符合AC驱动功率的条带照明系统的制作方法

符合ac驱动功率的条带照明系统
1.相关申请案的交叉参考
2.本技术案要求对2018年12月17日申请的序列号为62/780,545的美国临时申请案及2019年10月15日申请的序列号为62/915,604的美国临时申请案中的每一者的优先权，所述两个美国临时申请案以其全文引用方式并入本文中。
技术领域
3.本发明大体上涉及照明，且更特定来说，涉及包含一系列led且符合ac驱动功率的条带照明系统。


背景技术：

4.发光二极管(led)通常由经掺杂以创建p-n结的半导体材料形成。led通常发射窄光谱(例如，大小小于100纳米的光谱)中的光，此取决于形成p-n结的半导体材料的带隙能量。
5.在一些应用中，照明系统可包含接收从led发射的光的一或多个光学组件。举例来说，透镜是可用于接收从led发射的光并调整所述光的一或多个特性的一种类型的光学组件。


技术实现要素：

6.本文中描述包含一系列led且符合ac驱动功率的条带照明系统。
7.在一方面中，提供一种条带照明系统。所述系统包括托盘及安置于所述托盘中的电路板。一或多个发光二极管(led)经安装到所述电路板。一或多个电线经电连接到所述电路板且至少部分安置于所述托盘内。所述系统进一步包括与所述托盘接触且囊封所述电路板及所述一或多个电线的至少部分的弹性体。所述系统经配置以由至少60伏特的ac电源直接或间接驱动。
8.在一些实施例中，所述系统进一步包括电连接到所述一或多个电线的连接器组件。在一些情况中，所述连接器组件的至少一部分可不被所述弹性体囊封。
9.在一些实施例中，所述系统进一步包括安置在所述一或多个led之上的一或多个透镜。
10.在一些实施例中，所述弹性体包括硅酮材料。
11.在一些实施例中，所述托盘包括将所述托盘分离成上区段及下区段的分隔件。所述电路板及所述一或多个led可安置于所述托盘的所述上区段内。所述分隔件可包括所述电路板经定位在其上的底座。所述一或多个电线可至少部分安置于所述托盘的所述下区段内。
12.在一些实施例中，所述一或多个电线及/或所述连接器延伸穿过所述托盘中的入口端口。所述入口端口可经形成于所述托盘的上区段中。所述一或多个电线经由经形成于所述分隔件中的一或多个开孔从所述托盘的所述上区段穿过到达所述托盘的下区段。
13.在一些实施例中，所述系统包括连结在一起的多于一个条带照明段。
14.在一些实施例中，所述照明系统由ac电源直接驱动。举例来说，电压源可为壁式电源插座。
15.在一些实施例中，所述照明系统由ac电源间接驱动。所述照明系统可经直接驱动电连接到所述ac电源的led驱动器。在一些实施例中，所述led驱动器经配置以将ac功率转换成dc功率。举例来说，所述led驱动器可为整流器电力供应单元或高电压切换模式电力供应(smps)单元。
16.当结合附图考虑时，其它方面、实施例及特征将从以下非限制性详细描述变得显而易见，所述附图是示意性的且不希望按比例绘制。在图中，各个图中说明的每一相同或几乎相同的组件通常由单个数字表示。为了清楚的目的，在说明对于允许所属领域的一般技术人员理解本发明不是必要的情况下，不是每个组件在每个图中都被标记，也不是每一实施例的每个组件都被展示。在其中本说明书及通过引用并入的文献包含冲突的公开内容的情况中，以本说明书为准。
附图说明
17.图1展示根据本文中描述的特定实施例的条带照明系统的俯视图。
18.图2展示根据本文中描述的特性实施例的条带照明系统的横截面。
19.图3a及3b展示根据本文中描述的特定实施例的结合条带照明系统使用的接线配置。
具体实施方式
20.本文中描述照明系统。所述照明系统可经实施为具有一长度(例如，约6英寸)、小于所述长度的宽度(例如，约1英寸)及小于所述宽度的高度(例如，约半英寸)的条带照明系统。如下文进一步描述，照明系统可由高电压(例如，110v、220v等)交流(ac)电源(例如，经由壁式电源插座供应)直接或间接驱动。本文中描述的照明系统的实施例可实现数个优点，包含将ac电源原位连接到led条带系统的能力、切割及密封照明条带以原位调整其长度来配合安装以及通过将若干条带区段彼此连接来使用较长长度的条带的能力以及其它优点。此外，照明系统可经设计为满足ul 1598标准的要求以及满足ul945va额定值的聚合物外壳结构。
21.在一些实施例中，条带照明系统包括沿着条带照明系统的长度间隔的多个led(例如，led可间隔开约1英寸)。条带照明系统可具有类似于第9,976,710号及第10,132,476号美国专利中描述的构造的构造，所述两案以其全文引用的方式并入本文中。
22.如下文进一步描述，条带照明系统可包括托盘、安置于所述托盘中(例如，安置及/或安装到所述托盘的表面)的电路板、安装到所述电路板的led及囊封所述电路板的至少部分且与所述托盘接触的弹性体(例如硅酮、橡胶等)。一或多个电线可沿着照明条带的至少一部分(例如，在电路板下方)延展且可将电路板电连接到外部电源。举例来说，在一个端处，电线可经焊接到电路板，且在相对端处，电线可直接或间接连接到ac电源。ac电源可为至少60伏特(例如，60伏特到240伏特)、至少110伏特(例如，110伏特到240伏特)及类似者的高电压源。举例来说，ac电源可提供标准家用电压，例如110伏特、115伏特、120伏特、220伏
特或240伏特。在利用直接连接的实施例中，接线(及/或连接到所述接线的电连接器)可经直接连接到供应ac功率的壁式端口。在利用到ac电源的间接连接的实施例中，电压源可为led驱动器电源(例如，整流器电力供应单元、高电压切换模式电力供应(smps)单元)，其将来自壁式端口的标准ac高电压转换成可为cv(恒定电压)或cc(恒定电流)的任何高电压输出。在这些实施例中的一些者中，led驱动器电源可为托盘组合件外部的组件；且在其它实施例中，led驱动器电源可安装在pcb上且囊封于托盘组合件内。在其它实施例中，led驱动器电源可经安装于托盘内且囊封于其中。
23.在一些实施例中，条带照明系统可进一步包括透镜组合件，其安置在led上方且经配置以改变来自led的光的至少一个特性。透镜组合件可包括至少一个光学元件，例如透镜、反射器及/或光散射元件。举例来说，透镜组合件可仅包括透镜。在另一实例中，透镜组合件可包括透镜及反射器。透镜组合件可经由电路板附接到条带照明装置(例如，透镜组合件可经安装到电路板)及/或至少部分囊封电路板的弹性体(例如，弹性体可与透镜组合件的至少部分直接接触)。
24.如上文指出，照明系统可包括至少部分囊封电路板的弹性体。举例来说，弹性体可与电路板及透镜组合件的一或多个组件(例如反射器)接触。弹性体可与透镜组合件的全部组件都不接触。举例来说，弹性体可不与透镜接触以便在透镜与弹性体之间提供间隙(例如，气隙)。弹性体可保护电路板及/或安装到电路板的电子组件免受环境影响。合适的弹性体的实例在下文进一步描述，且包含硅酮及橡胶。
25.应了解，本文中描述的实施例可以众多方式中的任一者实施。下文仅出于说明性目的提供特定实施方案的实例。应了解，可个别地、全部一起或以两个或更多个的任何组合使用这些实施例及所提供的特征/能力，这是因为本文中描述的技术的方面在这方面不受限制。
26.图1及2分别展示根据一些实施例的照明系统100的横截面图。如所展示，照明系统100构造为条带照明系统。条带照明系统包含沿着系统的长度布置的多个led组合件102。
27.led组合件102包含至少一个(且在一些情况中，更多个)led 104。一般来说，系统中使用的led可具有任何合适的设计。举例来说，led可为经配置以发射光的半导体装置。从led发射的光可具有角cct偏差，例如磷光体转换led。如下文进一步描述，led可安装在电路板(例如pcb)上。
28.如上文指出，在一些实施例中且如图2中展示，照明系统可任选地包括安置在led之上的多个透镜组合件106。透镜组合件可各自包括至少一个光学元件，例如透镜、反射及/或散射元件。透镜组合件可改变从led发射的光的至少一个特性。举例来说，led可为发射具有角cct偏差的光的磷光体转换led。在此实例中，透镜组合件可从led接收光，且使光的色温更加均匀。另外(或替代地)，透镜组合件可调整led的光分布图案。举例来说，透镜组合件可创建圆形光束或椭圆形光束。透镜组合件106的实例实施方案详细描述于2017年9月14日公布的标题为“具有透镜组合件的照明系统(lighting system with lens assembly)”的第2017/0261186号美国专利公开案中，所述美国专利公开案特此以全文引用方式并入本文中。
29.应了解，透镜组合件可由多种材料中的任一者构造而成。举例来说，透镜组合件可由以下材料中的一或多者构造而成：塑料(例如丙烯酸或聚碳酸酯)、玻璃及硅酮。此外，透
镜组合件可为单片组件。
30.应了解，在不背离本公开的范围的情况下，可对照明系统100作出各种更改。举例来说，透镜组合件106可被移除且借此直接暴露透镜组合件106下方的led。不具有透镜组合件的此类照明系统的实例描述于2016年7月14日公布的标题为“柔性条带照明设备及方法(flexible strip lighting apparatus and methods)”的第2016/0201861号美国专利公开案中，所述美国专利公开案特此以其全文引用方式并入本文中。
31.如图2中展示，照明系统包括托盘108，其具有将所述托盘分离成上区段112及下区段114的分隔件110。所述分隔件可包括底座层116，电路板118可经定位在其上。所述底座层可包括形成上区段的侧壁的类似材料(例如硅酮)。
32.托盘例如可具有至少2.5mm的最小厚度，且在一些区中，可具有更大厚度。托盘的上区段可具有经设计以容纳光学组件(例如透镜组合件)的尺寸。托盘的下区段可例如具有矩形横截面，但其它横截面形状也是可行的。
33.托盘(例如上及/或下区段)可包括硅酮材料。在一些实施例中，托盘主要(例如，大于50％重量、大于70％重量、大于90％重量)或基本上全部由硅酮形成。在一些实施例中，托盘可基本上由硅酮材料组成。举例来说，挤压工艺可用于制造根据特定实施例的托盘。
34.一系列led 104以规则的间隔沿着系统的长度安装在托盘的上区段中的电路板上。如上文描述，透镜组合件可经定位在每一led上方。灌注(即囊封)材料120可经添加以填充托盘的上区段中的剩余空间。借此，灌注材料120可与电路板、托盘的区段、led及/或透镜组合件以及其它组件接触。借此，电路板可至少部分使用弹性体予以囊封。灌注材料及/或托盘可由弹性体(例如硅酮材料)构造而成。举例来说，灌注材料及托盘两者都可包括硅酮。应了解，灌注材料可具有与托盘不同的材料组合物。一般来说，托盘及灌注材料经选择及经配置以使照明系统能满足ul94 5va测试程序。
35.托盘的下区段可容置用于在系统内进行电连接的接线122。图3a及3b展示可根据特定实施例使用的接线配置。举例来说，接线可沿着照明条带的长度的至少一部分在电路板下方在托盘的下区段内延伸。接线可将功率供应到电路板，且因此，供应到安装在所述电路板上的led。在一些实施例中，利用多个电线(例如接地电线、热电线等)。一般来说，可使用适于在安装位点使用的任何类型的电线。接线可经连接到电路板。举例来说，接线可经焊接到电路板上的接合垫，接合垫又经电连接到led。在使用期间，接线经电连接(直接或间接)到ac电源。在一些实施例中，接线可经连接到一或多个电连接器组件。举例来说，电组件可促进接线到照明系统的连接。其它实施例可不利用单独的电连接器组件。
36.灌注(即囊封)材料可经添加以填充托盘的下区段中的剩余空间。借此，灌注材料可与接线、电连接器(如果存在的话)及托盘的区段接触。借此，接线可至少部分使用弹性体予以囊封。灌注材料及/或托盘可由弹性体(例如硅酮材料)构造而成。举例来说，灌注材料及托盘两者可包括硅酮。应了解，灌注材料可具有与托盘不同的材料组合物。一般来说，托盘及灌注材料经选择及经配置以使照明系统能满足ul94 5va测试程序。
37.在一些实施例中，接线及/或电连接器组件通过托盘中的入口端口进入托盘(例如，参见图3a)。如图1b及3a中展示，入口端口124可经形成于托盘的上区段的侧壁中。应理解，入口端口可经形成于托盘的包含下区段的其它区中。在这些说明性实施例中，接线经连接到延伸穿过入口端口的电连接器组件126。在此类实施例中，额外接线连接到电连接器组
件的相对端且可直接或间接延伸到ac电源。托盘的围绕入口端口的区可使用金属来加强以提供额外支撑。
38.在一些实施例中，接线从托盘的上区段穿过形成于分隔件中的开孔128到托盘的下区段。一旦在托盘的下区段中，接线就可沿着照明系统的长度(的至少一部分)延伸且可穿过形成于分隔件中的额外开孔130以返回到托盘的上区段，其中接线经连接(例如，通过焊接)到电路板上的接合垫(例如，参见图3b)。
39.在一些实施例中，多于一个电线可经组装于缆线中。在一些实施例中，缆线可从ac电源延伸到入口端口或接近入口端口。举例来说，缆线可从ac电源延伸到延伸穿过入口端口的电连接器组件。在一些实施例中，托盘内可不存在缆线，使得当电线处于托盘时其不再与彼此组装(于缆线内)。在此类实施例中，电线可单独在托盘的各个区段内延伸，且可单独经连接到电路板的单独部分。
40.在一些实施例中，灌注材料(例如硅酮)及/或rtv胶可用于囊封接线及/或结合接线使用的其它组件(例如电连接器组件)。
41.应理解，可使用其它接线配置。举例来说，接线可通过形成于下区段中的入口端口进入托盘且可在下区段内延伸直到穿过分隔件中的一或多个开孔以进入上区段，在所述上区段中接线经连接(例如，通过焊接)到电路板上的接合垫。在另一实施例中，一些接线可通过形成于上区段中的入口端口进入托盘，在所述上区段中所述接线经连接(例如，通过焊接)到电路板上的接合垫，且其它接线可通过形成于上区段中的入口端口进入托盘且可穿过分隔件中的一或多个开孔以进入下区段，在所述下区段中此接线可沿着照明系统的长度(的至少一部分)延伸且可穿过形成于分隔件中的一或多个额外开孔以返回到托盘的上区段，在所述上区段中接线经连接(例如，通过焊接)到电路板上的接合垫。
42.在一些实施例中，接线可通过电夹经连接于托盘内。
43.在一些实施例中，条带照明系统可包含经连接到彼此以形成较长条带的多于一个照明条带段。举例来说，在一些实施例中，条带照明系统包含多个条带照明段400a。在此类实施例中，段可使用合适的机械及/或电连接机构连接到彼此。举例来说，相应段可经配置以具有可合作以机械地连接邻近段的对应啮合特征(例如，在托盘上)。段可另外或单独地使用例如将来自一个段的接线连结到邻近段的接线的电连接器组合件而连接。
44.在一些实施例中，条带照明系统可设计为柔性的，使得系统可在使用期间弯曲。
45.应了解，本文中描述的实施例可以众多方式中的任一者实施。本文仅出于说明性目的提供特定实施方案的实例。应了解，可个别地、全部一起或以两个或更多个的任何组合使用这些实施例及所提供的特征/能力，这是因为本文中描述的技术的方面在这方面不受限制。
46.本公开的各个方面可单独、组合地或以前述内容中描述的实施例中未明确论述的各种布置使用，且因此其应用不限于前述描述中陈述或图中说明的组件的细节及布置。举例来说，一个实施例中描述的方面可以任何方式与其它实施例中描述的方面组合。
47.在权利要求书中使用例如“第一”、“第二”、“第三”等的序数术语以修饰权利要求元件本身并不意味着一个权利要求优于另一者的任何优先权、优先级或顺序或方法的动作被执行所依的时间顺序，而仅用作标记来区分具有特定名称的一个权利要求元件与具有相同名称的另一元件(但针对序数术语的使用)以区分权利要求元件。
48.术语“约”、“大约”及“基本上”可用于意味着在一些实施例中在目标值的
±
20％内、在一些实施例中在目标值的
±
10％内、在一些实施例中在目标值的
±
5％内且在一些实施例中又在目标值的
±
2％内。术语“约”、“大约”及“基本上”可包含目标值。
49.而且，本文中使用的用语及术语是为了描述目的且不应被认为是具限制性。“包含”、“包括”或“具有”、“含有”、“涉及”及其在本文中的变化的使用意味着涵盖其后所列的术语及其等效物以及额外项目。
50.在上文描述了至少一个实施例的若干方面的情况下，应了解，所属领域的技术人员将容易地想到各种更改、修改及改进。此类更改、修改及改进希望是本公开的目标。因此，前述描述及图仅是举例。