本發明係關於一種散熱器，特別是指一種LED照明裝置及其散熱器。
LED於發光過程中，約有80%的能量透過廢熱的方式傳遞至環境中。然而，高溫的操作環境將對於電子封裝元件造成使用上的限制，包括壽命、產品的可靠度與光衰現象等。

習知LED發光組件包括一電路板和電性連接於該電路板的多數LED元件，藉由設置於LED發光組件上的一散熱器，以使LED元件所產生的熱係能被散熱器所發散，從而延伸LED元件的壽命、提升LED元件的可靠度與降低LED元件的光衰現象等。

然而，習知散熱器中，鋁擠型散熱器或鰭片式散熱器皆只能沿著平行於鰭片的方向進氣，當散熱器過大時，例如散熱器的面積過大或過長時，氣流根本無法進到散熱器中央(即發熱元件的所在位置)，導致散熱效果大打折扣。為解決此一問題，普遍皆在垂直於鋁擠型鰭片的方向加以剖溝，惟此一方式卻無法將問題完全解決，因為，剖溝的寬度若不夠大，則效果有限；剖溝的寬度若太大，卻又浪費太多鰭片的散熱面積，除了困難度偏高，更導致散熱效果依然有限。

此外，上述習知散熱器最多只能適用於小功率的LED發光組件，對於現今功率需求愈來愈高(例如1000~5000瓦)的LED發光組件顯然已無法適用，導致高功率LED發光組件沒有適合的散熱器可用以散熱。
本發明的目的之一在於提供一種LED照明裝置及其散熱器，藉由特殊的連接方式以及直立導熱桿與水平導熱桿的組合運用，以增加散熱面積，並能將散熱器與LED發光組件分離而使熱不會累積在LED發光組件上，達到大幅提升散熱效果的目的。此外則還能藉由如棋盤般縱橫交錯、連通的氣體通道與鰭片通道，以改善氣流無法進到散熱器特定位置(例如散熱器中央)的缺失。

本發明的目的之二在於提供一種LED照明裝置及其散熱器，藉由進一步將散熱器依散熱需求而往上一層一層予以層疊加高，使能提升散熱能力而更適用於現今功率需求愈來愈高的LED發光組件。

為達上述目的，本發明係提供一種散熱器，包括一散熱結構，該散熱結構包含：多數排導熱桿，每一排導熱桿包含多數支直立導熱桿；多數水平導熱桿，每一該水平導熱桿係具有多數平面且跨接於每一排導熱桿之該些直立導熱桿的一端；以及多數鰭片模組，連接於每一該水平導熱桿之該些平面中的任一平面。

本發明另提供一種LED照明裝置，包括：一LED發光組件；以及一散熱器，包含一散熱結構，該散熱結構包含：多數排導熱桿，每一排導熱桿包含多數支直立導熱桿；多數水平導熱桿，每一該水平導熱桿係具有多數平面且跨接於每一排導熱桿之該些直立導熱桿的一端，每一排導熱桿之該些直立導熱桿的另一端則直立連接於該LED發光組件的背面；以及多數鰭片模組，連接於每一該水平導熱桿之該些平面中的任一平面。

相較於先前技術，本發明具有以下功效：增加散熱面積，並能將散熱器與LED發光組件分離而使熱不會累積在LED發光組件上，達到大幅提升散熱效果的目的，且還能改善氣流無法進到散熱器特定位置(例如散熱器中央)的缺失。
1‧‧‧LED發光組件
11‧‧‧電路板
12‧‧‧LED元件
13‧‧‧燈殼
131‧‧‧背面
2‧‧‧散熱器
2a‧‧‧散熱結構
2b‧‧‧另一散熱結構
2c‧‧‧輔助散熱結構
21‧‧‧水平導熱桿
22、22a‧‧‧鰭片模組
221‧‧‧鰭片
222‧‧‧凹部
2221‧‧‧缺口
223‧‧‧氣體通道
225‧‧‧鰭片通道
23‧‧‧直立導熱桿
231‧‧‧散熱鰭片
24‧‧‧導熱件
25‧‧‧輔助直立導熱桿
第一圖為本發明LED照明裝置第一實施例的立體圖。
第二圖為本發明依據第一圖的立體分解圖。
第三圖為本發明依據第一圖的側視圖。
第四圖為本發明LED照明裝置第二實施例的的側視圖。
第五圖為本發明LED照明裝置第三實施例的立體分解圖。
第六圖為本發明依據第五圖的側視圖。
第七圖為本發明LED照明裝置第四實施例的側視圖。
為了能夠更進一步瞭解本發明之特徵、特點和技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，惟所附圖式僅提供參考與說明用，非用以限制本發明。

本發明係提供一種LED照明裝置及其散熱器，如第三圖所示，LED照明裝置包括一LED發光組件1以及一散熱器2，LED發光組件1係可僅包含電性連接有多數LED元件12的電路板11，亦可進一步包含一燈殼13且電路板11設置於燈殼13內(如圖，電路板11係平貼燈殼13正面)，燈殼13的出光面還罩覆有未標示符號的燈罩。

如第一圖~第三圖所示的第一實施例，本發明LED照明裝置中的散熱器2包括一散熱結構2a，散熱結構2a則包含多數排導熱桿、多數水平導熱桿21和多數鰭片模組22，其中，每一排導熱桿係包含多數支直立導熱桿23，如圖所示，每排導熱桿包含三支直立導熱桿23。

水平導熱桿21係可為具有多數平面的扁平或矩形等形狀，如圖所示者即為扁平狀。水平導熱桿21具有彼此相對的一上平面和一下平面，每一水平導熱桿21係通過其下平面而跨接於每一排導熱桿之三支直立導熱桿23的上端。

這些鰭片模組22係間隔連接於每一水平導熱桿21的任一平面(圖未示)，如圖所示者係連接於水平導熱桿21的上平面和下平面。鰭片模組22係可與水平導熱桿21呈交叉狀連接(見第一、二圖)或亦可平行連接(圖中未示)，本發明並未限制。再者，這些鰭片模組22並分別上下相對地連接於水平導熱桿21的上平面和下平面。

鰭片模組22包含彼此間隔設置的多數鰭片221，每一鰭片221的相對二側邊各開設有可為任何形狀的一凹部222，並在任四相鄰的鰭片模組22之間透過各個凹部222而形成有一氣體通道223。於本實施例中，每一鰭片221的凹部222係為一缺口2221，每一鰭片221的相對二側邊與底邊之間即各形成有一缺口2221，四個缺口2221(見第三圖)則能合圍成一矩形的開口，多數開口成串相連則組合成一矩形的氣體通道223。此外，每一鰭片模組22之任二相鄰的鰭片221之間係形成有一鰭片通道225(見第二圖)，以使氣體通道223與鰭片通道225係如棋盤般縱橫交錯地彼此交叉連通。

詳細而言，每一鰭片模組22皆以其底邊來連接於水平導熱桿21的上平面或下平面，以使任四相鄰的鰭片模組22之間係能透過各個凹部222而形成一矩形的開口。各個水平導熱桿21之間則能成串連接多數鰭片模組22，使矩形的開口亦成串連通為一氣體通道223。

藉此以將本發明的散熱器2結合於LED發光組件1上，進而組合成本發明的LED照明裝置。其中，直立導熱桿23係可直接連接於LED發光組件1的電路板11背面(圖中未示)，或亦可連接於LED發光組件1的燈殼13背面131(如第一~三圖所示)。這兩種做法除了皆能利用直立導熱桿23與水平導熱桿21的組合運用而將散熱器2與LED發光組件1分離，使熱不會累積在LED發光組件1上，且還皆能將LED元件12的熱經由直立導熱桿23而傳導到鰭片模組22。如圖，當LED元件12所產生的熱經由電路板11而傳導到可導熱的燈殼13時，將會再經由多數水平導熱桿21而將熱傳遞給鰭片模組22進行散熱。此時，由於鰭片模組22係為上下相對地連接於水平導熱桿21的上、下平面，因此鰭片211的數量眾多，使散熱面積大為增加；再加上多數氣體通道223係與多數鰭片通道225彼此交叉連通，使氣流能夠在如棋盤縱橫交錯的氣體通道223與鰭片通道225之間任意流通，無所阻礙，故能讓氣流在散熱器2的任意處流動。換言之，本發明第一實施例的散熱面積和散熱效果將會提升不少，從而適用於所需功率例如在1000瓦左右的LED發光組件1。

如第四圖所示的本發明第二實施例，其與第一實施例大致相同，僅在每一直立導熱桿23上進一步套設有多數散熱鰭片231，以再增加散熱面積；甚至還可進一步增設多數散熱件，散熱件可為任何可散熱的結構體(圖中未示)，當然亦可為相同於前述鰭片模組22的另一鰭片模組22a，所有鰭片模組22a則連接於LED發光組件1的背面131，以更加提升散熱效果。

如第五、六圖所示的本發明第三實施例，其與第一實施例大致相同，僅讓散熱器2進一步包括一輔助散熱結構2c，輔助散熱結構2c包含一導熱件24和多數輔助直立導熱桿25。其中，導熱件24係可為一導熱板或一均溫板，且係連接於前述那些直立導熱桿23的下端與這些輔助直立導熱桿25的上端之間，這些輔助直立導熱桿25的下端則直立連接於LED發光組件1的背面131，從而達到更佳的散熱效果。詳細而言，每一直立導熱桿23與每一輔助直立導熱桿25係彼此相對連接，也就是：每一直立導熱桿23的下端係通過導熱件24而連接於每一輔助直立導熱桿25的上端。

如第七圖所示的本發明第四實施例，其與第一實施例大致相同，僅在原有的散熱結構2a上進一步增設至少一層另一散熱結構2b，且另一散熱結構2b還可相同於前述散熱結構2a。如圖，另一散熱結構2b之每一排導熱桿的這些直立導熱桿23的下端，係被散熱結構2a之每一水平導熱桿21的上平面所跨接，從而達到以層疊方式進一步提升散熱效率的功效。詳細而言，另一散熱結構2b之這些直立導熱桿23的下端，係通過散熱結構2a的那些水平導熱桿21，而連接於散熱結構2a之那些直立導熱桿23的上端。

藉此以讓散熱面積、散熱效果加倍提升，以適用於需要更高功率(例如2000~5000瓦，甚至5000瓦以上)的LED發光組件1。此外，當然還能將散熱器2再往上一層一層予以層疊加高(例如三層以上的散熱結構，惟圖中未示)，本發明並未限制。


綜上所述，本發明相較於先前技術係具有以下功效：本發明第一~四實施例中，藉由特殊的連接方式以及直立導熱桿23與水平導熱桿21的組合運用，以增加散熱面積，並能將散熱器2與LED發光組件1分離，以使熱不會累積在LED發光組件1上，達到大幅提升散熱效果的目的。此外則還能藉由如棋盤般縱橫交錯、連通的氣體通道223與鰭片通道225，以改善氣流無法進到散熱器特定位置(例如散熱器中央)的缺失。

此外，本發明係還具有其它功效：本發明第四實施例中，藉由進一步將散熱器2依散熱需求而往上一層一層予以層疊加高，使能提升散熱能力而更適用於現今功率需求愈來愈高的LED發光組件1。
以上所述者，僅為本發明之較佳可行實施例而已，非因此即侷限本發明之專利範圍，舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之等效結構變化，均理同包含於本發明之權利範圍內，合予陳明。
 
1‧‧‧LED發光組件
11‧‧‧電路板
12‧‧‧LED元件
13‧‧‧燈殼
131‧‧‧背面
2‧‧‧散熱器
2a‧‧‧散熱結構
21‧‧‧水平導熱桿
22‧‧‧鰭片模組
221‧‧‧鰭片
2221‧‧‧缺口
223‧‧‧氣體通道
23‧‧‧直立導熱桿

Claims (22)

  1. 一種散熱器，包括一散熱結構，該散熱結構包含：
    多數排導熱桿，每一排導熱桿包含多數支直立導熱桿；
    多數水平導熱桿，每一該水平導熱桿係具有多數平面且跨接於每一排導熱桿之該些直立導熱桿的一端；以及
    多數鰭片模組，連接於每一該水平導熱桿之該些平面中的任一平面。
  2. 如請求項1所述之散熱器，其中該些鰭片模組分別連接於每一該水平導熱桿之該些平面中的任二相對平面。
  3. 如請求項2所述之散熱器，其中每一該鰭片模組係包含彼此間隔設置的多數鰭片，每一該鰭片的相對二側邊各開設有一凹部，並在任四相鄰的該鰭片模組之間透過各該凹部而形成有一氣體通道。
  4. 如請求項3所述之散熱器，其中每一該鰭片之該凹部係為一缺口，每一該鰭片之相對二側邊與底邊之間即各形成有一該缺口，每一該水平導熱桿之該些平面係包含一上平面和一下平面，每一該鰭片模組皆以每一該鰭片的底邊連接於該水平導熱桿的上平面或下平面。
  5. 如請求項1所述之散熱器，其中每一該直立導熱桿係進一步套設有多數散熱鰭片。
  6. 如請求項1所述之散熱器，進一步包括一輔助散熱結構，該輔助散熱結構包含一導熱件和多數輔助直立導熱桿，該導熱件連接於該些直立導熱桿的另一端與該些輔助直立導熱桿的一端之間。
  7. 如請求項6所述之散熱器，其中該導熱件係為一導熱板或一均溫板。
  8. 如請求項6所述之散熱器，其中每一該直立導熱桿的該另一端係通過該導熱件而連接於每一該輔助直立導熱桿的該一端。
  9. 如請求項1所述之散熱器，進一步包括另一散熱結構，且每一該水平導熱桿之該些平面係包含一上平面和一下平面，該另一散熱結構之每一排導熱桿的該些直立導熱桿的另一端係被該散熱結構之每一該水平導熱桿的上平面所跨接。
  10. 一種LED照明裝置，包括：
    一LED發光組件；以及
    一散熱器，包含一散熱結構，該散熱結構包含：
    多數排導熱桿，每一排導熱桿包含多數支直立導熱桿；
    多數水平導熱桿，每一該水平導熱桿係具有多數平面且跨接於每一排導熱桿之該些直立導熱桿的一端，每一排導熱桿之該些直立導熱桿的另一端則直立連接於該LED發光組件的背面；以及
    多數鰭片模組，連接於每一該水平導熱桿之該些平面中的任一平面。
  11. 如請求項10所述之LED照明裝置，其中該些鰭片模組分別連接於每一該水平導熱桿之該些平面中的任二相對平面。
  12. 如請求項11所述之LED照明裝置，其中每一該鰭片模組係包含彼此間隔設置的多數鰭片，每一該鰭片的相對二側邊各開設有一凹部，並在任四相鄰的該鰭片模組之間透過各該凹部而形成有一氣體通道。
  13. 如請求項12所述之LED照明裝置，其中每一該鰭片之該凹部係為一缺口，每一該鰭片之相對二側邊與底邊之間即各形成有一該缺口，每一該水平導熱桿之該些平面係包含一上平面和一下平面，每一該鰭片模組皆以每一該鰭片的底邊連接於該水平導熱桿的上平面或下平面。
  14. 如請求項10所述之LED照明裝置，其中每一該直立導熱桿係進一步套設有多數散熱鰭片。
  15. 如請求項10所述之LED照明裝置，進一步包括一輔助散熱結構，該輔助散熱結構包含一導熱件和多數輔助直立導熱桿，該導熱件連接於該些直立導熱桿的另一端與該些輔助直立導熱桿的一端之間，該些輔助直立導熱桿的另一端則直立連接於該LED發光組件的背面。
  16. 如請求項15所述之LED照明裝置，其中該導熱件係為一導熱板或一均溫板。
  17. 如請求項15所述之LED照明裝置，其中每一該直立導熱桿的該另一端係通過該導熱件而連接於每一該輔助直立導熱桿的該一端。
  18. 如請求項10所述之LED照明裝置，進一步包括另一散熱結構，且每一該水平導熱桿之該些平面係包含一上平面和一下平面，該另一散熱結構之每一排導熱桿的該些直立導熱桿的另一端係被該散熱結構之每一該水平導熱桿的上平面所跨接。
  19. 如請求項18所述之LED照明裝置，其中該另一散熱結構之該些直立導熱桿的另一端係通過該散熱結構之該些水平導熱桿而連接於該散熱結構之該些直立導熱桿的一端。
  20. 如請求項10所述之LED照明裝置，其中該LED發光組件係包含有一電路板，該電路板電性連接有多數LED元件，每一排導熱桿之該些直立導熱桿的另一端係直接連接於該電路板的背面。
  21. 如請求項10所述之LED照明裝置，其中該LED發光組件係包含一燈殼以及電性連接有多數LED元件的一電路板，該電路板平貼於該燈殼的正面，每一排導熱桿之該些直立導熱桿的另一端係連接於該燈殼的背面。
  22. 如請求項10所述之LED照明裝置，其中該散熱器係進一步包含多數散熱件，每一該散熱件連接於該LED發光組件的背面。
TW102121633A 2013-06-18 2013-06-18 Led照明裝置及其散熱器(二) TWI516713B (zh)

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