[发明专利]用于照明应用的紧凑型热增强基体

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年8月5日提交的名为“COMPACT, THERMALLY-ENHANCED SUBSTRATE FOR LIGHTING APPLICATIONS”的美国临时申请No. 61/515,581的优先权，其全部内容并入本文以供参考。

技术领域

本发明涉及照明，并且更具体地涉及用于固态光源的基体。

背景技术

随着照明从传统的光源（例如，白炽的、卤素、气体放电等等）向固态光源转变，新的问题需要被克服。固态光源的一个最常见问题是固态光源本身产生的热量的量，特别是在需要高流明输出的高功率应用中。通常，包括固态光源的照明产品使用各种热管理方案来尽可能多地耗散热量。这样的方案包括但不限于：无源冷却系统，例如使用翅片和其他形状以显著增加表面面积的金属散热片；以及有源冷却系统，例如提供增加的空气循环的风扇和其他装置。

发明内容

用于耗散使用例如上述固态光源的固态光源的照明产品内的热量的常规技术具有各种缺陷。例如金属散热片的无源冷却系统向固态光照明产品引入了潜在的大型且笨拙的部件。尤其对于被设计成代替使用传统光源（例如传统A19爱迪生灯泡）的类似产品的固态照明产品而言，对于大的金属散热片的需要在技术和美学方面均影响了固态照明产品的整体设计。如果金属散热片必须不大于特定尺寸，则金属散热片对于其能够耗散掉的热量的量具有上限。因此，基于由此产生的总体潜在热量，对于可以在产品中使用的固态光源的数量和类型存在限制。这会潜在地限制固态照明产品的流明输出。此外，大的金属散热片导致固态照明产品看上去与传统光源产品明显不同，这是一些消费者所不希望的。有源冷却系统也对于它们所能够耗散掉的热量的量具有上限，从而导致与上述类似的问题。有源冷却系统可能不会占据与金属散热片一样大的空间，但是它们会引入其自身的与空间有关的设计约束。此外，有源冷却系统通常比无源冷却系统要昂贵得多。对于旨在用于重型商业和工业应用的固态照明产品来说，成本的增加对于买方可以是可接受的。然而，对于旨在用于家用和轻型商业应用的固态照明产品来说，通常会节约成本的消费者可能不希望支付涵盖有源冷却系统的成本所需的升高价格。虽然固态光源的半导体制造工艺中的改进已经降低了由此产生的热量的量，但是仍需要有效的、空间和成本具有经济性的热管理方案。

本文描述的实施例提供了用于一个或更多个固态光源的基体，基体包括在其中的一个或更多个凹穴。每个凹穴均包括一个或更多个固态光源。凹穴被成尺寸为使得其至少足够大以容纳位于其中的所述一个或更多个固态光源。在一些实施例中，光学系统覆盖整个基体，而在另一些实施例中，每个凹穴具有其自身的光学系统，该光学系统位于凹穴内，以致基体的上表面是平坦的和/或大致平坦的。光学系统可以包括远程荧光体（remote phosphor）。

在实施例中，提供固态光源模块。固态光源模块包括：固态光源；具有上表面和下表面的基体，其中所述固态光源被连接到所述基体，其中所述基体包括在所述上表面中的凹穴，其中所述固态光源位于所述凹穴内；以及来自所述固态光源的电连接件，以致所述固态光源能够接收功率以便产生光。

在相关实施例中，基体可以包括具有上表面和下表面的基体，其中所述固态光源可以被连接到所述基体，其中所述基体可以包括在所述上表面内的凹穴，其中所述凹穴可以由地板和壁限定，其中所述固态光源可以位于所述凹穴内，以致所述地板至少和所述固态光源一样宽并且所述壁至少与所述固态光源一样高。

在另一相关实施例中，所述固态光源模块还可以包括光学系统，其中所述光学系统可以被连接到所述基体的所述上表面。在又一相关实施例中，所述光学系统可以覆盖所述基体的所述上表面内的所述凹穴。在又一相关实施例中，所述光学系统可以包括延伸到所述凹穴内的凸起。

在又一个相关实施例中，所述光学系统可以安放在所述凹穴内，以致所述基体的所述上表面是大致平坦的。在又一相关实施例中，所述光学系统可以包括远程荧光体。

在又一相关实施例中，所述凹穴的所述壁可以是大致笔直的。在又一相关实施例中，所述凹穴的所述壁可以是倾斜的。在又一相关实施例中，所述凹穴的所述壁可以包括倾斜部分和大致笔直部分。

在另一相关实施例中，所述固态光源模块还可以包括热管理系统，其中所述热管理系统可以被连接到所述基体的所述下表面。