TWM512670U - 高功率led散熱裝置 - Google Patents

Description

高功率LED散熱裝置

本創作是有關一種LED散熱裝置，尤指一種提升散熱效率的高功率LED散熱裝置。

由於高功率LED(High Power LED)是一種高效能且輕巧的新式燈源，除了具有LED節能環保、壽命長且穩定的特性之外，還擁有相當於一般傳統燈源的亮度，甚至在效率上更是遠遠超越既有白熾燈以及鹵素燈泡，更逼近高壓鈉燈(High Pressure Sodium-lamp, HPS)的效率，目前已廣泛地應用在路燈、工廠、大賣場、室內外或體育場館中。

為了達到高功率LED所需要的高可靠度以及相關性能要求，大部分廠商皆會使用可靠度較佳的高功率LED晶片。換言之，在高功率LED晶片的使用中，對熱量的管理是非常重要的課題。因此高功率的發光二極體LED燈會產生大量的熱能，必須藉由散熱設計延長LED燈具的使用壽命。

一般習知的技術，可採用主動式或被動式兩種散熱系統來解決散熱問題，其中主動式散熱系統較為複雜，通常使用風扇來強制散熱，但缺點在於有運轉噪音及其使用壽命的問題。一旦風扇故障，LED燈具可能很快地就會燒壞，另外也必須考慮氣體散熱路徑的問題。被動式散熱系統的特點在於使用被動式的散熱鰭片為主軸，透過設計、熱傳導佳的金屬材料做為散熱器迅速地將熱排出。不過由於金屬散熱器與LED燈具之間的安裝與結合技術皆會影響散熱效率，常見的問題是散熱器已裝了但並無法有效地散熱，最後導致LED燈具依然損壞。

有鑑於此，如何針對習知高功率LED燈具的缺點改善散熱問題，也是相關業者須努力研發突破之目標及方向，是本創作人所亟欲研究改善之方向所在。

本創作目的之一，在於提供一種整合主動式與被動式的散熱系統，以提升散熱效率的高功率LED散熱裝置。

本創作另一目的，在於提供一種利用金屬散熱風扇本身材質及其產生的冷卻氣流，以加速散熱效率的高功率LED散熱裝置。

為達上述目的，本創作提供一種高功率LED散熱裝置，包括一金屬基座、一金屬風扇模組及一LED模組。金屬基座具有一定子座及一中心孔，定子座設置於中心孔周緣。金屬風扇模組套置於金屬基座內。金屬風扇模組包含複數散熱風扇、連接各散熱風扇的一輪筒以及設置於輪筒並定位於中心孔的一旋轉樞軸，其中輪筒還具有相對定子座設置的一轉子。LED模組設置於輪筒的外側面，LED模組能夠相對金屬風扇模組旋轉或一併旋轉，其中LED模組更連接一供電單元。

較佳地，輪筒的外側面還形成一凹槽，該LED模組則具有設置於該凹槽內的一LED座體及位於該LED座體的一軸承，該軸承跟隨該輪筒相對該LED座體轉動。

較佳地，LED模組還包含一LED燈及連接該LED燈的一電路層，其中該電路層設置於該LED座體上。

較佳地，供電單元一端連接該電路層，另一端電性連接一外部電源，該供電單元為一導電片、一導線或一軟性電路板。

較佳地，LED模組還包含一LED燈及連接該LED燈的一電路層，該電路層表面還設置有至少一導電墊。

有關本創作之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

如圖1及圖2所示，本創作提供一種高功率LED散熱裝置，包括一金屬基座110、一金屬風扇模組200及一LED模組140。在此所述的金屬基座110與金屬風扇模組200材質可為銅、鋁或其合金或是其他導熱係數佳的金屬或其合金，並不限定。

金屬基座110具有一定子座120、一中心孔130及一定位柱132，其中定位柱132直立地從中心孔130延伸，定子座120設置於中心孔130周緣。如圖2所示，定子座120較佳是設置於定位柱132內壁。金屬風扇模組200套置於金屬基座110內。金屬風扇模組200包含複數散熱風扇210、連接各散熱風扇210的一輪筒220以及設置於輪筒220並定位於中心孔130的一旋轉樞軸230，其中輪筒220還具有相對定子座120設置的一轉子250。在本實施例中，旋轉樞軸230較佳是穿設於中心孔130內並定位於定位柱132上。

LED模組140設置於輪筒220的外側面，LED模組140能夠相對金屬風扇模組200旋轉，其中LED模組140更連接一供電單元150。在如圖2所示的實施例中，輪筒220的外側面還形成一凹槽240，LED模組140則具有設置於凹槽240內的一LED座體160及位於LED座體160的一軸承170，其中軸承170能夠跟隨輪筒220相對LED座體160轉動。換言之，LED座體160與金屬基座110均定位不動，金屬風扇模組200帶動軸承170相對於LED座體160旋轉。

在此所述的LED座體160與軸承170材質較佳亦為導熱係數較高的材質，例如銅、鋁或其合金，或是其他適合的材質，並不限制。

LED模組140還包含一LED燈180及連接LED燈180的一電路層190，其中電路層190設置於LED座體160上。此外，供電單元150一端連接電路層190，另一端電性連接一外部電源(圖略)，例如市電等。在本實施例中所述的供電單元150較佳包含但不限為一導電片、一導線或一軟性電路板。由於LED模組140相對金屬風扇模組200固定不動，因此供電單元150一端可以直接焊固於電路層190或電路層190的導電墊192上，另一端可以透過金屬基座110邊框，連接導線(圖略)，以與外部電源(圖未示)電性連接。

然而如圖3所示的實施例中，供電單元150一端可與電路層190連接，另一端則可穿過LED座體160、輪筒220及旋轉樞軸230而與外部電源(圖未示)電性連接，以提供LED模組140電源。LED模組140與外部電源(圖略)連接方式，並不限制，視需要而改變。

以矽銅片或其他適合材質製成磁鐵的轉子250與以感應線圈製成的定子座120產生相互作用(電磁感應)時，金屬風扇模組200旋轉並產生冷卻氣流，加上利用金屬風扇模組200本身材質易於導熱的特性，可以加速LED模組140散熱的效率。因此能夠加速將高功率LED模組140產生的高溫排出，以提高LED模組140發光效率及其壽命。

如圖4及圖5所示，為本創作第二具體實施例的上視及剖視圖。本實施例與前述實施例主要不同處在於，LED模組140可與金屬風扇模組200一併旋轉。為了使LED模組140順利旋轉，電路層190表面還設置有形成環狀的至少一導電墊192，使供電單元150一端彈性地抵觸至少一導電墊192上，另一端則透過金屬基座110的邊框與一外部電源(圖略)電性連接，如圖5所示。在本實施例中，供電單元150一端彎折有一彈性部152，以與至少一導電墊192抵觸。

然而如圖6所示，供電單元150一端可與電路層190的內表面連接，沿輪筒220外側面再拉伸至與外部電源(圖未示)電性連接，以提供LED模組140電源。LED模組140與外部電源(圖略)連接方式並不限制，可視需要而改變。上述所述的供電單元150可為一導電片、一導線或一軟性電路板，視需要而改變。

如圖7所示，為本創作另一種供應LED模組電力的實施例剖視圖。在本實施例中，更包含設置於輪筒220內並與供電單元150相對應設置的一發射線圈電路260，發射線圈電路260供發射一電磁訊號(圖略)至供電單元140，以提供LED模組140電力。換言之，供電單元150設置於電路層190與輪筒220之間，且供電單元140較佳為一無線充電線圈。因此，本創作透過發射線圈電路260，以無線發射電磁訊號給無線充電線圈的供電單元150。發射線圈電路260與無線充電線圈可無線感應耦合，外部電源/電力(圖略)電性連接發射線圈電路260，再無線發射電磁訊號至無線充電線圈端，以提供LED模組140電力。

在本實施例中，並不限制外部電源端與無線充電線圈/電路的運作態樣。在此須說明的是，固定旋轉樞軸230還包含至少一插銷232。本創作整合金屬風扇模組200(主動式)與其材質(被動式)的散熱系統，以提升LED模組140的散熱效率。此外，藉由上述散熱裝置，有效地排出LED模組140所產生的高溫，並提高LED模組140的發光效率及其使用壽命。

綜上所述，本文於此所揭示的實施例應被視為用以說明本創作，而非用以限制本創作。本創作的範圍應由後附申請專利範圍所界定，並涵蓋其合法均等物，並不限於先前的描述。

100‧‧‧LED散熱裝置

110‧‧‧金屬基座

120‧‧‧定子座

130‧‧‧中心孔

132‧‧‧定位柱

140‧‧‧LED模組

150‧‧‧供電單元

152‧‧‧彈性部

160‧‧‧LED座體

170‧‧‧軸承

180‧‧‧LED燈

190‧‧‧電路層

192‧‧‧導電墊

200‧‧‧金屬風扇模組

210‧‧‧散熱風扇

220‧‧‧輪筒

230‧‧‧旋轉樞軸

232‧‧‧插銷

240‧‧‧凹槽

250‧‧‧轉子

260‧‧‧發射線圈電路

圖1為繪示本創作第一具體實施例的上視圖。

圖2為繪示本創作第一具體實施例的剖視圖。

圖3為繪示本創作第一具體實施例的另一剖視圖。

圖4為繪示本創作第二具體實施例的上視圖。

圖5為繪示本創作第二具體實施例的剖視圖。

圖6為繪示本創作第二具體實施例的另一剖視圖。

圖7為繪示本創作第二具體實施例的又一剖視圖。

100‧‧‧LED散熱裝置

110‧‧‧金屬基座

120‧‧‧定子座

130‧‧‧中心孔

132‧‧‧定位柱

140‧‧‧LED模組

150‧‧‧供電單元

152‧‧‧彈性部

160‧‧‧LED座體

170‧‧‧軸承

180‧‧‧LED燈

190‧‧‧電路層

192‧‧‧導電墊

200‧‧‧金屬風扇模組

210‧‧‧散熱風扇

220‧‧‧輪筒

230‧‧‧旋轉樞軸

232‧‧‧插銷

240‧‧‧凹槽

250‧‧‧轉子

Claims (10)

1. 一種高功率LED散熱裝置，包括: 一金屬基座，具有一定子座及一中心孔，該定子座設置於該中心孔周緣； 一金屬風扇模組，套置於該金屬基座內，該金屬風扇模組包含複數散熱風扇、連接各該散熱風扇的一輪筒以及設置於該輪筒並定位於該中心孔的一旋轉樞軸，其中該輪筒還具有相對該定子座設置的一轉子；以及 一LED模組，設置於該輪筒的外側面，該LED模組能夠相對該風扇模組旋轉或一併旋轉，其中該LED模組更連接一供電單元。
2. 如請求項1所述的高功率LED散熱裝置，其中該輪筒的外側面還形成一凹槽，該LED模組則具有設置於該凹槽內的一LED座體及位於該LED座體的一軸承，該軸承跟隨該輪筒相對該LED座體轉動。
3. 如請求項2所述的高功率LED散熱裝置，其中該LED模組還包含一LED燈及連接該LED燈的一電路層，其中該電路層設置於該LED座體上。
4. 如請求項3所述的高功率LED散熱裝置，其中該供電單元一端連接該電路層，另一端電性連接一外部電源，該供電單元為一導電片、一導線或一軟性電路板。
5. 如請求項1所述的高功率LED散熱裝置，其中該LED模組還包含一LED燈及連接該LED燈的一電路層，該電路層表面還設置有至少一導電墊。
6. 如請求項5所述的高功率LED散熱裝置，其中該供電單元一端彈性地抵觸該至少一導電墊，另一端透過該金屬基座的邊框與一外部電源電性連接。
7. 如請求項6所述的高功率LED散熱裝置，其中該供電單元還具有供與該至少一導電墊抵觸的一彈性部，該供電單元為一導電片、一導線或一軟性電路板。
8. 如請求項5所述的高功率LED散熱裝置，更包含設置於該輪筒內並與該供電單元相對應設置的一發射線圈電路，該發射線圈電路供發射一電磁訊號至該供電單元，以提供該LED模組電力。
9. 如請求項8所述的高功率LED散熱裝置，其中該供電單元設置於該電路層與該輪筒之間，該供電單元為一無線充電線圈。
10. 如請求項1所述的高功率LED散熱裝置，更包含定位該旋轉樞軸的一定位柱及固定該旋轉樞軸的至少一插銷。