专利名称：光电照明模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种照明装置，特别是一种使用发光二极管作为发光元件，并且进一步将电源供应单元、散热元件以及连接器单元集合成一种模块化结构，应用于室内照明的光电照明模块。
随着半导体技术的日新月异，发光二极管(LED)的亮度不断提高，极有可能应用成为未来的照明光源，因此可利用其来作为照明之用。例如在台湾专利公告第356291(申请第87212476号)的「复合式发光二极管灯具」中，美国专利第6,227,679B1号的「LED LIGHT BULB」中，以及美国专利第6,234,645B1号的「LED LIGHTING SYSTEM FOR PRODUCING WHITE LIGHT」中就是使用许多个发光二极管(LED)取代传统的单一灯泡，并且使用传统灯泡的螺旋式铜头的设计作为连接器，以便达到取代传统灯泡又可相容于现有灯泡座的功效。
上述专利技术虽然使用了大量LED替代传统的灯泡等发光元件，但是它们仍然只是一种被动式的发光元件，它们必需通过灯泡座来与电源连接；另一方面，对于使用许多LED所产生的大量热能，在上述的技术中则未提出任何的解决方案。
本实用新型的再一目的在于提供一种应用于室内照明的光电照明模块，其组装方便，维修方便，散热元件可回收兼具环保功能。
本实用新型的另一目的在于提供一种利用LED作为光源，可以增加使用寿命的室内照明装置。
本实用新型的上述目的是这样实现的一种光电照明模块，包括有一散热元件；一LED发光单元，装置于该散热元件的底部壁面，其具有一连接器；以及一电源供应单元，装置于该散热元件的顶部壁面，该电源供应单元具有一壳体，该壳体上具有一连接器，并且该连接器与该LED发光单元的连接器连接。
本实用新型所述的光电照明模块，其中该散热元件为微热管或为风扇。
本实用新型所述的光电照明模块，其中该散热元件的顶部壁面最接近该电源供应单元的主要发热元件位置，还具有一突起的平台，在该平台表面涂布有高导热系数的介质，该高导热系数的介质可以为散热膏或为散热胶。
本实用新型所述的光电照明模块，其中该LED发光单元包含有多个发光二极管、一电路板，以及设于该电路板用以连接该发光二极管的电路。
本实用新型所述的光电照明模块，其中该LED发光单元还包括有一折光器，该折光器设置在该发光二极管的发光侧，且为一种表面具相当于透镜功能的透光性元件。
本实用新型所述的光电照明模块，其中该电源供应单元设置有锁扣，而该散热元件设置有挂耳，电源供应单元与散热元件借助该锁扣，与该挂耳互相锁扣。
本实用新型所述的光电照明模块，其中该散热元件设置有一锁固件，该电源供应单元与该散热元件借助该锁固件锁扣。
本实用新型所述的光电照明模块，其中该电源供应单元由一电源转换器、一插头、一插座、一内部线路和一调光电路所构成，并且被容纳在该壳体内，该电源转换器通过该内部线路及该插座连接于电源。
本实用新型所述的光电照明模块，其中该调光电路通过脉冲宽度调制(Pulse-Width Modulation，PWM)技术调整该发光二极管的发光亮度，或者该调光电路通过功率调变技术调整该发光二极管的发光亮度。
本实用新型所述的光电照明模块，其中该电源供应单元还包括有一功率因素修正电路。
本实用新型所述的光电照明模块，其中该散热元件的顶部具有多数个鳍片，且于中央处形成置放该电源供应单元的一凹部空间。
本实用新型的另一目的是这样实现的一种光电照明设备，由上述数个光电照明模块彼此连接所组成。
本实用新型所述的光电照明设备，其中该插座与该插头分别安装在该光电照明模块的一轴线的两端，借此让同型的任两个光电照明模块可以借助该插头与插座的互相配合而连接在一起。
本实用新型所述的光电照明设备，其中该电源供应单元由一电源转换器、和一调光电路所构成，并且被容纳在该壳体内。
本实用新型所述的光电照明设备，其中该电源供应单元还包含有一用以连接该插座与插头的内部线路，该内部线路又与该电源供应单元以并联的方式相连。
由此可见，本实用新型公开了一种照明模块，主要是将发光二极管(LED)，电源供应单元，连接器单元以及散热元件等组成要素，通过模块化的手段集合成为一种光电照明模块，每一个元件很容易的就可以彼此组合或分解；其中的电源供应单元可以将交流电源(AC)转换为LED使用的直流电源(DC)，通过特别设计而包含有彼此兼容的插座与插头的连接器单元，我们可以将任两个同型的光电照明模块的电力供应线路并联在一起，在增减光电照明模块数量的施工过程中，将可以轻易地将多数个的光电照明模块组合在一起，使室内照明的配光设计更为简单、方便，并且减化电力输送配线的布线与施工。
在本实用新型的较佳实施例中，这种光电照明模块的连接器单元进一步包含了传送调光信号至电源供应单元的功能，通过一调光器就可以对任一个或是数个并联在一起的光电照明模块进行照明亮度的调整。
本实用新型使用发光二极管(LED)作为发光元件，其使用寿命将比传统的灯泡更长，这许多个发光二极管以矩阵排列的方式构成一种LED发光单元作为光电照明模块的光源产生器，这种LED发光单元与电源供应单元所产生的热量再通过散热元件予以散热，更有助于增加光电照明模块的使用寿命。
下面，结合实施例及其附图，对本实用新型作进一步详细说明。
图1为本实用新型的立体结构图；图2为本实用新型的结构分解图；图3为本实用新型的电路功能方块图；图4为本实用新型的调光电路的功能方块图；图5为本实用新型散热元件的结构断面图；图6为本实用新型的散热元件的另一结构断面图；图7为本实用新型的另一结构分解图；图8为本实用新型的安装例图；图9为本实用新型的另一种安装例图；图10为本实用新型的另一实施例的电路功能方块图；图11为本实用新型的另一实施例的电路功能方块图。
LED发光单元10，它包含了多个发光二极管(LED)101、用以连接这些发光二极管101的电路102，以及一用以承载这些发光二极管的载体11，较佳的实施例是使用印刷电路板来作为承载这些发光二极管101的载体11，并且借助其中的印刷电路102连接每一个发光二极管101。
在本实用新型附图所示的实施例中，这许多的发光二极管101虽然是采用矩阵排列的方式配置在载体11的表面，但并非仅以这种排列方式为限。在这些发光二极管101的发光侧还可以设置一折光器(Refractor)50，折光器50可以选用表面具相当于透镜功能的透光性元件(如玻璃板、聚内烯酸酯板或PE板)加以实现，以改善发光的均匀性与控制光线的照射方向。
电源供应单元20包含有一电源转换器21(Adapter，俗称变压器)和一调光电路22(见图3、图4)，它们被整合在一起而成为一个独立的元件，例如通过一个共同的外壳23或是承载座来容纳电源转换器21和调光电路22；电源转换器21将交流电源(AC)转换为直流电源(DC)，通过LED发光单元10的电路102板供给上述发光二极管101所需的电能，较佳的实施方式可以利用一桥式整流器210将交流电源整流之后通过一电源转换电路211来作为这个电源转换器21的主要电路结构，甚至在其中增设一功率因素修正电路212(或称功率因素矫正器)来提升其市电的利用率，通过已知技术如利用电感、电容等滤波元件的特性，来改变输入电流的波形与相角，使其较为平滑。调光电路22依据一调光器所产生的调光信号，调变电源转换器的输出电源，进而达到调整LED发光单元10的发光亮度的效果，我们可以通过如脉冲宽度调制(PulseWidth Modulation，PWM)或功率调变的已知技术，或是使用如PWM控制器或PWM控制芯片等现有的控制元件加以实现。
连接器单元30属于电源供应单元20的元件之一，并且与电源供应单元20整合在一起，这个连接器单元30包含有一插座31与一插头32，这个插座31与插头32通过一群属于光电照明模块的内部线路33彼此相连，而这一群内部线路33则又与上述的电源供应单元20以并联的方式相连(见图3)，插座31与插头32的其中之一可以和电力供给系统中的交流电源供给配线以及传输调光信号的信号线路连接，用以将交流电源以及调光信号传输至电源供应单元20，这个插座31与插头32都分别地裸露在光电照明模块的外表，例如安装在电源供应单元20的外壳23，插座31与插头32具有相同的规格，所以我们可以通过位置的安排(例如将插座31与插头32分别安装在光电照明模块的一轴线的两端)，让同型的任两个光电照明模块可以借助插头32与插座31的互相插接而连接在一起，如此一来可以让数个同型的光电照明模块的电力供应线路及调光信号传送线路，采取并联的方式互相串接，并且视需要而轻易的增减光电照明模块的使用数量。
当这种模块化的光电照明模块被单独的使用而不需要与其它的光电照明模块一起连接时，我们可以稍加更改前述连接器单元30的设计，直接利用插座31作为电源供应单元20与交源电源连接的元件(见图10)，反之也可以直接使用插头32作为电源供应单元20与交源电源连接的元件(见图11)，由于不需要再将交流电源传输给其它的光电照明模块，因此前述的内部线路33将只用于将插座31/插头32连接于电源供应单元20的用途。
散热元件40，在它的一侧(最好是在其背向LED发光单元10的一侧，也就是向上的一侧)具有多数个鳍片42，且于中央处形成有一凹部空间45，而电源供应单元20就是被安装在这个凹部空间45之内。通过散热元件40与前述的LED发光单元10与电源供应单元20接触，而将它们所产生的热量排出。
散热元件40的较佳实施例是利用微热管的技术及结构来加以实现。如图5所示，在本实用新型所公开的较佳实施例结构中，散热元件40主要是一种内部中空而且完全密封的散热板，在其内部填充有低压的易挥发性流体41，通过流体41吸收热能之后的循环相变化(由液态变为汽态，再变为液态的循环相变化)来提供散热的机制。散热板的底部表面最好是平直状的设计，并且与LED发光单元10接触，用以协助LED发光单元10散热；电源供应单元20则是安装在散热板的顶部表面(也就是相对于LED发光单元10的另一侧)，在散热板的顶部表面除了安装电源供应单元20之外，还设计了一些立起的鳍片42，以图中所示的例子，电源供应单元20位于中央，而鳍片42则分布在其周围，让散热元件40的中央形成一凹部空间45，这样有助于均匀的散热，在散热板的顶部表面最接近电源供应单元20的主要发热元件(通常是电源转换器21)的位置，我们可以特别设计一个突起的平台43，再通过在此平台43表面涂布如散热膏或散热胶等高导热系数的介质44的手段，让电源供应单元20所产生的热量可以更容易通过散热元件40进行散热。
而散热元件40的另一较佳实施例则是利用使空气流动的技术及结构来加以实现。如图6所示，在本实用新型所公开的较佳实施例结构中，散热元件40主要是一种设置有风扇的散热板，通过风扇使得空气流动来提供散热的机制。同样，散热板的底部表面也最好是平直状的设计，并且与LED发光单元10接触，用以协助LED发光单元10散热；电源供应单元20则是安装在散热板的顶部表面(也就是相对于LED发光单元10的另一侧)，在散热板的顶部表面除了安装电源供应单元20之外，还设计了一些立起的鳍片42，以图中所示的例子，电源供应单元20是位于中央，而鳍片42则分布在其周围，让散热元件40的中央形成一凹部空间45，这样有助于均匀的散热，在散热板的顶部表面最接近电源供应单元20的主要发热元件(通常是电源转换器21)的位置，我们可以特别设计一个突起的平台43，再通过在此平台43表面涂布如散热膏或散热胶等高导热系数的介质44的手段，让电源供应单元20所产生的热量可以更容易通过散热元件40进行散热。
由于连接器单元30之中的插座31与插头32，除了用以传输交流电源之外还要传输调光信号，因此我们可以选用一般常见的标准规格元件，例如多针圆型插座31与插头32(如图1所示的例子)，其中不同的针脚就可以分别用于传输交流电源或是调光信号。在上述举例的实施例中，插座31与插头32分别被安装在光电照明模块的某一轴线的两端处，因此任两个相邻的光电模块就可以利用插座与插头互相连接，并且沿着这个相同的轴线方向串行(见图8)；即使在另一处配置了由其它数个光电照明模块所串接而成的照明装置，我们也可以通过一条两端分别设有同型的插座31与插头32的连接电缆60，而完成交流电源与调光信号的连接(见图9)。
整个光电照明模块采用扁平化的设计，包括电源供应单元20、LED发光单元10以及散热元件40，我们都尽可能的采取扁平式的结构设计，上述的这些元件通过模块化的手段被集合成为一个光电照明模块，各个元件之间的连接方式有许多可行的手段，例如电源供应单元20可以利用如分别安装在散热元件40的锁扣70，与安装在外壳23的挂耳71而彼此组合(见图1)，或是安装在散热元件40的锁固件80与电源供应单元20彼此组合(见图7)；其它象是利用螺丝或是如燕尾槽/燕尾块的嵌合方式互相组合也是熟悉本技术的人员可以完成的变化；至于电源供应单元20与LED发光单元10更可以如图1所示的种例子，通过一些电子连接器插头72a，72b及插座73a，73b而快速的完成电路连接，不但具备了容易装卸与维修快速的优点，随时可以拆离更换的方式更兼顾资源回收的环保观念。
本光电照明模块，利用LED作为光源，使室内照明的配光设计更为简单、方便，提高室内照明的用电品质，以及增加照明设备的使用寿命，照明模块的外观为扁平化设计，可使用并排方式串接或并接，不论采用外挂或嵌入方式，都能轻易地搭配建筑物结构来作配光设计，简化室内照明的配电设计。单一模块搭配专属的电源供应器，在更换维修时具有高度的便利性。发光模块本身也是数个模块组合而成，不但维修快速，同时兼顾资源回收的环保观念。
权利要求1.一种光电照明模块，其特征在于，包括有一散热元件；一LED发光单元，装置于该散热元件的底部壁面，其具有一连接器；以及一电源供应单元，装置于该散热元件的顶部壁面，该电源供应单元具有一壳体，该壳体上具有一连接器，并且该连接器与该LED发光单元的连接器连接。
2.如权利要求1所述的光电照明模块，其特征在于，该散热元件为微热管。
3.如权利要求1所述的光电照明模块，其特征在于，该散热元件为风扇。
4.如权利要求1所述的光电照明模块，其特征在于，该散热元件的顶部壁面最接近该电源供应单元的主要发热元件位置，还具有一突起的平台，在该平台表面涂布有高导热系数的介质。
5.如权利要求4所述的光电照明模块，其特征在于，该高导热系数的介质为散热膏。
6.如权利要求4所述的光电照明模块，其特征在于，该高导热系数的介质为散热胶。
7.如权利要求1所述的光电照明模块，其特征在于，该LED发光单元包含有多个发光二极管、一电路板，以及设于该电路板用以连接该发光二极管的电路。
8.如权利要求1所述的光电照明模块，其特征在于，该LED发光单元还包括有一折光器，该折光器设置在该发光二极管的发光侧，且为一种表面具相当于透镜功能的透光性元件。
9.如权利要求1所述的光电照明模块，其特征在于，该电源供应单元设置有锁扣，而该散热元件设置有挂耳。
10.如权利要求1所述的光电照明模块，其特征在于，散热元件设置有一锁固件。
11.如权利要求1所述的光电照明模块，其特征在于，该电源供应单元由一电源转换器、一插头、一插座、一内部线路和一调光电路所构成，并且被容纳在该壳体内，该电源转换器通过该内部线路及该插座连接于电源。
12.如权利要求11所述的光电照明模块，其特征在于，该调光电路通过脉冲宽度调制技术调整该发光二极管的发光亮度。
13.如权利要求11所述的光电照明模块，其特征在于，该调光电路通过功率调变技术调整该发光二极管的发光亮度。
14.如权利要求1所述的光电照明模块，其特征在于，该电源供应单元还包括有一功率因素修正电路。
15.如权利要求1所述的光电照明模块，其特征在于，该散热元件的顶部具有多数个鳍片，且于中央处形成置放该电源供应单元的一凹部空间。
16.一种光电照明设备，其特征在于，由数个光电照明模块彼此连接所组成，任一个该光电照明模块包括有一散热元件；一LED发光单元，装置于该散热元件的底部壁面，其具有一连接器；以及一电源供应单元，装置于该散热元件的顶部壁面，该电源供应单元具有壳体，该壳体上具有一包括有一插座、一插头的连接器单元及一连接器，其中该连接器与该LED发光单元的连接器连接。
17.如权利要求16所述的光电照明设备，其特征在于，该插座与该插头分别安装在该光电照明模块的一轴线的两端，借此让同型的任两个光电照明模块可以借助该插头与插座的互相配合而连接在一起。
18.如权利要求16所述的光电照明发备，其特征在于，该散热元件为微热管。
19.如权利要求16所述的光电照明设备，其特征在于，该散热元件为风扇。
20.如权利要求16所述的光电照明设备，其特征在于，该散热元件的凹部空间的顶部壁面最接近该电源供应单元的主要发热元件位置，还具有一突起的平台，在该平台表面涂布有高导热系数的介质。
21.如权利要求20所述的光电照明设备，其特征在于，该高导热系数的介质为散热膏。
22.如权利要求20所述的光电照明设备，其特征在于，该高导热系数的介质为散热胶。
23.如权利要求16所述的光电照明设备，其特征在于，该LED发光单元包含有多个发光二极管、一电路板，以及设于该电路板用以连接该发光二极管的电路。
24.如权利要求16所述的光电照明设备，其特征在于，该LED发光单元还包括有一折光器，该折光器设置在该发光二极管的发光侧，且为一种表面具相当于透镜功能的透光性元件。
25.如权利要求16所述的光电照明设备，其特征在于，该电源供应单元设置有锁扣，而该散热元件设置有挂耳。
26.如权利要求16所述的光电照明设备，其特征在于，散热元件设置有一锁固件。
27.如权利要求16所述的光电照明设备，其特征在于，该电源供应单元由一电源转换器、和一调光电路所构成，并且被容纳在该壳体内。
28.如权利要求27所述的光电照明设备，其特征在于，该调光电路通过脉冲宽度调制技术调整该发光二极管的发光亮度。
29.如权利要求27所述的光电照明设备，其特征在于，该调光电路通过功率调变技术调整该发光二极管的发光亮度。
30.如权利要求27所述的光电照明设备，其特征在于，该电源供应单元还包含有一用以连接该插座与插头的内部线路，该内部线路又与该电源供应单元以并联的方式相连。
31.如权利要求16所述的光电照明设备，其特征在于，该电源供应单元还包括有一功率因素修正电路。
32.如权利要求16所述的光电照明设备，其特征在于，该光电照明模块的散热元件顶部具有多数个鳍片，且于中央处形成置放该电源供应单元的一凹部空间。
专利摘要一种光电照明模块，其采用发光二极管(LED)为发光元件，通过模块化的设计将发光二极管、电源供应单元、连接器单元以及散热元件予以集合成一光电照明模块，通过其中特殊设计的连接器单元，数个同型的光电照明模块的电力供应线路可以采取并联的方式互相串接，在根据实际需要而增减光电照明模块数量的施工过程中，可以简化电力输送配线的施工，而在本实用新型的较佳实施例中，进一步可以通过连接器单元传送调光信号至电源供应单元，进行照明亮度的调整。
文档编号F21S4/00GK2564849SQ0224755
公开日2003年8月6日 申请日期2002年8月21日 优先权日2002年8月21日
发明者李宏俊, 李丽玲, 宋明俊 申请人:财团法人工业技术研究院