TW201337166A - 具散熱構件之發光二極體燈 - Google Patents

Abstract

本發明之一實施例提出一種發光二極體燈，該發光二極體燈包含一基板，具有一第一表面及一第二表面；一發光二極體模組，其係設置於前述第一表面；一電氣連接部，用以與外部電源電氣連接並提供前述發光二極體模組發光所需電力；一散熱構件，其係設置於前述基板之第二表面側；一燈罩，該燈罩(1)具有一空間用以容納前述基板，或者(2)與前述散熱構件或基板之第一表面共同形成之ㄧ空間；及一同步旋轉控制裝置，用以同步同向旋轉前述基板及散熱構件；其中，在前述(1)的情況，前述散熱構件係設置於燈罩外。

Description

具散熱構件之發光二極體燈

    本發明係有關一種發光二極體燈，特別是一種可應用於高功率高流明的發光二極體燈。

    鑑於發光二極體（LED）的諸多優點，例如體積小、反應時間短、消耗功率低、可靠度高、大量生產可行性高，因此發光二極體已逐漸取代傳統的發光元件，例如白熾燈泡或日光燈。

    然而，由於發光二極體工作時會產生熱，這些熱能若無法有效率地排除，將導致發光二極體發光效率的衰退，以及其他供電元件的壽命。

    特別是，當將發光二極體光源應用於需要高功率高流明的道路照明，已知目前的散熱解決方案仍多所不足，致使發光二極體路燈燈具壽命普遍不佳，在道路照明的發展上已有所停滯。此外，發光二極體道路照明多以燈具方式整組安裝，其昂貴的燈具替換反而使人望之怯步。

    因此，亟需提出一種可應用於高功率高流明的發光二極體燈架構，使得發光二極體燈之可直上現有路燈燈具，並一舉解決散熱問題。

    本發明提供一種發光二極體燈結構，該結構得以使發光二極體應用於高功率高流明的道路照明。

    本發明之一實施例提出一種發光二極體燈，包含：一基板，具有一第一表面及一第二表面；一發光二極體模組，其係設置於前述第一表面；一電氣連接部，用以與外部電源電氣連接並提供前述發光二極體模組發光所需電力；一散熱構件，其係設置於前述基板之第二表面側；一燈罩，該燈罩(1)具有一空間用以容納前述基板，或者(2)與前述散熱構件或基板之第一表面共同形成之ㄧ空間；及一同步旋轉控制裝置，用以同步同向旋轉前述基板及散熱構件；其中，在前述(1)的情況，前述散熱構件係設置於燈罩外。

    本發明的一些實施例將詳細描述如下。然而，除了如下描述外，本發明還可以廣泛地在其他的實施例施行，且本發明的範圍並不受實施例之限定，其以之後的專利範圍為準。再者，為提供更清楚的描述及更易理解本發明，圖式內各部分並沒有依照其相對尺寸繪圖，某些尺寸與其他相關尺度相比已經被誇張；不相關之細節部分也未完全繪出，以求圖式的簡潔。

    第一圖係為本發明之發光二極體燈100之一實施態樣，包含：一基板10，具有一第一表面11及一第二表面12；一發光二極體模組20，其係設置於前述第一表面11；一燈罩30，具有一內部空間31用於容納前述基板10；一電氣連接部40，其係與前述燈罩30連接，用以與外部電源電氣連接並提供前述發光二極體模組20發光所需電力；一散熱構件50，其係包覆於前述基板10之第二表面12側之燈罩30外；及一同步旋轉控制裝置60。

    在本態樣中，同步旋轉控制裝置60係設置於前述燈罩30之電氣連接部40相對側，用以同步同向旋轉燈罩30內之基板10及燈罩30外之散熱構件50，而散熱構件50係為ㄧ散熱罩。

    在部分實施態樣中，基板10的第二表面12係可設置一散熱片13，用以將發光二極體模組20工作所產生的熱引導移除。

    本發明所稱之基板係用於設置發光二極體模組，且因其應用，發光二極體係設置於基板之同一側(即第一表面11)，該基板可為鋁基板、銅基板、矽基板、陶瓷基板或均溫板。

    本態樣中的燈罩係用於容納包覆發光二極體模組，並得使發光二極體工作時所產生的光穿透。當可輕易理解的是，本發明之特徵不在於燈罩之材質，因此已知可應用於發光二極體燈之燈罩材質之材料，包含但不限於玻璃或塑膠，皆為本發明可採。

    本發明所稱之電氣連接部係用以自外部電源接收電力，並經適當轉換或保護以提供發光二極體工作所需電壓/電流，在一般的實施態樣中，電氣連接部包40含一燈頭41、一燈體42或其結合物，其中，燈頭41之作用在於使發光二極體燈得以固接於接座，包括但不限於E27或E40，在部份的實施態樣中，燈頭41內部係可容納電子電路元件；燈體42的部分係視需要用於容納轉換或保護所需之電子電路元件，部分實施態樣中燈體42係由散熱材質所構成，藉此移除電子電路元件所生的熱。

    前述轉換或保護之電子電路元件包含但不限於整流模組、驅動模組、調光模組、限流模組或其結合，且該些電子電路元件係各自獨立設置於前述燈頭41中或燈體42中或基板10上或分配設置於三者中。

    本發明之電氣連接部提供前述發光二極體模組發光所需電力係透過導線傳電，在此態樣中，導線係具有實質上可供撓曲之柔軟度或足夠的長度，使燈罩30內之基板10與燈罩外之散熱構件50同步旋轉時不會斷毀，在部份實施態樣中，本發明之發光二極體燈具有定位裝置，使前述基板10與燈罩外之散熱構件50同步旋轉限制於一區間，避免前述導線過度扭轉斷毀，該定位裝置之作用亦可為固定完成同步旋轉之基板10與散熱構件50，使其不再旋轉。

    在部分態樣中，電氣連接部40提供前述發光二極體模組發光所需電力係透過接觸傳電或者無線供電模組，接觸導電係指基板延伸出的供電接點與電氣連接部40之供電接點經過設計，可於燈罩內之基板與燈罩外之散熱構件同步旋轉時維持電氣連接，至於無線供電模組則係透過設置於基板上的接收電力模組與設置於電氣連接部之電力供應模組的交互作用達到電力供應的效果。

    本態樣之特色在於散熱構件的設置與使用，藉此用於移除前述基板因發光二極體工作產生的熱，已知技術為使完成安裝後之發光二極體燈的基板發光面能向下，係於燈罩與電氣連接部接觸區域設置旋轉機構，然此一設計仍仰賴電氣連接部同時扮演散熱的功能，高溫對設置於其中的電子電路元件壽命影響甚鉅。

    本態樣透過基板、同步旋轉控制裝置及散熱構件的固接，將發光二極體模組工作時產生的熱傳導出燈罩外至散熱構件，並透過散熱構件材質與結構的選用設計將熱逸散至空氣中，亦即在體積與設置條件允許下，散熱構件係可具有散熱鰭片或散熱孔來提升散熱效率。

    本態樣於燈罩之相對於電氣連接部之側設置了同步旋轉控制裝置，透過例如同軸固接的設計使燈罩內的基板與燈罩外的散熱構件得以進行熱傳導，此一設計之優點有二：(一)發光二極體工作產生的熱由散熱構件部份移除，可避免傳統由電氣連接部進行散熱所致電子電路元件受熱所致壽命耗損；及(二)散熱構件的面積遠較電氣連接部大，在散熱效果上更佳。

    進一步地，本發明所稱之散熱構件得以具有延展性，或者具有延展機構，得以於發光二極體燈設置於燈具並調整照明方向後，將該延展部或延展機構作動，使散熱構件可以與燈具或周圍物件接觸，讓熱進一步由散熱構件以接觸傳導至發光二極體燈以外的物體上，特別是當本發明之發光二極體燈為高功率應用(例如路燈用)時，熱可以傳導至路燈燈具本體，使熱逸散至空氣的效果更佳。

    參考第二圖，在部分的實施態樣中，本發明之發光二極體燈200，其係進一步包含一風扇70，該風扇70係設置於前述同步旋轉控制裝置60上或散熱構件50上或基板之第二表面12，並且與前述電氣連接部40電氣連結。風扇70的運作可使風扇附近的空氣產生流動，提升散熱效率。以第二圖為例，該風扇70係可使前述燈罩30內之空氣流動，藉此提高導熱與散熱效率。

    本發明所稱之同步旋轉控制裝置係用於同步旋轉基板與散熱構件，使橫接的發光二極體燈中基板的發光面得以朝向目標方向，而散熱構件則可同步移動至基板的非發光面一側。在一具體實施態樣中同步旋轉控制裝置係為同軸旋鈕，前述基板與散熱構件係固接於該同軸旋鈕之軸上，轉動旋鈕時，即可達到基板與散熱構件的同步旋轉。

    更進一步地，本發明另一態樣的發光二極體燈300係如第三圖所示，在本態樣中，燈罩30係與散熱構件50共同形成一內部空間31，用以容納前述基板10，此時基板10的第一表面11係於燈罩30側，第二表面12係處於散熱構件50側，在此態樣中，同步旋轉控制裝置60設置於燈罩30與散熱構件50結合物與電氣連接部40間，該同步旋轉控制裝置60係可同步同向旋轉燈罩30、散熱構件50及基板10。

    在上述態樣中，由於發光二極體模組20工作時產生的熱係透過與基板10及散熱構件50固接的同步旋轉控制裝置60進行熱傳導，進而由散熱構件50將熱逸散至空氣中。然而在部份的態樣中，同步旋轉控制裝置60與電氣連接部40間係可進一步包含一隔熱部，該隔熱部係可為具實質隔熱效果的空間，或者是具隔熱效果，由隔熱材料形成的隔熱構件，使發光二極體模組20工作時產生的熱得以完全或大部分地不會傳導到電氣連接部40，而係由同步旋轉控制裝置60傳導致散熱構件50將熱逸散至空氣中。

    在本態樣中，並不排除於燈罩30與散熱構件50結合物之電氣連接部30相對側具有一導熱件51，該導熱件51係與基板10及散熱構件50固接，藉此將發光二極體模組20工作時產生的熱以基板10、導熱件51及散熱構件50的順序進行熱傳導並逸散至空氣中，減少由同步旋轉控制裝置60進行熱傳導時，熱能傳導至電氣連接部40的狀況。

    在本發明之又一態樣發光二極體燈400的態樣中，該態樣係近似於第三圖之態樣，但基板10直接與燈罩30共同形成一空間31，該空間31係位於第一表面11側，發光二極體模組20工作時產生的光穿過空間31及燈罩30向外發散，而散熱構件50則可直接特化為例如散熱鰭片之構造而設置於基板10之第二表面12上，直接將發光二極體模組20工作時產生的熱由基板10及散熱構件50逸散至空氣中。

    上述本發明之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟悉此技藝之人士能了解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即凡其它未脫離本發明所揭示之精神所完成之等效的各種改變或修飾都涵蓋在本發明所揭露的範圍內，均應包含在下述之申請專利範圍內。

10．．．基板

11．．．第一表面

12．．．第二表面

13．．．散熱片

20．．．發光二極體模組

30．．．燈罩

31．．．內部空間

40．．．電氣連接部

41．．．燈頭

42．．．燈體

50．．．散熱構件

51．．．導熱件

60．．．同步旋轉控制裝置

70．．．風扇

第一圖顯示本發明之發光二極體燈之示意圖。
第二圖顯示本發明另一實施例之發光二極體燈之示意圖。
第三圖顯示本發明又一實施例之發光二極體燈之示意圖。
第四圖顯示本發明再一實施例之發光二極體燈之示意圖。

10．．．基板

11．．．第一表面

12．．．第二表面

13．．．散熱片

20．．．發光二極體模組

30．．．燈罩

31．．．內部空間

40．．．電氣連接部

41．．．燈頭

42．．．燈體

50．．．散熱構件

60．．．同步旋轉控制裝置

Claims (15)

1. 一種發光二極體燈，包含：
   一基板，具有一第一表面及一第二表面；
   一發光二極體模組，其係設置於前述第一表面；
   一電氣連接部，用以與外部電源電氣連接並提供前述發光二極體模組發光所需電力；
   一散熱構件，其係設置於前述基板之第二表面側；
   一燈罩，該燈罩(1)具有一空間用以容納前述基板，或者(2)與前述散熱構件或基板之第一表面共同形成之ㄧ空間；及
   一同步旋轉控制裝置，用以同步同向旋轉前述基板及散熱構件；
   其中，在前述(1)的情況，前述散熱構件係設置於燈罩外。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈，其中，前述散熱構件係為一散熱罩。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈，其中，該基板包含一鋁基板、一銅基板、一矽基板、一陶瓷基板或一均溫板。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈，其中，該電氣連接部包含一燈頭、一燈體或其結合物。
5. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體燈，其進一步包含一整流模組、一驅動模組或其結合物，且該整流模組、驅動模組或其結合物係各自獨立設置於前述燈頭中、燈體中或基板上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈，其中前述電氣連接部提供前述發光二極體模組發光所需電力係透過導線傳電、接觸傳電或者無線供電模組。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈，其係進一步包含一風扇，該風扇係設置於前述同步旋轉控制裝置上或散熱罩上或基板上，並且與前述電氣連接部或發光二極體模組電氣連結。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈，其中，前述同步旋轉控制裝置係設置於前述燈罩之電氣連接部相對側。
9. 如申請專利範圍第8項所述之發光二極體燈，其中，該同步旋轉控制裝置係為一同軸旋鈕，前述基板與散熱罩係固接於該同軸旋鈕之軸上。
10. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈，其中，前述同步旋轉控制裝置係設置於前述燈罩與電氣連接部間。
11. 如申請專利範圍第10項所述之發光二極體燈，其中，前述同步旋轉控制裝置與電氣連接部間進一步包含一隔熱部。
12. 如申請專利範圍第11項所述之發光二極體燈，其中，前述隔熱部係為一空間或一隔熱構件。
13. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈，其中前述散熱構件係具有散熱鰭片或散熱孔。
14. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈，其中前述散熱構件係具有延展部或延展機構。
15. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈，其進一步包含一定位裝置，使前述基板與散熱構件之同步旋轉限制於一區間，或固定完成同步旋轉之基板與散熱構件。