[其他]一種發(fā)光模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201290000522.6
• 申請(qǐng)日: 2012-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203757470U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·伊格爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佛森技術(shù)公司
• 主分類號(hào): F21S4/00
• 分類號(hào): F21S4/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種發(fā)光模塊，更具體的，涉及固態(tài)照明裝置的蒸汽室冷卻。

背景技術(shù)

固態(tài)發(fā)光組件，如發(fā)光二極管(LED)和激光二極管在固化應(yīng)用中變得更加常見(jiàn)，如利用紫外線的那些。當(dāng)它們運(yùn)行時(shí)，固態(tài)發(fā)光器比傳統(tǒng)的水銀弧光燈具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)包含它們利用較少的能量、通常更安全且溫度更低。

然而，雖然它們通常在比弧光燈更低的溫度運(yùn)行，但是它們?nèi)匀划a(chǎn)生熱。因?yàn)楣獍l(fā)射器一般利用半導(dǎo)體技術(shù)，額外的熱引起泄露電流和其他導(dǎo)致降低輸出的問(wèn)題。這些設(shè)備中的熱的管理變得重要。

一個(gè)傳統(tǒng)的冷卻技術(shù)利用熱沉，其通常由安裝到基底上的熱傳導(dǎo)材料組成，其中光發(fā)射器在所述基底上。一些類型的冷卻或熱傳遞系統(tǒng)通常與熱沉的背側(cè)相互作用，如散熱片、風(fēng)扇、液體冷卻等等，以便將熱遠(yuǎn)離光發(fā)射器基底抽吸。這些裝置的效率仍然比期望的低，并且液體冷卻系統(tǒng)能夠?qū)⒖砂b復(fù)雜話且限制其大小。

實(shí)用新型內(nèi)容

發(fā)明人認(rèn)識(shí)到上述傳統(tǒng)的冷卻技術(shù)的問(wèn)題并通過(guò)本實(shí)用新型提供改進(jìn)的冷卻技術(shù)。

在一個(gè)實(shí)例中，提供一種發(fā)光模塊，其包括：光發(fā)射器的陣列；具有第一表面的熱沉，所述光發(fā)射器的陣列被安裝到所述第一表面上；在所述熱沉內(nèi)側(cè)的蒸汽室，所述蒸汽室包含液體并且被設(shè)置以便吸收來(lái)自所述第一表面的熱直到所述液體變成蒸汽；和熱耦合至與所述第一表面相反的所述熱沉的第二表面的冷卻裝置。以此方式，可提高發(fā)光模塊的冷卻效率。

附圖說(shuō)明

圖1顯示具有蒸氣室冷卻的固態(tài)照明裝置的實(shí)施例。

圖2顯示具有蒸汽室冷卻的基于LED-的照明裝置的剖視圖。

圖3顯示具有帶有液冷式結(jié)構(gòu)的蒸汽室冷卻的固態(tài)照明裝置的實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

存在多個(gè)用于冷卻LED和其他包括空氣和液體冷卻系統(tǒng)的固態(tài)照明裝置的方法。氣冷系統(tǒng)通常涉及熱沉，其通常是安裝到光發(fā)射元件陣列的一個(gè)或多個(gè)基底的背側(cè)上的一片像鋁或銅的熱傳導(dǎo)材料。由固態(tài)或半導(dǎo)體光發(fā)射元件產(chǎn)生的熱通過(guò)熱傳導(dǎo)熱沉轉(zhuǎn)移從模塊的背側(cè)出來(lái)，遠(yuǎn)離元件。該過(guò)程可通過(guò)使用在熱沉背側(cè)上的散熱片，和例如通過(guò)風(fēng)扇的空氣循環(huán)被協(xié)助。

液體冷卻系統(tǒng)通常涉及封閉在穿過(guò)元件陣列的背側(cè)的某種容器內(nèi)的液體。液體接收來(lái)自陣列的熱且將其移動(dòng)到其他區(qū)域，其中某種冷卻器移除熱，以便當(dāng)液體返回至陣列的背側(cè)時(shí)，它可接受更多的熱。冷卻器可包括冷凍裝置，所述液體流動(dòng)通過(guò)所述冷凍裝置。冷卻器還可包括空氣冷卻系統(tǒng)，但是整體系統(tǒng)依賴液體進(jìn)行熱傳遞并且因此被認(rèn)為是液體冷卻系統(tǒng)。

雖然這兩個(gè)選項(xiàng)都提供冷卻固態(tài)照明裝置問(wèn)題的解決方法，但是它們具有問(wèn)題。空氣冷卻系統(tǒng)一般不提供如期望高的冷卻水平。這些系統(tǒng)可消耗少量的減少照明裝置的效率和有效性的“熱”。液體冷卻系統(tǒng)一般具有復(fù)雜的包裝要求，以便適應(yīng)必須被密封以便不損害電子器件的液體通道和冷卻系統(tǒng)從而冷卻液體。

另一個(gè)可行的選項(xiàng)涉及利用蒸汽室類型冷卻系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱沉。蒸汽室可采取很多形式，但是常見(jiàn)形式包含在熱沉“內(nèi)側(cè)”的腔室。腔室一般具有三個(gè)區(qū)域。第一區(qū)域是液體存在于其中的運(yùn)輸區(qū)域。蒸發(fā)區(qū)域在它的內(nèi)部可具有虹吸作用材料，以便遠(yuǎn)離其中熱量從陣列轉(zhuǎn)移的區(qū)域吸取液體。最后，冷凝區(qū)一般存在于遠(yuǎn)離熱轉(zhuǎn)移/運(yùn)輸區(qū)域最遠(yuǎn)的距離。

隨著液體在運(yùn)輸區(qū)域中變成氣體，蒸發(fā)區(qū)域?qū)怏w移動(dòng)到冷凝區(qū)。隨著氣體冷卻且變回液體形式，它返回通過(guò)蒸發(fā)區(qū)移入運(yùn)輸區(qū)。

圖1顯示蒸汽室冷卻固態(tài)照明裝置的實(shí)施例。照明裝置10具有形成為陣列的單個(gè)光發(fā)射元件的陣列12。陣列可居于一個(gè)基底上，或可包括在各自基底上的多個(gè)較小的陣列，如14和16，但是這里使用的術(shù)語(yǔ)陣列將包含這兩種可能性。照明模塊還可包含沒(méi)有顯示的控制電子器件和光學(xué)器件，

陣列12可能利用熱界面材料，如熱油脂將安裝到熱沉18的正面上。在這個(gè)圖中的熱沉包括帶有冷卻結(jié)構(gòu)20的傳統(tǒng)熱沉，一般是大塊熱傳導(dǎo)材料，如銅、鋁、或黃銅。在這個(gè)實(shí)施例中，冷卻結(jié)構(gòu)20由用于空氣冷卻熱沉的散熱片構(gòu)成，但是可代替地由液體冷卻或其他空氣冷卻結(jié)構(gòu)構(gòu)成，如具有或沒(méi)有散熱片的風(fēng)扇，一般將其安排在熱沉上與具有光發(fā)射器的表面相反的表面上。