固态照明装置的制造方法_4

文档序号:9664261阅读:来源:国知局
C-DC电压转换器620提供反馈信号。在这个实施例中,驱动电流基本流过LEE组之一或者流过与该组对应的FET。因此,能够根据相应FET的源漏沟道是断开还是闭合或者断开或闭合的程度,通过接通或断开相应FET向每个LEE组提供足够的电驱动电流。
[0070]为了将电子部件和其他为LEE互连提供适当正向电压而所需的装置的数量保持较低,足够数量的LEE能够被可操作地串联连接成一串LEE。具有较高数量的串联连接LEE的串典型地需要较高的驱动电压并且与具有较高数量的并联串、但就相当总功率消耗和光输出而言每串的LEE数量较低的串相比通常从可操作地附接的电源汲取较低的输出电流。在一个实施例中,驱动通道多达LEE串的一半。例如,存在四个独立串和两个驱动通道。
[0071]某些LEE当被正向偏置以生成适合用于获得标称工作条件的驱动电流时根据LEE的类型典型地需要一到十伏特量级的低正向电压。LEE互连例如能够被配置成足够数量LEE的串联或混合的串联-并联互连以便使LEE互连的LEE正向电压要求与电源的输出电压匹配。例如,LEE可以被串联互连成一个或多个并行串。适当配置的LEE互连能够与对电源放宽了配置要求的某些电源组合使用。这样的电源在根据本发明实施例的发光体中的使用或与其组合使用可能更加成本有效。需要串联连接的LEE的数量能够基于每个LEE的正向电压和供应给串的驱动电压来确定,如本领域技术人员容易理解的。
[0072]要注意的是,根据本发明的发光体可以包括不同类型(诸如不同颜色)的LEE并且不同类型的LEE可以要求不同的正向电压。LEE的类型可能取决于许多特性,例如包括LEE中所采用的材料、材料的组分和LEE的设计。LEE的类型可以影响在工作条件下LEE发射的光的颜色和光谱。
[0073]例如,相同标称种类的50个LEE的串联(每个具有3V的标称正向电压)要求大约150V才能获得相应的标称驱动电流。经整流的120V RMS AC、60Hz馈电线提供120*21/2V或大约170V的峰值电压并且标称要求大约57个LEE,每个具有3V正向电压,如果不考虑电压损失的话。要注意的是,例如通过照明装置的电连接和其他部件(诸如可选的控制系统),由电源提供的电压能够在其变得可用于LEE之前得以降低。例如,每个为3V标称正向电压的50个LEE可以在例如120V RMS 60Hz正弦线电压下安全地直接工作。例如,某些LEE或LEE配置还可以工作在大于其标称正向电压的升高正向电压下,这取决于照明装置的配置或其部件或应用。
[0074]根据这个实施例,照明装置中的每串是由从单相电源中获得的全波整流的AC电源来相互依赖地驱动的。每串的驱动电流依据混合光的期望颜色或CCT进行设置。如图9A-9C所示,被供应到每个LEE串的驱动电流可能相对于彼此被相移以便减小不期望的可觉察闪烁。要注意的是,相应的相移技术和电子电路在本领域中是广泛已知的。例如,图9A示出了相移形式的AC信号,图9B示出了被整流成DC形式的AC信号,而图9C示出了平滑后的信号。在一个特定的实施例中,每种颜色的驱动电流相对于彼此被相移,使得由于LEE发射的有色光之和所致的发光强度的变化被最小化。已知人类视觉系统对色度的快速重复变化不如对发光强度的快速重复变化这么敏感。
[0075]根据本发明的另一个实施例,照明装置包括高功率LEE和更小的低功率LEE的组合。该照明装置还包括AC-DC功率转换器。与较简单的纯粹基于整流器的电路实施例相比,这可能提高热负载但是能够大大减小热应力并且可以简化照明装置设计的某些方面。小型、廉价且高效的AC-DC功率转换器能够用来更好地控制LEE的某些特性和照明装置发射的混合光。如图10所示,大多数光能够由期望CCT的白色LEE生成,例如暖白光LEE,其能够以一个或多个串进行互连。白色LEE 1103能够在固定的预定工作条件下被驱动,例如经由整流器1101的全波整流的AC和可选的由简单AC电源提供的平滑部件1102平滑的驱动电压。AC-DC转换器1104还可以由整流器1101和平滑部件1102的组合来提供,该AC-DC转换器1104例如被用来对附加的绿色LEE串1108和蓝色LEE串1106的控制和驱动电路1105供电。以低电流工作的数字控制的蓝色和绿色LEE串被用来修改总光输出的色度或CCT。这实现了对绿色和蓝色串的输出的完全控制并且允许生成具有沿普朗克轨迹可控CCT的白光,或者生成具有照明装置色域内的其他色度的光。例如,可以由光学传感器1107提供反馈,光学传感器1107能够向控制装置1105提供反馈信号,控制装置1105基于该反馈信号能够修改正在向蓝色和绿色发光元件供应的电流。
[0076]如图11所示并且依据本发明的另一个实施例,照明装置能够包括可由公共DC电压驱动的许多串LEE 1204。该DC电压能够由借助于AC/DC转换器1201的经整流的AC电源电压来提供。每串能够具有其自己的标称颜色的LEE并且每串能够具有一个或多个LEE。例如,照明装置能够包括三串或四串,一串红色、一串绿色、一串蓝色LEE以及可选地包括一串琥珀色LEE。每串可操作地连接到能够对每个通道提供单独可控驱动电流的DC驱动器的三个或四个通道之一。照明装置还能够包括用于控制DC驱动器的微处理器以便能够实现混合光的全色控制。能够可选地包括光学反馈系统1203,其可以包括光学传感器、温度传感器、电压传感器、电流传感器以及容易理解的其他传感器中的一个或多个。要注意的是,提高每串的LEE的数量同时相对于彼此适当匹配这些串中LEE的数量以便给照明装置提供期望色域同时以足够的较高电压驱动LEE,这可以帮助减小照明装置的某些部件中的总电流并且因而能够提高照明装置的效率。
[0077]电源
根据本发明的实施例的照明装置能够包括电源或者可以被配置成利用外部电源进行工作。根据本发明的一个实施例,发光体能够包括交流(AC)电源,其供应一定频率和幅度的AC电流以直接驱动预定数量的适当配置的LEE。例如,电源可以被配置成向预定的LEE互连提供未整流的或者半或全整流的线电压或者其他类型或幅度的电压。根据本发明的其他实施例的照明装置可以包括开关模式电源。
[0078]例如,简单类型的电源可能提供对LEE的工作条件和LEE发射的光(诸如色度和强度)的更少控制,但可能不需要或需要相对简单的控制电路并且可能适合用于某些类型的应用。相应的照明装置可能要求较大数量的LEE,因为正向电压典型地仅仅为几伏特并且标称有效或峰值线电压可能为一百到几百伏特的量级。因而,可能有用的是采用相对大量的小LEE来简化部件列表和对照明装置内电源和功率分布系统的电要求。
[0079]光学系统
根据本发明的各种实施例的照明装置可以采用光学系统。该光学系统能够包括呈一种或许多种配置的反射、折射或透射元件中的每一种的一个或多个。例如,光学系统能够包括反射涂层、反射表面、漫射体、透镜和微透镜元件等等中的一个或组合,如本领域技术人员容易理解的。例如,照明装置的某些部件能够被配置(例如被成形或处理或者这两者)以提供在工作条件下由LEE生成的光的期望反射或折射并且将光重新引向表面以便以预计的方式照射该表面。
[0080]在一个实施例中,光学系统及其部件能够重新定向或折射光或者辅助光的混合。例如,反射涂层能够由光滑的白色细微泡沫塑料(诸如微孔聚对苯二甲酸亚乙酯(MCPET))制成。反射涂层能够设置在衬底或者光学系统或发光体的其他部件上。
[0081]本发明的实施例能够包括一个或多个漫射体或漫射元件或者除其他功能之外提供漫射功能的元件。例如,漫射体能够被用在照明装置中以提供预计的照明、颜色混合和光束扩展。
[0082]要注意的是,根据本发明的实施例的发光体能够被以模块化的方式配置以便使得照明装置能够与其他系统组合或者照明装置的部件能够被以模块化的方式容易地更换或互换。根据本发明的照明装置还能够被配置成紧凑的并且能够用于多种照明应用中或者与多个装饰部件组合以实现多种照明装置设计。
[0083]根据本发明的照明装置能够被配置用于节能应用中。它们还能够被配置以提供具有很少部件的简单配置并且节约制造所需的能量和成本。
[0084]现在将参照特定示例来描述本发明。要理解,以下示例意在描述本发明的实施例而并非意在以任何方式限制本发明。
[0085]
示例示例I
根据本发明的一个实施例的示例性照明装置提供预定的相关色温(CCT)或预定的强度或者这两者的光。这个示例性照明装置不采用具有光学或热反馈传感器的复杂的CCT或强度控制系统。要注意的是,根据本发明的其他实施例的照明装置可以包括相应的控制系统。
[0086]再次参照图1,在一个实施例中,照明装置包括外壳,该外壳包括热连接到外部冷却翼片315或其他外部表面增加元件以改善空气对流的散热底架310。该底架能够被以各种形式配置,包括线性、弯曲或曲线,并且可以具有圆柱形或棱柱形的内表面且其能够具有椭圆或者规则或不规则多边形形状的截面。要注意的是,多边形和椭圆形的截面能够改进由来自照明装置内不同位置的LEE所发射的光的混合。散热底架的内表面能够具有凹槽320或其他用于设置其中含有LEE的导热衬底330的安装装置。衬底能够是柔性的且导热的。足够柔性的衬底能够被弹性偏倚到凹槽或其他安装装置内。可替代地,能够利用弹簧机构将该衬底设置并保持在适当位置,该弹簧机构能够将该衬底弹性偏倚到照明装置的另一合适的部件。
[0087]与凹槽或者一个或多个类似元件的机械连接还能够给外壳提供良好的热导率。该衬底能够支撑许多颜色的LEE,例如蓝色或UV LEE0该衬底可以包括高热导率的铍铜合金或其他用于提供弹簧结构的等效材料或者基本由高热导率的铍铜合金或其他用于提供弹簧结构的等效材料组成。该衬底承载几十个串联连接的LEE。LEE的准确数量取决于每个LEE的正向电压、线电压和期望的驱动LEE电流。该衬底能够被可选地配置或集成为模块化的部件,如果例如衬底或LEE失效时该模块化部件能够容易更换。不是更换整个照明装置,而是能够更换带有LEE的衬底。装有弹簧的功能部件将为热消散提供良好
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