LED照明燈具散熱的技術(shù)改善

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LED照明燈具散熱是基于諸如發(fā)光二極管（LED）之類(lèi)的半導(dǎo)體光源的光照，提供了傳統(tǒng)熒光燈、HID和白熾燈的可行替換方案。LED的功能優(yōu)點(diǎn)和益處包括高能量轉(zhuǎn)換和光學(xué)效率、耐久性、較低的操作成本和很多其他功能優(yōu)點(diǎn)和益處。LED技術(shù)的最近進(jìn)展已經(jīng)提供了使能許多應(yīng)用中的多種照明效果的高效且魯棒的全光譜照明源。體現(xiàn)這些源的一些燈具以照明模塊為特征，照明模塊包括能夠產(chǎn)生不同顏色（例如紅、綠和藍(lán)）的一個(gè)或多個(gè)LED以及用于獨(dú)立控制LED的輸出以生成多種顏色和顏色變化照明效果的處理器。

一般地，LED照明燈具操作以將電能轉(zhuǎn)化成光能。雖然光束是冷的，但是燈具本身產(chǎn)生熱作為來(lái)自能量轉(zhuǎn)換的副產(chǎn)品。當(dāng)被產(chǎn)生且維持持續(xù)時(shí)間段時(shí)，過(guò)量的熱可損壞LED系統(tǒng)的溫度敏感組件。為解決該問(wèn)題，散熱器被用作燈具外殼的一部分以從這些敏感組件汲取走熱。

在典型的散熱器設(shè)計(jì)中，諸如例如鋁之類(lèi)的導(dǎo)熱材料被澆鑄或形成成被設(shè)計(jì)成借助于例如傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射而將熱從電子器件傳遞走至燈具外部的形狀。為了最大化熱傳遞，散熱器設(shè)計(jì)旨在在準(zhǔn)許充足空氣流動(dòng)的同時(shí)具有可能的最大量的表面區(qū)域。使能空氣流動(dòng)的在散熱器上的區(qū)域可有助于自然對(duì)流且可提供用于強(qiáng)制空氣行進(jìn)的區(qū)域。例如，可產(chǎn)生強(qiáng)制對(duì)流的風(fēng)可行經(jīng)散熱器的這些區(qū)域。這些設(shè)計(jì)旨在將電子器件的溫度維持到可延長(zhǎng)燈具壽命的充足水平。

針對(duì)用于發(fā)光設(shè)備的創(chuàng)新散熱器方法和裝置。例如，典型的散熱器設(shè)計(jì)的問(wèn)題在于他們僅可在某些取向上有效操作。將照明燈具安裝在其他取向上可導(dǎo)致被阻擋的流體流動(dòng)，該流體流動(dòng)通常將有助于熱耗散。作為示例，垂直放置被設(shè)計(jì)成以水平散熱片（fin）操作的散熱器可產(chǎn)生對(duì)于空氣行進(jìn)的阻擋且可負(fù)面影響散熱器性能。另一問(wèn)題在于這些設(shè)計(jì)的散熱器散熱片可產(chǎn)生捕獲水和碎屑的通道，尤其當(dāng)它們被用于室外應(yīng)用中時(shí)。這樣的通道可通過(guò)減少散熱器與周?chē)諝饣蛴糜谏岬钠渌线m流體相接觸的表面區(qū)域而降低散熱器性能。

與這些散熱器設(shè)計(jì)形成對(duì)照，本申請(qǐng)的示例性方面可減少燈具取向?qū)嵝阅艿挠绊懞?或可減小通道內(nèi)的水/碎屑淤積。因此，本文描述的示例性實(shí)施例可減輕與上面描述的散熱器設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題以改進(jìn)散熱器效力并由此增加照明器的壽命和可靠性。例如，依照一個(gè)特征，散熱器的散熱片可成角度并設(shè)計(jì)成準(zhǔn)許在多個(gè)不同取向上相對(duì)不受阻礙的流體流動(dòng)。此處，多組散熱片可被分離以使得流體能夠流經(jīng)分離區(qū)域中的散熱片以及流經(jīng)多組散熱片內(nèi)形成的通道。這些快速淬火爐在分離區(qū)域可使得流體能夠在與流體流經(jīng)各組散熱片中形成的通道的方向不同的方向上流動(dòng)。因此，這些特征可減少由于當(dāng)散熱器被安裝在各種不同取向上時(shí)的熱過(guò)載所致的燈具故障的風(fēng)險(xiǎn)，由此向用戶提供選擇用于光燈具的期望取向的更多自由度。另外，散熱器可包括傾斜和/或彎曲的表面，其準(zhǔn)許水的排出和諸如例如灰塵和污物之類(lèi)的碎屑的脫落。這些特征可避免水淤積，水淤積可負(fù)面影響熱性能且可腐蝕金屬和裝飾涂層。

用于發(fā)光設(shè)備的散熱器包括形成在散熱器的表面上的第一流體通道的第一組散熱片和形成在散熱器表面上的第二流體通道的第二組散熱片。此處，第二組散熱片鄰近第一組散熱片。第一組的散熱片基本上平行并且第二組的散熱片也基本上平行。進(jìn)一步，在第一組的散熱片與第二組的散熱片之間的平均角度大于或等于15°且小于或等于165°。如上面指示的，該散熱片配置可準(zhǔn)許在多個(gè)不同取向上的相對(duì)不受阻礙的流體流動(dòng)。進(jìn)一步，與散熱片組之間的通道的筆直耦合相比，使散熱片成角度可增加給定流體流在其上流經(jīng)由所述組形成的通道的散熱器總表面區(qū)域，這進(jìn)而可改進(jìn)散熱器的熱耗散屬性。

依照一個(gè)實(shí)施例，第一組的散熱片的最靠近第二組散熱片的端點(diǎn)與第二組的最靠近第一組的端點(diǎn)相分離。散熱片之間的該分離使得流體能夠在與由平行散熱片形成的流體通道的方向交叉或以其他方式不同的方向上沿著散熱器行進(jìn)。特別地，該分離可確保流體流動(dòng)不受該方向上的散熱片阻礙。因此，用戶可在多個(gè)不同取向上安裝和調(diào)整散熱器燈具，所述取向使得散熱器能夠?yàn)榘l(fā)光設(shè)備提供充足的熱耗散。在該實(shí)施例的一個(gè)版本中，第一組的散熱片的端點(diǎn)被設(shè)置在第二組的散熱片的端點(diǎn)之上。此處，多組散熱片可形成跨越散熱器表面的至少一部分的直接、不受阻礙的通道以準(zhǔn)許相對(duì)大量的流體流動(dòng)穿過(guò)散熱器，這可改進(jìn)散熱器的熱耗散功能�？蛇x地，第一組的散熱片的端點(diǎn)中的每個(gè)被設(shè)置在第二組的散熱片的端點(diǎn)中的對(duì)應(yīng)端點(diǎn)的正上方。該特征使得流體能夠從一組散熱片的通道無(wú)縫流動(dòng)到其他組散熱片的通道，而同時(shí)提供上面討論的直接通道�？商鎿Q地，在該實(shí)施例的另一版本中，第一組的散熱片的端點(diǎn)被設(shè)置在第二組的散熱片的端點(diǎn)之下。該特征可使得流體能夠在與由平行散熱片形成的流體通道的方向交叉或以其他方式不同的大體方向上圍繞散熱片以迂回或曲折路徑流動(dòng)。該迂回或曲折路徑準(zhǔn)許流體在散熱器的較大表面區(qū)域上流動(dòng)，并且進(jìn)而可改進(jìn)散熱器提供的熱耗散�？蛇x地，第一組的散熱片的端點(diǎn)中的每個(gè)可被中心地設(shè)置在第二組中形成的第二流體通道中的對(duì)應(yīng)通道中。附加地或可替換地，第二組的散熱片的端點(diǎn)中的每個(gè)可被中心地設(shè)置在第一組中形成的第一流體通道中的對(duì)應(yīng)通道中。這些特征使得流體能夠穩(wěn)定和一致地圍繞散熱片流動(dòng)以提供跨越散熱器表面的至少一部分的更均勻的熱耗散。

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