ITFI20070235A1

ITFI20070235A1 - Dispositivo di dissipazione per led e connesso metodo di produzione.

Info

Publication number: ITFI20070235A1
Application number: IT000235A
Authority: IT
Inventors: Massimo Gattari
Original assignee: Iguzzini Illuminazione
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2009-04-24
Also published as: EP2053666A1; CN101451701A

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo :

“Dispositivo di dissipazione per LED “

CAMPO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce al campo dei dispositivi per illuminazione, in particolare si riferisce al campo dei dispositivi a LED (Light Emitting Diode) e alle tecniche di smaltimento del calore generato durante il loro funzionamento.

STATO DELL'ARTE

I dispositivi e gli apparati di illuminazione odierni fanno un uso sempre più frequente dei diodi ad emissione luminosa o LED (Light Emitting Diodes) in virtù della loro semplicità d’impiego e delle superiori caratteristiche, rispetto alle sorgenti di luce tradizionali costituite dalle lampade ad incandescenza e a fluorescenza, in termini di durata di vita media, di flessibilità d’utilizzo e di possibilità di integrazione in spazi ridotti.

Nonostante la tecnologia riguardante le sorgenti luminose a LED prometta imminenti sviluppi tali da migliorarne ulteriormente le caratteristiche decretando il definitivo sorpasso dei LED rispetto a tutte le altre sorgenti luminose, uno degli aspetti che, ad oggi, è considerato maggiormente problematico riguarda la dissipazione di potenza di questi dispositivi e la necessità di efficaci sistemi di smaltimento e dissipazione del calore che ne consegue.

I LED attuali, infatti, emettono sotto forma di radiazione luminosa visibile soltanto il 20 - 30% della potenza assorbita e dissipano per conduzione e convezione il restante 70 - 80%. Questo comporta l'ovvia necessità di munire i dispositivi LED impiegati per illuminazione di adeguati mezzi di dissipazione che garantiscano lo smaltimento del calore generato in maniera da garantire la corretta operazione dello stesso dispositivo LED e della circuiteria circostante.

Nella maggioranza dei casi il metodo più utilizzato a tale scopo prevede l’uso di dissipatori metallici, dimensionati ad hoc, da disporre a contatto con il dispositivo LED in modo da smaltirne la potenza dissipata per conduzione e mantenerne la temperatura di lavoro entro limiti tali da non pregiudicarne il corretto funzionamento e da non abbassarne il tempo medio di vita. Questa soluzione, tuttavia, richiede ovviamente il progetto e l’impiego di un nuovo dissipatore ogni qualvolta venga sostituito il dispositivo LED utilizzato in un determinato apparecchio di illuminazione con uno di taglia diversa. Ciò comporta ovvie conseguenze sul lay-out del circuito complessivo che potrebbe necessitare di modifiche per ricavare lo spazio necessario al nuovo dissipatore.

E’ quindi auspicabile l’introduzione di un dispositivo di illuminazione basato su LED e comprendente opportuni mezzi di dissipazione termica, associati a detti LED, atti a poter essere gestiti in maniera flessibile per l’utilizzo con LED di diverse taglie e potenze nominali senza per questo richiedere una nuova progettazione del lay-out circuitale.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione concerne un dispositivo di illuminazione basato su LED (Light Emitting Diodes) e comprendente opportuni mezzi di dissipazione termica, associati a detti LED, atti a poter essere gestiti in maniera flessibile per l’utilizzo con LED di diverse taglie e potenze nominali senza per questo richiedere una nuova progettazione del layout circuitale.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Fig. 1 Veduta in prospetto di una realizzazione preferita della presente invenzione.

Fig. 2 Veduta in pianta del lato componenti della basetta di montaggio compresa in una realizzazione preferita della presente invenzione.

Fig. 3 Veduta in pianta del lato dissipatori della basetta di montaggio compresa in una realizzazione preferita della presente invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE

La Fig. 1 allegata mostra una veduta in prospetto di una realizzazione preferita della presente invenzione. Il dispositivo per illuminazione basato su LED illustrato nella figura citata comprende una basetta di montaggio di componenti elettronici 10, atta a montare, da un lato, detti componenti elettronici fra cui almeno un diodo ad emissione luminosa o LED 11 e relative ottiche 12, e dall’altro lato almeno un elemento dissipatore 13 associato a detto almeno un LED.

Detta basetta di montaggio 10 è atta ad ospitare LED 11 di diversa taglia mentre detto almeno un elemento dissipatore 13 è costituito da una barra di materiale termo-conduttore, preferibilmente realizzata mediante estrusione, avente sezione trasversale di dimensioni fisse e costanti e atta ad essere fissata tramite uno dei suoi lati di base a detta basetta di montaggio 10 in modo da estendersi in lunghezza in direzione essenzialmente perpendicolare ad essa.

In questo modo detto almeno un elemento dissipatore 13 consente di garantire un ingombro fissato e costante sulla basetta di montaggio 10 mentre la resistenza termica può essere modulata a piacimento - in risposta a mutate esigenze di dissipazione del circuito elettronico -semplicemente modificandone la lunghezza. Ciò consente al progettista di dimensionare il lay-out della basetta di montaggio 10 in modo da poter accogliere dispositivi LED di varie taglie e potenze nominali utilizzando un solo tipo di elemento dissipatore la cui resistenza termica viene di volta in volta adeguata alle esigenze di dissipazione del circuito semplicemente intervenendo sulla lunghezza di detto elemento dissipatore 13.

Detto almeno un elemento dissipatore 13 è munito di opportuni mezzi di fissaggio a detta basetta di montaggio 10 atti a fornire la necessaria stabilità meccanica mantenendolo in posizione adeguata ad operare lo smaltimento della potenza dissipata dal dispositivo LED cui è associato. In una realizzazione preferita del dispositivo secondo la presente invenzione i dispositivi LED presenti su detta basetta di montaggio 10 sono in numero di tre 20, 21, 22, uniformemente spaziati tra loro di circa 120° e provvisti di relative ottiche 23, 24, 25, come riportato nella Fig. 2 allegata in cui si mostra una vista in pianta del lato componenti di detta basetta di montaggio 10. Sul lato opposto di detta basetta di montaggio 10, visibile in pianta nella Fig. 3 allegata, è presente un dissipatore estruso 30 sagomato opportunamente in modo da risultare associato ad ognuno di detti tre dispositivi LED 20, 21, 22 e munito di mezzi di fissaggio a detta basetta 10 costituiti da un perno centrale 31 atto ad impegnarsi, ad un’estremità, con un apposito foro su detta basetta di montaggio 10 e all’altra estremità con una traversa 32 atta ad esercitare la necessaria pressione su detto dissipatore estruso sagomato in modo da minimizzare la resistenza termica di contatto con detta basetta di montaggio 10. Detta traversa 32 può essere inoltre atta ad operare come elemento di bloccaggio per eventuali cavi di alimentazione associati a detta basetta 10.

In una realizzazione preferita della presente invenzione, dette ottiche 23, 24, 25, possono essere realizzate tramite un elemento unico comprendente 3 lenti coniche associate ciascuna ad un dispositivo LED 20, 21, 22 montato su detta basetta 10 e raccordate da una superficie 26 opportunamente lavorata in modo da fornire il cono di luce complessivo desiderato e munita di opportuni mezzi di fissaggio a detta basetta 10 che possono essere realizzati, ad esempio, da opportuni perni 14, 15 atti ad impegnarsi con appositi fori 27, 28, 29 praticati su detta basetta di montaggio 10.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di illuminazione comprendente una basetta di montaggio di componenti elettronici (10) atta a montare, da un lato, detti componenti elettronici fra cui almeno un diodo ad emissione luminosa o LED (11) e relative ottiche (12), e dall’altro lato almeno un elemento dissipatore (13) associato a detto almeno un LED (11) ed atto ad essere fissato tramite uno dei suoi lati di base a detta basetta di montaggio (10) in modo da estendersi in lunghezza in direzione essenzialmente perpendicolare ad essa caratterizzato dal fatto che detta basetta di montaggio (10) è atta ad ospitare LED (11) di diversa taglia e potenza nominale e detto almeno un elemento dissipatore (13) è ricavato da una barra di materiale termo-conduttore avente sezione trasversale di dimensioni fisse e costanti e lunghezza determinata dalla taglia di detto almeno un LED (11).
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto almeno un elemento dissipatore (13) è realizzato mediante estrusione.
3. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 - 2 caratterizzato dal fatto che detto almeno un elemento dissipatore (13) è munito di opportuni mezzi di fissaggio a detta basetta di montaggio (10) atti a fornire la necessaria stabilità meccanica mantenendolo in posizione adeguata ad operare lo smaltimento della potenza dissipata dal dispositivo LED cui è associato.
4. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 - 3 caratterizzato dal fatto che detta basetta di montaggio (10) è associata a tre dispositivi LED (20, 21 , 22), uniformemente spaziati tra loro di circa 120° e provvisti di relative ottiche (23, 24, 25).
5. Dispositivo secondo le rivendicazioni 3 - 5 caratterizzato dal fatto che detti opportuni mezzi di fissaggio a detta basetta di montaggio (10) di cui detto almeno un elemento dissipatore (13) è munito, sono costituiti da un perno centrale (31) atto ad impegnarsi, ad un’estremità, con un apposito foro su detta basetta di montaggio (10) e all’altra estremità con una traversa (32) atta ad esercitare la necessaria pressione su detto dissipatore (13).
6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detto traversa (32) è inoltre atta ad operare come elemento di bloccaggio per eventuali cavi di alimentazione associati a detta basetta (10).
7. Dispositivo secondo le rivendicazioni 4 - 6 caratterizzato dal fatto che dette ottiche (23, 24, 25) sono realizzate tramite un elemento unico comprendente tre lenti coniche associate ciascuna ad ognuno di detti dispositivi LED (20, 21 , 22) montato su detta basetta (10) e raccordate da una superficie (26) opportunamente lavorata in modo da fornire il cono di luce complessivo desiderato e munita di opportuni mezzi di fissaggio a detta basetta (10).
8. Dispositivo secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detti opportuni mezzi di fissaggio a detta basetta (10) sono realizzati da opportuni perni (14, 15) atti ad impegnarsi con appositi fori (27, 28, 29) praticati su detta basetta di montaggio (10).
9. Metodo per la produzione di dispositivi di illuminazione comprendente le seguenti fasi: a) impiego di una basetta di montaggio di componenti elettronici atta ad ospitare, da un lato dispositivi LED (11) di diversa taglia e potenza nominale e relative ottiche (12), e dall’altro lato almeno un elemento dissipatore (13) associato a detto almeno un LED. b) Impiego di un elemento dissipatore (13) costituito da una barra di materiale termo-conduttore, avente sezione trasversale di dimensioni fisse e costanti e atta ad essere fissata tramite uno dei suoi lati di base a detta basetta di montaggio (10) in modo da estendersi in lunghezza in direzione essenzialmente perpendicolare ad essa. c) aggiustamento della resistenza termica di detto elemento dissipatore (13) mediante modifica della sua lunghezza.