一种led灯单元和系统的制作方法

专利名称：一种led灯单元和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED照明装置，尤其涉及的是， 一种LED灯单元和由该 LED灯单元组成的LED灯系统。
背景技术：
在LED行业中，LED灯产品都是由一个个LED灯单元相互级连而组 成的；LED灯单元内，PCB板一般都固定在一基座上，基座外再安装灯罩， 使得LED灯单元结构复杂，比较笨重；LED灯单元之间的连接， 一般都 是将电源线及信号线的一端直接用焊锡焊接在PCB板上，从而实现电气连 接，这种方法容易断路，并且不便于安装、维修。电源线及信号线的另一 端部直接设置一连接头，通过接头连接相邻LED灯单元；这样的设置，使 得部分的电源线和信号线、以及连接头棵露在外，容易受到损害。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、不容易断路、连 接灵活且保护效果好的LED灯单元和系统。
本发明的技术方案如下 一种LED灯单元，包括灯罩、端子结构、 PCB板、至少一设置在PCB板上的LED发光二极管，以及至少一连接单 元；所述PCB板固定在所述灯罩内；所述端子结构包括所述PCB板的端 部设置公端子或母端子，各连接单元一端设置对应的端子，各连接单元通 过至少一对所述公端子和所述母端子，与所述PCB板固定连接；各连接单
元分别i殳置连接部，用于实现各所述LED灯单元之间的连4妾。 所述的LED灯单元，所述LED灯单元包括至少二连接单元。 所述的LED灯单元，所述端子结构包括以下结构在所述PCB板设置 至少一所述公端子，在各连接单元分别设置至少一所述母端子；或者，在 所述PCB板设置至少一所述母端子，在各连接单元分别设置至少一所述公 端子。各连接部包括以下结构所述LED灯单元至少包括一连接公座和一 连接母座，任一所述连接单元的所述连接部为所述连接/>座或所述连接母 座；或者，各连接单元的连接部具有相互契合的相同结构，用于实现各LED 灯单元之间，通过两连接单元的连接部相连接。
所述的LED灯单元，所述连接单元还包括一连接单元外罩，所述连接 单元外罩与所述灯罩或所述连接单元一体成型。
所述的LED灯单元，所述灯罩的形状至少为以下形状其中之一环形、 U形、三角形、方形、圆形、半圆形、椭圆形、星形、多边形、树形或定 制图形。
所述的LED灯单元，所述PCB板设置至少一电源正极线、至少一电源 负极线、至少一控制信号线和一控制单元，所述控制单元^^艮据至少一控制 信号线输入的控制信号，驱动控制所述LED发光二极管；所述连接单元设 置与所述PCB板的各电源正极线、电源负极线相连接的电源线路、以及 与所述PCB板的各控制信号线相连接的信号线路；用于实现各LED灯单元 之间的电连接。
所述的LED灯单元，所述PCB板仅设置一控制信号线；所述控制单元 为一单线控制单元，所述单线控制单元仅^f艮据一控制信号线输入的控制信 号，驱动控制所述LED发光二极管。
一种LED灯系统，包括至少二LED灯单元；所述LED灯单元包括 灯罩、PCB板、至少一设置在PCB板上的LED发光二极管，以及至少二 连接单元；所述PCB板固定在所述灯罩内；所述PCB板的端部设置公端子
或母端子，各连接单元一端设置对应的端子，各连接单元通过至少一对所
述公端子和所述母端子，与所述PCB板固定连接；各连接单元分别设置连 接部，用于实现各所述LED灯单元之间的连接。
所述的LED灯系统，所述PCB扭/没置至少一电源正4及线、至少一电源 负极线和一控制单元，所述控制单元根据至少一控制信号线输入的控制信 号，驱动控制所述LED发光二极管；所述连接单元设置与所述PCB板的 各电源正极线、电源负极线相连接的电源线路、以及与所述PCB板的各控 制信号线相连接的信号线路；各LED灯单元之间分别通过各连接单元电连 接。
所述的LED灯系统，所述PCB板仅设置一控制信号线；所述控制单元 为一单线控制单元，所述单线控制单元仅根据一控制信号线输入的控制信 号，驱动控制所述LED发光二极管。
采用上述方案，本发明通过将PCB直接固定在灯罩上，LED灯单元结 构简单，体积小巧轻便；通过设置端子结构，使连接单元与PCB板固定连 接，使连接比较稳固，不容易断路，且连接灵活，方便拆卸维修更换；连 接单元设置连接部，使连接单元之间紧密连接，并实现各LED灯单元的灵 活连接。由此LED灯单元组成的连接系统具有同样的技术效果。


图l是本发明中LED灯单元的示意图2是本发明中LED灯单元的连接方式一的示意图3是本发明中LED灯单元的连接方式二的示意图4是本发明中PCB板的示意图5是本发明中LED灯系统的实施方式一的示意图6是本发明中LED灯系统的实施方式二的示意图。
具体实施例方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
如图l所示，PCB板103上安装有LED发光二极管102, LED发光二 极管可以为红色LED发光二极管、蓝色LED发光二极管或绿色LED发光 二极管或其组合。PCB 4反103安装在LED灯单元的灯罩101内，并固定在 LED灯单元的灯罩101上。为了使LED单元灯的灯罩可以拆卸，安装维修、 曰常维护方便，灯罩101可以由一上罩和一下罩组成；上罩和下罩采用固 定连接，例如在上罩上设置外螺紋，在下罩上设置内螺紋，上罩和下罩 通过外螺紋与内螺紋配合固定，组成一个密封的整体灯罩，具有良好的防 水和防尘效果。
根据需要，上罩或下罩的形状为环形、U形、三角形、方形、圆形、 半圆形、椭圆形、星形、多边形、树形或定制图形其中之一；组成后的灯 罩形状可以至少为以下形状其中之一环形、U形、三角形、方形、圆形、 半圆形、椭圆形、星形、多边形、树形或定制图形，当然，也可以是上述 各种图形的组合，其中，定制图形可以是花朵图形、南瓜图形、动物图形 等；本发明对此不作任何额外限制。为了更加美观，灯罩上罩或灯罩下罩 的形状可以对称设置。
PCB板103通过至少一固定装置固定在灯罩101的上罩或者下罩上， 固定装置可以设置在PCB板103上，也可以设置在灯罩的上罩或者下罩上， 固定装置还可以是一个独立部件。
所述固定装置至少包括以下各单元其中之一定位固定单元，用于将 PCB板103固定在灯罩101某一特定位置；过盈配合单元，用于使PCB板 103在嵌入灯罩101时，与灯罩紧密结合；容置单元，用于容置与灯罩IOI 结合的PCB板103部分；粘贴单元，用于将PCB板103粘贴到灯罩101 上；嵌套单元，用于PCB板103与灯罩101之间套接；螺接单元，用于PCB
板103与灯罩IOI之间螺接；卡接单元，用于PCB板103与灯罩101之间 卡接；插接单元，用于PCB板103与灯罩101之间插接；轴接单元，通过 一轴将PCB板103固定在灯罩101上；焊接单元，用于将PCB板103焊接 在灯罩101上。
例如，固定装置为U形的粘贴单元，在固定PCB板103时，只需直接 将PCB板103粘贴在需要安装的地方即可；固定装置为U形的卡接单元， 包括U形的卡扣部分和U形的卡槽部分，将卡槽部分固定在灯罩101中， 这样在固定PCB板103时，只需将PCB板103通过卡扣部分固定到卡槽部 分即可。
本发明PCB板可以为单层PCB板，也可以为多层PCB复合板；例如 为2至10层的PCB复合板；采用多层PCB板，可以在较小的空间内，在 PCB板上安装大量电子器件；并且，对于一些需要额外牢固的特定灯饰而 言，多层PCB板具有更好的硬度。
如图l和图2所示，本发明LED灯单元还201设置至少一连接单元107, 用于连接两相邻的LED灯单元，从而实现各LED灯单元之间的连接，如图 2所示，LED灯单元201设置一连接单元107，连接单元107 —端设置一公 端子或母端子104, LED灯单201内的PCB板的端部设置与^^端子或母端 子104相对应的母端子或公端子105,公端子104与母端子105、或母端子 104与公端子105相互插接、螺接、卡接或以其他形式相连接，以实现连接 单元107与LED灯单元201之间的连接。连接单元107另一端同样设置公 端子或母端子106，另一 LED灯单元202的PCB板端部设置与公端子或母 端子106相对应的母端子或公端子203,公端子106与母端子203、或母端 子106与公端子203相互插接，以实现连接单元107与LED灯单元202之 间的连接，从而实现LED灯单元201与LED灯单元202之间的连接。通过 一连接单元的两端分别与相邻的两LED灯单元的PCB板固定连接，使相邻 的两LED灯单元连接稳固，不容易断线、且连接灵活，方便维修更换。
为了保护连接单元，免遭外界因素而损坏，连接单元外还设置一连接
单元外罩204,连接单元外罩204将连接单元107包裹在内。为了使整个 LED灯单元的防水效果更好，连接单元外罩204可以与灯罩101 —体成型。 例如灯罩101为一整体灯罩时，连接单元外罩204与灯罩101灌注成为 一整体，并与PCB板103固定连接；又如，灯罩101由一上罩和一下罩组 成，且上罩与下罩对称设置时，连接单元外罩204也由一连接单元上罩和 一连接单元下罩组成，连接单元上罩与连接单元下罩对称设置，并且，连 接单元上罩与灯罩上罩一体成型，连接单元下罩与灯罩下罩一体成型，成 型后的上罩和下罩再通过固定装置固定连接；再如灯罩101由为一上罩 和一下罩组成，连接单元外罩204为一整体外罩，连接单元外罩204可以 与灯罩上罩或灯罩下罩一体成型，成型后再通过固定装置与灯罩下罩或灯 罩上罩固定连接。与灯罩101 —体成型的连接单元外罩204不仅可以对连 接单元104起保护作用，还可以与灯罩101 —起对整个LED灯单元起承重 作用，例如，可将由若干LED灯单元组成LED产品，通过连接单元外罩 204直接挂在某一固定物体上，如挂在一轴体上，使安装方便、灵活。
另外，连接单元外罩204也可以与连接单元107—体成型， 一体成型 的带单元外罩的连接单元再通过端子结构与PCB板固定连接，使整个LED 灯单元更加稳固，不容易因受到外界碰撞、震荡等的影响而损坏。
本发明的LED灯单元之间是通过至少一电源正极线、至少一电源负极 线和至少一信号控制线相互级联的，这些线可以在连接单元之外进行连接， 更好的是，为了整齐、美观、保护连接的强度，可以在各连接单元内部开 有线槽或设有线路；即，每一LED灯单元的连接单元也包括至少一电源正 极线、至少一电源负极线和至少一信号控制线，用于实现各LED灯单元之 间的连接；本发明对此并无限制。
如图1和图3所示，为了使相邻的两LED灯单元之间的连接更加灵活， 本发明的LED灯单元设置至少两连接单元，相邻的两LED灯单元之间通过
设置相互配合的连接单元对应连接。
各连接单元分别设置相互契合的连接部，这些连接部的结构可以相同
也可以相异，彼此之间可以结合，以连接各LED灯单元。例如，这些连接 部都是具有防脱落结构的钩子，可以互相钩在一起；或者，这些连接部都 设置有具有防脱落结构的钩子，还设有沟槽，相邻的LED灯单元互相通过 自己连接部的钩子，钩入到对方连接部的沟槽处。或者，这些相互契合的 连接部，具有不同的结构，本发明对此不作限制，只需能够相互连接各LED 灯单元即可。
如图3， LED灯单元201设置连接单元107a和连接单元107b,连接单 元107a和连接单元107b是两相邻的LED灯单元相互连接的连接介质，通 过连接单元107a或连^姿单元107b与相邻的LED灯单元上设置的连冲妄单元 分别对应连接，从而实现各LED灯单元之间的连接。例如连接单元107a 一端设置一公端子或母端子104， LED灯单元201的PCB板的端部设置与 公端子或母端子104相对应的母端子或公端子105,公端子104与母端子 105、或母端子104与/>端子105相互插接，以实现LED灯单元与连接单 元107a的连接。另一 LED灯单元202设置一连接单元301,连接单元301 一端设置一公端子或母端子302， LED灯单元202的PCB板的端部设置与 公端子或母端子302相对应的母端子或公端子203,公端子301与母端子 203、或母端子301与/>端子203相互插接，以实现LED灯单元202与连 接单元301的连接。连接单元107a的另一端设置一连接部106,连接单元 301的另一端设置一连接部303，连接部106与连接部303相互对应连接， 从而实现LED灯单元201与LED灯单元202之间的连接。
连接部106和连接部303可以为插接单元或卡接单元其中之一，也可 以为插接单元或卡接单元的组合。插接单元通过插接的方式将相邻的两 LED灯单元上的连接单元相互连接；卡接单元通过在一 LED灯单元上的连 接单元上设置卡扣，在另一LED灯单元上的连4妄单元设置卡槽，通过卡扣
和卡槽使相邻的两LED灯单元上的连接单元相互卡接，从而实现各LED 灯单元之间的连接。
更具体地，连接部106和连接部303可以分别为一公端子和一母端子， 通过公端子与母端子对应插接；连接部106和连接部303还可以分别为一 连接公座和连4妄母座，通过连接公座和连接母座对应连接；乂人而来实现两 LED灯单元的相互连接，可以使LED灯单元的维修、更换非常方便。
连接单元107b与连接单元107a为结构相同的两连接单元，连接单元 107b与另一 LED灯单元304设置的连接单元相互连接，从而实现LED灯 单元304与LED灯单元201之间的连接。
为了使两连接单元之间得以连接，每一连接单元外罩还设置一敞开口 ， 用于连接单元与相邻LED灯单元的连接单元的相互连接，并且，两相连的 连接单元外罩相互对应设置，例如，当两相邻的LED灯单元通过连接单元 相互连接时，两连接单元的连接单元外罩可以相互嵌合，并将两相互连接 的连接单元完全包裹在内。
由本发明若干各LED灯单元相互连接以此构成LED产品，例如LED 灯串、LED灯屏等。对于这些LED灯串、LED灯屏的末端的LED灯，只 需设置一个连4妄单元即可，中部的LED灯，可以设置一个、两个、三个、 四个、五个、六个、甚至更多连接单元。
当然，LED灯单元设置的各个连接单元，也可以为卡接单元或螺接单 元等等，这样，连接公座与连接母座相互卡接或相互螺接，从而实现若干 LED灯单元通过连接单元相互连接。
如图4所示，PCB板103上设置一电源正极线401和一电源负极线402, 电源正极线401和电源负极线402分别与外接电源正、负极连接，用于给 PCB板提供电压。此外，电源正极线和电源负极线也可以分别设置为一条 以上，可将其中一电源正极线和一电源负极线作为主电源正、负极线，其 他为备用电源正、负极线，或将多条电源正、负极线均作为主电源正、负
线，分别设置在不同层PCB复合板中，具体设置，此处不作详述。
为了驱动控制设置在PCB板103上的LED发光二极管102,可以对每 个LED发光二极管102独立控制，从而实现闪烁、动画等效果，PCB板103 上还设置一控制单元403,控制单元403通过控制信号线传输控制信号，以 驱动控制LED发光二极管102。 PCB板上设置的LED发光二极管102可以 为一个或为多个，LED发光二极管102可以为红色LED发光二极管、蓝色 LED发光二才及管和绿色LED发光二4及管中的 一种，或为其中的两种颜色的 组合，或为三种颜色的组合。图4所示，当采用的控制单元103为单线传 输控制单元时，单线传输控制信号的控制信号线仅为由一根导线组成的一 条控制信号线404。如在PCB板上的单线控制单元为北京中庆微数字设 备开发有有限公司生产的单线控制芯片ZQL1111,单线控制芯片ZQL1111 通过由一根导线组成的一条控制信号线传输控制信号，并且，根据传输的 控制信号，驱动控制LED发光二极管。
如图5所示，LED灯单元501上设置有连接单元502、连接单元503 和连接单元504三个连接单元。LED灯单元内的PCB板均设置有公端子或 者母端子，与LED灯单元连接的连接单元的一端设置有对应的母端子或公 端子，LED灯单元通过一对公端子和母端子分别与连接单元连接。如LED 灯单元501通过三对公端子和母端子分别与连接单元502、连接单元503和 连接单元504连接。连接单元502、连接单元503和连接单元504的另一端 分别与另一 LED灯单元505连接。连接单元502、连接单元503和连接单 元504，可以通过设置连接部分别与LED灯单元505连接；也可以通过连 接部与LED灯单元505上设置的连接单元相互连接，从而实现与LED灯单 元505的连接。连接部可以为公端子或母端子，或为连接公座或连接母座， 或为其他连接结构。
如图6所示，LED灯单元501上各个连接单元也可以分别与不同LED 灯单元的连接单元相互连接，以实现各LED灯单元之间的连接。如LED 灯单元501上设置连接单元601 、连接单元602、连接单元603和连接单元 604。连接单元601、连接单元602、连接单元603和连接单元604分别与 不同的四个LED灯单元的PCB板直接连接；或者与不同的四个LED灯单 元上设置的的连接单元相互连接，从而实现各LED灯单元之间的连接。若 干各LED灯单元可以形成具体LED灯产品，如LED灯屏、LED装饰灯等。 本发明对此并无限制。
上述各例中，所述的LED,可以是OLED ( Organic light-emitting diode, 有机发光二极管)，本发明对此不作任何额外限制。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以 改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护 范围。
权利要求
1.一种LED灯单元，其特征在于，包括灯罩、端子结构、PCB板、至少一设置在PCB板上的LED发光二极管，以及至少一连接单元；所述PCB板固定在所述灯罩内；所述端子结构包括所述PCB板的端部设置公端子或母端子，各连接单元一端设置对应的端子，各连接单元通过至少一对所述公端子和所述母端子，与所述PCB板固定连接；各连接单元分别设置连接部，用于实现各所述LED灯单元之间的连接。
2、 根据权利要求1所述的LED灯单元，其特征在于，所述LED灯 单元包括至少二连接单元。
3、 根据权利要求1所述的LED灯单元，其特征在于，所述端子结 构包括以下结构在所述PCB板设置至少一所述公端子，在各连接单元分 别设置至少一所述母端子；或者，在所述PCB板设置至少一所述母端子， 在各连接单元分别设置至少 一所述公端子；各连接部包括以下结构所述LED灯单元至少包括一连接公座和一 连接母座，任一所述连接单元的所述连接部为所述连接公座或所述连接 母座；或者，各连接单元的连接部具有相互契合的相同结构，用于实现 各LED灯单元之间，通过两连接单元的连接部相连接。
4、 根据权利要求1所述的LED灯单元，其特征在于，所述连接单 元还包括一连接单元外罩，所述连接单元外罩与所述灯罩或所述连接单元 一体成型。
5、 根据权利要求1所述的LED灯单元，其特征在于，所述灯罩的 形状至少为以下形状其中之一环形、U形、三角形、方形、圆形、半圆 形、椭圆形、星形、多边形、树形或定制图形。
6、 根据权利要求1所述的LED灯单元，其特征在于，所述PCB板 设置至少一电源正极线、至少一电源负极线、至少一控制信号线和一控制 单元，所述控制单元根据至少一控制信号线输入的控制信号，驱动控制所 述LED发光二极管；所述连接单元设置与所述PCB板的各电源正极线、电源负极线相 连接的电源线路、以及与所述PCB板的各控制信号线相连接的信号线 路；用于实现各LED灯单元之间的电连接。
7、 根据权利要求6所述的LED灯单元，其特征在于，所述PCB板 仅设置一控制信号线；所述控制单元为一单线控制单元，所述单线控制单元仅根据一控制 信号线输入的控制信号，驱动控制所述LED发光二极管。
8、 一种LED灯系统，其特征在于，包"fe至少二LED灯单元； 所述LED灯单元包括灯罩、PCB板、至少一设置在PCB板上的LED发光二才及管，以及至少二连接单元； 所述PCB板固定在所述灯罩内；所述PCB板的端部设置公端子或母端子，各连接单元一端设置对应 的端子，各连接单元通过至少一对所述公端子和所述母端子，与所述PCB 板固定连接；各连接单元分别设置连接部，用于实现各所述LED灯单元之间的连接。
9、 根据权利要求8所述的LED灯系统，其特征在于，所述PCB板 设置至少一电源正极线、至少一电源负极线和一控制单元，所述控制单元 根据至少一控制信号线输入的控制信号，驱动控制所述LED发光二极管； 所述连接单元设置与所述PCB板的各电源正极线、电源负极线相 连接的电源线路、以及与所述PCB板的各控制信号线相连接的信号线 路；各LED灯单元之间分别通过各连接单元电连接。
10、 根据权利要求9所述的LED灯系统，其特征在于，所述PCB板 仅设置一控制信号线；所述控制单元为一单线控制单元，所述单线控制单元仅根据一控制 信号线输入的控制信号，驱动控制所述LED发光二极管。
全文摘要
本发明公开了一种LED灯单元和系统，LED灯单元包括灯罩、端子结构、PCB板、至少一设置在PCB板上的LED发光二极管，以及至少一连接单元；所述PCB板固定在所述灯罩内；所述端子结构包括所述PCB板的端部设置公端子或母端子，各连接单元一端设置对应的端子，各连接单元通过至少一对所述公端子和所述母端子，与所述PCB板固定连接；各连接单元分别设置连接部，用于实现各所述LED灯单元之间的连接。由至少两所述LED灯单元可以组成本发明LED灯系统。本发明结构简单、连接稳固、不容易断路、连接灵活且保护效果好。
文档编号F21Y101/02GK101368712SQ20081022235
公开日2009年2月18日 申请日期2008年9月17日 优先权日2008年9月17日
发明者松 商 申请人:北京中庆微数字设备开发有限公司