柔性大功率led照明系统的制作方法

专利名称：柔性大功率led照明系统的制作方法
技术领域：
发光二4及管(LED)以各种形式用作基本的照明结构，如户外 标志和装饰照明。基于LED的发光串已经用于槽型字母(channel letter)系统、建筑上的边界管应用、橱拒下面的照明应用、以及用 于普通的照明，常常替代传统的氖气灯或荧光灯。
背景技术：
提供能够替代氖气灯或荧光灯的照明系统的已知尝试包括将 LED光源扭4戒地固定到柔性电线上。其它的已知系统将LED安装 在通过电跨接线相互连接的印刷电路板上。这些已知的大功率LED 产品需要安装于传导表面，以散发由LED产生的热量，并且由于 外力或较差的安装技术而导致易于发生机械和电故障。这些已知系 统还具有有限的柔性，且具有有限的线性分辨率。另外，这些系统 中的一些不《更于用户更换独立的LED或LED组件。
因此，期望提供一种克服前面所提到的缺点的LED发光引擎 (engine )。

发明内容
串式发光引擎(string light engine )包4舌柔性电源线、散热器、 IDC端子、PCB、以及LED。柔'性电源线包4舌电线和用于电线的绝 缘材料。散热器连接于电源线。IDC端子插入穿过绝缘材料并且与电线电连通。PCB至少部分地容纳在散热器中。PCB包括具有电路 的第一表面和与第一表面相对的第二表面。该电^各与IDC端子电连 通。第二表面紧靠散热器的表面以使热量从LED传输到散热器中。 LED安装至PCB的第一表面并且与电^各电连通。
制造串式发光引擎的方法包括如下步骤将IDC端子插入到柔 性电源线中；将IDC端子才几械地连接至i殳置在PCB的第一表面上 的电连接器；以及将PCB插入到散热器中。电连接器包括电插座和 凸形端子(male terminal)中的至少一个，并且IDC端子在柔性电 源线与安装在PCB的第一表面上的LED之间提供电连通。
串式发光引擎包括柔性电源线和连接于电源线的多个LED组 件。柔性电源线包括第一电线和第二电线。每个组件均包括热传导 PCB、 LED、热〗专导第一壳体部、电绝》彖第二壳体部、以及IDC端 子。热传导PCB具有印刷在第一表面上的电路。LED安装至PCB 的第一表面并且与电^各电连通。热传导第一壳体部容纳PCB。电绝 缘第二壳体部连接至第 一 壳体部。第二壳体部将PCB保持在第 一 壳 体部的表面上。IDC端子操作性地连接至PCB并且插入到电源线的 绝缘材料中以使LED通过IDC端子与第一电线电连通。


图1是LED发光引擎的透视图。
图2是图1的LED发光引擎的LED组件的分解视图。
图3是图1的LED发光引擎的电线插口组件的分解视图。
图4是图1的LED发光引擎的LED组件与电线插口组件之间 的连〗妻的一见图。图5是图1发光引擎的连接于一个电线插口组件的一个LED 组件的平面图。
图6是图1的LED发光引擎的连接于一个电线插口组件的一 个LED组件的侧一见图。
图7是图1的发光引擎的连接于一个电线插口组件的一个LED 组件的端一见图。
图8示出了设置在槽形字母壳体中的图1的发光引擎。
图9是柔性LED发光引擎的一个替换实施例的透^L图。
图IO是图9中所示的发光引擎的LED组件的透^f见图。
图11是图10的LED组件的一部分的分解视图。
图12是图10的LED组件的散热器的主视图。
图13是图10的LED组件的PCB定位器的第一透视图。
图14是图13中所示PCB定位器的与第一透视图相反的第二
透视图。
图15是端子4呆持器以及/人用于图10中所示的LED组件的端 子保持器上拆除的端子的透视图。
图16是端子保持器以及附有的设置在图15的端子保持器内的 端子的侧一见图。
图17是图10的LED组件的盖的透视图。图18是图17中所示的盖的端视图。
具体实施例方式
参照图1,发光二极管(LED)发光引擎10包括柔性电缆12、 连接于柔性电缆的电线插口组件14、以及选择性地连接于电线插口 组件的LED组件16。发光引擎10可安装至各种不同的结构并可用 在各种不同的环境中， 一些实例包括槽形字母和箱体标志灯饰(图 8)，官形发光引擎、以及壁橱下面的重点发光引擎等，这里只列出 少凄t几个实例。
参照图2,柔性电缆12包括由绝缘包皮26包围的多条导线18、 22和24。图中示出了三条导线；然而，电缆可包括几条至多条导 线，其中一些导线可以传输电力而一些导线可以传送电信号等。优 选地，导线是14美国线规(AWG)或16AWG的；然而，可使用 其他粗度的导线。在电流流经电缆时，所述导线可^皮称为正导线18、 负导线24以及串联导线22。导线18、 22和24电连接至电源(未 示出)以将电压纟是供给LED组件16以用于照明，该电源可包4舌J氐 电压输出电源。导体18、 22和24平行于电缆12的纵向轴线延伸 并在一个平面中4皮》匕对齐。在电缆12祐J改置在与该平面相交的边 缘(例如，图2中电缆的较薄的边缘)上时，这种定位使得电缆12 易于弯曲。电缆12还包括形成在绝缘包皮26中的V形槽28和32。 槽28和32平行于导线18、 22和24沿电缆12纵向地延伸。槽28 和32处于相4卩的导线18、 22 3口 24之间。
在替换实施例中，可通过其他供电系统将电力传输至LED组 件16。例如，电线插口组件14 (在该实例中可将其称为支座或支 座组件)可连接于柔性电路(例如，柔性材料上的铜迹线)或连接 于引线框架(例如，由模制金属电总线形成的绝缘引线框架)。柔 性电路与引线框架可通过电线、电跨接线等相互连接。
9如图3中所示，电线插口组件14包4舌盖34、基座36、以及绝^彖移 位连4妾(IDC )端子38和42。电线插口组件14 4吏得LED组件16 选4奪性地连4妻于电缆12。因此，电线插口组件14可称作支座、一 部分支座或支座组件。在图中所示的实施例中，电线插口组件14 插入到LED组件16中，这允i午方Y更地更换LED组件。在4孚换实施 例中，LED组件16可插入到电线插口组件14中，或者LED组件 16可以以其他传统方式选择性地连接至电线插口组件14。利用这 些类型的连^^妻，可在无需露出电缆12的导线18、 22和24的情况 下进行发光引擎10上的一个LED组件16的更换。
盖34包括绕电缆12而装配的基本为反C形的部分52。盖34 的上部54具有当爿寻盖连4妾至基座36时^吏用的一乂于开口 56和58。 盖的下部62包4舌狭槽64。下部62平4亍于上部54，并且与上部54 相隔等于电缆12高度的距离，该高度是在导线18、 22和24的平 面中测纟寻的。盖34还包4舌形成在上部54与下部62之间的反C形 部52的内表面上的皇从向脊66和68。脊66和68容纳在电全览12的 槽28和32中。基架72从C形部52向下悬垂。基架72包括沿基 架纵向隔开的多个细长槽74。基架72还包括位于狭槽74下方的平 台76。平台76可安置在发光引擎10将被安装的表面上或者抵靠在 该表面上。
通过将基座36装配到上部54与下部62之间的反C形部52中 而使基座36连接于盖34，其中电缆12夹在基座与盖之间。基座 36包括位于上表面84上的两个翼片80和82，这两个翼片容纳在 盖34的上部54中的开口 56和58中。基座36还包4舌位于下表面 88上的舌片86,该舌片滑动进入到盖34的下部62中的狭槽64中。 狭槽92和94容纳IDC端子38和42。狭槽96容纳导线分隔器44。 当盖34容纳基座36时，上部54覆盖基座的上表面84以覆盖狭槽 92和94以及IDC端子38和42的大部分。基座36进一步包括沿基座的邻近LED组件16的表面形成的下部纵向槽口 98以及形成 在基座的相对才黄向侧部上的下部4黄向槽口 100和102。槽口 98、 100 和102有助于电线插口组件14与LED组件16之间的插入连4妄摩 擦配合。除了所述的电线插口组件14与电缆12之间的机械连接之 外，电线插口组件14可与电缆12 —起形成或者以其他方式固定于 电缆。
IDC端子38和42刺穿包围导线18、 22和24的绝缘材料26 以提供电连接。IDC端子38和42均包括叉形插脚104和106,该 插脚具有隔开的尖齿且足够锋利以刺穿绝缘包皮26，从而插脚不会 切割导线18、 22和24，而是将导线容纳在尖齿之间。IDC端子38 和42还包括凸形端子销108和112,当端子被容纳在基座36的上 表面84上的狭槽92和94中时该凸形端子销A人基座朝向LED组件 16延伸。IDC端子38和42基本上是S形的并且第 一插脚104沿电 缆12的纵向轴线与第二插脚106分隔。导线分隔器44在插脚104 与106之间隔开，以使得如果LED组件16以并联/串联结构连接， 则串联导线22就在插脚之间^皮切割。已经描述了具体的端子38和 42;然而，也可^f吏用其他端子取代IDC端子在导线与LED组件之 间提供电连接。此外，替换端子可通过焊接、电线跨接、端子上的 巻边、或其他电4几械连4妄而连接至电线和/或供电系统。
参照图4,电线插口组件14插入到LED组件16中。LED组 16包4舌安装4翁座(mounting receptacle) 120, 电纟M^翁口纟且4牛14 装配到该安装插座中。更具体地，基座36和盖34的上部54 #皮插 座120容纳。如上所述的，在^弄:换实施例中，LED组件16可插入 到电线插口组件14中，或者电线插口组件和LED组件可以以其他 传统方式选4奪性i也相互连4妄。
返回来参照图2, LED组件16包括固定于基座124的盖122。 盖122包括]立于盖的相对侧上的两个侧翼片126和128以及位于盖的后部上的两个后翼片132和134。盖122还包^"两个^f立于盖的相 对侧上的两个弹性卡子136和138。弹性卡子136和138包4舌多个 凸边142 (图2中4又可见到一个)。在相应侧翼片126和128以及相 应卡子136和138的前方(即，朝向电线插口组件14)， 一对侧壁 144和146从盖122的相对侧悬垂。每个侧壁144和146均包括朝 向4皮此延伸的下延伸部148和152。下延伸部148和152与盖122 的上表面150分隔开以限定LED组件16的安装插座120。盖122 还包4舌开口 154, LED156通过该开口伸出。
LED组件16的盖122连接于LED组件的基座124以覆盖通向 LED 156的电连4妄。基座124包括;波此相对的侧壁160和162。每 个侧壁160和162均包4舌容纳盖122上的相应侧翼片126和128的 相应槽口 164和166。后壁168连4妄侧壁160和162并且还包4舌容 纳盖122的后翼片132和134的槽口 172和174。侧壁160和162 在每个侧壁的前方形成向外的直角弯曲以容纳弹性卡子136和138。 卡子136和138装配到侧壁160和162的内部并且每个凸边142均 贴附在每个侧壁的底部上以将盖122连4矣至基座124。
侧连接翼片176和178从侧壁160和162延伸。侧连接翼片176 和178包括位于安装表面186和188中的开口 182和184 (图3 ),
该开口可容纳紧固件(未示出)以将LED组件16连接至相关表面， 诸如形成在槽型字母和箱体标志灯饰、穹形发光引擎、和橱拒中的 表面。如图6和7中所见，安装表面186和188与平台76隔开并 且在平台76的下方。参照图1, LED组件16沿比照电缆12的方 向安装以4是高电缆的最大柔性，也就是"i兌，LED 156面向平4亍于与 电纟苋12的导线18、 22和24相交的平面的方向。
从后壁168延伸的多个翅片(fin ) l卯可提供用于LED 156的 散热器。翅片^皮示为散热器，然而，散热器还可包4舌销或其4也结构 以增加散热器的表面积。翅片l卯乂人后壁168向后并向下延伸。翅片向下延伸几乎到达每个侧连接翼片176和178的安装表面186和 188，如图6和7中所见，以4吏散热器的表面积最大化。如图7中 所见，翅片190还朝向前方(即，朝向电缆12)、远离基座124的 上部而延伸，以再次l吏表面积最大化。具体地参照图6，翅片190 与电线插口组件14的基架72中的狭槽74对齐，因此空气可流动 通过狭槽74以及流过翅片190之间，/人而冷却LED 156。
LED 156安装至支撑件192，支撑件192容纳在LED组件16
的基座124中。优选地，支撑件192包括热传导材料，例如，热带、 热衬垫、热油脂、或者精整光面，以使由LED 156产生的热量朝向 翅片190传输，热量可在该翅片处消散。支撑件192通过紧固件194 和196固定在基座124中；然而，该支撑件可采用其他传统方式固 定至基座124。
电插座198安装在支撑件192上并容纳来自电线插口组件14 的端子38和42的凸形端子销108和112。电插座198通过电^^(未 示出)电连4妻至LED 156的引线202和204。该电^各可印刷在支撑 件192上，或者可4是供电线以将插座连4妄至引线202和204。该电 路可包括电压管理电路。
在替换地实施例中，与电插座198类似的电插座可安装至电线 插口组件14。电线插口组件上的这个电插座可容纳电连4妻至LED 156的凸形插入件。可3齐换地，可以以其他传统方式实现导线18、 22和24与LED 156之间的电连接，其中其他传统方式包括焊接、 电线^,4妄、端子上的巻边、或者其他电4几知戈连4妄。
如图4中所见，LED组件16容纳电线插口组件14以将LED 组件安装至电缆12。这种连4妄-使得在乂人电缆12上拆除LED组件 16时不会露出由IDC端子38和42形成的孑L。参照图2,基座36 和盖34的上部54容纳在下延伸部148和152与盖122的上表面之间，以4吏延伸部148和152装配到电线插口组件的基座36的下才黄 向槽口 100和102中。基座36的下纵向槽口 98靠在LED 156的支 撑件192上。凸形端子销108和112 ^皮电插座198容纳以在LED 156 与导线18、 22和24之间提供电连接。因此，在LED组件16与电
线插口或安装组件14之间存在摩纟察配合，乂人而可选4奪性地/人电缆 12上拆除LED组件并且由IDC端子形成的孔不会露出。LED组件 16与安装组件14之间的插入式连4妄有助于容易的安装和LED的更 换。并且，提供在LED组件16上的散热器允许发光引擎10散发 热量，而不需要将发光引擎安装至热传导表面上。
参照图9，发光二极管(LED)发光引擎210的替换实施例包 括可与柔性电缆12 (图1 )相似的柔性电源线212、以及连接于柔 性电源线的多个LED组件214。发光引擎10可安装至各种不同的 结构并且可用在各种不同的环境中， 一些实例包括槽型字母和箱体 标志灯饰(诸如图8中所示的)、宫形发光引擎和壁橱下方的加强 发光引擎。
柔性电源线212包括多条电线，这些电线在所示的实施例中是 正极(+ )线216、负极(-)线218、以及串联电线222。该电源线还 包4舌包围电线216、 218、和222的绝缘包皮224。电线216、 218 和222大体上位于一个平面中，该平面会作为弯曲平面一皮才是及。当 发光引擎210被安装至平面结构时，所述实施例中的弯曲平面大体 上垂直于该结构。当电源线212净皮;故置在与弯曲平面相交的边》彖上 时，这种定位4吏该电源线能容易地弯曲。电源导线212还可包括形 成在绝》彖包皮224中并在相邻导线之间的V形槽。可通过其他电力 输送系统将电力传输至LED组件，其他电力输送系统诸如柔性电 ^各和/或引线框架，这些已经在上面描述过了。
参照图10，每个LED组件214大体上包括散热器230、 LED 232、印刷电路板234 (图11 )、印刷电^各板定位器236、 IDC端子
14保持器238、以及电源线盖240。参照图11,与支撑件192(图2) 类似，所示实施例的印刷电路板234大体上包括金属芯242,该金 属芯242具有i殳置在金属芯上方的绝纟彖层244。因此，所示实施例 中的PCB234是金属芯印刷电路板(MCPCB);然而，可使用其他 的PCB和/或支撑件。电路(未示出)在MCPCB 234的绝缘表面 244上形成。LED 232安装在绝》彖表面244上。触点246 /人LED 232 延伸并且在印刷电路与LED之间提供电连接。正极凸形接触端子 248和负极凸形接触端子252均从PCB 234的纵向边缘延伸。接触 端子248和252与印刷在PCB 234上的电路电连通。接触端子248 和252被焊接至印刷电路板234并且在末端处弯曲。在所示的实施 例中，电阻器254被设置在绝缘表面244上并且通过印刷在PCB 234 上的电3各与LED 232电连通。针对连4妄至导线212的不同LED组 件214, PCB上的电^各可能是不同的。例如，如果LED组件以串写关 /并联结构相互连接，贝'J PCB上的电路可因此改变。当组装组件214 时，将热膜256设置在PCB 234的下表面258上，以促进PCB与 散热器230之间的热传导。
散热器230被构造成用于接收并容纳PCB 234的至少一部分。 所示实施例中的散热器230由热传导材料(例如锌合金)制成。在 所示的实施例中，散热器230被形成(例如铸造)为整体单元，该 单元包4舌限定了基本平坦的上表面272和基本平坦的下表面274的 上部270。该上部270限定出基本为U形的槽口 276,该槽口容纳 PCB定位器236和IDC端子4呆持器238 (图10)。紧固件开口 278 延伸穿过散热器230的上部270。紧固件开口 278容纳紧固件(例 如，铆钉)以使LED组件214 (图9)能够连接至相关结构。
截平的石宛形部282 /人上部270的上表面272向上延伸。该截平 的碗形部282限定出截平的或部分截头圓锥形的反射表面284，如 图10中所示，当PCB 234 一皮散热器230容纳时，该表面朝向LED 232向下逐渐缩减。该部分^宛形部282和反射表面284具有关于其转动 轴线去除的区,殳以i更容纳LED 232。该部分石宛形部282和反射表面 284可采用其j也构造，例如反射表面可以是抛物线形的并且该表面 不需要像在图中所示的那样被一分为二 。当印刷电路板被散热器容 纳时，散热器230的上部270中的截平的^宛形部282延伸越过印刷 电游4！ 234的上表面244的至少一部分。在所示的实施例中，该截 平的石宛形部282限定出开口 ，例如，半圓形槽口 286,当印刷电^各 板234被散热器230容纳时，该槽口容纳LED 232。
一体的散热器230还包括与上部270隔开的中心部292。上部 270和中心部292通过基本为U形的侧壁294而相互连4妄。该中心 部292限定出基本平坦的上表面296和基本平坦的下表面298。中 心部292在上部270下方延伸出去并进入到限定在上部270中的槽 口 276的下方。上部270、中心部292、以及侧壁294限定出一个 空腔302， PCB 234就被容纳在这个空腔中。热膜256设置在印刷 电3各4反234的下表面258与中心部292的上表面296之间。因jt匕， 热量通过热膜256从印刷电^各板234传l命到中心部292中，在中心 部处热量可散布到散热器230的侧壁294和上部270中。
基本上U形的下部件310从中心件292向下延伸。下部件限定 基本平坦的上表面312和基本平坦的下表面314。下部空腔316被 限定在下部件310与中心件292之间。在下部310的相对侧上，L 形凸》彖318 乂人中心件292的下表面298向下延伸。突出部322也乂人 中心件292的下表面298向下悬垂。该突出部322 i殳置在空腔316 的内部。支柱324 /人侧壁294的前部边》彖向下延伸。如图12中所 见，每个支柱324均终止在与下部件310的下表面314共面的平面 中。因此，支柱324和下部元件310的下表面314 ^是供三点^妄触， 以便保持散热器230相对于发光引擎210 (图9)将被安装于其上 的相关结构的平面的平面度。支柱324邻近紧固件开口 278定位以
16向散热器230提供稳定性，从而防止在将紧固件铆接或旋拧到相关 结构内的过程中的任何变形。支柱324还将电源线212与延伸穿过 开口 278的4壬<可紧固4牛分隔开。
如图10中所示，PCB定位器236连4姿至散热器230。参照图 13,所包含的PCB定位器236是一体形成的元件，与散热器230 类似，该元件可形成(例如铸造或才莫塑)为整体。在所示的实施例 中，PCB定位器236是由硬质塑料材料铸成的。PCB定位器236包 括底壁(base wall) 330，该底壁具有第一表面332和与第一表面相 对的第二表面334。上槽口 328在底壁330的相对端处形成，将在 下面更加详细地描述该上槽口的作用。多个元件乂人这些表面延伸以 连才妄至散热器230或盖238。 PCB定位器236包括上悬臂部336， 当PCB定位器236连接至散热器时，该上悬臂部乂人底壁330的第二 表面334朝向散热器230延伸。 一个截平的或部分的^宛形部338从 该悬臂部336向上延伸并限定出部分截头圓锥形的反射表面340。 截平的碗形部338限定了容纳LED232的半圆形槽口 342。当PCB 定位器236 一皮固定于散热器230时，PCB定位器236的截平的-宛形 部338与散热器230的截平的石宛形部282对准以提供用于LED 232 的反射表面，在这里结合起来的反射表面284和340围绕LED 232 形成了完整一周。
下中心插脚344从底壁330的第二表面334延伸。每个下中心 插脚334均包括开口 346和倾斜的末端348。当PCB定位器236连 4妻至散热器230时，下中心插脚344 ^皮容纳在下空腔316的内部(图 12 )并且槽口 342容纳突出部322。倾杀牛的末端348 4吏每个插扭卩更 容易地移动越过相应突出部322。因此，下中心插脚344是有些回 弹力的，以滑动越过散热器230的槽口 342 (图12)。
外部插脚350也沿着与下中心插脚344大体相同的方向乂人PCB 定位器236的底壁330的第二表面334延伸。该外部插脚350包括L形槽352。该L形槽352容纳乂人散热器230的中心部292悬垂的 L形插脚318 (图12 )。外部插脚350辆:接收在散热器230的下部 310 (图11和12 )的相对侧部上。凸轮臂354也沿着与悬臂部336 大体相同的方向从底壁330的第二表面334延伸。凸寿仑臂354设置 在下插脚344和350的上方。凸4仑臂包括倾名牛端356。当PCB定位 器236被容纳在散热器的上部空腔302内部时，凸轮臂354接触散 热器230的上部270的下表面274 (图11和12 )。凸轮臂354是有 回弹力的并且在PCB 234上提供向下的力，以4吏PCB4皮压在中心 件292的上表面296上，从而在PCB 234与上表面296之间4是供更 多的接触以促进二者之间更多的热传导。
狭槽360延伸穿过底壁330并容纳凸形端子248和252(图11 )， 当PCB 234和PCB定位器236容纳于散热器230的空腔302内部 时，该凸形端子/人印刷电踪4反234延伸。中心L形指状部362沿大 体上正常的方向从中心壁330的第一表面332向后延伸。该中心指 状部设置在形成在底壁330中的狭槽360的下方。外臂364也从中 心壁330的第二表面332延伸。每个外臂364均包括倾斜的末端366 和开口 368。
参照图15,端子保持器238通常包括一体形成的塑料本体380 (例如通过铸造和才莫塑而形成为整体)，该塑#+本体具有平坦的上 表面382。如图16中更清楚地看到的，本体380包括延伸远离本体 其余部分的悬臂部384。返回来参照图15,开口 386穿过悬臂部384 而形成。端子保持器的本体380还包括多个狭槽，这些狭槽允许端 子保持器借助PCB定位器236 (图10 )连接至散热器230 (图10 ) 并且还连4妾至盖238 (图10 )。多个翼片388 (图中^f又有一个可见) 从本体380的相对平坦横向表面延伸。狭槽392形成在本体380中 并且/人翼片388朝向前部表面延伸并且在该前部表面处终止，该前 部表面与悬臂部相对。翼片388朝向槽口 392向下倾4牛。参照图13，从PCB定位器236的底壁330的第一表面332延伸的外臂364与翼 片338协作以将PCB定位器236连接至端子保持器238。外壁的倾 斜端366压制倾斜翼片388，直到翼片388容纳于臂364的开口 368 内部为止。在所示的实施例中，该臂包括容纳在槽口 392内部的连 接板(web)。返回来参照图15，端子保持器238的本体380还包 括在中心设置的多个L形槽道394。这些L形槽道394容纳从PCB 定位器236的底壁330的第一表面332延伸的臂362 (图13 )。端 子保持器238的本体380还包括下部中心L形槽口 396，以有助于 端子保持器238与盖240之间的连接。
端子保持器238容纳绝纟彖移位导线(IDC)端子，该端子在所 示实施例中是第一或高处端子400和第二或下部端子402。该IDC 端子400和402由导电材料(例如，金属)制成。第一端子400容 纳于狭槽404中，该狭槽乂人本体380的底表面朝向上表面382向上 延伸。狭槽404在底部表面开启并且^皮:没置在中心L形槽道394与 本体的侧横向壁之间。槽道404基本上是U形的。第一 IDC端子 400包括具有多个尖的端部的第一叉状部406,这些尖的端部插入 穿过电源线212的绝缘材料224 (图9)以l是供电源线212的电线 216、 218或222中之一与LED 232的电连4妄。第一 IDC端子400 还包4舌与第一叉状部406相^f的第二倒圆叉状部408，该叉状部被_ 构造成用于在端子保持器238借助PCB定位器236连接于散热器 230时容纳从印刷电路板234延伸的凸形正端子248 (图11)。凸形 正端子248的弯曲部在第一 IDC端子400的第二叉状区域中— 皮略樹: 压缩，以便于在凸形端子248 (进而在印刷电路板234)与IDC端 子400之间提供更可靠的电连接。第一 IDC端子400还包括U形 槽道412，该槽道介于第一叉状尖部406与第二叉状部408之间。 突出部414向内延伸到U形冲曹道412中。这些突出部414提供弹性 配合，以使第一 IDC端子400被贴合地保持在形成于端子保持器 238的本体380中的U形才曹道404内吾卩。成在端子保持器238的本体380中以容 纳第二IDC端子402。由于第一尖的叉4犬部416^皮i殳置在第一IDC 端子400的第一叉状端406下方，因此第二 IDC端子祐L称作下部端 子。第一叉状端406被插入到电源线212的绝缘材料224 (图9 ) 中以连4妄至电线216、 218或222中之一。下部IDC端子402的第 二叉状端418容纳负凸形导线252,该负凸形导线以与参照第一IDC 端子400所述类似的方式^v印刷电賴^反234延伸。第二 IDC端子 402还包括U形槽道422和隆起部或突起部424，它们与第一 IDC 端子400的U形槽道412和隆起部414类似。如图16中所见，各 个IDC端子400和402的尖端406和416垂直地^皮此隔开，以-使它 们4妄触电源线212的分离线(图9)。 IDC端子的尖的叉状端的定位 取决于LED组件214沿电源线212的定位以及LED组件是否以并 联、串联、或串联/并联的结构被连接。因此，尖端406和416(即， 延伸进入电源线212的端部)的位置可改变。此夕卜，如果需要的话， 隔离件(未示出)可从端子保持器238的本体380延伸以中断串联 电线212，从而使得LED组件214可采用串联/并联的结构而布线。
参照图17，盖240包括具有L形结构的一体的塑料本体(例如， 铸造或才莫塑成为整体)，该L形结构包括下部430和与下部基本成 直角的上部432。 一对L形凸纟彖434 /人下部430的上表面436向上 延伸。该上表面436大体上是平坦的。L形凸纟彖434容纳于形成在 端子保持器238 (图15 )的本体380中的中心L形槽口 396内。斜 坡形的凸起物(protuberance) 438从上部432的上端表面440延伸。 该斜坡形的凸起物438容纳于端子保持器238的悬臂部384中的开 口 386内。该斜坡形的凸起物438向下倾斜以1更于凸起物在开口 386 中的移动。块状的凸起物442也乂人上表面440延伸。该块4犬凸起物 442容纳于端子保持器238的悬臂部384中的狭槽(不可见)内。 如图18中更清楚地看到的，盖240限定了通常处于下部430与上 部432相交处的电源线安装座444。安装座444 4皮形成和构造成佳_得当电源线212 ^皮安装就位时，电源导线212的电线216、 218和 222处在基本垂直的平面中，该平面限定出电源线212的弯曲平面。
为了组装发光引擎210，如图11中所见，将印刷电路板234插 入到散热器230的空腔302中并且将热膜256放置在PCB 234与散 热器的中心部292的上表面296之间。PCB定位器236 (图13和 14)随后连接至散热器230，以使凸轮臂354朝下压在PCB 234的 上表面244上，以在PCB 234与散热器230之间提供更多的热接触。 不需要额外的紧固件(例如，螺钉)来固定PCB 234。随后使用现 有技术中已知的灌封材料将PCB灌封在散热器230的空腔302内 部。通过形成在底壁330中的槽口 328和PCB定位器的底壁中的开 口 360将灌封材料引入到空腔中。灌封材料是热传导的以提供热路 径，该热路径进一步提高散热器230的热性能并且还为安装在PCB 234上的零件提供环境保护。因此，热量经由上表面244被传输通 过灌封材料并进入到散热器的上部中并且经由PCB 234的下表面 258通过热带256被传输。具有IDC端子(例如设置在其中的第一 端子400和第二端子402 )的端子保持器238连接于PCB定位器236。 盖240 (图17)随后将电源线212 (图9)夹在盖240的上部432 与端子保持器238的本体380之间，因此迫使端子400和402的叉 状部406和416穿过电源线212的绝缘材并牛224， 乂人而在电源线的 电线与LED 232之间提供电连接。如从图10中所示的实施例中可 见，将双面粘结带450贴附到盖240的下表面上。释放层452覆盖 带450的粘结层。此外，组件标签454贴在盖240上。组件标签454 可包括用以识别印刷在PCB 234上的电^各的标i己。
LED组件214的组装不需要紧固件。并且，容纳PCB 234的 LED组件214的零件是标准组件。因此，当期望提供更多散热时， 则可更换散热器230。为了安装串式发光引擎210，去除粘结层452并将其粘在期望 的表面上。随后使用紧固件连接LED组件214，所使用的紧固件通 过形成在散热器230中的开口 278 (图11 )而^皮容纳。支撑腿324 与散热器230的下表面314对齐以在散热器与安装表面之间提供三
点接触。如果安装表面是热传导的，则热量可传输到安装表面中。 然而，散热器被设计成散发由LED产生的热能而无需将热量传输 至安装表面。
LED组件214具有低轮廓以便于发光引擎210的巻绕。可通过 将该柔性发光引擎缠绕在巻轴周围而封装并运输该发光引擎210。 LED组件214的高度(即，散热器的下表面314 (或带450的下表 面)与散热器230的截平的碗形部338的最上部之间的距离)仅略 樣丈大于电源线212的高度(在弯曲平面中)。在所示的实施例中， LED组件的高度不到电源线212的高度的1.2倍。并且，部分碗形 部338在LED透4竟上方延伸以在l般运、巻绕和解开的过程中保护 透镜。
已经参照特定实施例描述了 LED发光引擎。显然地，在阅读 并理解了前面的详细描述后，其他人^l夺可进^^务改和-l换。其目的 是，本发明可被解释为包括所有这些修改和替换，只要它们落在所 附权利要求或其等同物的范围中。
权利要求
1.一种串式发光引擎，包括柔性电源线，包括电线和用于所述电线的绝缘材料；散热器，连接于所述电源线；IDC端子，插入穿过所述绝缘材料并与所述电线电连通；PCB，至少部分地容纳在所述散热器中，所述PCB包括具有电路的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述电路与所述IDC端子电连通，所述第二表面抵靠所述散热器的表面以使热量从LED传输到所述散热器中；以及LED，安装至所述PCB的所述第一表面并且与所述电路电连通。
2. 根据权利要求1所述的发光引擎，进一步包括热传导灌封材 ^f牛，所述灌封材并+布置在所述PCB的至少一部分的上方以使_ 将所述PCB灌封到所述散热器的内部。
3. 根据权利要求1所述的发光引擎，进一步包括介于所述PCB 的第二表面与所述散热器之间的热膜。
4. 根据权利要求1所述的发光引擎，进一步包括连接于所述散热 器的非导电PCB定位器，所述PCB定位器包括弹性臂，所述 弹性臂将所述PCB的第二表面压在所述散热器的基本平坦的 表面上。
5. 根据权利要求1所述的发光引擎，其中，所述散热器包括基本 平坦的下表面，以及第一支柱和第二支柱，所述第一和第二支柱均,人所述散热器延伸并终止于基本由所述下表面限定的平 面中，以4吏所迷支柱和所述下表面限定出三个4妻触位置，以使_ 于所述散热器安装在相关的热传导平面件上。
6. 根据权利要求1所述的发光引擎，进一步包括凸形端子，所述 凸形端子从所述PCB的第一表面延伸并且与所述PCB的电路 电连通，并且所述IDC端子包括容纳所述凸形端子的部分， 以爿寻所述IDC端子枳4成:t也紧固于所述PCB并且在所述PCB 的电路与所述电线之间提供电连通。
7. 根据权利要求1所述的发光引擎，进一步包括反射表面，所述 反射表面乂人所述散热器向上延伸并且至少部分地包围所述 LED。
8. 根据权利要求1所述的发光引擎，其中，所述散热器包括开口， 所述LED的一部分延伸穿过所述开口 。
9. 根据权利要求8所述的发光引擎，其中，所述开口包括半圓形 槽口。
10. —种制造串式发光引擎的方法，所述方法包括将IDC端子插入到柔性电源线中；将所述IDC端子机械地连接至设置在PCB的第一表面上 的电连接器，其中，所述电连接器包括电插座和凸形端子中的 至少一个，并且所述IDC端子在所述柔性电源线与安装在所 述PCB的第一表面上的LED之间提供电连通；将所述PCB插入到散热器中以4是供用于将热量从所述 LED散发到所述散热器中的热路径。
11. 根据权利要求IO所述的方法，其中，将所述PCB插入到所述 散热器中的步驶《包括插入所述PCB以4吏所述散热器的一部分 在所述PCB的所述第一表面上方延伸。
12. 根据权利要求11所述的方法，进一步包括在所述PCB的第一 表面与所述散热器之间插入材料以提供热路径。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述插入材料的步骤包 括在所述PCB的第 一表面与所述散热器之间放置灌封材料。
14. 一种串式发光引擎，包括柔性电源线，所述柔性电源线包括第一电线、第二电线 和用于电线的绝續-才才并牛；以及连接于所述电源线的多个LED组件，每个组件包括热传导PCB,具有印刷在所述PCB的第一表面上的 电路；LED，安装于所述PCB的第一表面并且与所述电蹈^ 电连通；热传导第一壳体部，用于容纳所述PCB;连接于所述第一壳体部的电绝缘第二壳体部，所述第 二壳体部将所述PCB保持在所述第一壳体部的表面上； 和IDC端子，#:作性地连4妻至所述PCB并且插入到所 述电源线的绝缘材料中，以使所述LED通过所述IDC端 子与所述第一电线电连通。
15. 根据权利要求14所述的发光引擎，进一步包括连接于所述散 热器的IDC端子保持器，所述IDC端子保持器包括电绝缘材料。
16. 根据权利要求14所述的发光引擎，进一步包括连接于所述散 热器的电绝纟彖元件，所述电绝纟彖元件将所述IDC端子夹入所 述电源线。
17. 根据权利要求14所述的发光引擎，其中，所述电源线的所述 第一电线和所述第二电线基本处在一个平面中，并且所述电源 线在所述电线的平面中测得距离d，而所述散热器测得限定在与所述电线的平面平^f亍的平面中的高度/7,其中l</7/d<1.2。
18. 根据权利要求14所述的发光引擎，其中，所述第一壳体部包 括上面i文置有所述PCB的基本平坦的表面，以及朝向所述柔 性电源线与所述基本平坦的表面隔开的安装开口 ，以使当相关 紧固件容纳于所述安装开口中时，所述紧固件不会延伸穿过所 述平坦表面。
19. 根据权利要求18所述的发光引擎，进一步包括邻近所述开口 乂人所述散热器延伸的支柱，所述支柱;波定〗立成用于防止所述柔 性电源线接触容纳于所述安装开口中的相关紧固件。
20. 根据权利要求14所述的发光引擎，进一步包括从所述PCB的 第一表面延伸的凸形端子，其中所述IDC端子才几械地连接至 所述凸形端子。
全文摘要
本发明公开了一种串式发光引擎，其包括柔性电源线、IDC端子、PCB、以及LED。柔性电源线包括电线和用于电线的绝缘材料。散热器连接至电源线。IDC端子插入穿过绝缘材料并且与电线电连通。PCB至少部分地容纳在散热器中。PCB包括具有电路的第一表面和与第一表面相对的第二表面。电路与IDC端子电连通。第二表面抵靠散热器的表面，以使热量从LED传输到散热器中。LED安装至PCB的第一表面并且与电路电连通。
文档编号F21S4/00GK101631989SQ200680039222
公开日2010年1月20日 申请日期2006年10月11日 优先权日2005年10月19日
发明者杰弗里·诺尔, 马修·姆拉科维奇 申请人:吉尔科有限公司