專利名稱：照明模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用發(fā)光二極管(LED)發(fā)光的領(lǐng)域，更明確地涉及模塊化LED的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)的效率在過去幾十年大大增加，因此，公認(rèn)地，LED適合于用來 提供普通照明。然而，在封裝LED時會存在問題。LED雖然效率高，但是需要小心的熱管理，以避免將可能造成的對潛在長壽命的不利影響。另外，因為LED需要沿ー個方向的電流運(yùn)行，所以AC電壓需要被轉(zhuǎn)換成DC電壓(至少高效轉(zhuǎn)換)。此外，提供小封裝尺寸的LED模塊將是有益的。使用發(fā)射器是因為它們由單個LED芯片組成，但是這種器件趨向于在光輸出量方面有所限制(典型地小于200流明)。為了提供更多流明的光輸出量，提出如圖I所示器件的相當(dāng)緊湊的器件。然而，這些器件仍需要DC電壓，而常常構(gòu)建為(通常它們使用覆金屬PCB底座)與線電壓條件不兼容。因此，現(xiàn)有設(shè)計不能提供與AC線電壓兼容的、緊湊的、高光輸出系統(tǒng)。因此，人們需要改進(jìn)的LED模塊。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本申請的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的諸多問題，提供ー種與AC線電壓兼容的、緊湊的、高光輸出的照明模塊。為此，本申請?zhí)峁┅`種包括底座和蓋的發(fā)光二極管(LED)模塊。底座上設(shè)置電路。底座上設(shè)置LED陣列并電連接到電路，在實施例中電路可使AC線電壓轉(zhuǎn)換到DC電壓。蓋可包括被設(shè)計成對LED陣列發(fā)射的光的形狀影響最小的無反射的呈角度的表面。具體地，根據(jù)本申請的ー個方案，提供ー種照明模塊，包括底座，具有第一側(cè)和第ニ側(cè)，并包括所述第一側(cè)上的插孔和所述第二側(cè)上的開孔，所述插孔與開孔相通，所述底座絕緣；發(fā)光二極管(LED)陣列，具有基底和安裝在所述基底上的光組件，所述基底位于所述插孔中，使得光組件延伸到所述開孔中；蓋，具有與所述光組件對齊的開ロ，所述蓋安裝到所述底座，所述蓋具有位于所述開ロ周圍的呈角度的表面，所述呈角度的表面構(gòu)造為相對于所述光組件基本上無反射；以及熱墊，位于所述底座的所述第二側(cè)上，并與所述基底熱相通。根據(jù)本申請的另ー個方案，提供ー種照明模塊，包括底座，具有第一側(cè)和第二側(cè)，并包括所述第一側(cè)上的插孔和所述第二側(cè)上的開孔，所述插孔與所述開孔相通，所述底座絕緣；發(fā)光二極管(LED)陣列，具有基底和安裝在所述基底上的光組件，所述基底位于所述插孔中，使得光組件延伸到所述開孔中；蓋，具有與所述光組件對齊的開ロ，所述蓋安裝到所述底座；熱墊，位于所述底座的所述第二側(cè)上，并與所述基底熱相通；以及電路，位于所述底座上，構(gòu)造為接收AC線電壓并為所述LED陣列供電，其中所述模塊的體積不大于40, 000mm3。根據(jù)本申請的照明模塊具有如下的有益技術(shù)效果電路可使AC線電壓轉(zhuǎn)換到DC電壓。LED模塊能夠構(gòu)造為占據(jù)最小空間，同時可提供期望的光輸出。


本發(fā)明以示例形式示出，但又不限于附圖，附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件，在圖中
圖I示出現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光系統(tǒng)。圖2A示出LED模塊的實施例的立體圖。圖2B示出圖2A描繪的LED模塊的另一立體圖。圖3示出去除熱墊的LED模塊的立體圖。圖4示出圖3描繪的LED模塊的另一立體圖。圖5不出LED模塊的另ー實施例的俯視圖。圖6示出去除蓋的LED模塊的實施例的俯視圖。圖7示出圖6中描繪的實施例的立體圖。圖8示出圖7中描繪的實施例的局部立體分解圖。圖9示出圖7中描繪的實施例的另一局部立體分解圖。圖10示出圖7中描繪的實施例的另一局部立體分解圖。圖11示出沿線11-11截取的圖5中描繪的LED模塊的橫截面的立體圖。圖12示出沿線12-12截取的圖11中描繪的LED模塊的另ー橫截面的立體圖。圖13示出沿線13-13截取的圖11中描繪的LED模塊的另ー橫截面的立體圖。圖14示出LED模塊的另ー實施例的立體圖。圖15示出省略蓋的圖14中描繪的LED模塊的立體圖。圖16示出LED模塊的實施例的立體圖。圖17示出圖16中描繪的LED模塊的另ー立體圖。圖18示出去除熱墊的LED模塊的立體圖。圖19示出去除蓋的圖18中描繪的實施例的另ー立體圖。圖20示出圖18中描繪的實施例的另ー立體圖。圖21示出沿線21-21截取的圖20中描繪的實施例的橫截面的立體圖。
具體實施例方式以下的詳細(xì)說明僅描述了示意性實施例，并不用于限制于在此公開的組合。因此，除外另外指出，在此公開的特征可組合在一起而形成另外的組合，為了簡明起見未另外示出該另外的組合。圖2A至圖13示出了 LED模塊的實施例。所描繪的設(shè)計的ー個有益特征在干，蓋60設(shè)有基本上作為不反射表面的呈角度的表面62。換言之，LED陣列100具有提供照明并延伸通過底座40的開孔94的光組件110，呈角度的表面62設(shè)計成基本上不改變從光組件110發(fā)射的光的形狀。因此，如果光組件110自然地提供約60°或90°或110°或ー些其他角度的分布，那么呈角度的表面將被以與該角度對應(yīng)的角度或稍大的角度構(gòu)造。通常，不反射表面的呈角度的表面能夠構(gòu)造為反射小于發(fā)射的光的10%，并優(yōu)選將反射小于發(fā)射的光的5%。當(dāng)然，如能夠容易理解的，蓋也可包括有目的地改變光的形狀的反射鏡和/或透鏡。在此構(gòu)造中，蓋將不具有無反射的呈角度的表面，但可另外提供在此討論的其他益處。除改變光的形狀(例如聚光)或包括簡單透明透鏡的蓋之外，還可以提供被認(rèn)為是安全觸摸的LED模塊。如能夠理解的，LED模塊包括支撐LED陣列100的底座40。底座40能夠進(jìn)ー步支撐使AC電壓轉(zhuǎn)換到DC電壓的電路。如所描繪的，例如底座40允許AC線電壓(例如110VAC)經(jīng)由導(dǎo)體11、12輸入，并使AC電壓轉(zhuǎn)換為DC電壓，使得能夠以有效方式為光組件110設(shè)置的LED供電。描繪的實施例包括保險絲83、整流器84、電壓浪涌抑制器85和致動MOSFET電源87的控制器86。所描繪的構(gòu)造具有底座40上的用來為LED陣列100的電源墊111、
112、113和114選擇性供電的多個分接頭88，每個墊耦合到光組件110內(nèi)的一系列LED。通過為不同系列的LED選擇性供電，可以為使用者的眼睛提供無閃爍(例如，使用者覺察不到任何閃爍)的照明。能夠提供這種控制的芯片包括由EXCLARA的EXC100驅(qū)動器所提供的設(shè)計。因此，所描繪的設(shè)計允許有效使用AC電壓，并且不管AC電壓的波動如何，都為使用者的眼睛提供基本恒定的照明。因此，所描繪的構(gòu)造提供沒有顯著閃爍的令人滿意的照明，但不需要電容器(對于任何持續(xù)時間長的系統(tǒng)而言，電容器趨向于產(chǎn)生故障點)。當(dāng)然，添加電容器能夠進(jìn)ー步最優(yōu)化系統(tǒng)的性能，并在需要低亮度照明的情形下是有用的，但是如果設(shè)置電容器，則電容器的設(shè)計尺寸更小、更堅固(例如，在某些實施例中可使用陶瓷電容器或者電容器可被更好地冷卻)，因此仍然提供更高的耐久性和更低的成本。另外，所描繪的系統(tǒng)適合于在利用波峰焊接エ藝的過程中制造。然而，應(yīng)注意，如果需要可使用更傳統(tǒng)的電容器基電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。這種電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(可包括整流器和更大電容器以使輸出穩(wěn)定)更傳統(tǒng)，且可具有多種可能的變型，因此無需在此詳細(xì)討論，應(yīng)理解這種系統(tǒng)的尺寸將大于所期望的。所描繪的設(shè)計的ー個益處在于，底座40是既提供結(jié)構(gòu)剛性又支撐電路70(其提供所需的控制，例如從AC轉(zhuǎn)換到DC)的絕緣材料構(gòu)件。如能夠理解的，設(shè)置在底座40上的跡線81、82能夠電連接各種部件。在實施例中，底座40可以是板狀的塑料構(gòu)件，跡線能夠經(jīng)由公知的傳統(tǒng)LDS過程設(shè)置。所描繪的設(shè)計的ー個益處是底座能夠構(gòu)造為直徑約60_，同時底座與蓋的組合能夠約IOmm高。因此，LED模塊的體積能夠小于35，OOOmm3,同時仍提供大于500流明的輸出，還提供AC到DC的轉(zhuǎn)換。在實施例中，輸入AC電壓能夠是AC線電壓(例如110v)。通過所描繪的實施例，體積能夠小于30，OOOmm3,同時由于使用無反射蓋，所以基本上可避免光的形狀改變。因此，與現(xiàn)有LED模塊相比，所描繪的實施例提供大量益處。為了對能夠發(fā)射大于500流明并在實施例中能發(fā)射大于700流明或者甚至大于1000流明的系統(tǒng)提供適當(dāng)?shù)臒嵝阅?，LED陣列100包括具有低熱阻的基底105。另外，熱墊20位于沿圓周延伸并設(shè)在底座40的底部上的凸緣44上，且熱墊提供基底105與支撐表面之間的熱連接。在實施例中，凸緣44和基底105能夠構(gòu)造為使得它們的底部表面位于相同平面上。因此，LED芯片與安裝LED模塊的支撐表面之間的熱阻能夠保持在2C/W之下并優(yōu)選1C/W之下。
熱墊20優(yōu)選不導(dǎo)電但是導(dǎo)熱，因此熱墊與蓋和底座相結(jié)合形成圍繞底座40上設(shè)置的部件的絕緣材料的封裝袋。當(dāng)LED陣列100構(gòu)造為位干與開孔94相通的插孔50中時，基底105在插孔50之下延伸，以便確保良好地?zé)徇B接到熱墊20。如果需要，底座40的底側(cè)能夠設(shè)置ー個或多個熱盤130，熱盤130能夠經(jīng)由熱通路93與位于底座40的頂側(cè)的部件熱相通。因此，當(dāng)確保期望的電隔離時，整個系統(tǒng)的熱管理是可能的，使得能夠提供具有期望尺寸要求的AC兼容的LED模塊。圖14和圖15示出了 LED模塊210的實施例，該LED模塊210具有構(gòu)造為用于改變對應(yīng)的LED陣列發(fā)射的光的形狀的透鏡295。除蓋260的高度增加以容納適合于使光的形狀改變到期望圖案的透鏡295之外，LED模塊210的結(jié)構(gòu)可基本上類似于LED模塊10。因此，底座240上設(shè)置的電路270可類似于LED模塊10(盡管如果需要能夠添加另外的空間、另外的部件)中設(shè)置的電路，并且設(shè)有類似的熱墊220。如能夠理解的，在任一示例中，將可以包括能夠經(jīng)由WI-FI或ZIGBEE基協(xié)議(或任何其他期望的協(xié)議)接收和/或發(fā)送命令的天線和無線通信芯片(例如收發(fā)器芯片)。這種芯片可耦合(或并 入)到控制器，并允許無線更改LED模塊的輸出(例如調(diào)暗或開、關(guān)模塊)。然而，即使是包括改變光形狀的元件(例如透鏡295)的較高的LED模塊的實施例中，模塊的體積也可小于40，OOOmm30圖16至圖21中描繪了 LED模塊310的再ー實施例。LED模塊包括底座340、蓋360和透鏡395。設(shè)置熱墊320，任選的電源針397在熱墊之下延伸大于2mm的距離，并更優(yōu)選大于3mm的距離。已經(jīng)確定，這種結(jié)構(gòu)能夠允許插孔(圖中未示)以安全觸摸的方式構(gòu)造，使得人的手指放在插孔上而沒有接觸帶電觸點的風(fēng)險。如能夠理解的，任選的通道343能夠構(gòu)造為接納插入通道(例如，通過包括傳統(tǒng)集線器，wire trap)的線，使得模塊不需要焊錫絲而能夠容易組裝到支撐表面并容易連接到電源。在實施例中，可省略電源針，通道可包括跡線，跡線從集線器延伸到跡線可耦合到底座340上的期望電源位的位置。模塊310的結(jié)構(gòu)可類似上述結(jié)構(gòu)。例如，所描述的底座340具有接納LED陣列(例如LED陣列100)的插孔350，使得光組件410能夠以允許發(fā)射照明的方式定位，然而，透鏡被描述為改變發(fā)射的光的形狀。使用透鏡趨向于使得LED模塊的高度増加，因此允許模塊內(nèi)有更多的空間來放置電路。如以上討論的，分接頭388允許電源選擇性地提供到光組件410的不同部分。如以上注明的，電路能夠包括電壓抑制器385以及控制器和通信芯片(能夠單獨設(shè)置或一體設(shè)置)，控制器和通信芯片能夠位于熱通路393附近，熱通路393能夠與熱盤130對齊。模塊310還被描述為包括電容器399。電容器的尺寸趨向比其他部件大，并在某種程度上對熱敏感。因此，熱盤130的底部表面130a、基底105的底部表面105a和電容器399的底部表面399a能夠?qū)R，以便基本上定向在同一平面上，使得熱墊320在支撐表面與對應(yīng)的底部表面之間高效地提供可接受的傳熱。因此，電容器399能夠位于孔ロ400中，孔ロ 400允許電容器399容易地電連接到位于底座340的第一側(cè)上的部件，同時還延伸到底座的第二側(cè)上的熱墊。因此，如能夠理解的，所描繪的設(shè)計的特征在于允許提供期望的照明特性并能夠接受AC線電壓作為輸入的更緊湊的LED模塊。取決于期望的構(gòu)造，也能理解在此所描繪的實施例的許多其他益處。在此提供的公開內(nèi)容根據(jù)優(yōu)選和示意性的實施例描述了特征。通過回顧本公開內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到在隨附權(quán)利要求書的 范圍和精神內(nèi)的許多其他實施例、更改和變型。
權(quán)利要求
1.一種照明模塊，包括 底座，具有第一側(cè)和第二側(cè)，并包括所述第一側(cè)上的插孔和所述第二側(cè)上的開孔，所述插孔與開孔相通，所述底座絕緣； LED陣列，具有基底和安裝在所述基底上的光組件，所述基底位于所述插孔中，使得光組件延伸到所述開孔中； 蓋，具有與所述光組件對齊的開口，所述蓋安裝到所述底座，所述蓋具有位于所述開口周圍的呈角度的表面，所述呈角度的表面構(gòu)造為相對于所述光組件基本上無反射；以及熱墊，位于所述底座的所述第二側(cè)上，并與所述基底熱相通。
2.如權(quán)利要求I所述的照明模塊，其中所述底座支撐一電路，所述電路構(gòu)造為使至少IlOVAC的AC線電壓轉(zhuǎn)換到DC電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的照明模塊，其中所述模塊的體積不大于35，000mm3。
4.如權(quán)利要求3所述的照明模塊，其中所述模塊的體積小于30，000mm3。
5.一種照明模塊，包括 底座，具有第一側(cè)和第二側(cè)，并包括所述第一側(cè)上的插孔和所述第二側(cè)上的開孔，所述插孔與所述開孔相通，所述底座絕緣； LED陣列，具有基底和安裝在所述基底上的光組件，所述基底位于所述插孔中，使得光組件延伸到所述開孔中； 蓋，具有與所述光組件對齊的開口，所述蓋安裝到所述底座； 熱墊，位于所述底座的所述第二側(cè)上，并與所述基底熱相通；以及電路，位于所述底座上，構(gòu)造為接收AC線電壓并為所述LED陣列供電，其中所述模塊的體積不大于40，000mm3。
6.如權(quán)利要求5所述的照明模塊，其中所述電路構(gòu)造為向所述光組件上設(shè)置的不同系列的LED選擇性供電，使得使用者覺察不到照明的閃爍。
7.如權(quán)利要求6所述的照明模塊，其中所述體積不大于35，000mm3。
8.如權(quán)利要求7所述的照明模塊，其中所述體積不大于30，000mm3。
9.如權(quán)利要求8所述的照明模塊，其中所述蓋構(gòu)造為基本上避免改變所述LED陣列發(fā)射的光的形狀。
10.如權(quán)利要求5所述的照明模塊，其中所述電路包括由所述底座支撐的電容器，所述電容器位于一孔口中，使得所述電容器的一部分延伸到所述底座的兩側(cè)。
11.如權(quán)利要求10所述的照明模塊，其中所述電容器具有第一底部表面，所述基底具有第二底部表面，且所述第一底部表面和第二底部平面基本上在同一平面上。
12.如權(quán)利要求11所述的照明模塊，其中所述底座還支撐有具有第三底部表面的熱盤，其中所述熱盤的第三底部表面基本上與第二底部表面在同一平面。
13.如權(quán)利要求12所述的照明模塊，其中所述底座包括多個構(gòu)造為從所述電路向所述熱盤引熱的熱通路。
14.如權(quán)利要求5所述的照明模塊，其中所述照明模塊構(gòu)造為發(fā)射大于500流明的光。
全文摘要
本發(fā)明提供一種照明模塊，即，包括底座和蓋的發(fā)光二極管(LED)模塊。底座上設(shè)有電路。LED陣列設(shè)置在底座上并耦合到電路，具體地，底座具有第一側(cè)和第二側(cè)，以及第一側(cè)上的插孔和第二側(cè)上的開孔，插孔與開孔相通，底座絕緣；發(fā)光二極管(LED)陣列具有基底和安裝在基底上的光組件，基底位于所述插孔中，使得光組件延伸到開孔中。照明模塊的蓋具有與光組件對齊的開口，蓋安裝到底座且具有位于開口周圍的呈角度的表面，所述呈角度的表面構(gòu)造為相對于光組件基本上無反射；照明模塊的熱墊位于底座的第二側(cè)上，并與基底熱相通。在實施例中，電路可使AC線電壓轉(zhuǎn)換到DC電壓。LED模塊能夠構(gòu)造為占據(jù)最小空間，同時可提供期望的光輸出。
文檔編號F21V29/00GK102809065SQ20121015318
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者維克托·薩德雷 申請人:莫列斯公司