專(zhuān)利名稱(chēng)：用于模塊化發(fā)光二極管照明配件的冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于模塊化發(fā)光二極管(LED)照明配件的冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng) 安裝在LED照明配件的上部，并且能夠更有效、迅速地冷卻來(lái)自L(fǎng)ED照明配件的熱。
背景技術(shù)：
稱(chēng)作白熾燈的照明裝置的發(fā)明對(duì)人類(lèi)有益，原因是它使人類(lèi)從黑暗中釋放出來(lái)， 并且因此使人類(lèi)能夠在夜晚工作。因而，使人類(lèi)文明更迅速發(fā)展。從那時(shí)起，人類(lèi)努力開(kāi)發(fā)可以發(fā)出更明亮的光而功耗低的照明裝置。結(jié)果，至今已 經(jīng)發(fā)明了許多照明裝置(諸如熒光燈、節(jié)能燈、鹵素?zé)舻鹊?并且已在我們的日常生活中使用。隨著在電流流動(dòng)時(shí)發(fā)光的發(fā)光二極管(LED)元件的最新進(jìn)展，人們已經(jīng)對(duì)將LED 元件的特征用于照明裝置顯示出興趣。LED元件以低功率發(fā)出高亮度光，并且具有長(zhǎng)的壽 命，因此被認(rèn)為是下一代的照明裝置。為此，LED元件被持續(xù)地積極研究，并且它們中的一 些已經(jīng)作為產(chǎn)品面市。這些照明裝置必須具有預(yù)定的亮度水平。因此，為了生產(chǎn)利用LED元件的單個(gè)LED 照明裝置，必須將由LED元件構(gòu)成的多個(gè)LED燈泡密集地布置在單個(gè)LED照明裝置上。同時(shí)，在將LED燈泡單獨(dú)地用作家用電器(諸如電視、電話(huà)等等)的顯示燈的情況 下，由每個(gè)LED燈泡所產(chǎn)生的熱是沒(méi)有問(wèn)題的。然而，在密集地布置了許多LED燈泡的LED 照明裝置的情況下，由每個(gè)LED燈泡所產(chǎn)生的熱會(huì)引起LED照明裝置的致命問(wèn)題。雖然LED照明裝置比現(xiàn)有的照明燈具有原本長(zhǎng)的多的壽命，但是由于由眾多LED 燈泡產(chǎn)生的大量的熱，所以L(fǎng)ED照明裝置會(huì)遭受頻繁的故障和短壽命的困擾。因而，LED照 明裝置除使用低功率的LED燈泡和少數(shù)量的LED燈泡外別無(wú)選擇。此外，由于LED照明裝 置相較于現(xiàn)有的燈(諸如白熾燈、汞燈或熒光燈)具有低得多的照度并且成本更高，所以很 難將LED照明裝置廣泛地用作照明裝置。為此，已經(jīng)試驗(yàn)了以下方法，即，將LED元件安裝至具有良好導(dǎo)熱性的金屬印刷電 路板(PCB)，將散熱器附接至金屬PCB，以及使熱消散到外部。然而，此方法仍難以實(shí)現(xiàn)具有 高輸出功率和亮度的LED照明裝置。因此，為了獲得具有高亮度和輸出功率的LED照明裝置，急需一種能夠更有效地 使產(chǎn)生的熱消散以迅速冷卻LED照明裝置的方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此，對(duì)于相關(guān)技術(shù)中出現(xiàn)的上述問(wèn)題，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了本發(fā)明，并且本發(fā)明的實(shí)施方 式提供一種用于模塊化發(fā)光二極管(LED)照明配件的冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)更有效地冷 卻所述LED照明配件，該冷卻系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)具有高輸出功率、高亮度以及高耐用性的所述 LED照明配件。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供有一種用于模塊化LED照明配件的冷卻系統(tǒng)，其中，所述冷卻系統(tǒng)安裝在具有多個(gè)LED燈泡的所述LED照明配件的上部。所述冷卻系統(tǒng)包括 散熱器；至少一個(gè)冷卻風(fēng)扇，所述至少一個(gè)冷卻風(fēng)扇定位于所述散熱器的上部，并且將從該 散熱器輻射的熱引導(dǎo)到外部以冷卻該散熱器；至少一個(gè)熱電偶，所述至少一個(gè)熱電偶設(shè)置 在所述散熱器的下部，并且具有熱吸收部和熱輻射部，所述熱吸收部在該至少一個(gè)熱電偶 的下部處并與所述LED照明配件接觸，所述熱輻射部在該至少一個(gè)熱電偶的上部處并與所 述散熱器接觸；以及至少一個(gè)溫度傳感器，所述至少一個(gè)溫度傳感器安裝在所述散熱器的 所述下部。根據(jù)由所述溫度傳感器測(cè)量的溫度是否達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度，所述冷卻風(fēng)扇被可控 地驅(qū)動(dòng)以冷卻所述LED照明配件。這里，所述冷卻系統(tǒng)還可以包括在所述熱電偶的下部的固定板。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述用于模塊化LED照明配件的冷卻系統(tǒng)可以更有效 地、迅速地冷卻所述LED照明配件，以實(shí)現(xiàn)具有高的輸出功率、亮度和耐用性的所述LED照 明配件。


結(jié)合附圖從以下詳述中將更清楚地理解本發(fā)明的上述和其他目的、特征以及優(yōu)
；^^，I .圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于發(fā)光二極管(LED)照明配件的冷卻系統(tǒng) 的立體圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的熱電偶的布置的立體圖；以及圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于LED照明配件的冷卻系統(tǒng)的分解圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將參照附圖更詳細(xì)地參考本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。在可能的情形下，在全部 附圖和說(shuō)明書(shū)中將使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指示相同或相似的部件。在下文中將避免對(duì)于會(huì) 不必要地干擾本發(fā)明主題的已知功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述。在下文中提及的術(shù)語(yǔ)是根據(jù)它們 在本發(fā)明中的功能而定義的術(shù)語(yǔ)，該術(shù)語(yǔ)可根據(jù)用戶(hù)或操作員的意圖或習(xí)慣而改變，使得 術(shù)語(yǔ)應(yīng)該基于本說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容而定義。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于發(fā)光二極管(LED)照明配件的冷卻系統(tǒng) 的立體圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的熱電偶的布置的立體圖；以及圖3是示出 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于LED照明配件的冷卻系統(tǒng)的分解圖。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于LED照明配件的冷卻系統(tǒng)中，LED照明配件可以 是、但不限于是模塊化LED照明配件，其包括多個(gè)金屬印刷電路板(PCB) 60和安裝在該金屬 PCB 60下面的多個(gè)LED燈泡70。每個(gè)金屬PCB 60均是由具有高導(dǎo)熱性的金屬(例如鋁材料)形成的板，以便容易 地使由LED燈泡70產(chǎn)生的熱消散。如圖3所示，一個(gè)LED燈泡70分配給一個(gè)小金屬PCB 60，并且具有LED燈泡70的 多個(gè)金屬PCB 60彼此連接?？商娲?，LED燈泡70可布置在寬的單個(gè)金屬PCB 60上。LED照明配件還裝備具有控制芯片的電路板，以便能夠控制該LED照明配件的操作。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的LED照明配件冷卻系統(tǒng)安裝在LED照明配件上方，并且 用來(lái)有效地冷卻該LED照明配件。為此，LED照明配件冷卻系統(tǒng)通常包括散熱器30、至少一 個(gè)冷卻風(fēng)扇20、至少一個(gè)熱電偶50以及至少一個(gè)溫度傳感器40。散熱器30定位于金屬PCB 60上方，并且用來(lái)吸收來(lái)自L(fǎng)ED燈泡70的熱，然后將 熱消散到空氣中。如圖1至3所示，散熱器30由具有高導(dǎo)熱性的金屬形成，并且可以具有 多個(gè)翅片，以便增加表面積和最終的散熱效果。冷卻風(fēng)扇20安裝在散熱器30上，并且用來(lái)向散熱器30輸送空氣，使得散熱器30 可以更迅速地使熱消散到空氣中?？梢园惭b一個(gè)或更多個(gè)冷卻風(fēng)扇20。冷卻風(fēng)扇20的數(shù) 量可以根據(jù)LED照明配件的尺寸和輸出功率來(lái)決定。覆蓋冷卻風(fēng)扇20的冷卻罩10進(jìn)一步安裝在散熱器上方，并且用來(lái)保護(hù)冷卻風(fēng)扇 20和防止冷卻風(fēng)扇20暴露于外部，以便能夠提供簡(jiǎn)單、漂亮的外觀(guān)。這里，為防止散熱器 30的冷卻效果被冷卻風(fēng)扇20降低，如圖1和2所示，冷卻罩10的下端與散熱器30以預(yù)定 距離間隔開(kāi)，使得由冷卻風(fēng)扇20輸送的空氣可以被平滑地排放到外部。熱電偶50具體地采用珀耳帖(Peltier)元件。珀耳帖元件設(shè)計(jì)成當(dāng)電流流動(dòng)時(shí) 在一側(cè)吸收熱并且在另一側(cè)散熱。珀耳帖元件的工作原理是已知的，因此將省略詳細(xì)描述。熱電偶50安裝在散熱器30和LED照明配件的金屬PCB 60之間，并且優(yōu)選地定位 成與散熱器30的下表面接觸。熱電偶50用來(lái)有效地迅速吸收來(lái)自L(fǎng)ED燈泡70的熱，并且 將吸收的熱傳遞到散熱器30。熱電偶50設(shè)置成使得與散熱器30接觸的熱電偶50的上部用作熱輻射部51，并 且與LED照明配件的金屬PCB 60接觸的熱電偶50的下部用作熱吸收部52。更具體地講， 熱電偶50的熱吸收部52從與LED照明配件的金屬PCB 60直接接觸的多個(gè)LED燈泡70吸 收熱，從而冷卻LED照明配件。相反，由熱電偶50的熱輻射部51產(chǎn)生的熱被傳遞到散熱器 30，然后向外部消散。這種熱通過(guò)冷卻風(fēng)扇20被更迅速地向外消散?？梢园惭b一個(gè)或更多個(gè)熱電偶50。熱電偶50的數(shù)量可以根據(jù)LED照明配件的尺 寸和輸出功率來(lái)決定。溫度傳感器40設(shè)置在散熱器30的下部，并且測(cè)量散熱器30或金屬PCB 60的溫 度。關(guān)于由溫度傳感器40測(cè)量的溫度的信息被發(fā)送至電路板的控制器(未示出)。電路 板的控制器根據(jù)溫度信息控制冷卻風(fēng)扇20的驅(qū)動(dòng)，以便防止LED照明配件上升超過(guò)預(yù)定溫 度。電路板的控制器控制冷卻風(fēng)扇20的開(kāi)/關(guān)。如必要的話(huà)，控制器可以控制冷卻風(fēng)扇20 的轉(zhuǎn)數(shù)/分鐘(rpm)。同時(shí)，熱電偶50設(shè)置成只要通電就被驅(qū)動(dòng)。如必要的話(huà)，電路板的控制器可以設(shè) 置成控制熱電偶50的驅(qū)動(dòng)。如此，使用溫度傳感器40和控制器、根據(jù)溫度控制電器件的開(kāi)/關(guān)的裝置稱(chēng)為溫 控器。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，由溫度傳感器和控制器組成的溫控器根據(jù)溫度控制冷卻風(fēng) 扇20和/或熱電偶50。同時(shí)，固定板80還可安裝在熱電偶50下方。詳細(xì)地，固定板80可以設(shè)置成使得， 固定板80的上表面與熱電偶50的熱吸收部52接觸，并且固定板80的下表面與金屬PCB 60的上表面接觸。當(dāng)金屬PCB 60較薄時(shí)，鄰近LED燈泡70的部分和遠(yuǎn)離LED燈泡70的部分之間的溫度的差異有些大，因此熱在金屬PCB 60上不是均勻分布的，使得熱不能迅速地被輻射。 在這種情況下，固定板80可以另外地安裝在金屬PCB 60的上表面上，以便與熱電偶50接 觸。固定板80也由具有高導(dǎo)熱性的鋁形成，但不限于此。現(xiàn)有的僅由散熱器構(gòu)成的空氣冷卻系統(tǒng)或現(xiàn)有的油冷卻系統(tǒng)都未能有效地控制 由LED照明配件產(chǎn)生的熱，因此散熱器的溫度會(huì)上升到50°C或更高。結(jié)果，現(xiàn)有的冷卻系統(tǒng) 縮短了 LED照明配件的壽命，因此LED照明配件未能達(dá)到高的輸出功率和亮度。然而，在根 據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的LED照明配件冷卻系統(tǒng)的情況下，散熱器30維持在大約35°C的溫 度，使得LED燈泡的壽命提高到最多80，000小時(shí)，因此大大提高了 LED燈泡的耐用性。因 此，具有高輸出功率的LED燈泡用于小尺寸的LED照明配件，使得可以獲得具有高亮度的 LED照明配件。此外，可以容易地制造具有許多高輸出功率的LED燈泡的LED照明配件。因 此，LED照明配件可制造成具有較高輸出功率、亮度以及耐用性，用于家用或商業(yè)用途以及 公共事業(yè)，例如用作路燈。雖然已為說(shuō)明的目的而描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，在不脫離如隨附的權(quán)利要求所公開(kāi)的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以有各種 變型、增加以及替代。
權(quán)利要求
1.一種用于模塊化發(fā)光二極管(LED)照明配件的冷卻系統(tǒng)，其中所述冷卻系統(tǒng)安裝在 具有多個(gè)LED燈泡的所述LED照明配件的上部，所述冷卻系統(tǒng)包括散熱器；至少一個(gè)冷卻風(fēng)扇，所述至少一個(gè)冷卻風(fēng)扇位于所述散熱器的上部處，并且將從所述 散熱器輻射的熱引導(dǎo)到外部以冷卻所述散熱器；至少一個(gè)熱電偶，所述至少一個(gè)熱電偶設(shè)置在所述散熱器的下部，并且具有在所述至 少一個(gè)熱電偶的下部的熱吸收部和在所述至少一個(gè)熱電偶的上部的熱輻射部，所述熱吸收 部與所述LED照明配件接觸，并且所述熱輻射部與所述散熱器接觸；以及至少一個(gè)溫度傳感器，所述至少一個(gè)溫度傳感器安裝在所述散熱器的所述下部， 其中，根據(jù)由所述溫度傳感器測(cè)量的溫度是否達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度，所述冷卻風(fēng)扇被可控 地驅(qū)動(dòng)以冷卻所述LED照明配件。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)還包括在所述熱電偶的所述下部的固定板。
全文摘要
一種用于模塊化發(fā)光二極管(LED)照明配件的冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)包括散熱器；至少一個(gè)冷卻風(fēng)扇，所述至少一個(gè)冷卻風(fēng)扇位于所述散熱器的上部處，并且將從該散熱器輻射的熱引導(dǎo)到外部以冷卻該散熱器；至少一個(gè)熱電偶，所述至少一個(gè)熱電偶設(shè)置在所述散熱器的下部，并且具有熱吸收部和熱輻射部，所述熱吸收部在該至少一個(gè)熱電偶的下部處并與所述LED照明配件接觸，所述熱輻射部在該至少一個(gè)熱電偶的上部處并與所述散熱器接觸；以及至少一個(gè)溫度傳感器，所述至少一個(gè)溫度傳感器安裝在所述散熱器的所述下部。根據(jù)由所述溫度傳感器測(cè)量的溫度是否達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度，所述冷卻風(fēng)扇被可控地驅(qū)動(dòng)以冷卻所述LED照明配件。
文檔編號(hào)F21V29/02GK101995009SQ201010126130
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者裴炳巖 申請(qǐng)人:株式會(huì)社榮動(dòng)Tech