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ES2614477T3 - Marco térmico para una luminaria - Google Patents

Marco térmico para una luminaria Download PDF

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ES2614477T3
ES2614477T3 ES11719924.0T ES11719924T ES2614477T3 ES 2614477 T3 ES2614477 T3 ES 2614477T3 ES 11719924 T ES11719924 T ES 11719924T ES 2614477 T3 ES2614477 T3 ES 2614477T3
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ES
Spain
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end region
frame
housing
heat sink
luminaire
Prior art date
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Active
Application number
ES11719924.0T
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English (en)
Inventor
Sarah Bazydola
Camil-Daniel Ghiu
Robert Harrison
Anil Jeswani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram Sylvania Inc
Original Assignee
Osram Sylvania Inc
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Publication date
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    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/02—Lighting devices intended for fixed installation of recess-mounted type, e.g. downlighters
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    • F21—LIGHTING
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  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Luminaria (10) que comprende: una carcasa (18) que define una cavidad (16) de carcasa, en la que la carcasa (18) incluye una región (65) de extremo de carcasa; un motor (12) de luz dispuesto dentro de la cavidad (16) de carcasa, comprendiendo el motor (5 12) de luz al menos una fuente (20a-n) de luz, un disipador (24) de calor acoplado a la al menos una fuente (20a-n) de luz y un reflector (32) que define una cavidad (36) de motor de luz, en la que el reflector (32) es sustancialmente coextensivo con una superficie (38) interior del disipador (24) de calor, y en la que el disipador (24) de calor incluye una región (19) de extremo de disipador de calor; y un marco (14) dispuesto al menos parcialmente dentro de la cavidad (16) de carcasa, comprendiendo el marco (14) una primera región (17) de extremo de marco acoplada a la región (19) de extremo de disipador de calor y una segunda región (63) de extremo de marco acoplada a la región (65) de extremo de carcasa; en la que el motor (12) de luz, el marco (14) y la carcasa (18) definen una trayectoria térmica sustancialmente continua entre el motor (12) de luz y la carcasa (18); caracterizada porque la primera región (17) de extremo de marco y la región (19) de extremo de disipador de calor hacen tope contra un segundo material (42) de superficie de contacto térmico; y la primera región (17) de extremo de marco y la región (19) de extremo de disipador de calor comprenden cada una un reborde (15, 25) configurado para acoplarse entre sí, y en la que cada uno de los rebordes (15, 25) hace tope contra el segundo material (42) de superficie de contacto térmico.

Description

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DESCRIPCION
Marco termico para una luminaria Campo tecnico
La presente divulgacion se refiere a luminarias, y mas particularmente se refiere a luminarias y a metodos para reducir la temperatura de union de una o mas fuentes de luz de estado solido en un motor de luz.
Antecedentes
Las luminarias, tales como luces descendentes o similares, proporcionan luz a partir de una fuente de luz. Un tipo de esta fuente de luz incluye una fuente de luz de estado solido, tal como los diodos emisores de luz (LED). Aunque los LED pueden generar menos calor en comparacion con las bombillas tradicionales (por ejemplo, bombillas de luz incandescente), los LED generan no obstante calor. El calor generado debe gestionarse con el fin de controlar la temperatura de union de los LED. Una temperatura de union superior generalmente se correlaciona con un rendimiento luminoso inferior y por tanto con una eficacia de la luminaria inferior. Fuentes de luz de estado solido convencionales normalmente incluyen disipadores de calor acoplados a los LED para disipar el calor generado durante el funcionamiento de los LED. Sin embargo, la capacidad del disipador de calor para disipar calor puede limitarse de una variedad de formas debido a la luminaria, tal como su conformacion, ubicacion, y similares. Como resultado, la temperatura de union de los LED puede limitar el rendimiento luminoso de la luminaria. Hacer funcionar LED a temperatura de union inferior generalmente aumenta la fiabilidad y el rendimiento luminoso de la luminaria.
El documento WO 2008/061084 A1 da a conocer un conjunto de iluminacion que incluye un conjunto de motor de luz y un elemento de lado de sala. El conjunto de motor de luz incluye al menos un elemento de marco y un motor de luz, que incluye al menos un emisor de luz de estado solido y que esta colocado dentro de un espacio interno de elemento de marco definido por el elemento de marco. El documento WO2008/036873 A2 da a conocer un conjunto de iluminacion que incluye un alojamiento de motor de luz con una placa de circuito y un emisor de luz de estado solido. El alojamiento motor de luz esta conectado a un alojamiento de elemento de fijacion.
Sumario
Las realizaciones dadas a conocer en el presente documento superan las limitaciones encontradas en luminarias convencionales disminuyendo la temperatura de union de la(s) fuente(s) de luz de estado solido y por tanto aumentando la eficacia termica y el rendimiento luminoso de la luminaria. Las realizaciones logran esto proporcionando una trayectoria termica sustancialmente continua entre un motor de luz de luminaria, que incluye la fuente de luz, y el elemento de fijacion en que esta instalado el motor de luz. Tal como se usa a lo largo de todo el documento, el termino “temperatura de union” se refiere a la temperatura maxima de la(s) fuente(s) de luz de estado solido en un motor de luz (por ejemplo, pero sin limitarse a, cuando se hace funcionar a potencia en estado estacionario). Al proporcionar una trayectoria termica sustancialmente continua entre el motor de luz y el elemento de fijacion (por ejemplo, una carcasa), puede reducirse la temperatura de union de las fuentes de luz de estado solido en el motor de luz. Adicional o alternativamente, tambien puede variarse el grosor de un marco del elemento de fijacion para reducir la temperatura de union. Puesto que puede reducirse la temperatura de union de las fuentes de luz de estado solido en el motor de luz, el motor de luz puede hacerse funcionar a potencia superior, aumentando de ese modo el rendimiento de potencia del motor de luz, y por tanto de la luminaria, a la vez que tambien se mantiene una vida util aceptable.
En una realization, se proporciona una luminaria. La luminaria incluye una carcasa que define una cavidad de carcasa, en la que la carcasa incluye una region de extremo de carcasa; un motor de luz dispuesto dentro de la cavidad de carcasa, comprendiendo el motor de luz al menos una fuente de luz, un disipador de calor acoplado a la al menos una fuente de luz y un reflector que define una cavidad de motor de luz, en la que el reflector es sustancialmente coextensivo con una superficie interior del disipador de calor, y en la que el disipador de calor incluye una region de extremo de disipador de calor; y un marco dispuesto al menos parcialmente dentro de la cavidad de carcasa, comprendiendo el marco una primera region de extremo de marco acoplada a la region de extremo de disipador de calor y una segunda region de extremo de marco acoplada a la region de extremo de carcasa, en la que el motor de luz, el marco y la carcasa definen una trayectoria termica sustancialmente continua entre el motor de luz y la carcasa; en la que la primera region de extremo de marco y la region de extremo de disipador de calor hacen tope contra un segundo material de superficie de contacto termico; y en la que la primera region de extremo de marco y la region de extremo de disipador de calor comprenden cada una un reborde configurado para acoplarse entre si, y en la que cada uno de los rebordes hace tope contra el segundo material de superficie de contacto termico.
En una realizacion relacionada, la al menos una fuente de luz puede incluir al menos un diodo emisor de luz acoplado a una placa de circuito impreso, y en la que la placa de circuito impreso y el disipador de calor pueden
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hacer tope contra un primer material de superficie de contacto termico. En una realizacion relacionada adicional, el primer material de superficie de contacto termico puede incluir un material deformable que tiene una conductividad termica. En una realizacion relacionada adicional, la conductividad termica del material deformable puede ser de al menos 1,0 W/(m*K).
En otra realizacion relacionada, la primera region de extremo de marco puede hacer tope contra la region de extremo de disipador de calor.
Aun en otra realizacion relacionada, la primera region de extremo de marco y la region de extremo de disipador de calor pueden hacer tope contra un segundo material de superficie de contacto termico. En una realizacion relacionada adicional, el segundo material de superficie de contacto termico puede incluir un material deformable que tiene una conductividad termica. En una realizacion relacionada adicional, la conductividad termica del material deformable puede ser de al menos 1,0 W/(m*K).
En una realizacion relacionada adicional, al menos uno de los rebordes puede definir una cavidad de lente configurada para alojar al menos una parte de la periferia de una lente.
En otra realizacion relacionada, la segunda region de extremo de marco puede hacer tope contra la region de extremo de carcasa.
Todavla aun en otra realizacion relacionada, la segunda region de extremo de marco y la region de extremo de carcasa pueden hacer tope contra un tercer material de superficie de contacto termico. En una realizacion relacionada adicional, el tercer material de superficie de contacto termico puede incluir un material deformable que tiene una conductividad termica. En una realizacion relacionada adicional, la conductividad termica del material deformable puede ser de al menos 1,0 W/(m*K).
En otra realizacion relacionada adicional, la segunda region de extremo de marco y la region de extremo de carcasa pueden incluir cada una un reborde configurado para acoplarse entre si, y en la que cada uno de los rebordes hace tope contra el tercer material de superficie de contacto termico.
En otra realizacion, se proporciona una luminaria. La luminaria incluye una carcasa que define una cavidad de carcasa, en la que la carcasa incluye una region de extremo de carcasa; un motor de luz dispuesto dentro de la cavidad de carcasa, comprendiendo el motor de luz al menos un diodo emisor de luz acoplado a una placa de circuito impreso, y un disipador de calor acoplado a la placa de circuito impreso, en la que el disipador de calor incluye una region de extremo de disipador de calor; un primer material de superficie de contacto termico que hace tope contra la placa de circuito impreso y el disipador de calor; un marco dispuesto al menos parcialmente dentro de la cavidad de carcasa, comprendiendo el marco una primera region de extremo de marco y una segunda region de extremo de marco, en la que la primera region de extremo de marco esta acoplada a la region de extremo de disipador de calor y la segunda region de extremo de marco esta acoplada a la region de extremo de carcasa; un segundo material de superficie de contacto termico que hace tope contra la primera region de extremo de marco y la region de extremo de disipador de calor; y un tercer material de superficie de contacto termico que hace tope contra la segunda region de extremo de marco y la region de extremo de carcasa; en la que el material de superficie de contacto termico primero, segundo y tercero comprenden un material deformable que tiene una conductividad termica y en la que el motor de luz, el marco y la carcasa definen una trayectoria termica sustancialmente continua entre el motor de luz y la carcasa.
En una realizacion relacionada, la primera region de extremo de marco y la region de extremo de disipador de calor pueden incluir cada una un reborde configurado para acoplarse entre si, y en la que cada uno de los rebordes hace tope contra el segundo material de superficie de contacto termico. En una realizacion relacionada adicional, al menos uno de los rebordes puede definir una cavidad de lente configurada para alojar al menos una parte de la periferia de una lente.
En otra realizacion, se proporciona un metodo de reduccion de la temperatura de union de una fuente de luz de estado solido de una luminaria. El metodo incluye proporcionar una trayectoria termica sustancialmente continua entre la fuente de luz de estado solido y una carcasa de la luminaria, en el que la carcasa define una cavidad de carcasa y en el que la fuente de luz de estado solido se dispone dentro de la cavidad de carcasa: poniendo en contacto una placa de circuito impreso y un disipador de calor, en el que la fuente de luz de estado solido se acopla a la placa de circuito impreso, en el que el disipador de calor incluye una region de extremo de disipador de calor; poniendo en contacto una primera region de extremo de marco de un marco de la luminaria con la region de extremo de disipador de calor, en el que el marco de la luminaria se dispone al menos parcialmente dentro de la cavidad de carcasa; y poniendo en contacto una segunda region de extremo de marco del marco de la luminaria con una region de extremo de carcasa de la carcasa; generar calor en la fuente de luz; y transferir calor desde la fuente de luz hasta la carcasa a traves de la trayectoria termica sustancialmente continua; en el que el metodo comprende ademas: poner en contacto un primer material de superficie de contacto termico contra la placa de circuito impreso y el
disipador de calor, comprendiendo el primer material de superficie de contacto termico un material deformable que tiene una conductividad termica; poner en contacto un segundo material de superficie de contacto termico contra la primera region de extremo de marco y la region de extremo de disipador de calor, comprendiendo el primer material de superficie de contacto termico un material deformable que tiene una conductividad termica; y poner en contacto 5 un tercer material de superficie de contacto termico contra la segunda region de extremo de marco y la region de extremo de carcasa, comprendiendo el primer material de superficie de contacto termico un material deformable que tiene una conductividad termica.
Breve descripcion de los dibujos
Los objetos, caracterlsticas y ventajas anteriores y otros dados a conocer en el presente documento resultaran 10 evidentes a partir de la siguiente descripcion de realizaciones particulares dadas a conocer en el presente documento, tal como se ilustra en los dibujos adjuntos en los que caracteres de referencia iguales se refieren a las mismas partes a lo largo de las diferentes vistas. Los dibujos no son necesariamente a escala, haciendose hincapie en cambio en ilustrar los principios dados a conocer en el presente documento.
La figura 1 es una vista en seccion transversal de una luminaria segun las realizaciones descritas en el presente 15 documento.
La figura 2 es una vista en seccion transversal de otra realizacion de una luminaria segun las realizaciones descritas en el presente documento.
La figura 3 representa una imagen termica de una luminaria de 26 vatios convencional.
La figura 4 representa una imagen termica de una luminaria de 26 vatios segun las realizaciones descritas en el 20 presente documento.
La figura 5 es un diagrama de flujo de metodos para reducir la temperatura de union de fuentes de luz dentro de una luminaria segun las realizaciones descritas en el presente documento.
Descripcion detallada
En referencia a la figura 1, se ilustra en general una vista en seccion transversal de una luminaria 10. La luminaria 25 10 incluye un motor 12 de luz y un marco 14, pudiendo estar dispuesto cada uno de ellos al menos parcialmente
dentro de una cavidad 16 de carcasa definida por una carcasa 18. El motor 12 de luz puede comprender cualquier fuente de luz incluyendo, pero sin limitarse a, fuentes de luz de descarga de gas (tales como, pero sin limitarse a, lamparas de descarga de alta intensidad, lamparas fluorescentes, lamparas de sodio de baja presion, lamparas de haluro metalico, lamparas de sodio de alta presion, lamparas de vapor de mercurio de alta presion, lamparas de 30 neon y/o lamparas de destello de xenon) as! como una o mas fuentes de luz de estado solido (por ejemplo, pero sin limitarse a, diodos emisores de luz (LED) semiconductores, diodos emisores de luz organicos (OLED) o diodos emisores de luz de pollmero (PLED)). La fuente de luz se denominara en el presente documento “LED 20a-n”. El numero, el color y/o la disposicion de los LED 20a-n puede depender de la aplicacion/rendimiento deseados de la luminaria 10. Los LED 20a-n pueden acoplarse y/o montarse en un sustrato 22 (por ejemplo, pero sin limitarse a, un 35 balasto, PCB o similar). El sustrato 22 tal como se muestra en la figura 1 normalmente es una PCB, y por tanto se denomina en el presente documento una PCB 22. La PCB 22 puede comprender un conjunto de circuitos adicional (no mostrado por motivos de claridad) incluyendo, pero sin limitarse a, resistencias, condensadores, etc., tal como se conoce bien en la tecnica, y que pueden acoplarse operativamente a la PCB 22 y configurarse para accionar o controlar (por ejemplo, alimentar) los LED 20a-n.
40 El motor 12 de luz tambien puede comprender uno o mas disipadores 24 de calor acoplados a la PCB 22. El disipador 24 de calor puede tener un area superficial ampliada para absorber y disipar el calor generado por los LED 20a-n. El disipador 24 de calor puede estar compuesto por un material con conductividad termica muy buena tal como, pero sin limitarse a, un material que tiene una conductividad termica de 100 W/(m*K) o mayor, por ejemplo, 200 W/(m*K) o mayor. En algunas realizaciones, el disipador 24 de calor puede incluir un metal (tal como, pero sin 45 limitarse a, aluminio, cobre, plata, oro, o similar), aleaciones metalicas, plasticos (por ejemplo, pero sin limitarse a, plasticos dopados), as! como materiales compuestos. El tamano, la conformacion y/o la configuracion (por ejemplo, el area superficial) del disipador 24 de calor pueden depender de varias variables incluyendo, pero sin limitarse a, la potencia nominal maxima del motor 12 de luz, el tamano/conformacion de la carcasa 18 (por ejemplo, el tamano/conformacion de la cavidad 16 de carcasa), y similares. En algunas realizaciones, la PCB 22 puede 50 acoplarse directamente al disipador 24 de calor. Por ejemplo, una primera superficie 21 de la PCB 22 puede estar en contacto o hacer tope contra una superficie 23 del disipador 24 de calor para conducir calor lejos de los LED 20a-n.
En algunas realizaciones, el motor 12 de luz tambien puede incluir uno o mas materiales de superficie de contacto termicos (por ejemplo, laminillas de entrehierro). Por ejemplo, puede disponerse un primer material 26 de superficie
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de contacto termico (mostrado en la figura 2) entre la PCB 22 y el disipador 24 de calor para disminuir la resistencia termica de contacto entre la PCB 22 (y los LED 20a-n) y el disipador 24 de calor. El primer material 26 de superficie de contacto termico puede incluir superficies 27, 28 exteriores que estan en contacto directamente con (por ejemplo, hacen tope contra) las superficies 21, 23 de la PCB 22 y el disipador 24 de calor, respectivamente. El primer material 26 de superficie de contacto termico puede ser un material que tiene una conductividad termica, k, razonablemente alta configurada para reducir la resistencia termica entre la PCB 22 y el disipador 24 de calor. Por ejemplo, el primer material 26 de superficie de contacto termico puede tener una conductividad termica, k, de 1,0 W/(m*K) o mayor, 1,3 W/(m*K) o mayor, 2,5 W/(m*K) o mayor, 5,0 W/(m*K) o mayor, 1,3-5,0 W/(m*K), 2,5-5,0 W/(m*K), o cualquier valor o intervalo en los mismos. El primer material 26 de superficie de contacto termico puede ser un material deformable (por ejemplo, un material deformable elasticamente) configurado para reducir y/o eliminar bolsas de aire entre las superficies 27, 28 exteriores de la PCB 22 y el disipador 24 de calor para reducir la resistencia de contacto. El primer material 26 de superficie de contacto termico puede tener tambien una alta adaptabilidad para reducir la resistencia de la superficie de contacto.
El primer material 26 de superficie de contacto puede tener un grosor de 0,010 pulgadas a 0,250 pulgadas cuando esta sin comprimir. En algunas realizaciones, una o mas superficies 27, 28 exteriores del primer material 26 de superficie de contacto termico pueden incluir una capa de adhesivo (no mostrada por motivos de claridad) configurada para sujetar el primer material 26 de superficie de contacto termico a la PCB 22 o al disipador 24 de calor, respectivamente. La capa de adhesivo puede seleccionarse para facilitar la transferencia de calor (por ejemplo, la capa de adhesivo puede tener una conductividad termica k de 1 W/(m*K) o mayor). Adicional o alternativamente, la PCB 22 y el disipador 24 de calor pueden acoplarse (por ejemplo, sujetarse) entre si usando uno o mas elementos 30a-n de fijacion tales como, pero sin limitarse a, tornillos, remaches, pernos, abrazaderas, o similares. El primer material 26 de superficie de contacto termico tambien puede ser electricamente no conductor (es decir, un aislante electrico) y puede incluir un material dielectrico.
En referencia de nuevo a la figura 1, el motor 12 de luz puede incluir opcionalmente un reflector 32 y/o una lente 34. El reflector 32 puede estar configurado para dirigir y/o enfocar luz emitida desde los LED 20a-n fuera de la luminaria 10. El reflector 32 puede definir una cavidad 36 de motor de luz a traves de la cual puede pasar la luz a su traves. En algunas realizaciones, el reflector 32 puede ser sustancialmente coextensivo con una superficie 38 interior del disipador 24 de calor. El reflector 32 puede tener tambien una conductividad termica, k, razonablemente alta (por ejemplo, pero sin limitarse a, una conductividad termica, k, de 1,0 W/(m*K) o mayor) para transferir calor desde la cavidad 36 de motor de luz al disipador 24 de calor, reduciendo as! la temperatura de union de los LED 20a-20n que forman parte del motor 12 de luz. De manera similar, la lente 34 tambien puede estar configurada para dirigir y/o enfocar luz emitida desde los LED 20a-n fuera de la luminaria 10. En algunas realizaciones, la lente 34 puede estar configurada para difundir la luz emitida desde los LED 20a-n. La lente 34 puede sujetarse entre y/o al disipador 24 de calor, el reflector 32 y/o el marco 14.
En algunas realizaciones, el marco 14 y el disipador 19 de calor pueden acoplarse entre si. Por ejemplo, una primera region 17 de extremo de marco y una region 19 de extremo de disipador de calor pueden incluir, respectivamente, rebordes 15, 25. Cuando la primera region 17 de extremo de marco y la region 24 de extremo de disipador de calor se acoplan entre si, los rebordes 15, 25 pueden definir una cavidad 40 de lente configurada para alojar al menos una parte de la periferia exterior de la lente 34, de manera que la lente 34 queda intercalada entre el disipador 24 de calor y el marco 14. Naturalmente, la lente 34 puede sujetarse entre y/o al disipador 24 de calor, el reflector 32 y/o el marco 14 de una variedad de maneras diferentes. Por ejemplo, aunque no de manera exhaustiva, la lente 34 puede ser un componente solidario con el reflector 32 o el marco 14 y/o puede sujetarse al disipador 24 de calor y/o al marco 14 usando un elemento de fijacion, adhesivo, soldadura (por ejemplo, pero sin limitarse a, soldadura ultrasonica), o similar (no mostrado por motivos de claridad).
El marco 14 y el disipador 24 de calor pueden incluir superficies 31, 33 (por ejemplo, superficies de los rebordes 15, 25, respectivamente). La luminaria 10 incluye uno o mas segundos materiales 42 de superficie de contacto termicos (por ejemplo, laminillas de entrehierro) (mostrados en la figura 2) dispuestos entre el disipador 24 de calor y el marco 14. El segundo material 42 de superficie de contacto termico aumenta adicionalmente la tasa de calor transferido desde el disipador 24 de calor hasta el marco 14 (y en ultima instancia lejos de los LED 20a-n y la PCB 22). Por ejemplo, el segundo material 42 de superficie de contacto termico puede incluir superficies 44, 45 exteriores que estan en contacto directamente con (por ejemplo, hacen tope contra) las superficies 31, 33 del marco 14 y el disipador 24 de calor, respectivamente. En algunas realizaciones, el segundo material 42 de superficie de contacto termico puede disponerse entre uno o mas del/de los reborde(s) 15, 25 del marco 14 y el disipador 24 de calor.
El segundo material 42 de superficie de contacto termico puede incluir un material que tiene una conductividad termica, k, razonablemente alta configurada para reducir la resistencia termica entre el marco 14 y el disipador 24 de calor. Por ejemplo, el segundo material 42 de superficie de contacto termico puede tener una conductividad termica k de 1,0 W/(m*K) o mayor, 1,3 W/(m*K) o mayor, 2,5 W/(m*K) o mayor, 5,0 W/(m*K) o mayor, 1,3-5,0 W/(m*K), 2,55,0 W/(m*K), o cualquier valor o intervalo en los mismos. El segundo material 42 de superficie de contacto termico puede incluir un material deformable (por ejemplo, un material deformable elasticamente) configurado para reducir y/o eliminar bolsas de aire entre las superficies 31, 33 exteriores del marco 14 y el disipador 24 de calor para reducir
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la resistencia de contacto. El segundo material 42 de superficie de contacto termico puede tener una alta adaptabilidad para reducir la resistencia de la superficie de contacto.
El segundo material 42 de superficie de contacto termico puede tener un grosor de 0,010 pulgadas a 0,250 pulgadas cuando esta sin comprimir. En algunas realizaciones, una o mas superficies 44, 45 exteriores del segundo material 42 de superficie de contacto termico pueden incluir una capa de adhesivo (no mostrada por motivos de claridad) configurada para sujetar el segundo material 42 de superficie de contacto termico al disipador 24 de calor o al marco 14, respectivamente. Adicional o alternativamente, el disipador 24 de calor y el marco 14 pueden sujetarse entre si usando uno o mas elementos 46a-n de fijacion tales como, pero sin limitarse a, tornillos, remaches, pernos, abrazaderas, o similares. El segundo material 42 de superficie de contacto tambien puede ser electricamente no conductor (es decir, un aislante electrico), y puede incluir un material dielectrico.
En referencia de nuevo a la figura 1, el marco 14 puede definir una cavidad 48 de marco configurada para recibir la luz emitida desde la cavidad 36 de motor de luz. La superficie 50 interior del marco 14 puede incluir un recubrimiento reflectante (por ejemplo, de tipo espejo). El marco 14 puede incluir un material que tiene una alta conductividad termica, k, (por ejemplo, pero sin limitarse a, una conductividad termica, k, de 20,0 W/(m*K) o mayor) para transferir calor lejos del disipador 24 de calor, reduciendo as! la temperatura de union de los LED 20a-20n que forman parte del motor 12 de luz. En algunas realizaciones, el marco 14 puede incluir un metal (tal como, pero sin limitarse a, aluminio, cobre, plata, oro o similar), aleaciones metalicas, plasticos (por ejemplo, pero sin limitarse a, plasticos dopados para aumentar la conductividad termica k), as! como materiales compuestos.
En algunas realizaciones, el marco 14 y la carcasa 18 pueden acoplarse entre si. Por ejemplo, una segunda region 63 de extremo de marco y una region 65 de extremo de carcasa pueden sujetarse entre si a traves de uno o mas rebordes 52, 54, respectivamente. El marco 14 y la carcasa 18 pueden incluir superficies 67, 69 (por ejemplo, superficie de los rebordes 52, 54, respectivamente) que pueden acoplarse directamente entre si (por ejemplo, haciendo tope o entrando en contacto). En algunas realizaciones, la luminaria 10 puede incluir uno o mas terceros materiales 58 de superficie de contacto termicos (por ejemplo, laminillas de entrehierro) (mostrados en la figura 2) dispuestos entre el marco 14 y la carcasa 18 para aumentar adicionalmente la tasa de calor transferido desde el marco 14 hasta la carcasa 18 (y en ultima instancia lejos de los LED 20a-n y la PCB 22). Por ejemplo, el tercer material 58 de superficie de contacto termico puede incluir superficies 71, 73 exteriores que entran en contacto directamente con (por ejemplo, hacen tope contra) las superficies 67, 69 del marco 14 y la carcasa 18, respectivamente. En algunas realizaciones, el tercer material 58 de superficie de contacto termico puede disponerse entre uno o mas de los reborde(s) 52, 54 del marco 14 y la carcasa 18.
El tercer material 58 de superficie de contacto termico puede incluir un material que tiene una alta conductividad termica, k, configurado para reducir la resistencia de contacto entre el marco 14 y la carcasa 18. Por ejemplo, el tercer material 58 de superficie de contacto puede tener una conductividad termica, k, de 1,0 W/(m*K) o mayor, 1,3 W/(m*K) o mayor, 2,5 W/(m*K) o mayor, 5,0 W/(m*K) o mayor, 1,3-5,0 W/(m*K), 2,5-5,0 W/(m*K), o cualquier valor o intervalo en los mismos. El tercer material 58 de superficie de contacto termico puede incluir un material deformable (por ejemplo, un material deformable elasticamente) configurado para reducir y/o eliminar bolsas de aire entre las superficies 67, 69 exteriores del marco 14 y la carcasa 18 para reducir la resistencia de contacto. El tercer material 58 de superficie de contacto puede tener una alta adaptabilidad para reducir la resistencia de la superficie de contacto.
El tercer material 58 de superficie de contacto termico puede tener un grosor de 0,010 pulgadas a 0,250 pulgadas cuando esta sin comprimir. En algunas realizaciones, una o mas superficies 71, 73 exteriores del tercer material 58 de superficie de contacto termico pueden incluir una capa de adhesivo (no mostrada por motivos de claridad) configurada para sujetar el tercer material 58 de superficie de contacto termico al marco 14 o la carcasa 18, respectivamente. Adicional o alternativamente, el marco 14 y la carcasa 18 pueden sujetarse entre si usando uno o mas elementos 56a-n de fijacion que se extienden al menos parcialmente a traves de una parte de los rebordes 52, 54. El marco 14 y la carcasa 18 tambien pueden acoplarse entre si usando un adhesivo, soldadura (por ejemplo, pero sin limitarse a, soldadura ultrasonica o similar), abrazaderas, etc. El tercer material 58 de superficie de contacto termico tambien puede ser electricamente no conductor (es decir, un aislante electrico), y puede incluir un material dielectrico.
La carcasa 18 pueden acoplarse a una superficie de soporte (por ejemplo, pero sin limitarse a, una superficie de pared, superficie de techo, montante, viga de techo, falso techo, etc., no mostrado por motivos de claridad), por ejemplo, usando uno o mas elementos de sujecion o similares (tampoco mostrados por motivos de claridad). La carcasa 18 puede incluir un material que tiene una conductividad termica, k, razonablemente alta, (por ejemplo, pero sin limitarse a, una conductividad termica k de 20,0 W/(m*K) o mayor) para transferir calor lejos del marco 14 termico, reduciendo as! la temperatura de union de los LED 20a-20n que forman parte del motor 12 de luz. En algunas realizaciones, la carcasa 18 puede incluir un metal (tal como, pero sin limitarse a, aluminio, cobre, plata, oro o similar), aleaciones metalicas, plasticos (por ejemplo, pero sin limitarse a, plasticos dopados para aumentar la conductividad termica k), as! como materiales compuestos.
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Volviendo ahora a la figura 3, se muestra en general una imagen 100 termica de una luminaria 102 convencional (observese que la imagen 100 termica presenta un perfil de temperatura que oscila entre 25°C y 174,2°C tal como se indica en la clave 101 de temperaturas). El disipador 104 de calor de la luminaria 102 tradicional no esta acoplado al marco 106. Como tal, el calor generado por el motor 108 de luz se conduce directamente a una region 110 de aire. Tal como puede apreciarse, el aire tiene una conductividad termica muy baja, por ejemplo, del orden de aproximadamente 0,02457 W/(m*K). Como tal, puede conducirse muy poco calor desde el disipador 104 de calor hasta el marco 106 a traves de la region 110 de aire. Se simulo que la luminaria 102 tradicional tenia una temperatura de union de PCB de 174,2°C.
En cambio, en la figura 4 se ilustra una imagen 120 termica de una luminaria 10 de 26 vatios de acuerdo con la figura 2 (observese que la imagen 120 termica presenta un perfil de temperatura que oscila entre 25°C y 109,8°C tal como se indica en la clave 103 de temperatura). La disposition del disipador 24 de calor, el marco 14 y la carcasa 18 proporciona una trayectoria termica sustancialmente continua entre el motor 12 de luz y el entorno 114. Se simulo que la luminaria 10 tal como se ilustra en la figura 4 tuviera una temperatura de union de PCB de 64,4°C. Por tanto, tal como puede apreciarse, la luminaria 10 de la figura 4 tiene una temperatura de union de PCB que es de 64,4°C menos que la luminaria 102 tradicional al mismo vatiaje.
Tal como se usa en el presente documento, se pretende que una trayectoria termica sustancialmente continua entre el motor 12 de luz y el entorno 114 signifique que el calor generado por el motor 12 de luz puede transferirse desde los LED 20a-n/PCB 22, hasta el disipador 24 de calor, hasta el marco 14 y hasta la carcasa 18 a traves del contacto flsico directo entre los componentes adyacentes (por ejemplo, haciendo tope entre ellos) y/o a traves de materiales de superficie de contacto termicos que hacen tope contra los componentes adyacentes (es decir, sin necesidad de transferirse a traves del aire). El uso de los materiales 26, 42 y/o 58 de superficie de contacto termicos puede aumentar adicionalmente la tasa de transferencia de calor lejos del motor 12 de luz eliminando/reduciendo cualquier bolsa de aire entre la PCB 22, el disipador 24 de calor, el marco 14 y la carcasa 18. Se pretende que el termino “bolsas de aire” se refiera a pequenos vaclos entre dos superficies que estan en contacto al menos parcial entre si, y no se pretende que se refiera a huecos mayores entre componentes adyacentes.
Por tanto, una luminaria 10 segun las realizaciones descritas a lo largo de todo el documento puede incluir un motor 12 de luz (por ejemplo, un disipador 24 de calor) acoplado al marco 14, y opcionalmente el marco 14 acoplado a la carcasa 18. Por ejemplo, las primeras regiones 17, 19 de extremo del marco 14 y el disipador 24 de calor pueden acoplarse directamente entre si tal como se ilustra en general en la figura 1. Opcionalmente, puede disponerse un material 42 de superficie de contacto termico entre las regiones 17, 19 de extremo de manera que el material 42 de superficie de contacto termico entre en contacto con las superficies 31, 33 del marco 14 y el disipador 24 de calor tal como se ilustra en general en la figura 2. Adicionalmente, la segunda region 63 de extremo del marco 14 puede acoplarse directamente a la primera region 65 de extremo de la carcasa 18 tal como se ilustra en general en la figura 1. Opcionalmente, puede disponerse un material 58 de superficie de contacto termico entre las regiones 63, 65 de extremo de manera que el material 58 de superficie de contacto termico entra en contacto con las superficies 67, 69 del marco 14 y la carcasa 18 tal como se ilustra en general en la figura 2. La disposicion del disipador 24 de calor, el marco 14 y la carcasa 18 tal como se ilustra en general en las figuras 1 y 2 proporciona una trayectoria termica sustancialmente continua entre el motor 12 de luz (por ejemplo, los LED 20a-n y la PCB 22) y el entorno 114. Por consiguiente, el calor generado por el funcionamiento del motor 12 de luz puede disiparse mas eficazmente del motor 12 de luz (y en particular, los LED 20a-n y/o la PCB 22), disminuyendo as! la temperatura de union de los LED 20a-20n en la luminaria 10.
En la figura 5 se ilustra un diagrama 500 de flujo del metodo dado a conocer actualmente. Los expertos habituales en la tecnica apreciaran que a menos que se indique otra cosa en el presente documento, la secuencia de etapas particular descrita es unicamente ilustrativa. Por tanto, a menos que se establezca otra cosa, las etapas descritas a continuation no son ordenadas, lo que significa que, cuando sea posible, las etapas pueden realizarse en cualquier orden conveniente o deseable. Mas especlficamente, la figura 5 ilustra un diagrama 500 de flujo de un metodo para reducir la temperatura de union de una fuente de luz de estado solido de una luminaria. Se proporciona una trayectoria termica sustancialmente continua entre la fuente de luz de estado solido y una carcasa de la luminaria, etapa 501. La carcasa de la luminaria define una cavidad de carcasa y la fuente de luz de estado solido esta dispuesta dentro de la cavidad de carcasa. La trayectoria termica sustancialmente continua se proporciona a traves de diversas etapas. Se ponen en contacto una placa de circuito impreso y un disipador de calor, etapa 502, en la que la fuente de luz de estado solido se acopla a la placa de circuito impreso y en la que el disipador de calor incluye una region de extremo de disipador de calor. Una primera region de extremo de marco de un marco de la luminaria se pone en contacto con la region de extremo de disipador de calor, etapa 503, en la que el marco de la luminaria se dispone al menos parcialmente dentro de la cavidad de carcasa. Una segunda region de extremo de marco del marco de la luminaria se pone en contacto con una region de extremo de carcasa de la carcasa, etapa 504. Se genera calor en la fuente de luz, etapa 505, y se transfiere el calor desde la fuente de luz hasta la carcasa a traves de la trayectoria termica sustancialmente continua, etapa 506.
En algunas realizaciones, se proporciona una trayectoria termica sustancialmente continua entre la fuente de luz de estado solido y una carcasa de la luminaria, etapa 501, lo que puede incluir: poner en contacto un primer material de
superficie de contacto termico contra la placa de circuito impreso y el disipador de calor, etapa 507, comprendiendo el primer material de superficie de contacto termico un material deformable que tiene una conductividad termica; poner en contacto un segundo material de superficie de contacto termico contra la primera region de extremo de marco y la region de extremo de disipador de calor, etapa 508, comprendiendo el primer material de superficie de 5 contacto termico un material deformable que tiene una conductividad termica; y poner en contacto un tercer material de superficie de contacto termico contra la segunda region de extremo de marco y la region de extremo de carcasa, etapa 509, comprendiendo el primer material de superficie de contacto termico un material deformable que tiene una conductividad termica.
A menos que se establezca otra cosa, puede interpretarse que el uso de la palabra “sustancialmente” incluye una 10 relacion, condicion, disposition, orientation y/u otra caracterlstica precisa, y desviaciones de las mismas tal como entiende un experto habitual en la tecnica, en la medida en que tales desviaciones no afecten materialmente a los metodos y sistemas dados a conocer.
A lo largo de toda la presente divulgation, puede entenderse que el uso de los artlculos “un” o “una” para modificar un nombre ha de usarse segun conveniencia y para incluir uno, o mas de uno, del nombre modificado, a menos que 15 se establezca especlficamente otra cosa.
Puede entenderse que los elementos, componentes, modulos y/o partes de los mismos que se describen y/o representan de otro modo a traves de las figuras para comunicarse con, asociarse con y/o basarse en, algo mas, se comunican, se asocian con y/o se basan de manera directa y/o indirecta, a menos que se estipule otra cosa en el presente documento.
20 Aunque los metodos y sistemas se han descrito en relacion con una realization especlfica de los mismos, no estan limitados de ese modo. Obviamente, muchas modificaciones y variaciones pueden resultar evidentes a la luz de las ensenanzas anteriores. Los expertos en la tecnica pueden realizar muchos cambios adicionales en los detalles, los materiales y la disposicion de las partes descritos e ilustrados en el presente documento.

Claims (17)

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    REIVINDICACIONES
    1. Luminaria (10) que comprende:
    una carcasa (18) que define una cavidad (16) de carcasa, en la que la carcasa (18) incluye una region (65) de extremo de carcasa;
    un motor (12) de luz dispuesto dentro de la cavidad (16) de carcasa, comprendiendo el motor (12) de luz al menos una fuente (20a-n) de luz, un disipador (24) de calor acoplado a la al menos una fuente (20a-n) de luz y un reflector (32) que define una cavidad (36) de motor de luz, en la que el reflector (32) es sustancialmente coextensivo con una superficie (38) interior del disipador (24) de calor, y en la que el disipador (24) de calor incluye una region (19) de extremo de disipador de calor; y
    un marco (14) dispuesto al menos parcialmente dentro de la cavidad (16) de carcasa, comprendiendo el marco (14) una primera region (17) de extremo de marco acoplada a la region (19) de extremo de disipador de calor y una segunda region (63) de extremo de marco acoplada a la region (65) de extremo de carcasa; en la que el motor (12) de luz, el marco (14) y la carcasa (18) definen una trayectoria termica sustancialmente continua entre el motor (12) de luz y la carcasa (18);
    caracterizada porque la primera region (17) de extremo de marco y la region (19) de extremo de disipador de calor hacen tope contra un segundo material (42) de superficie de contacto termico; y
    la primera region (17) de extremo de marco y la region (19) de extremo de disipador de calor comprenden cada una un reborde (15, 25) configurado para acoplarse entre si, y en la que cada uno de los rebordes (15, 25) hace tope contra el segundo material (42) de superficie de contacto termico.
  2. 2. Luminaria (10) segun la reivindicacion 1, en la que la al menos una fuente (20a-n) de luz comprende al menos un diodo emisor de luz acoplado a una placa (22) de circuito impreso, y en la que la placa (22) de circuito impreso y el disipador (24) de calor hacen tope contra un primer material (26) de superficie de contacto termico.
  3. 3. Luminaria (10) segun la reivindicacion 2, en la que el primer material (26) de superficie de contacto termico comprende un material deformable que tiene una conductividad termica.
  4. 4. Luminaria (10) segun la reivindicacion 3, en la que la conductividad termica del material deformable es de al menos 1,0 W/(m*K).
  5. 5. Luminaria (10) segun la reivindicacion 1, en la que la primera region (17) de extremo de marco hace tope contra la region (19) de extremo de disipador de calor.
  6. 6. Luminaria (10) segun la reivindicacion 1, en la que el segundo material (42) de superficie de contacto termico comprende un material deformable que tiene una conductividad termica.
  7. 7. Luminaria (10) segun la reivindicacion 6, en la que la conductividad termica del material deformable es de al menos 1,0 W/(m*K).
  8. 8. Luminaria (10) segun la reivindicacion 1, en la que al menos uno de los rebordes (15, 25) define una cavidad (40) de lente configurada para alojar al menos una parte de la periferia de una lente (34).
  9. 9. Luminaria (10) segun la reivindicacion 1, en la que la segunda region (63) de extremo de marco hace tope contra la region (65) de extremo de carcasa.
  10. 10. Luminaria (10) segun la reivindicacion 1, en la que la segunda region (63) de extremo de marco y la region (65) de extremo de carcasa hacen tope contra un tercer material (58) de superficie de contacto termico.
  11. 11. Luminaria (10) segun la reivindicacion 10, en la que el tercer material (58) de superficie de contacto termico comprende un material deformable que tiene una conductividad termica.
  12. 12. Luminaria (10) segun la reivindicacion 11, en la que la conductividad termica del material deformable es de al menos 1,0 W/(m*K).
  13. 13. Luminaria (10) segun la reivindicacion 10, en la que la segunda region (63) de extremo de marco y la region (65) de extremo de carcasa comprenden cada una un reborde (15, 25) configurado para acoplarse entre si, y en la que cada uno de los rebordes (15, 25) hace tope contra el tercer material (58) de superficie de contacto termico.
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  14. 14. Luminaria (10) que comprende:
    una carcasa (18) que define una cavidad (16) de carcasa, en la que la carcasa (18) incluye una region (65) de extremo de carcasa;
    un motor (12) de luz dispuesto dentro de la cavidad (16) de carcasa, comprendiendo el motor (12) de luz al menos un diodo (20a-n) emisor de luz acoplado a una placa (22) de circuito impreso, y un disipador (24) de calor acoplado a la placa (22) de circuito impreso, en la que el disipador (24) de calor incluye una region (19) de extremo de disipador de calor;
    un marco (14) dispuesto al menos parcialmente dentro de la cavidad (16) de carcasa, comprendiendo el marco (14) una primera region (17) de extremo de marco y una segunda region (63) de extremo de marco, en la que la primera region (17) de extremo de marco esta acoplada a la region (19) de extremo de disipador de calor y la segunda region (63) de extremo de marco esta acoplada a la region (65) de extremo de carcasa, en la que el motor de luz, el marco y la carcasa definen una trayectoria termica sustancialmente continua entre el motor de luz y la carcasa, caracterizada porque un primer material de superficie de contacto termico hace tope contra la placa de circuito impreso y el disipador de calor;
    un segundo material (42) de superficie de contacto termico hace tope contra la primera region (17) de extremo de marco y la region (19) de extremo de disipador de calor; y
    un tercer material (58) de superficie de contacto termico hace tope contra la segunda region (63) de extremo de marco y la region (65) de extremo de carcasa;
    en la que los materiales (26, 42, 58) de superficie de contacto termico primero, segundo y tercero comprenden un material deformable que tiene una conductividad termica.
  15. 15. Luminaria (10) segun la reivindicacion 14, en la que la primera region (17) de extremo de marco y la region (19) de extremo de disipador de calor comprenden cada una un reborde (15, 25) configurado para acoplarse entre si, y en la que cada uno de los rebordes (15, 25) hace tope contra el segundo material (42) de superficie de contacto termico.
  16. 16. Luminaria (10) segun la reivindicacion 15, en la que al menos uno de los rebordes (15, 25) define una cavidad (40) de lente configurada para alojar al menos una parte de la periferia de una lente (34).
  17. 17. Metodo de reduccion de la temperatura de union de una fuente (20a-n) de luz de estado solido de una luminaria (10), comprendiendo el metodo:
    proporcionar una trayectoria termica sustancialmente continua entre la fuente (20a-n) de luz de estado solido y una carcasa (18) de la luminaria (10), en el que la carcasa (18) define una cavidad (16) de carcasa y en el que la fuente (20a-n) de luz de estado solido se dispone dentro de la cavidad (16) de carcasa:
    poniendo en contacto una placa (22) de circuito impreso y un disipador (24) de calor, en el que la fuente (20a-n) de luz de estado solido se acopla a la placa (22) de circuito impreso, en el que el disipador (24) de calor incluye una region (19) de extremo de disipador de calor;
    poniendo en contacto una primera region (17) de extremo de marco de un marco (14) de la luminaria (10) con la region (19) de extremo de disipador de calor, en el que el marco (14) de la luminaria (10) se dispone al menos parcialmente dentro de la cavidad (16) de carcasa; y
    poniendo en contacto una segunda region (63) de extremo de marco del marco (14) de la luminaria (10) con una region (65) de extremo de carcasa de la carcasa (18);
    generar calor en la fuente (20a-n) de luz de estado solido; y
    transferir calor desde la fuente (20a-n) de luz de estado solido hasta la carcasa (18) a traves de la trayectoria termica sustancialmente continua;
    en el que el metodo comprende ademas:
    poner en contacto un primer material (26) de superficie de contacto termico contra la placa (22) de circuito impreso y el disipador (24) de calor, comprendiendo el primer material (26) de superficie de contacto termico un material deformable que tiene una conductividad termica;
    poner en contacto un segundo material (42) de superficie de contacto termico contra la primera region (17) de extremo de marco y la region (19) de extremo de disipador de calor, comprendiendo el segundo material (42) de superficie de contacto termico un material deformable que tiene una conductividad termica; y
    poner en contacto un tercer material (58) de superficie de contacto termico contra la segunda region (63) de extremo 5 de marco y la region (65) de extremo de carcasa, comprendiendo el tercer material (58) de superficie de contacto termico un material deformable que tiene una conductividad termica.
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