[發明專利]LED冷卻系統

在審

• 申請號: 201280051970.3
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN103890489A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: P·尤里克;J·瓦爾哈日
• 申請（專利權）人: 羅布照明有限公司
• 主分類號: F21V29/02
• 分類號: F21V29/02;F21W131/406;F21Y101/02
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 王昭林;梁棟

相關申請

本申請，作為一份完整的發明專利申請，要求于2011年9月5日提交的美國臨時專利申請61/531,059的優先權。

技術領域

本發明一般地涉及一種自動化的照明設備，特別是采用高強度LED光源的照明設備。更具體地，涉及用于冷卻光源的系統和方法。

背景技術

在娛樂場所和建筑照明市場中，帶有自動化及遠程控制功能的照明設備眾所周知。這樣的產品通常被用在劇場、電視演播室、音樂會現場、主題公園、夜總會等場所。典型的產品將為照明設備的搖攝和俯仰功能提供控制，允許操作者控制照明設備所指向的方向，并且因此控制舞臺或演播室中光束的位置。這種方位控制經常是通過沿兩條正交轉動軸線(通常稱為搖攝軸線和俯仰軸線)對照明設備的方位進行控制來實現。許多產品提供對其它參數的控制，例如強度、顏色、焦距、波束尺寸、波束形狀和波束圖案。波束圖案常常是由被稱為前景的模板或幻燈片提供，可以是鋼制品、鋁制品或玻璃刻蝕圖案。這種由Robe?Show?Lighting制造的產品，例如ColorSpot700E，是典型的現有技術。

圖1示出一種典型的多參數自動化照明系統10。所述系統一般包括多個多參數的自動化照明設備12，其中每個自動化照明設備一般裝載包括光源(未示出)、光調制器、耦合到機械驅動系統和控制電器(未示出)的電動機。除被直接連接到主電源或經由配電系統(未示出)連接到主電源外，每個照明設備被串聯或并聯地由數據鏈路14連接到一個或多個控制臺15。所述自動化照明系統10通常由操作者通過控制臺15進行控制。因此，為實現這種控制，所述控制臺15和各個獨立的照明設備一般包括作為機電控制系統的一部分的電子電路，所述機電控制系統用于控制自動化照明參數。

圖2示出現有技術中一種采用高壓氣體放電(HID)燈的自動化照明設備12。所述HID燈21包括發光的弧光或等離子體光源22。發出的光由反射器20通過光圈或快門24進行反射和控制。結果形成的光束可被光學器件26進一步約束、成型、著色和過濾，所述光學器件26可以包含二向色濾光片、調光百葉窗、以及其它本領域中眾所周知的光學器件。最終的輸出光束被傳送通過輸出透鏡28和31，輸出透鏡28和31形成變焦透鏡系統。典型的采用HID型燈的照明設備使用一個熱鏡46，所述熱鏡46是一個使可見光透射并使不可見的輻射能量反射的窗口。

現有技術中自動化照明設備用各種各樣的技術作為光學系統的光源。例如，眾所周知的是，采用白熾燈、高壓氣體放電(HID)燈、等離子體燈、以及LED作為這種照明設備的光源。許多這種光源需要冷卻以在可接受的運行溫度范圍內以維持運行。圖3示出一種現有技術實例中燈的光源30和其主要部件。所述燈30可以包括一個密閉的石英外殼37，該石英外殼37具有一般由塢制成的兩個電極34和35。在運行過程中，電弧在電極34和35之間被激發，從而產生高溫等離子體并發光。關于發光的機理和化學過程超出本專利的范疇，與本發明的改進之處無關。照明設備設計者必須開發一個為所述光源30的部件維持期望溫度的冷卻系統。對于任意冷卻系統，進一步的約束是必要的，以避免與反射器31形成干擾，或與從燈發出的、或者從反射器31反射回的光束形成干擾。

圖4示出一種更進一步的現有技術中的自動化照明設備的冷卻系統，以設法使光源30(尤其是燈外殼37、燈夾32和33)維持在合適的溫度。在這種設計中，一個或多個風扇41被引導入反射器31中，以這樣的方式引導外部冷卻空氣環繞在燈30周圍。冷卻空氣可以如圖中所示直接被引導在所述燈上，或者可以被定向為一定角度，從而在所述燈周圍形成空氣渦流。

現有技術中沒有一種系統可以很好地工作于包含大功率LED發射器陣列的光源上。這樣的陣列覆蓋了一個廣闊的范圍，而不是現有技術的燈所提供的單個點光源，并且也不容納在單個反射器內。雖然采用簡單的風扇吹過LED陣列的設計也可以工作，但是噪聲較大且體積比較龐大。

有鑒于此，需要一種在自動化照明設備中的大功率LED陣列使用的冷卻系統，以使此類陣列在緊湊系統中的冷卻得以改進，很好地控制由冷卻系統發出的噪聲。

附圖說明

為了更完整地理解本發明及其優點，現在結合附圖參考以下描述，其中相同附圖標記表示相同特征，其中：

圖1示出一個典型的自動化照明系統；

圖2示出一種現有技術的系統；

圖3示出一種在自動化照明設備中的典型的現有技術燈冷卻系統；

圖4示出一種現有技術的燈冷卻系統；

圖5示出本發明的一實施例；