LED灯具及其组件、散热座以及LED无线调光系统的制作方法

文档序号:14986723发布日期:2018-07-20 21:23阅读:145来源:国知局

本发明主要涉及led灯具,尤其涉及一种led灯具及其可扩展的组件、散热座以及led无线调光系统。



背景技术:

随着led(发光二极管)灯技术的逐渐成熟,led灯应用到越来越多的灯具中,从而代替传统的光源。在各种不同类型的灯具中,led光源(例如发光模块)的形态存在显著差别。例如筒灯中使用小面积的光源,路灯使用面积稍大的光源,运动场使用面积更大的光源。光源的形状也可能随灯具类型而变,例如圆形、方形、矩形、长条形等。如果为每种类型的灯具定制特定形状和面积的发光模块以及外壳,则生产的复杂性和成本都会显著提高。

另外,灯具的体积也是值得注意的问题。现有led无线调光系统多是基于开关电路的驱动电路。基于开关电路的驱动电路中多半使用有电感器或变压器,由于电感器的体积相对于其他电子元件来得大,使得整体电路总成的体积无法缩小。并且开关电路的高频特性容易产生电磁干扰(emi)的问题,这会影响无线模块的工作稳定性。传统中常利用电阻器、电容器、电感器的组合做为电磁干扰(emi)的抑制电路。这些元件同样使得整体电路总成的体积无法缩小。



技术实现要素:

本发明的目的之一是提供一种led灯具及其组件、散热座,其具有可扩展的特性。

本发明的另一目的是提供一种led无线调光系统,其在解决电磁干扰的同时具有更小的体积。

为解决上述技术问题,本发明提供了一种led灯具组件,包括散热座、发光模块和透镜,所述散热座具有承载面和与所述承载面相对的背面,所述承载面设有第一凹槽,所述背面设有散热结构;所述散热座还具有第一接合部;所述发光模块设置于所述第一凹槽内,所述透镜覆盖住所述发光模块。

在本发明的一实施例中,所述第一接合部设于所述承载面上,或设于所述散热座相对的第一侧面或第二侧面上,或设于一个或多个所述散热结构上。

在本发明的一实施例中,所述散热座还具有第二接合部,且所述第二接合部设于与所述第一接合部相同或相异的位置。

在本发明的一实施例中,所述散热座还具有多个第二凹槽,所述多个第二凹槽设置于所述第一凹槽内。

在本发明的一实施例中,所述发光模块的至少一部分电子元件被容纳于至少一部分所述多个第二凹槽。

在本发明的一实施例中,所述第一接合部为凸部和/或凹部。

在本发明的一实施例中,所述第二接合部为凸起或凹孔。

在本发明的一实施例中,所述散热结构包含多个鳍片、或多个金属柱、或金属柱与鳍片的组合,且所述多个鳍片彼此相对且相互平行,且平行于所述散热座相对的第一侧面和第二侧面。

在本发明的一实施例中,至少一部分所述多个第二凹槽之间的深度不同。

在本发明的一实施例中,所述发光模块包括第一led灯组、第二led灯组和无线调光装置,所述无线调光装置包括整流电路、高压线性驱动电路、无电感驱动电路、led驱动电路和无线控制电路,其中:所述整流电路分别与所述高压线性驱动电路以及所述无电感驱动电路的输入端连接,用以将经转换的适用电压提供给所述高压线性驱动电路以及所述无电感驱动电路;所述高压线性驱动电路的输出端与所述第一led灯组连接;所述无电感驱动电路提供第一电压和第二电压,所述第一电压输出至所述无线控制电路,所述第二电压提供给所述led驱动电路的输入端;所述led驱动电路的输出端与所述第二led灯组连接;所述无线控制电路接收无线信号,并分别传送调光信号至所述高压线性驱动电路以及所述led驱动电路,以对第一led灯组、第二led灯组进行调光控制。

在本发明的一实施例中,所述第一电压为恒定电压,所述第二电压为可调整电压。

在本发明的一实施例中,所述第一led灯组为主光灯组,所述第二led灯组为情景光灯组。

本发明还提出一种led灯具组件的散热座,具有承载面和与所述承载面相对的背面,所述承载面设有第一凹槽,所述背面设有多个散热结构,所述散热座还具有第一接合部。

在本发明的一实施例中,所述散热结构包含多个鳍片、或多个金属柱、或金属柱与鳍片的组合,且所述多个鳍片彼此相对且相互平行,且平行于所述散热座相对的第一侧面和第二侧面。

在本发明的一实施例中,所述第一接合部设于所述承载面上,或设于所述散热座相对的第一侧面或第二侧面上,或设于散热结构上。

在本发明的一实施例中,所述散热座还具有第二接合部,且该第二接合部设于与第一接合部相同或相异的位置。

在本发明的一实施例中,所述散热座还具有多个第二凹槽,所述多个第二凹槽设置于所述第一凹槽内,所述多个第二凹槽的至少一部分用于容纳发光模块的至少一部分电子元件。

在本发明的一实施例中,至少一部分所述多个第二凹槽之间的深度不同。

本发明还提出一种led灯具,包括一个或多个如上所述的led灯具组件。

在本发明的一实施例中,上述的led灯具还包括第一侧盖和第二侧盖,所述第一侧盖和第二侧盖与所述led灯具组件的散热座组合。

本发明还提出一种led无线调光系统,适于分别对第一led灯组、第二led灯组进行调光,所述无线调光装置包括整流电路、高压线性驱动电路、无电感驱动电路、led驱动电路和无线控制电路,其中:所述整流电路分别与所述高压线性驱动电路以及所述无电感驱动电路的输入端连接,用以将经转换的适用电压提供给所述高压线性驱动电路以及所述无电感驱动电路;所述高压线性驱动电路的输出端与所述第一led灯组连接;所述无电感驱动电路提供第一电压和第二电压,所述第一电压输出至所述无线控制电路,所述第二电压提供给所述led驱动电路的输入端;所述led驱动电路的输出端与所述第二led灯组连接;所述无线控制电路接收无线信号,并分别传送调光信号至所述高压线性驱动电路以及所述led驱动电路,以对所述第一led灯组、第二led灯组进行调光控制。

在本发明的一实施例中,所述第一电压为恒定电压,所述第二电压为可调整电压。

在本发明的一实施例中,所述第一led灯组为主光灯组,所述第二led灯组为情景光灯组。

与现有技术相比,本发明具有许多优点。首先,依据本公开的led灯具,可以有如积木堆迭般的组合方式,视场合与需求简单扩充led灯具组件及其中的功能模组;其次,通过第二凹槽的设计,可以适应不同电子元件高度的各种发光模块,从而使得led灯具组件有更大的适用性;再者,由于本发明使用无电感驱动电路的体积小,因此可以避免电磁干扰(emi)的抑制电路,且无电感驱动电路可以同时提供恒定电压以及可调整电压,因此适合使用于各种不同的led应用上。

附图说明

图1是依据本公开一实施例的led灯具组件的立体分解图。

图2a和2b分别是依据本公开一实施例的led灯具组件的散热座的立体图与截面图。

图3是依据本公开一实施例的led灯具组件的散热座的拼接示意图。

图4是依据本公开一实施例的led灯具的立体分解图。

图5是依据本公开一实施例的led灯具示意图。

图6是依据本公开另一实施例的led灯具组件的立体分解图。

图7a、7b是依据本公开另一实施例的led灯具组件的组装图。

图8是依据本公开另一实施例的led灯具的拼接示意图。

图9是依据本公开的一实施例的led无线调光系统的电路框图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如本申请和权利要求书中所示,除非上下文明确提示例外情形,“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数,也可包括复数。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

本公开的实施例描述一种led灯具组件,可以利用拼接的方式相互组合。另外,本公开实施例的led灯具组件在结构设计上,系预先留出各部位空间,在满足光、热、安规的规格设计需求的同时,可提供满足各种不同方案的电路设计所需空间。另外,本公开的实施例的led灯具组件中的led无线调光系统,可以缩小电路模块的体积,从而更方便地安装到led灯具组件中。

图1是依据本公开一实施例的led灯具组件的立体分解图。参考图1所示,依据本实施例的一种led灯具组件100,可包含散热座110、发光模块120、密封垫圈130、透镜140、盖板150以及若干螺丝。在本实施例中,发光模块可以使用dob(driveronboard)模块,但不以此为限。发光模块120可为双面打件,朝透镜140方向的一面可设置有连接器、驱动器、led封装阵列等基本照明元件。发光模块120也可设置有内建无线通讯协议(例如zigbee、lora、blt、wifi等)的智能模块,据此可利用智能手持设备(例如手机或平板电脑)控制此led灯具组件100,进行色温、颜色、开关等控制。发光模块120可进一步包含不可见光模块,例如红外线模块可用以进行开关监控,又例如紫外线(uv)模块可进行杀菌功能。

在本实施例中,密封垫圈130例如为一o型环,也可以为其他形状。本领域技术人员可以理解,密封垫圈130并不是必须的,例如在对灯具密封性要求不高的场合,可以省略此密封垫圈130。

在本发明的其他实施例中,多个led封装也可以不排布成led封装阵列方式,而是其他方式。或者,led封装的数量也可以变化,例如变为单个。每个led封装中可含有一个或多个led芯片(ledchip)。

在本发明的实施例中,照明元件可发出一般可见光,也可发出不可见光如红外光或紫外光。

本领域技术人员可以理解,盖板150并不是必须的,当led灯具组件有足够的强度时,或者led灯具组件外有其他部件保护时,盖板150是可省略的。

图2a和2b分别是依据本公开一实施例的led灯具组件的散热座的立体图与截面图。参考图2a和图2b,散热座110具有承载面111、背面112、第一侧面113及第二侧面114。背面112与承载面111相对且具有一鳍面,该鳍面中包括多个鳍片115。各鳍片115的排列可以根据散热需要而定,例如鳍片115彼此之间相对并相互平行,同时各鳍片115也平行于第一侧面113及第二侧面114。另外,各鳍片115的形状还可以采用各种已知散热鳍片的形状。

散热座110的承载面上111可包括第一凹槽111a以及多个第二凹槽111b,第二凹槽111b可以设置于第一凹槽之内。第一凹槽111a中则可以置放发光模块120。发光模块120可以通过例如螺丝121而锁固于散热座110之上,而密封垫圈130、透镜140、盖板150则置于第一凹槽111a的外围并依序放置,并以若干螺丝将这些构件锁附组装成灯具组件100。在这一结构中,透镜140覆盖住发光模块120,而盖板150则覆盖住透镜140的四周,从而将其固定。

承如前述,散热座110的承载面111具有多个第二凹槽111b,而这些第二凹槽111b为一密封结构,且彼此之间深度以及体积可以各有所不同。这些第二凹槽111b用来容纳发光模块120面向散热座110的一面(即背面)的元件。因此第二凹槽111b的设计会同时考虑到发光模块120所设置的电子元件而作相对应大小的调整。

以图2b为例,第二凹槽111b中具有两组不同深度的凹槽,而两组凹槽的开口则可以相同。深度较浅的凹槽可彼此邻接,而深度较深的凹槽则邻接于深度较浅的凹槽,但是深度较深的凹槽则彼此不相邻。如此,深度较深的凹槽则可以用放置发光模块120中较大的电子元件,例如电容器、变阻器等,且能有效地降低电磁干扰的效果。可以理解,当发光模块120背面的电子元件的常规布置方式有变化时,第二凹槽111b的深、浅布置也据此变化,从而仍适应发光模块120。发光模块120背面中一些较小的电子元件,只需容纳在第一凹槽111a中即可,不必容纳在第二凹槽111b中。

通过第二凹槽111b的设计,可以适应不同电子元件高度的各种发光模块120,从而使得led灯具组件有更大的适用性。

当该电子元件置放于第二凹槽111b中时,为了能够增加散热或为符合安全规范,另外还可于第二凹槽111b之中填入不同材质(例如铝合金或导热塑胶),以提高安全规格或者是导热的需求。

本实施例的led灯具组件100可以单独构成一个led灯具,也可以多个拼接起来构成一个led灯具。各灯具组件100之间,彼此可以通过散热座110上的结构来相互连接,例如图3所示。各灯具组件100的各散热座110可设置第一接合部以实现相互之间的拼接。第一接合部可设于散热座110的承载面111上,或设于散热座110相对的第一侧面113或第二侧面114上,或设于一个或多个鳍片115上,等等。例如在图2a、2b的实例中,可于散热座110的承载面111上的两外侧边设计凸部116与凹部117,凸部116与凹部117可以分别设立于不同侧边(如图2a、2b),或设计于同一侧边(图未示)。各灯具组件100的各散热座110还可设置第二接合部,以提高拼接强度。第二接合部可设于与第一接合部相同或相异的位置。举例来说,如图3所示,散热座110的第一、第二侧面113、114可分别包括一凸起部118,凸起部118的两末端分别设置凸起118a与凹孔118b,凸起118a与凹孔118b之间同样可以设计为彼此卡合的结构,从而允许各散热座110之间通过凸起118a与凹孔118b拼接。

据此,任两个灯具组件的散热座可通过前述凸部116与凹部117、凸起118a与凹孔118b两相卡合。凸部116与凹部117中还可进一步设立锁孔119,并以螺丝锁附来加强彼此之间的连接。除了在散热座110的承载面111或者是左、右侧面113、114,可以设立相关卡榫结构来固定led灯具组件外,另外也可以改为于散热座110的一个或多个鳍片115上同时设立相同结构,来增加led单元灯具的固定效果。例如本发明中,另外于鳍片115中设立了凸起与凹孔,因此同样不同led单元灯具也可以通过散热鳍片中的凸起与凹孔而来增加固定的效果。

在本公开的替代实施例中,上述的发光模块120也可以替换为其他具有不同亮度、不同光形(如更为聚光或较为散光等)、不同色温(如较偏红黄的暖色温,或较偏蓝绿的冷色温)的照明模块,或可发出不可见光(如红外光或紫外光)的发光模块。因此本实施例通过不同的灯具组件中,可以承载不同的功能模块,因此可让本发明的灯具模组除了能够达到照明的目的以外,该灯具模组可视需求置换或扩充功能模块而可同时达到作为网络通信功能,或者是其他物质检测的目的。

图4是依据本公开一实施例的led灯具的立体分解图。图5是依据本公开一实施例的led灯具示意图。参考图4和图5所示,依据本实施例的led灯具400包含至少一上述led灯具组件100(图中示例2个)、左侧盖410以及右侧盖420。左、右侧盖410、420在与该至少一灯具组件100相接侧可具有对应的凸起或凹孔(图未示),用以与该至少一led灯具组件100进行卡合,卡合处可进一步以螺丝锁附来加强。经组合的灯具组件与左右侧盖形成最基础的一led灯具总成。左、右侧盖410、420中还可形成有容置空间,其中也可容置模块,例如红外线模块,用以检测温湿度或pm2.5(未示于图中)。

本发明中的led灯具总成,各led灯具组件是采用例如并联连接或串联连接的方式,而各led灯具组件中的led可为阵列状且彼此相互连接。

组合后的led灯具总成,可于左、右侧盖410、420的外侧部,进一步锁附上支架430而形成一完整的led灯具400。led灯具总成可视应用场合扩充或减少灯具组件的数量并与现有灯具基础架构相结合。

图6是依据本公开另一实施例的led灯具组件的立体分解图。参考图6所示,依据本实施例的一种led灯具组件600,可包含散热座610、发光模块620、密封垫圈630、透镜640、盖板650以及若干螺丝。与前一实施例不同的是,本实施例中的散热座610具有更薄的结构,从而不必包含第二凹槽。

图7a和7b是依据本公开另一实施例的led灯具组件组装图。参考图7a所示,组装后的led灯具组件600厚度很小,可以降低灯具体积。另外,散热座610的背面612可布置凸起的金属柱615,金属柱615的数量、分布位置与长短可随着需要而变更,此金属柱可增加散热面积,是一种增加散热效率的方式;故金属柱为一种散热结构,与图2a的鳍片115的功能相同,故亦可将散热座610的背面612上的金属柱替换为鳍片。

本实施例的led灯具组件600可以单独构成一个led灯具,也可以多个拼接起来构成一个led灯具。各灯具组件600之间,彼此可以通过散热座610上的结构来相互连接,例如图8所示。各灯具组件600的各散热座610可设置第一接合部以实现相互之间的拼接。第一接合部可设于散热座610的承载面(图未示)上。例如在图7a、7b的实例中,可于散热座610的承载面上的两外侧边设计凸部616与凹部617,凸部616与凹部617可以分别设立于不同侧边(如图7a、7b),或设计于同一侧边(图未示)。据此,任两个灯具组件的散热座610可通过前述凸部616与凹部617两相卡合。凸部616与凹部617中还可进一步设立锁孔619,并以螺丝锁附来加强彼此之间的连接。

据此,依据本公开的led灯具,可以有如积木堆迭般的组合方式,视场合与需求简单扩充led灯具组件及其中的功能模组。这样,令使用者以随插即用的概念,在不必更换购置整组灯具的前提下让灯具延伸扩充新的功能,据以提高led灯具的经济效益,并与未来物联网的趋势作结合。

图9是依据本公开的一实施例的led无线调光系统的电路框图。参考图9所示,依据本公开的一种led无线调光系统900,包含整流电路910、高压线性驱动电路920、无电感驱动电路930、led驱动电路940以及无线控制电路950。整流电路910可与例如市电相联以将市电电压转换成后续电路适用的电压。整流电路910可分别与高压线性驱动电路920以及无电感驱动电路930的输入端相联,用以将经转换的适用电压提供给高压线性驱动电路920以及无电感驱动电路930。高压线性驱动电路920的输出端与第一led灯组960相联。无电感驱动电路930可提供两组输出电压:一组为恒定电压、另一组为可调整电压,其中恒定电压为低压,用来提供给低功耗的无线控制电路950,而可调整电压则提供给led驱动电路940的输入端。led驱动电路940的输出端与第二led灯组970相联。无线控制电路950可通过无线通讯协议接收来自手机或平板电脑等无线设备的信号,并分别传送信号(例如调光信号)至高压线性驱动电路920以及led驱动电路940,以对第一led灯组960与第二led灯组970进行调光控制。

无线控制电路950的信号输出端分别联接至高压线性驱动电路920以及led驱动电路940,使得第一led灯组960与第二led灯组970的亮度可经由无线控制电路950的信号线被无线地调光。

尽管前文示例无电感驱动电路930提供的两组输出电压中一组为恒定电压、另一组为可调整电压。但是可以理解,两组输出电压的形式是依据无线控制电路950和led驱动电路940的需求而定,因而是可以变化的。

无电感驱动电路930所提供的恒定电压,较佳地为3.3v,主要可以提供给低功耗的无线控制电路940。无电感驱动电路930所提供的可调整电压,范围较佳地自9v至50v,视后续电路需求可进行调整,主要可以提供给高压线性驱动电路920。

无电感驱动电路930较佳地为一无电感(inductorless)驱动芯片,而由于该无电感驱动芯片的体积小,因此可以避免电磁干扰(emi)的抑制电路,且无电感驱动芯片可以同时提供恒定电压以及可调整电压,因此适合使用于各种不同的led应用上。

无线控制电路950中,较佳地可使用但不限定为wifi、zigbee、bt或是ble等无线通讯协议。

在本公开的实施例中,第一led灯组960例如为主光灯组,第二led灯组970例如为情景光灯组。主光灯组通过高压线性驱动电路920供电。情景光灯组通过led驱动电路940供电。主光灯组较佳地为白光led灯。情景光灯组较佳地为红光、绿光、蓝光led灯的组合。

此外,若要在无线调光系统中实现情景光功能,还需考虑针对不同色光led的功率而有不同的电路配置。举例来说,作为主要光源的白光功率较大(例如8w)、而作为情景光源的rgb三色光功率较小(例如1.5w),而低功耗的无线模块则需要以低压来驱动。

依据本实施例的led无线调光系统,通过使用无电感驱动电路来驱动无线控制电路以及led驱动电路,使得能够利用具有wifi、zigbee、bt或是ble等无线通讯协议的手机、平板电脑等设备来对led灯进行调光,同时,令整体系统的体积缩小、减少电磁辐射干扰。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述,但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本发明,在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换,因此,只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

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