用于照明器具的系统和方法技术方案

本公开的示例涉及用于照明器具的系统和方法。更特定地，实施例公开了利用金属芯PCB（MCPCB）以进行热、机械和/或光学控制的照明器具。

Systems and methods for lighting appliances

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于照明器具的系统和方法相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119规定要求2017年6月7日提交的临时申请No.62/516,412的优先权权益，并且是以下各者的部分连续案：2017年8月23日提交的15684665、2017年8月28日提交的15688358、2017年9月6日提交的15697149、2017年12月1日提交的15829197和2018年1月1日提交的15859409，以上各者通过引用整体完全地并入本文中。
本公开的示例涉及用于照明器具的系统和方法。更特定地，实施例公开了利用散热器装置中的弯曲部的照明器具，该散热器装置包括金属芯PCB（MCPCB）以进行热、机械和/或光学控制。
技术介绍
受控环境农业（尤其是垂直农业）在美国和世界各地正变得更加普遍。垂直农业依靠灯器具来进行植物冠层照明。灯器具将辐射通量均匀地分布在植物冠层上，同时从光源（通常为LED）移除热量。灯器具的功效和成本直接影响与垂直农业相关联的运营费用。由于器具高度直接影响生长体积内的许多垂直层，因此最小化器具的形状因子或垂直高度是重要的。在垂直生长中操作更高功率的灯要比在温室或田间种植中利用免费的阳光花费更多。为了克服这些成本，垂直农业必须提高产量、缩短生长周期、使产品更加一致、用水量减少、减少农场到盘子的时间框架、提高养分含量以及其他切实的优势。尽管垂直农业中使用的发光二极管（LED）比传统的更高功率的灯更高效，但其制造成本也更高。附加地，它们的性能随热升高而受到负面影响。终端升高要求灯器具更高效地耗散热量。该生成的热量引起诸如寿命减小和器具功效降低之类的问题。为了规避对耗散热量的要求，一些制造商建造了复杂的LED器具。这导致了常规的LED器具联接到散热器。常规的LED器具利用定位于印刷电路板上的LED。PCB基板可由不同的材料制成，诸如FR4、铝、铜等。在大多数应用中，需要绝缘基板，诸如FR4。在更高功率的应用中，高度导热性的基板是期望的。对于LED，热耗散至关重要，且因此常常利用铝基板。当金属被用作基板时，使用术语金属芯印刷电路板或更普遍地使用MCPCB。常规地，线性MCPCB联接到散热器以耗散所生成的热量，其中，线性散热器可包括用于耗散热量的翅片。然而，翅片可充当热块并防止空气到达热表面。因此，具有翅片的线性散热器可导致热源（LED）和环境之间的热传递效率低下或热阻增加。此外，用于将LED附贴到MCPCB且然后将MCPCB联接到散热器的过程需要时间和资源。这会是一项艰巨、耗时且昂贵的任务。因此，存在对用于灯器具的更有效和高效的系统和方法的需求，其中LED直接集成到MCPCB中，其中，MCPCB包括一个或多个弯曲部以进行机械强度、美学、热控制和/或光学控制。
技术实现思路
本文中所公开的实施例描述了用于灯器具的系统和方法，该灯器具利用MCPCB以进行热、机械和/或光学控制。在实施例中，诸如MCPCB薄板之类的基板可直接填充有电子部件，诸如LED、连接器、保险丝等。然后，可涂覆MCPCB薄板以进行保护。然后，可将MCPCB薄板切割成单个面板。接下来，将单个面板MCPCB弯曲至少一次，其中，弯曲部可增加系统的刚度和机械强度，在美学上更令人愉悦，并且允许进行热和光学控制。然后，能够将弯曲的MCPCB面板组装到灯器具中。此外，利用MCPCB的弯曲部，灯器具可控制被加热空气的朝向光源上方的灯器具的中心轴线的气流。因此，由于MCPCB是散热器，MCPCB灯器具可有效地和高效地耗散由LED生成的热量，这可能不会在MCPCB和散热器之间产生界面损失。直接利用MCPCB的嵌入式光源和对应的电子设备可允许降低材料成本、降低人工成本和出色的热性能。具体地，通过不需要散热器、粘合剂或其他热界面材料，可降低成本。附加地，通过不需要紧固件、夹子等来将散热器联接到MCPCB，可降低成本。通过去除粘合剂分配或胶带分配的步骤、MCPCB放置过程以及用于固化或凝固粘合剂或胶带的时间，也可减少人工成本。实施例可包括MCPCB面板、至少一行LED以及MCPCB面板中的至少一个弯曲部。MCPCB面板可由铜、3003AL、5052AL和/或其他期望的金属形成。在实施方式中，优选的MCPCB可不由具有非常低的发射率的金属形成。为了增加MCPCB面板的发射率，面板可进行阳极化，可具有比阳极化铝产生更高发射率的阻焊层，和/或具有比阳极化铝产生更高发射率的喷漆表面。LED的（一个或多个）行可从MCPCB面板的第一端部定位到第二端部，并且可沿着MCPCB面板的纵向轴线延伸。LED的所述行可与MCPCB面板的中心轴线对称或不对称地间隔开。LED定位的对称实施方式可允许从LED进行均匀且对称的热传递、分布等，和/或允许期望的光学控制。MCPCB中的弯曲部可从MCPCB面板的第一端部延伸到第二端部。弯曲部可被构造成增加刚度和/或机械强度、增加美学形式并允许热和光学控制，诸如是漫反射器/镜面反射器。MCPCB中的弯曲部可以是向下和向外成角度的弯曲部，其被构造成远离MCPCB面板的中心轴线而朝向下表面延伸。弯曲部的角度可引导空气从MCPCB面板下方的位置朝向LED上方的MCPCB的中心轴线流动。当结合以下描述和附图来考虑时，将更好地了解和理解本专利技术的这些和其他方面。尽管以下描述指示了本专利技术的各种实施例及其众多具体细节，但是其是通过说明而非限制的方式给出的。可在本专利技术的范围内进行许多替换、修改、添加或重新布置，并且本专利技术包括所有此类替换、修改、添加或重新布置。附图说明参考以下附图描述了本专利技术的非限制性和非穷举性的实施例，其中，除非另外指定，否则贯穿各视图，相似的附图标记指代相似的部分。图1描绘了根据实施例的散热器系统。图2描绘了根据实施例的散热器系统的热性能。图3描绘了根据实施例的散热器系统的热性能。图4描绘了根据实施例的散热器系统的前视图。图5描绘了根据实施例的温度变化（y轴）作为电输入瓦特数（x轴）的函数的曲线图。图6描绘了根据实施例的每平方英寸的温度变化（y轴）作为电输入瓦特数（x轴）的函数的曲线图。图7描绘了根据实施例的散热器系统的热性能的曲线图。图8描绘了根据实施例的MCPCB器具。图9描绘了根据实施例的MCPCB器具。图10描绘了根据实施例的MCPBC器具的实施例。图11描绘了根据实施例的MCPCB器具。图12描绘了根据实施例的MCPCB器具。图13和图14描绘了根据实施例的MCPCB器具。图15图示了根据实施例的用于利用带托架的灯器具的方法。图16描绘了根据实施例的用于光学地控制从光源120发射的光图案的系统。图17描绘了根据实施例的用于光学地控制从光源发射的光图案的系统。图18至图19描绘了由系统在定位于系统下方的感兴趣区域上产生的对称光分布图案。图20至图22描绘了根据实施例的用于光学地控制从光源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种散热器，其包括：/n基板；/n至少一个光源，其定位于所述基板的第一表面上；/n至少一个弯曲部，其沿着所述基板的纵向轴线延伸，其中，所述散热器的顶部热量耗散表面积部分地基于所述至少一个弯曲部的高度、所述基板的第二表面的宽度以及所述基板的所述第一表面和所述至少一个弯曲部之间的角度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170607 US 62/516412;20170823 US 15/684665;2017081.一种散热器，其包括：
基板；
至少一个光源，其定位于所述基板的第一表面上；
至少一个弯曲部，其沿着所述基板的纵向轴线延伸，其中，所述散热器的顶部热量耗散表面积部分地基于所述至少一个弯曲部的高度、所述基板的第二表面的宽度以及所述基板的所述第一表面和所述至少一个弯曲部之间的角度。


2.根据权利要求1所述的散热器，其中，所述散热器的机械刚度基于所述弯曲部的所述高度。


3.根据权利要求2所述的散热器，其中，所述散热器的所述机械刚度处于垂直于所述弯曲部的方向的方向上。


4.根据权利要求1所述的散热器，其中，增加所述第二表面的所述宽度增加了所述散热器的所述顶部热量耗散表面积。


5.根据权利要求1所述的散热器，其中，所述基板是金属芯印刷电路板。


6.根据权利要求1所述的散热器，其还包括：
第一弯曲部；以及
第二弯曲部，所述第一弯曲部和所述第二弯曲部定位于所述至少一个光源的不同侧上，所述第一弯曲部和所述第二弯曲部是不对称的。


7.根据权利要求1所述的散热器，其还包括：
涂层，其定位于所述基板的所述第二表面上；
反射器，其定位于所述基板的所述第二表面上，其中，所述反射器在所述涂层之前定位于所述基板的所述第二表面上。


8.根据权利要求7所述的散热器，其中，所述反射器围绕所述至少一个灯表面定位。


9.根据权利要求8所述的散热器，其中，所述反射器定位于所述至少一个弯曲部上。


10.根据权利要求1所述的散热器，其中，所述弯曲部的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：D杨，R约翰逊，N克拉斯，
申请(专利权)人：魔力生物工程公司，
类型：发明
国别省市：美国;US