[发明专利]照明装置及其光引擎

说明书

技术领域

本发明是关于一种照明装置及其光引擎，特别是关于一种具有高散热效 率的半导体照明装置及其光引擎。

背景技术

人们由于长期过度依赖石化燃料，除造成能源短缺及石油价格高涨而牵 动经济发展，更使全球二氧化碳与有害气体的排放浓度日益增加，导致地球 暖化所引起的气候反常、生态环境的破坏、以及对人类生存的危害日益显现， 为永续经营赖以生存的地球生态环境，必须同时解决能源危机与环境污染问 题，开发新能源及再生能源是推动节约能源及高效率使用能源最重要的策 略，而传统照明所消耗的能源极为可观，发展照明节能将是最重要的新能源 科技，而半导体照明采用高功率高亮度的发光二极管(LED)为光源，该新光 源以其高发光效率、节能、长寿、环保(不含汞)、启动快、指向性等优点， 具有广泛取代传统照明光源的潜力。

发光二极管(LED)由于输入电能的80％～90％转变成为热量，只有 10％～20％转化为光能，且LED芯片面积小，因此芯片散热是LED封装必须 解决的关键问题；好的散热系统可在同等输入功率下得到较低的工作温度， 延长LED的使用寿命，或在同样的温度限制范围内，增加输入功率或芯片 密度，从而增加LED灯的亮度；结点温度(Junction temperature)是衡量LED 封装散热性能的一个重要技术指标，由于散热不良导致的pn结点温度升高， 将严重影响到发光波长、光强、光效和使用寿命。

应用高功率高亮度LED在照明的新光源上，必须配合高效率的散热机 构以尽量降低LED的结点温度，才能发挥上述诸多优点，否则照明装置的 发光亮度、使用寿命将大打折扣，影响所及将使该照明装置的节能效果不彰， 并直接冲击该照明装置的可靠度，引发严重的光衰甚至使照明装置失效。

热管已广为电子产业作为散热应用的导热件，其基本构造是于密闭管材 内壁衬以易吸收作动流体的多孔质毛细结构层，而其中央的空间则为空胴状 态，并在抽真空的密闭管材内注入相当于毛细结构层细孔总容积的作动流 体，依吸收与散出热量的相关位置可分为蒸发段、冷凝段以及其间的绝热段。

热管的工作原理是当蒸发段吸收热量使蕴含于毛细结构层中的液相作 动流体蒸发，并使蒸汽压升高，而迅速将产生的高热焓蒸汽流沿中央的通道 移往压力低的冷凝段释出热量，凝结液则藉毛细结构层的毛细力再度返回蒸 发段吸收热量，如此周而复始地通过作动流体相变化过程中吸收与释出大量 潜热(latent heat)的循环，进行持续性的快速热传输，且由于作动流体在上述 过程中的液相与汽相共存，以致热管可在温度几乎保持不变的状况下扮演持 续快速传输热量的超导体角色而广为各种领域所应用。

目前应用平板形鳍片垂直穿设在热管上作为散热件已广为各种产业应 用，并以风扇将气流强制送到各鳍片之间以冷却该鳍片，再从该鳍片的另一 端将热量散去可以达到很好的散热效果；惟，在半导体照明装置的应用中， 基于可靠度与成本的考虑，使用热管与鳍片为散热件时通常不再使用风扇， 而是透过热管与鳍片之间的气流温差所产生的热浮力来导引气流进入各鳍 片之间发挥散热效果；在半导体照明应用中若仍采用上述平板形鳍片作为散 热件，将因热空气向上漂浮的惯性趋势使平板形鳍片外的冷空气进入鳍片内 的流阻增加，即便有冷空气进入并吸收传至鳍片的热量而升温，该热空气也 因不易排出而使散热受阻，因此利用自然气流循环的半导体照明装置中，采 用现有的平板形鳍片不易在其中建立冷却气流足够的流量，致散热效果大打 折扣。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种具有高散热效率的照明装置，并提供一种该 照明装置所采用的光引擎。

一种照明装置，包括：一光学室，包括至少一光源及一出光通道，用以 提供所需的照明亮度与发光特性及光源保护；一电气室，用以提供该光源所 需的驱动电源、控制电路及电源管理；及一散热室，设于该光学室与电气室 之间，该散热室包括至少一热管及若干伞形或浪形鳍片，每一浪形鳍片包括 相连的至少两组伞形鳍片，所述热管包括一蒸发段及由该蒸发段延伸的至少 一冷凝段，该光源与所述热管的蒸发段结合，所述鳍片间隔设置并穿设于所 述热管的冷凝段上。所述每一伞形鳍片包括至少一本体及由所述本体的边缘 向外并朝向光源一侧延伸的若干翼片，所述本体与热管的冷凝段的轴向垂 直，所述翼片与热管的冷凝段的轴向成一锐角，所述鳍片上设有与热管的冷 凝段呈辐射分布且向外浮凸的若干气孔。