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LED照明灯具散热的技术改善


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        LED照明灯具散热是基于诸如发光二极管(LED)之类的半导体光源的光照,提供了传统荧光灯、HID和白炽灯的可行替换方案。LED的功能优点和益处包括高能量转换和光学效率、耐久性、较低的操作成本和很多其他功能优点和益处。LED技术的最近进展已经提供了使能许多应用中的多种照明效果的高效且鲁棒的全光谱照明源。体现这些源的一些灯具以照明模块为特征,照明模块包括能够产生不同颜色(例如红、绿和蓝)的一个或多个LED以及用于独立控制LED的输出以生成多种颜色和颜色变化照明效果的处理器。

       一般地,LED照明灯具操作以将电能转化成光能。虽然光束是冷的,但是灯具本身产生热作为来自能量转换的副产品。当被产生且维持持续时间段时,过量的热可损坏LED系统的温度敏感组件。为解决该问题,散热器被用作灯具外壳的一部分以从这些敏感组件汲取走热。

        在典型的散热器设计中,诸如例如铝之类的导热材料被浇铸或形成成被设计成借助于例如传导、对流和辐射而将热从电子器件传递走至灯具外部的形状。为了最大化热传递,散热器设计旨在在准许充足空气流动的同时具有可能的最大量的表面区域。使能空气流动的在散热器上的区域可有助于自然对流且可提供用于强制空气行进的区域。例如,可产生强制对流的风可行经散热器的这些区域。这些设计旨在将电子器件的温度维持到可延长灯具寿命的充足水平。

       针对用于发光设备的创新散热器方法和装置。例如,典型的散热器设计的问题在于他们仅可在某些取向上有效操作。将照明灯具安装在其他取向上可导致被阻挡的流体流动,该流体流动通常将有助于热耗散。作为示例,垂直放置被设计成以水平散热片(fin)操作的散热器可产生对于空气行进的阻挡且可负面影响散热器性能。另一问题在于这些设计的散热器散热片可产生捕获水和碎屑的通道,尤其当它们被用于室外应用中时。这样的通道可通过减少散热器与周围空气或用于散热的其他合适流体相接触的表面区域而降低散热器性能。

        与这些散热器设计形成对照,本申请的示例性方面可减少灯具取向对热性能的影响和/或可减小通道内的水/碎屑淤积。因此,本文描述的示例性实施例可减轻与上面描述的散热器设计相关联的问题以改进散热器效力并由此增加照明器的寿命和可靠性。例如,依照一个特征,散热器的散热片可成角度并设计成准许在多个不同取向上相对不受阻碍的流体流动。此处,多组散热片可被分离以使得流体能够流经分离区域中的散热片以及流经多组散热片内形成的通道。这些快速淬火炉在分离区域可使得流体能够在与流体流经各组散热片中形成的通道的方向不同的方向上流动。因此,这些特征可减少由于当散热器被安装在各种不同取向上时的热过载所致的灯具故障的风险,由此向用户提供选择用于光灯具的期望取向的更多自由度。另外,散热器可包括倾斜和/或弯曲的表面,其准许水的排出和诸如例如灰尘和污物之类的碎屑的脱落。这些特征可避免水淤积,水淤积可负面影响热性能且可腐蚀金属和装饰涂层。

        用于发光设备的散热器包括形成在散热器的表面上的第一流体通道的第一组散热片和形成在散热器表面上的第二流体通道的第二组散热片。此处,第二组散热片邻近第一组散热片。第一组的散热片基本上平行并且第二组的散热片也基本上平行。进一步,在第一组的散热片与第二组的散热片之间的平均角度大于或等于15°且小于或等于165°。如上面指示的,该散热片配置可准许在多个不同取向上的相对不受阻碍的流体流动。进一步,与散热片组之间的通道的笔直耦合相比,使散热片成角度可增加给定流体流在其上流经由所述组形成的通道的散热器总表面区域,这进而可改进散热器的热耗散属性。

       依照一个实施例,第一组的散热片的最靠近第二组散热片的端点与第二组的最靠近第一组的端点相分离。散热片之间的该分离使得流体能够在与由平行散热片形成的流体通道的方向交叉或以其他方式不同的方向上沿着散热器行进。特别地,该分离可确保流体流动不受该方向上的散热片阻碍。因此,用户可在多个不同取向上安装和调整散热器灯具,所述取向使得散热器能够为发光设备提供充足的热耗散。在该实施例的一个版本中,第一组的散热片的端点被设置在第二组的散热片的端点之上。此处,多组散热片可形成跨越散热器表面的至少一部分的直接、不受阻碍的通道以准许相对大量的流体流动穿过散热器,这可改进散热器的热耗散功能。可选地,第一组的散热片的端点中的每个被设置在第二组的散热片的端点中的对应端点的正上方。该特征使得流体能够从一组散热片的通道无缝流动到其他组散热片的通道,而同时提供上面讨论的直接通道。可替换地,在该实施例的另一版本中,第一组的散热片的端点被设置在第二组的散热片的端点之下。该特征可使得流体能够在与由平行散热片形成的流体通道的方向交叉或以其他方式不同的大体方向上围绕散热片以迂回或曲折路径流动。该迂回或曲折路径准许流体在散热器的较大表面区域上流动,并且进而可改进散热器提供的热耗散。可选地,第一组的散热片的端点中的每个可被中心地设置在第二组中形成的第二流体通道中的对应通道中。附加地或可替换地,第二组的散热片的端点中的每个可被中心地设置在第一组中形成的第一流体通道中的对应通道中。这些特征使得流体能够稳定和一致地围绕散热片流动以提供跨越散热器表面的至少一部分的更均匀的热耗散。


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