用于led燈具的冷卻模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明裝置，其中多個光源布置在散熱器上，并且適于在大致上同一方向上發(fā)光。
[0002]發(fā)明背景
[0003]為了產(chǎn)生與音樂會、現(xiàn)場表演、電視節(jié)目、體育賽事有關(guān)的各種光效和氣氛燈光照明，或使其作為建筑安裝設(shè)施的一部分，產(chǎn)生各種效果的燈具在娛樂業(yè)中得到越來越多地使用。通常，娛樂燈具產(chǎn)生具有光束寬度和發(fā)散度的光束，并且可以是例如產(chǎn)生具有均勻光分布的相對寬的光束的柔光/泛光燈具，或者它可為適于將圖像投影到目標(biāo)表面上的輪廓燈具(profile fixture)。
[0004]發(fā)光二極管(LED)由于其相對高的效率和/或低的能量消耗、長的壽命以及電子調(diào)光的能力而在燈光照明應(yīng)用中得到越來越多地使用。LED在燈光照明應(yīng)用中用于全面照明，如照射廣闊區(qū)域的柔光/泛光燈；或者用于產(chǎn)生寬的光束，例如，用于娛樂業(yè)和/或建筑安裝設(shè)施。例如像在如由申請人馬田專業(yè)公司(Martin Profess1nal)提供的MAC101?、MAC 301?、MAC 401?、MAC Aura?、MAC Quantum? Wash、Stagebar2?、Easypix?.Extube?、Tripix?、Exter1r 400?系列產(chǎn)品中的情況。另外，LED也被整合到產(chǎn)生圖像并且朝向目標(biāo)表面投影圖像的投影系統(tǒng)中。例如像在由申請人馬田專業(yè)公司提供的產(chǎn)品MAC350Entrour?中的情況。
[0005]LED的壽命和性能取決于LED的操作溫度，并且壽命和性能兩者都隨操作溫度的增加而劇烈下降。在冷卻LED時，挑戰(zhàn)之一是以下事實:LED相對于周圍環(huán)境的溫度的臨界溫度是相對小的(40-70度)，并且使用相克空氣(ambivalent air)的冷卻效果因此不是很高。另外，當(dāng)提供其中光通過具有成像對象的光閘來聚焦的投影LED裝置時，LED被布置成一起非常靠近，并且因此在小區(qū)域中產(chǎn)生大量的熱。一些現(xiàn)有技術(shù)冷卻系統(tǒng)已被嘗試用于解決這個問題，然而，當(dāng)將顯著量(+20個)的LED以陣列形式布置成一起靠近時，已發(fā)現(xiàn)這些冷卻系統(tǒng)中的沒有一種冷卻系統(tǒng)是足夠好的。
[0006]W010069327A1公開一種搖頭燈具，所述搖頭燈具包括產(chǎn)生光的頭部，所述頭部被承載于軛架中，所述頭部相對所述軛架是可旋轉(zhuǎn)的，而所述軛架相對底座是可旋轉(zhuǎn)的，所述頭部包括用于LED控制的電子電路，其中所述搖頭包括:第一冷卻板，所述第一冷卻板包括多個LED ;第二冷卻板，所述第二冷卻板包括用于LED控制的所述至少一個電子電路；以及氣流通路，所述氣流通路從所述搖頭的至少一個末端延伸穿過至少所述第一冷卻板和/或第二冷卻板，并且處于所述第一冷卻板與所述第二冷卻板之間。根據(jù)W020069327的冷卻模塊的長度是相對大的，因為用于LED控制的電子電路布置在LED后方一定距離處，以便在兩者之間提供流動通道。在與其中光通過光閘來耦合的投影裝置結(jié)合時，這并不是所需的，因為為了提供良好的光學(xué)系統(tǒng)，這類裝置的光學(xué)系統(tǒng)是長的。搖頭燈具中頭部的長度是由于物理限制/規(guī)范而受到限制，并且由此希望提供較短的冷卻模塊。
[0007]W011076219A1公開一種照明裝置，其包括多個光源和多個光收集構(gòu)件，其中所述光收集構(gòu)件收集由第一光源產(chǎn)生的光，并將所述光轉(zhuǎn)換成主要沿著主光軸傳播的源光束。所述光源模塊包括冷卻模塊，所述冷卻模塊包括相對于彼此成角的多個互連的平面安裝表面，并且其中所述光源布置在所述平面安裝表面上。所述冷卻模塊包括第一側(cè)面，所述第一側(cè)面包括所述安裝表面；以及第二側(cè)面，所述第二側(cè)面包括界定多個徑向空氣通道的多個冷卻翅片。根據(jù)W011076219的冷卻模塊的長度是相對，因為風(fēng)扇必須布置在冷卻模塊的中心部分處。另外，這種冷卻模塊難以提供在包括大量(+20個)LED的燈具中，因為必須隨之提供單獨的安裝表面。
[0008]W012167798A1公開一種照明裝置，其中多個光源布置在散熱器上，并且適于在大致上同一方向上發(fā)光。所述散熱器包括第一冷卻板和第二冷卻板，并且所述光源的第一部分布置在所述第一冷卻板上，并且所述光源的第二部分布置在所述第二冷卻板上。所述第一冷卻板和第二冷卻板進(jìn)一步分開一定距離，并且在兩者之間界定流動通道。所述流動通道允許冷卻液在所述第一冷卻板與所述第二冷卻板之間流動，借以所述光源可由所述冷卻液來冷卻。所述散熱器進(jìn)一步包括多個光通路，所述光通路允許光從所述第二冷卻板朝向所述第一冷卻板傳播并且穿過所述第一冷卻板。W012167798A1還涉及使在大致上同一方向上發(fā)光的光源冷卻的方法。根據(jù)W012167798A1的冷卻模塊的長度是相對大的，因為LED布置在兩個獨立PCB處，兩者之間提供有冷卻通道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目標(biāo)是通過提供薄的和緊湊的冷卻模塊來解決與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的上述限制，所述冷卻模塊可有效地冷卻大量LED。這是由冷卻模塊來實現(xiàn)，如獨立權(quán)利要求中所述，所述冷卻模塊包括散熱器，所述散熱器上安裝有LED。從屬權(quán)利要求描述本發(fā)明的可能實施方案。在發(fā)明詳述中描述本發(fā)明的優(yōu)點和益處。
【附圖說明】
[0010]圖1a-1c例示根據(jù)本發(fā)明的冷卻模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0011]圖2例示包括根據(jù)本發(fā)明的冷卻模塊的燈具的結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖3例示包括根據(jù)本發(fā)明的冷卻模塊的搖頭燈具的結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖4a_4e例示根據(jù)本發(fā)明的冷卻模塊的不同視圖。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明是鑒于僅意圖說明本發(fā)明的原理的示例性實施方案來描述。技術(shù)人員能夠提供在權(quán)利要求的范圍內(nèi)的數(shù)個實施方案。在所說明的實施方案中，所說明的光束和光學(xué)構(gòu)件僅僅用來說明本發(fā)明的原理，而不是說明準(zhǔn)確和精確的光束和光學(xué)裝置。
[0015]圖1a-1c例示根據(jù)本發(fā)明的冷卻模塊101的結(jié)構(gòu)圖，其中圖1a例示俯視圖(從LED側(cè)所見)；圖1b例示前視圖并且圖1c例示穿過圖1b中線A-A的橫截面視圖。
[0016]冷卻模塊包括產(chǎn)生光的多個LED 103(示為黑色四角形)。應(yīng)理解，LED可為任何類型的被配置來產(chǎn)生光的LED，并且可例如為單管芯LED，或稱為4合I (RGBW)或3合I (RGB)LED的多管芯LED。另外，LED可為任何類型的發(fā)光二極管，包括但不限于固態(tài)LED (發(fā)光二極管，OLED (有機(jī)發(fā)光二極管)、PLED (聚合物發(fā)光二極管)和/或基于磷光體的LED。在所示的實施方案中，LED布置成矩形陣列；然而，應(yīng)理解，LED可布置成具有任何形狀的陣列，并且陣列的形狀可基于對燈具的光學(xué)要求來設(shè)計。
[0017]冷卻模塊101包括具有LED側(cè)107和冷卻側(cè)109的散熱器105，其中LED 103布置在散熱器的LED側(cè)107(在所示的實施方案中時頂部側(cè))上。散熱器包括布置在冷卻側(cè)109的第一流動通道111，和布置在冷卻側(cè)109的第二流動通道113。第一流動通道111和第二流動通道113布置成在冷卻側(cè)彼此相鄰。冷卻模塊包括第一鼓風(fēng)機(jī)115和第二鼓風(fēng)機(jī)117。第一鼓風(fēng)機(jī)115被配置來在第一流動方向119上吹送冷卻空氣穿過第一流動通道111，并且第二鼓風(fēng)機(jī)117適于在第二流動方向121上吹送冷卻空氣穿過所述第二流動通道113，其中第一流動方向和第二流動方向是彼此相對的。
[0018]所示的冷卻模塊在縱向(從頂部到底部)上非常緊湊，因為鼓風(fēng)機(jī)并不占據(jù)LED后方的過多空間。另外，提供了非常高效的冷卻效果，因為鼓風(fēng)機(jī)吹送冷卻空氣直接穿過流動通道，在所述流動通道中，來自LED的熱將消散。提供流動通道確保了冷卻空氣保持與散熱器的冷卻側(cè)的接觸，借以除去更多的熱。提供其中冷卻空氣在相對方向上流動的兩個冷卻通道確保了 LED都被相等地冷卻，因為LED陣列的兩側(cè)是由最冷的冷卻空氣來冷卻。另夕卜，通過提供兩個相鄰的線性流動通道確保了冷卻空氣的快速流動，因為流動的冷卻空氣可更為平滑地流動穿過線性流動通道。另外，提供兩個流動通道使得可能提供一個高度，因為至少一個鼓風(fēng)機(jī)可被提供用于每一個流動通道，從而可因此提供更大的空氣吹送動力。因此，可除去更多的熱。
[0019]另外，在所示的實施方案中，第一鼓風(fēng)機(jī)115被配置來將空氣從散熱器的LED側(cè)107吹入第一冷卻通道中，如由箭頭123所示；并且穿過所述第一冷卻通道，如由箭頭119所示。此后，冷卻空氣在散熱器的冷卻側(cè)處被導(dǎo)出第一流動通道，