專利名稱：使用發(fā)光二極管的路燈的冷卻結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用發(fā)光二極管的路燈(在下文中也簡稱為LED路燈) 的冷卻結(jié)構(gòu)，更具體的涉及到用于LED路燈的冷卻結(jié)構(gòu)，使得LED路燈的 空氣冷卻效率得到明顯改善，從而實現(xiàn)LED路燈的高能量效率并延長其使 用壽命。
背景技術(shù)：
通常，鈉燈和汞燈被廣泛用于路燈。鈉燈和汞燈基于它們固有的優(yōu)點和 缺點得到適當(dāng)?shù)膽?yīng)用。由于傳統(tǒng)燈泡的光更傾向于在所有方向散射，需要光 的地面的亮度不可避免的變低并且要求相對高的能量損耗，這導(dǎo)致了低的能
在這種情況下，LED路燈在近些年得到了發(fā)展。LED路燈與鈉和汞路 燈相比需要相當(dāng)?shù)偷哪芰繐p耗，并且顯示出的亮度跟傳統(tǒng)路燈差不多或更 好。另外，LED路燈的使用壽命是鈉和汞路燈的好幾倍，使得管理費用明顯 降低?；谶@些優(yōu)點，LED路燈使用越來越多并正在取代傳統(tǒng)路燈。
目前用于路燈的發(fā)光二極管有高亮度的優(yōu)點。LED與傳統(tǒng)燈泡相比的其 它優(yōu)點是低功耗和長的使用壽命。基于上述這些優(yōu)點，LED的使用在例如室 內(nèi)照明、裝飾照明和汽車照明系統(tǒng)的不同的工業(yè)領(lǐng)域顯著增加，。
使用單一的發(fā)光二極管不能滿足路燈所要求的高的亮度水平。考慮到高 亮度的要求，路燈改進為使用多個發(fā)光二極管。例如，高亮度的照明燈是彼 此連接幾個到幾十個的發(fā)光二極管來構(gòu)建模塊然后串聯(lián)或并聯(lián)這些模塊來 制造的。
然而，當(dāng)包括由很多發(fā)光二極管組成的模塊的照明系統(tǒng)長時間被打開
后，耐熱性差的發(fā)光二極管會熱損壞，從而導(dǎo)致了照明系統(tǒng)的損壞。因此，
使用LED的照明系統(tǒng)必須有必要安裝冷卻結(jié)構(gòu)來驅(qū)散LED產(chǎn)生的熱量。散 熱能夠保護照明系統(tǒng)避免由于過熱而造成的損壞。考慮到以上情況，LED路 燈制造商利用他們自己的固有技術(shù)來驅(qū)散LED產(chǎn)生的熱量。
許多LED路燈的冷卻結(jié)構(gòu)被開發(fā)出來。在典型的冷卻結(jié)構(gòu)中，發(fā)光二 極管被安裝在鋁制的隔板上，鋁有很好的散熱性能，從而能驅(qū)散燈開啟期間 產(chǎn)生的熱量。
因為發(fā)光二極管在冷卻結(jié)構(gòu)中直接附著于鋁制隔板上，LED產(chǎn)生的熱量 以很低的速度被傳導(dǎo)。另外，LED傳遞的熱量沒有在隔板上很快地驅(qū)散，這 是因為在隔板上沒有提供冷卻裝置，導(dǎo)致了冷卻結(jié)構(gòu)的冷卻效率低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面相應(yīng)地解決了現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了使用發(fā)光二極 管的路燈的冷卻結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括散熱殼5，在該散熱殼5中中具有有安裝 部分5a;安裝在安裝部分5a的印刷電路板1;安裝在印刷電路板1下的一 個或多個發(fā)光二極管4;熱傳遞單元，該熱傳遞單元用于將從發(fā)光二極管4 產(chǎn)生的熱量傳遞到散熱殼5的頂部并把熱量驅(qū)散到外面；以及設(shè)置在散熱殼 5底部的反射板6。本發(fā)明的冷卻結(jié)構(gòu)被配置成以有效的方式傳遞發(fā)光二極 管4產(chǎn)生的熱量來實現(xiàn)改善的散熱效率。
在優(yōu)選實施方式中，散熱殼5具有多個形成在其上表面的散熱片(cooling fin)來實現(xiàn)改善的冷卻效率。
在優(yōu)選實施方式中，熱傳遞單元包括形成在印刷電路板1的部分中的連 接發(fā)光二極管4的通孔101、以及填充在各個通孔101中的熱傳遞部件2。
在優(yōu)選實施方式中，熱傳遞單元進一步包括附著在熱傳遞部件2的上表 面的多個熱傳遞板3。
在優(yōu)選實施方式中，熱傳遞單元進一步包括多個熱傳遞部分501來將各 個熱傳遞板3連接到散熱殼5的上部。
在優(yōu)選實施方式中，熱傳遞部分501是以鋁制的柱狀形式，來實現(xiàn)有效 的熱傳遞并且從總體上有效地支撐散熱殼5。
在優(yōu)選實施方式中，熱傳遞部件2可以用鉛(Pb)來制成。
在優(yōu)選實施方式中，反射板6附著于各個發(fā)光二極管4并包括反射部分 601以最小的亮度損失來反射發(fā)光二極管4的光，從而保證了高的能量效率。
在優(yōu)選實施方式中，反射部分601之間的角度從與發(fā)光二極管4接觸的 部分自上而下變寬來形成展開(flare)的結(jié)構(gòu)，從而在有效保持發(fā)光二極管 4的亮度的同時使得發(fā)光二極管4的光學(xué)損失最小化。
在優(yōu)選實施方式中，每一個反射板6具有沉積有鋁的外表面來允許發(fā)光 二極管的光有效地照射，使亮度損失最小化并保持發(fā)光二極管的固有亮度達 到最大程度，由此保持高的能量效率。
在優(yōu)選實施方式中，每一個反射板6包括形成在鄰近的反射部分601之 間的散熱片602，使得更有效地散發(fā)發(fā)光二極管的熱量。
在優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的冷卻結(jié)構(gòu)進一步包括附著于散熱殼5上表 面的輔助散熱板7，以實現(xiàn)增強的冷卻效率。
在優(yōu)選實施方式中，冷卻結(jié)構(gòu)進一步包括形成在輔助散熱板7的上表面 的多個冷卻片701以實現(xiàn)增強的冷卻效率。
在優(yōu)選實施方式中，輔助散熱板7被螺釘固定在散熱殼5上以便于散熱 殼5和輔助散熱板7的組裝/拆卸。在長時間暴露于周圍環(huán)境后，污染物會堆 積在輔助散熱板7和散熱殼5之間從而降低散熱殼5的冷卻效率。在這種情 況下，輔助散熱板7應(yīng)從散熱殼5上拆下，清洗之后再與散熱殼5組裝以實 現(xiàn)增強的維護和修理效率，并防止散熱殼5的冷卻效率降低。
在優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的冷卻結(jié)構(gòu)進一步包括設(shè)置在散熱殼5下面
的透明的保護蓋8，用來保護發(fā)光二極管4的表面不被異物(如昆蟲)污染。 在優(yōu)選實施方式中，反射板6的垂直長度比發(fā)光二極管4的大，從而能 保護行人和駕駛者不因發(fā)光二極管的光而眩目，使他們可以在路上沒有視覺 干擾。


本發(fā)明的以上和其它目的、特征和其它優(yōu)勢可以從下面詳細(xì)的描述并結(jié)
合附圖更清楚地理解，在附圖中
圖1為顯示了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的冷卻結(jié)構(gòu)的主要元件的前橫斷面 視圖2為圖1 "A"部分的實例的局部放大的橫斷面視圖；以及 圖3為具體顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的冷卻結(jié)構(gòu)的實例的前 橫斷面視圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了用于使用發(fā)光二極管的路燈的有效地改進的冷卻結(jié)構(gòu)，該 冷卻結(jié)構(gòu)能快速驅(qū)散發(fā)光二極管在開啟期間產(chǎn)生的熱量，從而能夠保護路燈 免于損壞并且具有很大改善的耐久性，且具有最小的亮度損失，以實現(xiàn)增強 的能量效率。
依照本發(fā)明的第一個實施方式的冷卻結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和作用將被詳細(xì)描述。 圖1為顯示冷卻結(jié)構(gòu)的主要元件的前橫斷面視圖，圖2為圖1 "A"部 分的實例的局部放大的橫斷面視圖。
如圖1和2所示，冷卻結(jié)構(gòu)包括散熱殼5，該散熱殼5具有位于其中的 安裝部分5a，并且散熱殼5的上表面形成有多個冷卻片502;安裝在安裝部 分5a里的印刷電路板1;以及等間隔安裝在印刷電路板1下的多個發(fā)光二極
管4。使用這種構(gòu)造，發(fā)光二極管4在工作期間產(chǎn)生的熱量被傳遞到散熱殼 5，使得熱量很快被驅(qū)散。
特別地，冷卻結(jié)構(gòu)包括熱傳遞單元，用于將發(fā)光二極管4產(chǎn)生的熱量驅(qū) 散到外面。該熱傳遞單元包括形成在印刷電路板l中的的通孔101、填充在 各個通孔101中的熱傳遞部件2、熱傳遞板3以及熱傳遞部分501。熱傳遞 單元的構(gòu)造將在下面具體描述。
特別地，發(fā)光二極管4被等間隔地安裝在印刷電路板1的全部表面上面。 通孔101形成在印刷電路板1中，發(fā)光二極管4被安裝在其中，并且填 充了高熱傳導(dǎo)材料(例如，鉛)來形成熱傳遞部件2。熱傳遞板3用高熱傳 導(dǎo)率的材料制成，這些材料與熱傳遞部件2相似。熱傳遞板3安裝在通孔101 上以附著熱傳遞部件2。發(fā)光二極管4在開啟期間產(chǎn)生的熱量通過填充在各 個通孔101中的熱傳遞部件2被傳遞到安裝在印刷電路板1的上表面的熱傳 遞板3。特別地，填充在各個通孔101中的熱傳遞部件2優(yōu)選用高熱傳導(dǎo)的 金屬或非金屬制作。這種金屬的實例包括銅(Cu)、錫(Sn)、鋁(Al)和鉛 (Pb)。
熱傳遞部分501在散熱殼5內(nèi)以棒狀的形式整體突出，印刷電路板1安 裝在散熱殼5內(nèi)。因此，印刷電路板l安裝在散熱殼5的安裝部分5a，這樣 熱傳遞部分501的下表面附著在安裝在印刷電路板1的上表面的熱傳遞板3 的上表面。
由于冷卻結(jié)構(gòu)的這種構(gòu)造，發(fā)光二極管4在開啟期間產(chǎn)生的熱量被傳遞 到熱傳遞板3并通過附著于熱傳遞板3上表面的熱傳遞部分501到達散熱殼 5的頂部。
也就是說，熱量按照熱傳遞部件2、熱傳遞板3和熱傳遞部件501的順 序到達散熱殼5。形成在散熱殼5上表面上的多個冷卻片502暴露在外面使 得散熱殼5快速冷卻，從而能防止散熱殼5和發(fā)光二極管4過熱。印刷電路板1的熱導(dǎo)率要比熱傳遞部件2和熱傳遞板3低得多。因此， 當(dāng)熱量傳遞到熱傳遞部件2和熱傳遞板3時，印刷電路板1和發(fā)光二極管4 能夠防止過熱，在必須打開發(fā)光二極管4時過熱會使發(fā)光二極管4和電路損 壞。
反射板6設(shè)置在散熱殼5的底部。
具體地，反射板6包括反射部分601用于反射發(fā)光二極管4的光。發(fā)光 二極管4安裝在反射部分601之間來和反射板6更近地接觸。
散熱片602形成在鄰近的反射部分601之間。發(fā)光二極管4在開啟期間 產(chǎn)生的熱量傳遞到反射板6并被散熱片602驅(qū)散以達到更有效的散熱。
反射板的反射部分601是向外展開(flare)的。每一個反射板6具有沉 積有鋁的外表面來增加發(fā)光二極管的光的反射率。增加的反射率允許發(fā)光二 極管4在開啟期間的光有效地照射，使亮度損失最小化并最大程度上維持了 發(fā)光二極管4的固有亮度以保持高的能量效率。特別優(yōu)選的是，反射板6的 垂直長度T1要大于發(fā)光二極管4的垂直長度T2。也就是說，反射板展開在 發(fā)光二極管的周圍并防止發(fā)光二極管的光不必要的泄露。包括本發(fā)明冷卻結(jié) 構(gòu)的路燈安裝在高速公路或公路上能讓司機在晚上駕駛他/她的車而同時能 保證他/她的視野且不因為眩目而干擾視覺。
在下文，依照本發(fā)明的第二種實施方式的冷卻結(jié)構(gòu)將參照圖3來解釋說明。
如圖3所示，輔助散熱板7用螺釘連接到散熱殼5上。由于用螺釘連接， 輔助散熱板7被緊緊地固定在散熱殼5的上表面來增強散熱殼5的冷卻效率。
在散熱殼5中，多個冷卻片701形成在輔助散熱板7的上表面。輔助散 熱板7用高導(dǎo)熱的鋁制成，用來快速驅(qū)散從散熱殼5傳遞的熱量，以實現(xiàn)增 強的冷卻效率。另外，經(jīng)過長期暴露在周圍環(huán)境中，異物，例如灰塵和污染 物，可能堆積在輔助散熱板7和散熱殼5之間，從而降低散熱殼5的冷卻效
率。在這種情況下，輔助散熱板7要從散熱殼5上拆下，清洗后再安裝到散 熱殼5上，以防止散熱殼5冷卻效率的降低。特別地，輔助散熱板7的獨立
結(jié)構(gòu)使得冷卻結(jié)構(gòu)的維護和修理更有效率。
透明的保護蓋8用夾子9安裝在散熱殼5的下面?？商鎿Q地，透明保護 蓋8可以粘附在散熱殼5。保護蓋8用來保護發(fā)光二極管4的表面防止被異 物污染，例如昆蟲，異物能導(dǎo)致亮度的減少。夾子9的使用便于保護蓋8從 散熱殼5分離，使得冷卻結(jié)構(gòu)容易維護和修理。
從上文可以明顯看出，本發(fā)明的冷卻結(jié)構(gòu)得到有效地改進，能快速驅(qū)散 發(fā)光二極管開啟時產(chǎn)生的熱量，因此可以保護路燈防止被損壞，并極大地改 善了耐久性。另外，光發(fā)射結(jié)構(gòu)被改進以防止亮度的損失，使路燈實現(xiàn)增強 的能量效率和高質(zhì)量。路燈作為通用可以被安裝在公園、住宅街道、高速公 路等任何地方。
特別地，當(dāng)路燈安裝在允許高速駕駛的高速公路或公路時，圍繞發(fā)光二 極管的反射板增強了發(fā)光二極管的亮度并防止了發(fā)光二極管的光的泄露從 而保護司機防止被眩目，由此可以安全駕駛。
權(quán)利要求
1.一種使用發(fā)光二極管的路燈的冷卻結(jié)構(gòu)，該冷卻結(jié)構(gòu)包括內(nèi)部具有安裝部分的散熱殼；安裝在所述安裝部分中的印刷電路板；安裝在所述印刷電路板下的一個或多個發(fā)光二極管；將所述發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱量傳遞到所述散熱殼的頂部并將該熱量擴散到外面的熱傳遞單元；以及設(shè)置在所述散熱殼底部的反射板。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，所述散熱殼具有形成在該散 熱殼的上表面的多個冷卻片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，所述熱傳遞單元包括形成在 印刷電路板的部分中的連接發(fā)光二極管的通孔、以及填充在各個所述通孔中 的熱傳遞部件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，所述熱傳遞單元進一步包括 附著在所述熱傳遞部件的上表面的多個熱傳遞板。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，所述熱傳遞單元進一步包括 將各個所述熱傳遞板連接到所述散熱殼的上部的多個熱傳遞部分。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，所述熱傳遞部分為鋁制的柱 體形式。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，所述熱傳遞部件由鉛制成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，所述反射板附著于各個 發(fā)光二極管并且包括用于反射來自所述發(fā)光二極管的光的反射部分。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，所述反射部分之間的角度從 與發(fā)光二極管接觸的部分自上而下變寬，以形成向外展開的結(jié)構(gòu)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，每一個所述反射板具有沉 積有鋁的外表面。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，每一個所述反射板包括形 成于鄰近的反射部分之間的散熱片。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻結(jié)構(gòu)，進一步包括附著在所述散熱殼上 表面的輔助散熱板。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的冷卻結(jié)構(gòu)，進一步包括形成在所述輔助散熱 板上表面的多個冷卻片。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，所述輔助散熱板通過一個 或多個螺釘固定在所述散熱殼上。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻結(jié)構(gòu)，進一步包括設(shè)置在所述散熱殼下 面的透明保護蓋。
16. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，所述反射板的垂直長度比 所述發(fā)光二極管的垂直長度大。
全文摘要
提供了使用發(fā)光二極管的路燈的冷卻結(jié)構(gòu)。該冷卻結(jié)構(gòu)包括內(nèi)部有安裝部分的散熱殼、安裝在安裝部分中的印刷電路板、安裝在印刷電路板下的一個或多個發(fā)光二極管、將發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱量傳遞到散熱殼頂部并擴散到外面的熱傳遞單元、以及設(shè)置在散熱殼底部的反射板。冷卻結(jié)構(gòu)有效地被改進來快速驅(qū)散發(fā)光二極管在開啟時產(chǎn)生的熱量。利用這種冷卻結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，能保護路燈防止被損壞并極大地改善了耐久性。另外，光發(fā)射結(jié)構(gòu)被改進來防止亮度損失。因此，路燈的能量效率能夠被有效地改善。
文檔編號F21V19/00GK101368716SQ20081013548
公開日2009年2月18日 申請日期2008年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月13日
發(fā)明者李永燮 申請人:李永燮