[发明专利]LED冷却系统

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及在运行过程中生成大量热的LED灯，更具体地提供了一种在运行过程中冷却LED的方法，该方法促使LED的寿命更长，确保在运行过程中的稳定光输出，并且以最小功率利用率运行。

[0002]一些现有技术设备使用相对高功率的LED以产生足以满足照明需求的所需高光输出。这种LED典型地生成很多热以至于需要散热装置。迄今为止，现有技术还不能满足对用于高强度LED光生成的合适的散热器或冷却系统的需求。

背景技术

[0003]现有技术中为解决上述问题已经进行了若干尝试。例如，2005年6月2日公开，2005年10月18日授予专利权的Sushil Gupta的“Surgical Headlight”的公开美国专利No.6,955,444教导了头戴式灯组件，该灯组件具有并排安装并且利用后反射器聚焦的至少两个LED。这种后反射器的使用很大地降低了由LED生成的光的投射效率，并且因此对于提供本发明设备的高强度聚焦或未聚焦光束是不令人满意的。

[0004]发明人Shuhei Yamada和Takeshi Seto的题为“Light SourceUnit and Projector”的美国专利No.7,108,400教导了用于高发光体叠层的LED光源的使用，该LED光源包括用于生成大量热的此系统的冷却系统。此设计利用两个液体热源吸收器并且是非常复杂的，并且此外此设计更加难以应用本发明教导的冷却系统。

[0005]美国公开专利申请22005/0243539教导了包括光源的冷却了的发光设备，该光源包括密集堆积的LED阵列和LED的冷却系统。该冷却系统是以由传热器连接到光源和第二热交换系统的珀尔帖装置的形式的热电冷却系统，所述第二热交换系统用于从珀尔帖装置去除热。该热交换系统利用液体冷却剂来冷却珀尔帖装置以及热管构造的结合。这与本发明教导的单一液体冷却系统相比远不能令人满意。

发明内容

[0006]根据本发明提供了一种高强度LED光源，所述高强度LED光源因为其强度而在LED的运行过程中产生热。因此，本发明的目的是提供一种液体源的使用，以通过将LED直接安装到散热金属层并使紧邻散热层的液体以足够的流速经过而提供对LED的冷却，从而将LED冷却到最优运行温度并由此得到最优运行效率。

[0007]本发明的进一步目的是将LED定位在印刷电路板上，其中紧邻印刷电路板具有散热金属层，并且LED的基座是金属的并且与散热层直接接触。

[0008]本发明的进一步目的是提供一种印刷电路板，LED安装到所述印刷电路板上并且所述印刷电路板的厚度在1mm至1.5mm之间，散热层优选地由铝制成并且厚度在大约2.0mm至2.5mm之间，并且冷却剂液体优选地为水，并且与散热层相邻的水的流速近似为400ml/分钟。

[0009]本发明的进一步目的是利用LED的冷却系统而不管LED是否聚焦，并且LED发出的光圆锥为近似80度的圆锥形状的光束。

附图说明

[0010]当结合以下详细说明进行考虑时，可通过参照附图得到对本发明更完整的理解，其中：

[0011]图1是剖面图，该剖面图示出与安装印刷电路板相结合的LED，并示出与散热材料邻近接触的LED，该散热材料与冷却流体流相邻以向LED提供本发明的冷却效果。

[0012]图2是示出聚焦透镜的剖面图，该剖面图示出了从LED的发光圆锥与由聚焦透镜实现的将发射聚集成聚焦光圆锥的结果聚集之间的关系；以及

[0013]图3是以示意性形式示出设置在远处的冷却和电池供电系统组件的侧视图。

[0014]为了简洁和清楚的目的，本发明设备的部件和元件在所有附图中将具有相同的附图标记或标号。

具体实施方式

[0015]本发明提供高强度LED灯，因为结合了非常简化的冷却系统以去除由LED的运行所产生的热，所以该高强度LED灯可以以其最佳高强度效率运行，并且由此增进LED的寿命及其最优性能。

[0016]首先参照附图的图1，10总体指代LED，该LED为高强度光源，该光源通常以至少大约1amp的电汲取量(electric draw)运行，并输出700流明至1200流明之间的光强。这种类型的LED产生可影响运行特性和寿命等的热。LED 10典型地具有聚合物外罩12、LED的实际结构14、以及固定到印刷电路板18的金属底座16。板18直接与散热层20接触，这意味着底座16的底表面直接且紧密地与散热层20接触。