[发明专利]用于调节发光二极管温度的设备

说明书

技术领域

本发明涉及诸如发光二极管之类的半导体器件。具体地，本发明涉及一种用于调节发光二极管温度的设备。

背景技术

LED的发射谱(在强度和峰值波长两方面)是温度依赖的。具体地，LED的结温度影响发射谱。为了实现来自LED的稳定光输出，有必要调节LED的温度。

传统上，经由温度传感器和模型直接或间接测量LED中的结温度以推导出所述结温度，然后(通过调节流过LED的电流的幅度、频率和/或占空比来)操作LED对于LED温度的任何变化起反应。这种类型的布置很复杂，要求提供至少包括可变电流源和LED温度测量装置的控制回路。

US5371753描述了一种具有针对激光二极管热沉(heat sink)的热耦合的激光二极管底座，其利用形状记忆合金，以将激光二极管阵列保持在操作温度带宽内。二极管载体构件保持激光二极管阵列，并且通过柱(post)可移动地附着到热沉上，并且通过可变空气间隙与热沉热焊盘(thermal pad)间隔开来。所述二极管载体构件可以在所述柱上移动以改变所述间隙，并且形状记忆合金构件成形为线圈或弹簧，并耦接在二极管载体构件和热沉热焊盘之间，用于改变之间的间隙。

US2003/076565描述了一种光通信模块，包括模块外壳和收纳在所述模块外壳中的的转换元件。所述模块也包括热传导构件，当模块外壳中的大气温度高于信号处理电路元件的工作温度范围时，所述热传导构件接触所述模块外壳和信号处理电路元件，但是当模块外壳中的大气温度低于工作温度范围时，所述热传导构件与信号处理元件分开。

发明内容

根据本发明一方面，提出了一种用于调节发光二极管(LED)的温度的设备。所述设备包括热沉、LED底座和安装在所述LED底座上的LED。所述LED底座被配置为响应于温度变化而发生形状变化。所述LED底座包括其上安装了LED的至少一个伸长的指状物。至少一个指状物被配置为响应于温度变化而弯曲，从而响应于所述温度变化来使所述LED朝着或者远离所述热沉偏转。形状变化改变LED相对于热沉的位置，用于调节LED和热沉之间的热传递。

本发明提出了针对LED温度调节问题的解决方案，其不要求上述种类的复杂控制回路。根据本发明，其上安装了LED的底座响应于温度变化而改变形状(例如，变大、变小、变长、变短等)，以改变LED相对于热沉的位置。具体地，可以使用LED相对于热沉的位置改变来调制热沉和LED之间的热传递。

在一个示例中，底座的形状变化可以改变LED相对于热沉的位置，以响应于温度的升高，使LED与热沉物理接触。因此当温度升高时，LED可以与热沉接触，从而增加从LED到热沉的热流，进而提供附加的冷却能力来降低LED温度。相反，底座的形状变化也可以改变LED相对于热沉的位置，以响应于温度的降低来断开LED和热沉之间的物理接触。由于LED和热沉之间缺少物理接触而引起的冷却能力的减少可以引起LED的温度升高。

在一个实施例中，所述LED底座被配置为改变LED相对于热沉的位置，以维持LED的温度在最高温度和最低温度之间。只作为示例，当LED的温度接近或者变为实质上等于最高温度时，在LED和热沉之间形成物理接触。相反，当LED的温度接近或者变为实质上等于最低温度时，断开LED和热沉之间的物理接触。

这里描述了可以响应于温度变化而改变形成的各种LED底座的示例。在这样一个示例中，LED底座的至少一部分被配置为响应于温度变化而经受热膨胀和/或热收缩，以改变LED底座的形状。在另一个示例中，LED底座包括层压部分，所述层压部分包括具有不同热膨胀系数的至少两层。所述至少两层可以配置为响应于温度变化以不同的速率膨胀和收缩，从而使LED底座改变形状。所述层可以包括具有不同热膨胀系数的金属条。

在另外的示例中，LED可以实质上安装在LED底座的指状物的一端。

附图说明

下面将参考附图并且只作为示例描述本发明的实施例，其中相似的参考符号涉及相似的元件，附图中：

图1示出了根据本发明实施例的设备的示例，所述设备包括LED底座、LED和热沉；

图2示出了在LED底座的形状改变之后的图1的示例设备；

图3示出了根据本发明实施例的设备的示例，所述设备包括LED底座、LED和热沉；

图4A和4B更加详细地示出了图3设备的LED底座；

图5示出了根据本发明实施例的设备的示例，所述设备包括LED底座、LED和热沉；

图6示出了在LED底座的形状改变之后的图5的示例设备；以及