CN104334957A - 具有光滑外观的照明装置 - Google Patents

Abstract

一种具有光滑外观的照明装置或灯泡(100，200)，包括至少一个光源(101)；散热器组件(104，204)，具有底部(1043)和从所述底部延伸的侧壁(1044)，其中所述底部(1043)包括突起(1041)，并且其中所述至少一个光源(101)热接触所述散热器组件(104，204)的所述突起(1041)；以及盖，设置在所述侧壁(1044)上并与所述底部(1043)相对，从而在所述盖、所述侧壁(1044)、所述底部(1043)和所述突起(1041)之间限定空气室(1051，2051)。

Description

具有光滑外观的照明装置

技术领域

本发明通常涉及一种照明装置，并且更具体地涉及一种具有光滑外观的照明装置或灯泡。本发明还涉及一种带有具有光滑外观的灯泡的灯具。

背景技术

为了最佳的热性能，照明装置包括配备有散热片的散热器，例如PAR、MR、BR、GU等类型的背反射灯泡。“PAR”是指抛物线型镀铝反射器。“MR”是指多面反射器。“BR”是指凸出反射器，并且“GU”指的是具有插入式灯座的U形灯。灯的光源包括传统的卤素灯丝或LED光源。

传统的散热器由诸如铝之类的具有较高的制造和原材料成本得压铸金属制成。此外，由于美学原因，期望一种没有可见的冷却结构的非技术外观。如果散热器的结构隐藏在光滑的外表面之后，通过冷却结构的气流对于改进的热性能是优选的，这需要进口和出口开口。为了期望的外观和感觉，这些开口应该小。然而，小的通道具有降低散热器结构的冷却性能的高的气流阻力。由于冷却性能主要是由流过冷却结构，也称为内部通道的空气的量决定的，这将降低散热器的冷却性能。

US2012/0044680A1公开了一个具有LED的设计，该LED包括具有空腔的后部外壳。前部外壳被设置在空腔中，其中前部外壳包括通孔。照明模块被夹设在后部外壳与前部外壳之间。空气孔形成在后部外壳的侧壁上，使得空腔能够与外部空气连通。

期望的是将最佳散热与照明装置的光滑外观的优点相结合。

发明内容

除了别的目的之外，本发明的目的是实现具有光滑外观并且具有低成本、良好的可制造性和高的散热能力的优点的照明装置。

为了更好地解决这些问题中的一个或更多，在本发明的一方面，提出了一种照明装置的实施例，包括：至少一个光源；散热器组件，具有底部和从底部延伸的侧壁，其中所述底部包括突起，并且其中所述至少一个光源热接触所述散热器组件的所述突起；以及盖，与所述底部相对设置在所述侧壁上，从而在所述盖、所述侧壁、所述底部和所述突起之间限定空气室。所述突起提供所述散热器部件的增加的表面积，从而导致所述散热器组件的改善的热性能，并且此外提供了空气室的外壳的一部分。在另一个实施例中，所述突起的宽度或直径与所述底部的宽度或直径相同，并且因此空气室由所述突起、所述侧壁和所述盖封闭，因为在这种情况下，所述底部的总面积是所述突起。因此，在这种情况下，所述侧壁有效地从所述突起延伸。

优选地，所述盖是热接触所述散热器部件的所述侧壁的、导热材料的。在另一个实施例中，所述盖板包括容纳所述至少一个光源的凹槽，并且所述凹槽热接触所述突起。通过这种方式，所述至少一个光源和所述散热器组件之间的额外热接触以方便且简单的方式被提供。此外，所述盖的一部分可以包括光出射窗，所述光出射窗可以包括光学元件，例如漫射器、透镜等。

优选地，所述突起具有侧面和顶面，并且侧面形成所述空气室的一部分。因此，所述突起的所述顶面不形成所述空气室的一部分。在这个实施例中，所述突起的所述侧面连同所述散热器组件的所述侧壁、所述盖和所述底部的一部分是空气室的外壳的一部分。在这种情况下，整个底面是突起，所述空气室由所述突起的所述侧面、所述散热器组件的所述侧壁及所述盖限定并封闭。

优选地，所述盖包括第一开口，所述散热器组件包括第二开口，并且所述空气室在所述第一开口和所述第二开口之间形成通道，以允许所述第一开口和所述第二开口之间的空气流动，或反之亦然。这提供了额外的冷却以及散热器组件的散热能力的进一步改善。相对于没有限定突起的现有技术，所述突起提供了所述散热器组件的增加的空气流冷却面积。优选地，所述通道的横截面大于所述第一开口和所述第二开口中的至少一个。通过扩大所述进口和所述出口之间的所述空气室或通道的横截面，使得所述空气室或所述通道内的气流速度尽可能低，系统中的流动损失被最小化。

在一个实施例中，所述散热器部件的底部基本上是圆形的，并且所述突起也基本上是圆形的。在这种情况下，所述侧壁也将具有一个大致圆形的横截面，并且所述盖板也将大致是圆形的。

在一个实施例中，所述突起包围电子组件的至少一部分。所述电子组件驱动所述至少一个光源。通过这种方式，通过利用所述突起封闭所述电子组件的至少一部分来节省空间。在这个实施例中，所述电子组件因此不是所述空气室的一部分，而是位于所述空气室外的另一个室内，所述另一个室位于所述散热器组件的所述突起和包括照明装置的灯的基座之间。优选地，在所述电子组件和所述至少一个光源之间通过所述散热器组件内的通孔提供电接触。

借助于突起并且因此借助于改善的照明装置的热性能，存在用于热耦合的较大面积。在一个实施例中，所述盖被附加机械地附接至所述突起，紧挨着机械附接(和热连接)至所述散热器部件的所述侧壁。此外，空气可以在所述突起旁边流动，从而进一步改善了照明装置的热性能。

优选地，所述散热器组件的所述侧壁具有杯的侧壁的形状。

所述散热器部件和可选的盖也可利用诸如深拉之类的低成本金属拉伸工艺由诸如如铝板之类的金属薄板制成。另选地，散热器部件和可选的盖也可利用拉伸或注射/成型工艺由塑料制成。与传统的重型压铸散热器相比，原材料和制造成本可以降低，并且最终产品的重量可以降低。

根据照明装置的一个实施例，所述盖包括在其外周的边缘，并且所述第一开口包括多个在所述边缘附近的孔。有利的是，所述边缘提供了至所述侧壁的机械附接。

根据照明装置的另一个实施例，所述散热器组件包括第一开口和第二开口，并且所述空气室在所述第一开口和所述第二开口之间形成通道，以允许在所述第一开口和所述第二开口之间的空气流动，或反之亦然，并且其中所述第一开口是所述散热器组件的所述侧壁中的狭缝。

所述第一开口从而被设计成所述盖中的孔或所述侧壁中的几乎不可见的狭缝，从而导致在呈灯泡形式的照明装置的主视图中不引人注目的开口。这可以为灯泡提供装饰效果。

根据照明装置的另一实施例，所述照明装置的所述第二开口优选包括在所述散热器组件的底部中位于所述突起和所述散热器组件的所述侧壁之间的多个孔。这在具有装饰效果的呈灯泡形式的照明装置的主视图中提供了不引人注目的、几乎不可见的开口。

优选地，所述散热器组件的所述侧壁具有完整光滑的暴露表面，没有孔、槽或散热片，这在呈灯泡形式的照明装置的主视图中提供了装饰效果。暴露表面具有相对良好的散热能力。

根据照明装置的又另一个实施例，所述第二开口包括多个设置在所述散热器组件的所述侧壁上与所述散热器组件的所述底部相邻的孔。

优选地，所述散热器组件和所述盖至少通过所述盖中的凹槽的底部部分和所述散热器组件的所述突起的顶面部分之间的接合被热耦合。由所述光源和/或所述电子驱动组件产生的热量可以经由所述散热器组件及所述盖被传导并且经由所述暴露表面传输到周围空气。

在另一个实施例中，所述至少一个光源被热耦合至PCB。所述PCB延伸进入空气室中，并且所述PCB具有多个PCB开口以允许在所述第一开口和所述第二开口之间的空气流动，或反之亦然。所述PCB的开口可以是所述PCB边缘处的切口或所述PCB中的孔。优选地，所述PCB包括导热材料，例如，一厚层铜，使得沿所述PCB表面测量的所述PCB的热导率是至少28W/mK。

这为PCB提供了良好的热导率，并且因此PCB本身可以作为良好的散热器。换句话说，空气流可以经由PCB消散来自光源的热量。一方面，这为照明装置带来了附加的热性能。另一方面，这降低了对照明装置内的所有其他部件，例如，壳体(或如上所述称为散热器组件)的热要求，并且盖可以由全塑制成。因此，照明装置的设计变容易。可以不需要用于组件之间的热耦合胶水或油脂。对于全塑灯，可以不再需要涂色，并且存在更少的由金属外壳引起的电击安全问题。照明装置的装配过程也可以被简化。通过这种方式，照明装置的总成本大大降低。

在所述照明装置的其他实施例中，所述盖的所述凹槽可以进一步包括反射器。在所述照明装置的又其他实施例中，所述至少一个光源包括LED或LED阵列，并且所述照明装置可以是GU、MR、BR或PAR类型的背反射式灯泡，诸如GU10、MR16、BR30、BR40、BR20、PAR38、PAR30L、PAR30S、PAR20等。

根据本发明的第二方面，提供一种灯具，所述灯具包括具有光滑外观的根据本发明的第一方面所述的照明装置或灯泡。

值得注意的是，本发明涉及权利要求中所列举的特征的所有可能的组合。

附图说明

关于以下描述的实施例和实施方式并且参考附图，根据本发明的照明装置和灯具的这些和其他方面将变得显而易见并将被阐明。在附图中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的照明装置；

图2示出了图1所示的照明装置的俯视图；

图3示出了图1所示的照明装置的仰视图；

图4示出了图1所示的照明装置的侧视图；

图5示出了图1所示的照明装置的示意性剖面侧视图；

图6示出了在操作期间图1所示的照明装置周围和内部的气流速度；

图7示出了根据本发明的另一个实施例的照明装置；

图8示出了图7所示的照明装置的示意性剖面侧视图；

图9示出了根据本发明的又一个实施例的照明装置的分解图；

图10示出了图9的照明装置的PCB。

具体实施方式

根据本发明概念的照明装置的实施例在图1示出，并且照明装置的不同视图在图2至图5中示出。图1示出了具有LED或LED阵列的PAR灯100，LED或LED阵列代表被安装在前端与基座109相对的光源101。光源101被热耦合到盖103和散热器组件104。在盖103中有孔102，并且在散热器组件104中有孔106。盖103可以用作附加的散热器组件，并且至少沿其外周被热耦合到散热器组件104。

如图5所示，盖103具有一个凹槽1031，用于容纳光源101。另选地，光源101被设置在散热器组件104上，例如在凹槽1031的底部部分上，并且盖103包括供来自光源101的光射出的光出射窗。在这种情况下，散热器组件104为杯形的，并且具有侧壁1044和带有突起1041的底部1043，突起1041设置在散热器组件104的底部1043中。突起1041适于接收和部分封闭电子驱动组件108，该电子驱动组件108适于向光源101提供能量。此外，外壳107被设置在散热器组件104和基座109之间。外壳107可由塑料制成，并且为电子驱动器组件108提供安全屏障。

在这种情况下，除了散热器组件104的侧壁和盖103的外周之间的热接触外，盖103和散热器组件104被装配成在凹槽底部1032和突起顶面1042之间具有良好的热连接。在这种情况下，由光源101产生的热量将被传导至散热器组件104和在这种情况下也充当散热器的盖103，并将在散热器组件104和盖103的暴露表面处被相对良好地消散。凹进底部1032和突起顶面1042之间的热连接可以经由直接附接或经由诸如热胶或热填料之类的导热介质建立。热连接使散热器的基座加厚，并且导致热源下的更好的温度分布。

空气室1051在盖103和散热器组件104之间形成。如图2所示，第一孔102设置在围绕盖103的凹槽1031的边缘1033中，从而形成空气室1051和环境空气之间的第一连接。此外，第二孔106设置在散热器组件104的底部1043上邻近侧壁1044，从而形成空气室1051和环境空气之间的第二连接。第一孔102和第二孔106，连同空气室1051，形成允许空气流过空气室1051的通道，如虚线箭头105所示。当灯100被如图5所示操作时，在这种情况下将在散热结构内形成向下照明、烟囱效应，如显示了灯100内部和外部的空气流动的图6所示，其中箭头指示气流的方向(箭头方向)和速度(箭头大小)。热源，即光源101，预加热气流并产生浮力。空气的温度变得越高，驱动力将越大。这种驱动力是由热空气和相对冷的环境空气之间的密度差产生的。在重力场中，热空气变得不太致密并由浮力驱动上升。同时，冷空气跟随，占据热空气所留下的空间，从而产生气流。当空气通过通道时，它已经被并将被加热并由此存储一定的能量。只要空气离开通道或空气室，热量就被带走。由LED产生的热量主要通过移动的空气移除，该移动的空气包括内部(在烟囱通道或空气室内)和外部，即照明装置外部的移动的空气两者。

同时，除了自然对流外，辐射传热也是用于消散所产生的热量的重要来源。盖103的边缘1033和杯形散热器组件104的侧壁1044两者都暴露于环境空气中，并允许辐射传热。

在图5中，空气流动方向105是向上的。然而，本领域技术人员能够理解，在灯100在另一个方向上操作的情况下，空气流动方向105可以是相反的。由于温度梯度，烟囱效应可以在散热器组件的空气室1051内就建立，并且将迫使空气流过空气室1051。

在这个实施例中，在入口(即第一孔105或第二孔106)和出口(即第二孔106或第一孔105)之间的通道的横截面被扩大，使得空气室1051内的气流速度尽可能低，并且系统内的整体流动损失被最小化。这是有利的，因为它降低了热阻。

如图4所示，该图4为灯100的外部视图，散热器组件104的侧壁1044是完整光滑的暴露表面，没有孔、槽或散热片，这提供了装饰效果。与底部不可能有孔的、例如US2012/0044680A1中的现有技术的灯脚的结构相比，灯100的冷却效果被进一步提高，这是因为冷却是通过延伸用于空气流动的路径实施的，并且这是通过将孔移动到散热器的底部完成的。如图4所示，散热器的底部1043的一部分没有被外壳107覆盖，以允许空气流过孔。

图7和图8示出了本发明的另一实施例，其中BR灯200具有在散热器组件204的侧壁2044中、邻近或接近于盖203的边缘2033而不是第一实施例中在盖103中的第一孔102的狭缝202。狭缝202也几乎是不可见的，而也在这个实施例中，内部结构(空气室2051)宽得多。第二孔206设置在杯形散热器组件204的底部2043内。而且在这个实施例中，侧壁2044是完整光滑的暴露表面，没有孔、槽或散热片，这提供了装饰效果。此外，反射器211被包含在盖203的凹槽2031内，从而提供灯200的期望的光学性能。

与第一实施例的散热器组件104的突起的高度相比，散热器组件204的突起在高度上相对较小。并且，因此，在这种情况下，电子驱动组件被容纳在外壳内。在盖203和散热器组件204之间形成的空气室2051内的气流提供了最佳的热性能。

在如图9所示的本发明的另一实施例中，光源301被热耦合到大的印刷电路板(PCB)310。PCB 310延伸进入空气室中，并且PCB具有多个PCB开口，以允许气流在盖303的第一开口302和壳体304的第二开口306之间流畅地行进。PCB开口可以是如图10所示的在PCB边缘的切口或孔312。优选的是，孔312与盖303中的孔302对齐，以便允许最大的气流。PCB 310包括导热材料，例如，一厚层铜，使得沿PCB表面测量的PCB的热导率是至少28W/mK。在这个实施例中，PCB 310充当可以为灯300带来额外的热性能或提供较低成本的解决方案的散热器。

本领域技术人员能够理解的是，诸如GU、MR等的其他类型的背反射灯泡可以采用同样的原理，以获得具有光滑的外观和低成本、良好的可制造性和高的热耗散能力的优点的灯。

本领域技术人员应该意识到，本发明决不局限于上述的优选实施例。相反，在所附的权利要求的范围内，许多修改和变化是可能的。应当指出的是，上述实施例说明而不是限制本发明，并且本领域技术人员能够在不脱离所附的权利要求的范围内设计替代实施例。在权利要求书中，任何置于括号之间的附图标记不应被解释为限制权利要求。词语“包括”不排除权利要求中没有列出的组件或步骤的存在。在组件之前的词语“一(a)”或“一个(an)”不排除多个这样的组件的存在。词语第一、第二和第三等的使用并不表明任何顺序。这些词语应被解释为名称。除非特别说明，没有旨在要求特定的动作顺序。

Claims (15)

1.一种照明装置(100，200，300)，包括：

至少一个光源(101，201，301)；

散热器组件(104，204，304)，具有底部(1043，2043)和从所述底部(1043，2043)延伸的侧壁(1044，2044)，其中所述底部(1043，2043)包括突起(1041)，并且其中所述至少一个光源(101)热接触所述散热器组件(104，204，304)的所述突起(1041)；以及

盖(103，203，303)，设置在所述侧壁(1044，2044)上并且与所述底部(1043，2043)相对，从而在所述盖、所述侧壁(1044，2044)、所述底部(1043，2043)和所述突起(1041)之间限定空气室(1051，2051)；其中

所述散热器组件(104，204，304)包括第二开口(106，206，306)，并且所述第二开口(106，206，306)包括多个孔，所述多个孔在所述散热器组件(104，204)的所述底部(1043，2043)中位于所述散热器组件(104，204)的所述突起(1041)和所述侧壁(1044，2044)之间。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述盖(103，203，303)由导热材料制成，所述盖热接触所述散热器组件(104，204，304)的所述侧壁(1044)。

3.根据权利要求2所述的照明装置，其中所述盖(103，203，303)包括容纳所述至少一个光源(101，201，301)的凹槽(1031，2031)。

4.根据权利要求3所述的照明装置，其中所述凹槽(1031，2031)热接触所述突起(1041)。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的照明装置，其中所述突起(1041)具有侧面和顶面，并且其中所述突起(1041)的所述侧面，而不是所述顶面形成所述空气室(1051，2051)的一部分。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的照明装置，其中所述盖(103，203，303)包括第一开口(102，202)，并且所述空气室(1051，2051)在所述第一开口(102，202，302)和所述第二开口(106，206，306)之间形成通道，以允许所述第一开口和所述第二开口之间的空气流动，或反之亦然。

7.根据权利要求6所述的照明装置，其中所述通道的横截面大于所述第一开口(102，202，302)和所述第二开口(106，206，306)中的至少一者。

8.根据权利要求6或7所述的照明装置，其中所述盖(103)包括在其外周的边缘(1033)，并且所述第一开口(102)包括多个靠近所述边缘(1033)的孔。

9.根据权利要求1或5所述的照明装置，其中所述散热器组件(204)包括第一开口(202)，并且所述空气室(1051，2051)在所述第一开口(202)和所述第二开口(206)之间形成通道，以允许在所述第一开口和所述第二开口之间的空气流动，或反之亦然，并且其中所述第一开口(202)是在所述散热器组件(204)的所述侧壁(2044)中的狭缝。

10.根据权利要求6至9中的任一项所述的照明装置，其中所述至少一个光源(301)被热耦合到PCB(310)，其中所述PCB延伸进入所述空气室(1051，2051)中；并且其中所述PCB具有多个PCB开口(312)，以允许所述第一开口和所述第二开口之间的空气流动，或反之亦然。

11.根据权利要求10所述的照明装置，其中所述PCB包括导热材料，使得沿所述PCB的表面测量的所述PCB的热导率是至少28W/mK。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的照明装置，其中所述侧壁(1044，2044)具有完整光滑的暴露表面。

13.根据权利要求3或4所述的照明装置，其中所述凹槽(2031)进一步包括反射器(211)。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的照明装置，其中所述突起(1041)至少包围电子组件(108，208)的一部分。

15.一种灯具，包括根据权利要求1至14中的任一项所述的照明装置。