专利名称：照明模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用发光二极管(LED)发光的领域，更明确地涉及模块化LED的领域。
背景技术：
发光二极管(LED)的效率在过去几十年大大增加，因此，公认地，LED适合于用来 提供普通照明。然而，在封装LED时会存在问题。LED虽然效率高，但是需要小心的热管理，以避免将可能造成的对潜在长寿命的不利影响。另外，因为LED需要沿ー个方向的电流运行，所以AC电压需要被转换成DC电压(至少高效转换)。此外，提供小封装尺寸的LED模块将是有益的。使用发射器是因为它们由单个LED芯片组成，但是这种器件趋向于在光输出量方面有所限制(典型地小于200流明)。为了提供更多流明的光输出量，提出如图I所示器件的相当紧凑的器件。然而，这些器件仍需要DC电压，而常常构建为(通常它们使用覆金属PCB底座)与线电压条件不兼容。因此，现有设计不能提供与AC线电压兼容的、紧凑的、高光输出系统。因此，人们需要改进的LED模块。
发明内容
因此，本申请的目的在于避免上述现有技术中存在的诸多问题，提供ー种与AC线电压兼容的、紧凑的、高光输出的照明模块。为此，本申请提供ー种包括底座和盖的发光二极管(LED)模块。底座上设置电路。底座上设置LED阵列并电连接到电路，在实施例中电路可使AC线电压转换到DC电压。盖可包括被设计成对LED阵列发射的光的形状影响最小的无反射的呈角度的表面。具体地，根据本申请的ー个方案，提供ー种照明模块，包括底座，具有第一侧和第ニ侧，并包括所述第一侧上的插孔和所述第二侧上的开孔，所述插孔与开孔相通，所述底座绝缘；发光二极管(LED)阵列，具有基底和安装在所述基底上的光组件，所述基底位于所述插孔中，使得光组件延伸到所述开孔中；盖，具有与所述光组件对齐的开ロ，所述盖安装到所述底座，所述盖具有位于所述开ロ周围的呈角度的表面，所述呈角度的表面构造为相对于所述光组件基本上无反射；以及热垫，位于所述底座的所述第二侧上，并与所述基底热相通。根据本申请的另ー个方案，提供ー种照明模块，包括底座，具有第一侧和第二侧，并包括所述第一侧上的插孔和所述第二侧上的开孔，所述插孔与所述开孔相通，所述底座绝缘；发光二极管(LED)阵列，具有基底和安装在所述基底上的光组件，所述基底位于所述插孔中，使得光组件延伸到所述开孔中；盖，具有与所述光组件对齐的开ロ，所述盖安装到所述底座；热垫，位于所述底座的所述第二侧上，并与所述基底热相通；以及电路，位于所述底座上，构造为接收AC线电压并为所述LED阵列供电，其中所述模块的体积不大于40, 000mm3。根据本申请的照明模块具有如下的有益技术效果电路可使AC线电压转换到DC电压。LED模块能够构造为占据最小空间，同时可提供期望的光输出。
本发明以示例形式示出，但又不限于附图，附图中相同的附图标记指示相同的元件，在图中
图I示出现有技术的发光系统。图2A示出LED模块的实施例的立体图。图2B示出图2A描绘的LED模块的另一立体图。图3示出去除热垫的LED模块的立体图。图4示出图3描绘的LED模块的另一立体图。图5不出LED模块的另ー实施例的俯视图。图6示出去除盖的LED模块的实施例的俯视图。图7示出图6中描绘的实施例的立体图。图8示出图7中描绘的实施例的局部立体分解图。图9示出图7中描绘的实施例的另一局部立体分解图。图10示出图7中描绘的实施例的另一局部立体分解图。图11示出沿线11-11截取的图5中描绘的LED模块的横截面的立体图。图12示出沿线12-12截取的图11中描绘的LED模块的另ー横截面的立体图。图13示出沿线13-13截取的图11中描绘的LED模块的另ー横截面的立体图。图14示出LED模块的另ー实施例的立体图。图15示出省略盖的图14中描绘的LED模块的立体图。图16示出LED模块的实施例的立体图。图17示出图16中描绘的LED模块的另ー立体图。图18示出去除热垫的LED模块的立体图。图19示出去除盖的图18中描绘的实施例的另ー立体图。图20示出图18中描绘的实施例的另ー立体图。图21示出沿线21-21截取的图20中描绘的实施例的横截面的立体图。
具体实施例方式以下的详细说明仅描述了示意性实施例，并不用于限制于在此公开的组合。因此，除外另外指出，在此公开的特征可组合在一起而形成另外的组合，为了简明起见未另外示出该另外的組合。图2A至图13示出了 LED模块的实施例。所描绘的设计的ー个有益特征在干，盖60设有基本上作为不反射表面的呈角度的表面62。換言之，LED阵列100具有提供照明并延伸通过底座40的开孔94的光组件110，呈角度的表面62设计成基本上不改变从光组件110发射的光的形状。因此，如果光组件110自然地提供约60°或90°或110°或ー些其他角度的分布，那么呈角度的表面将被以与该角度对应的角度或稍大的角度构造。通常，不反射表面的呈角度的表面能够构造为反射小于发射的光的10%，并优选将反射小于发射的光的5%。当然，如能够容易理解的，盖也可包括有目的地改变光的形状的反射镜和/或透镜。在此构造中，盖将不具有无反射的呈角度的表面，但可另外提供在此讨论的其他益处。除改变光的形状(例如聚光)或包括简单透明透镜的盖之外，还可以提供被认为是安全触摸的LED模块。如能够理解的，LED模块包括支撑LED阵列100的底座40。底座40能够进ー步支撑使AC电压转换到DC电压的电路。如所描绘的，例如底座40允许AC线电压(例如110VAC)经由导体11、12输入，并使AC电压转换为DC电压，使得能够以有效方式为光组件110设置的LED供电。描绘的实施例包括保险丝83、整流器84、电压浪涌抑制器85和致动MOSFET电源87的控制器86。所描绘的构造具有底座40上的用来为LED阵列100的电源垫111、
112、113和114选择性供电的多个分接头88，每个垫耦合到光组件110内的一系列LED。通过为不同系列的LED选择性供电，可以为使用者的眼睛提供无闪烁(例如，使用者觉察不到任何闪烁)的照明。能够提供这种控制的芯片包括由EXCLARA的EXC100驱动器所提供的设计。因此，所描绘的设计允许有效使用AC电压，并且不管AC电压的波动如何，都为使用者的眼睛提供基本恒定的照明。因此，所描绘的构造提供没有显著闪烁的令人满意的照明，但不需要电容器(对于任何持续时间长的系统而言，电容器趋向于产生故障点)。当然，添加电容器能够进ー步最优化系统的性能，并在需要低亮度照明的情形下是有用的，但是如果设置电容器，则电容器的设计尺寸更小、更坚固(例如，在某些实施例中可使用陶瓷电容器或者电容器可被更好地冷却)，因此仍然提供更高的耐久性和更低的成本。另外，所描绘的系统适合于在利用波峰焊接エ艺的过程中制造。然而，应注意，如果需要可使用更传统的电容器基电源转换系统。这种电源转换系统(可包括整流器和更大电容器以使输出稳定)更传统，且可具有多种可能的变型，因此无需在此详细讨论，应理解这种系统的尺寸将大于所期望的。所描绘的设计的ー个益处在于，底座40是既提供结构刚性又支撑电路70(其提供所需的控制，例如从AC转换到DC)的绝缘材料构件。如能够理解的，设置在底座40上的迹线81、82能够电连接各种部件。在实施例中，底座40可以是板状的塑料构件，迹线能够经由公知的传统LDS过程设置。所描绘的设计的ー个益处是底座能够构造为直径约60_，同时底座与盖的组合能够约IOmm高。因此，LED模块的体积能够小于35，OOOmm3,同时仍提供大于500流明的输出，还提供AC到DC的转换。在实施例中，输入AC电压能够是AC线电压(例如110v)。通过所描绘的实施例，体积能够小于30，OOOmm3,同时由于使用无反射盖，所以基本上可避免光的形状改变。因此，与现有LED模块相比，所描绘的实施例提供大量益处。为了对能够发射大于500流明并在实施例中能发射大于700流明或者甚至大于1000流明的系统提供适当的热性能，LED阵列100包括具有低热阻的基底105。另外，热垫20位于沿圆周延伸并设在底座40的底部上的凸缘44上，且热垫提供基底105与支撑表面之间的热连接。在实施例中，凸缘44和基底105能够构造为使得它们的底部表面位于相同平面上。因此，LED芯片与安装LED模块的支撑表面之间的热阻能够保持在2C/W之下并优选1C/W之下。
热垫20优选不导电但是导热，因此热垫与盖和底座相结合形成围绕底座40上设置的部件的绝缘材料的封装袋。当LED阵列100构造为位干与开孔94相通的插孔50中时，基底105在插孔50之下延伸，以便确保良好地热连接到热垫20。如果需要，底座40的底侧能够设置ー个或多个热盘130，热盘130能够经由热通路93与位于底座40的顶侧的部件热相通。因此，当确保期望的电隔离时，整个系统的热管理是可能的，使得能够提供具有期望尺寸要求的AC兼容的LED模块。图14和图15示出了 LED模块210的实施例，该LED模块210具有构造为用于改变对应的LED阵列发射的光的形状的透镜295。除盖260的高度增加以容纳适合于使光的形状改变到期望图案的透镜295之外，LED模块210的结构可基本上类似于LED模块10。因此，底座240上设置的电路270可类似于LED模块10(尽管如果需要能够添加另外的空间、另外的部件)中设置的电路，并且设有类似的热垫220。如能够理解的，在任一示例中，将可以包括能够经由WI-FI或ZIGBEE基协议(或任何其他期望的协议)接收和/或发送命令的天线和无线通信芯片(例如收发器芯片)。这种芯片可耦合(或并 入)到控制器，并允许无线更改LED模块的输出(例如调暗或开、关模块)。然而，即使是包括改变光形状的元件(例如透镜295)的较高的LED模块的实施例中，模块的体积也可小于40，OOOmm30图16至图21中描绘了 LED模块310的再ー实施例。LED模块包括底座340、盖360和透镜395。设置热垫320，任选的电源针397在热垫之下延伸大于2mm的距离，并更优选大于3mm的距离。已经确定，这种结构能够允许插孔(图中未示)以安全触摸的方式构造，使得人的手指放在插孔上而没有接触带电触点的风险。如能够理解的，任选的通道343能够构造为接纳插入通道(例如，通过包括传统集线器，wire trap)的线，使得模块不需要焊锡丝而能够容易组装到支撑表面并容易连接到电源。在实施例中，可省略电源针，通道可包括迹线，迹线从集线器延伸到迹线可耦合到底座340上的期望电源位的位置。模块310的结构可类似上述结构。例如，所描述的底座340具有接纳LED阵列(例如LED阵列100)的插孔350，使得光组件410能够以允许发射照明的方式定位，然而，透镜被描述为改变发射的光的形状。使用透镜趋向于使得LED模块的高度増加，因此允许模块内有更多的空间来放置电路。如以上讨论的，分接头388允许电源选择性地提供到光组件410的不同部分。如以上注明的，电路能够包括电压抑制器385以及控制器和通信芯片(能够单独设置或一体设置)，控制器和通信芯片能够位于热通路393附近，热通路393能够与热盘130对齐。模块310还被描述为包括电容器399。电容器的尺寸趋向比其他部件大，并在某种程度上对热敏感。因此，热盘130的底部表面130a、基底105的底部表面105a和电容器399的底部表面399a能够对齐，以便基本上定向在同一平面上，使得热垫320在支撑表面与对应的底部表面之间高效地提供可接受的传热。因此，电容器399能够位于孔ロ400中，孔ロ 400允许电容器399容易地电连接到位于底座340的第一侧上的部件，同时还延伸到底座的第二侧上的热垫。因此，如能够理解的，所描绘的设计的特征在于允许提供期望的照明特性并能够接受AC线电压作为输入的更紧凑的LED模块。取决于期望的构造，也能理解在此所描绘的实施例的许多其他益处。在此提供的公开内容根据优选和示意性的实施例描述了特征。通过回顾本公开内容，本领域技术人员将想到在随附权利要求书的 范围和精神内的许多其他实施例、更改和变型。
权利要求
1.一种照明模块，包括 底座，具有第一侧和第二侧，并包括所述第一侧上的插孔和所述第二侧上的开孔，所述插孔与开孔相通，所述底座绝缘； LED阵列，具有基底和安装在所述基底上的光组件，所述基底位于所述插孔中，使得光组件延伸到所述开孔中； 盖，具有与所述光组件对齐的开口，所述盖安装到所述底座，所述盖具有位于所述开口周围的呈角度的表面，所述呈角度的表面构造为相对于所述光组件基本上无反射；以及热垫，位于所述底座的所述第二侧上，并与所述基底热相通。
2.如权利要求I所述的照明模块，其中所述底座支撑一电路，所述电路构造为使至少IlOVAC的AC线电压转换到DC电压。
3.如权利要求2所述的照明模块，其中所述模块的体积不大于35，000mm3。
4.如权利要求3所述的照明模块，其中所述模块的体积小于30，000mm3。
5.一种照明模块，包括 底座，具有第一侧和第二侧，并包括所述第一侧上的插孔和所述第二侧上的开孔，所述插孔与所述开孔相通，所述底座绝缘； LED阵列，具有基底和安装在所述基底上的光组件，所述基底位于所述插孔中，使得光组件延伸到所述开孔中； 盖，具有与所述光组件对齐的开口，所述盖安装到所述底座； 热垫，位于所述底座的所述第二侧上，并与所述基底热相通；以及电路，位于所述底座上，构造为接收AC线电压并为所述LED阵列供电，其中所述模块的体积不大于40，000mm3。
6.如权利要求5所述的照明模块，其中所述电路构造为向所述光组件上设置的不同系列的LED选择性供电，使得使用者觉察不到照明的闪烁。
7.如权利要求6所述的照明模块，其中所述体积不大于35，000mm3。
8.如权利要求7所述的照明模块，其中所述体积不大于30，000mm3。
9.如权利要求8所述的照明模块，其中所述盖构造为基本上避免改变所述LED阵列发射的光的形状。
10.如权利要求5所述的照明模块，其中所述电路包括由所述底座支撑的电容器，所述电容器位于一孔口中，使得所述电容器的一部分延伸到所述底座的两侧。
11.如权利要求10所述的照明模块，其中所述电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.如权利要求11所述的照明模块，其中所述底座还支撑有具有第三底部表面的热盘，其中所述热盘的第三底部表面基本上与第二底部表面在同一平面。
13.如权利要求12所述的照明模块，其中所述底座包括多个构造为从所述电路向所述热盘引热的热通路。
14.如权利要求5所述的照明模块，其中所述照明模块构造为发射大于500流明的光。
全文摘要
本发明提供一种照明模块，即，包括底座和盖的发光二极管(LED)模块。底座上设有电路。LED阵列设置在底座上并耦合到电路，具体地，底座具有第一侧和第二侧，以及第一侧上的插孔和第二侧上的开孔，插孔与开孔相通，底座绝缘；发光二极管(LED)阵列具有基底和安装在基底上的光组件，基底位于所述插孔中，使得光组件延伸到开孔中。照明模块的盖具有与光组件对齐的开口，盖安装到底座且具有位于开口周围的呈角度的表面，所述呈角度的表面构造为相对于光组件基本上无反射；照明模块的热垫位于底座的第二侧上，并与基底热相通。在实施例中，电路可使AC线电压转换到DC电压。LED模块能够构造为占据最小空间，同时可提供期望的光输出。
文档编号F21V29/00GK102809065SQ20121015318
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者维克托·萨德雷 申请人:莫列斯公司