照明带的制作方法

1.本发明涉及照明带，特别是可以被减小到所期望的长度的照明带。


背景技术：

2.基于固态照明(ssl)元件的照明应用要求越来越多的灵活性。这样，线性、细长基板的变化迅速增加，该基板诸如为具有表面安装的ssl元件的pcb(印刷电路板)。
3.期望越来越窄的照明带。特别地，在高端专业灯具中，外形规格与外观和感觉是非常重要的。更纤细和更光滑的灯具被认为是特别有吸引力的。然而，当使用印刷电路板形成窄的照明带时，在印刷电路板上可能没有足够的空间用于向ssl元件供电所需的导电轨道。如果期望多通道解决方案，则情况尤其如此。多通道解决方案允许白点控制或者甚至颜色控制。目前，宽度小于20mm的单层印刷电路板不可用于多通道解决方案。
4.单层多通道照明带通常利用零欧姆电阻器作为桥接器以从电源线跳到led覆盖区。这些桥接器可能阻碍诸如光导和透镜的二次光学器件的使用。因此，优选的是提供没有在顶层上的附加部件的照明带，以避免对二次光学器件的阻碍。
5.还优选的是具有尽可能长的长度的照明带，以避免需要多个接头，例如长度为1000mm或更长。照明带的接头通常包括多个连接器，并且它们也可能阻碍二次光学器件的使用。然而，这样的照明带需要能够被缩短，使得照明带可以在更大范围的应用中被使用，或者使得多个照明带可以被组合以达到精确的期望总长度。
6.由此复合了由窄导电轨道和由长导电轨道引起的高电阻问题。窄电源线将具有过高的电阻，以至于不能沿着如此长的照明带载运驱动电流而不引起电流失衡。
7.因此，需要一种非常纤细和长的多通道照明带，其具有可调节的长度，并且可以在整个照明带上充分均匀地载运电流。在(通过断开印刷电路板)调节长度之后，设计也必须安全地操作，由此不会发生短路。


技术实现要素：

8.本发明由权利要求限定。
9.根据依照本发明的一个方面的示例，提供了一种照明带，该照明带包括：
10.带状印刷电路板，该带状印刷电路板包括：
11.一条或多条穿孔线，在该一条或多条穿孔线处，可以通过断开印刷电路板的端部部分来调节印刷电路板长度；
12.第一层，其具有第一组导电轨道；
13.第二层，其被设置在第一层之上，其具有对应于第一组导电轨道的第二组导电轨道，其中第二组导电轨道中的每个导电轨道被垂直对准并且被定位在第一组导电轨道中的对应导电轨道之上；以及
14.第三层，其被设置在第二层之上，具有接触端子的阵列；以及
15.多个照明元件，其沿着照明带设置，每个照明元件被电连接到相应的一对接触端
子。
16.照明带还包括一组过孔，该组过孔将第一组导电轨道中的每个导电轨道连接到第二组导电轨道中的对应导电轨道。导电轨道由此成对地耦合以减小电阻。
17.具有对应导电轨道的两个层的使用减小了跨那些导电轨道的电压降，因此使得能够使用窄电源供应线，同时仍然实现沿着带的充分均匀的光输出。以此方式，在提供多个通道的同时，小的总宽度是可能的。每个通道然后用于沿着照明带驱动照明元件的子集，例如以实现白点控制或者甚至颜色控制。导电轨道可以包括电源供应线和接地线。
18.带被设计成具有用户可选择的长度，因为端部部分可以被断开。通过具有重叠的对应导电轨道，第二层和第三层之间的任何垂直短路(其可以由断开过程造成)不会改变照明带的功能。特别地，当沿穿孔线断开印刷电路板时，在pcb的不同层上的轨道可能短路。轨道在不同层中是“对应的”，因为它们具有相同的极性，并且轨道被连接到相同的端子(例如，相同的电源供应端子)。第二组导电轨道中的每个导电轨道优选地在其全长之上被定位在第一组导电轨道中的对应导电轨道之上。这意味着可以在沿着其长度的任何点处的对应轨道之间制造垂直过孔。
19.优选地，可以不使用工具来进行断开。
20.照明元件可以被分组到多个通道中，每个通道与在第一层和第二层中的每一层上的、用作高供电线的第一导电轨道和用作低供电线的第二导电轨道相关联。
21.因此，每个通道具有在第一层和第二层中的每一层上的相反极性的供电线。因此，电源供应的每个极性通过一对导电轨道被路由，以减小电阻。
22.可以正好有照明元件的两个通道，第一通道包括暖白色照明元件，并且第二通道包括冷白色照明元件。这使得能够通过选择用于通道的合适驱动电平对来自照明带的输出进行白点控制。
23.第一层和第二层的导电轨道设计以及实际上整个层设计可以是相同的，换句话说，具有相同的布局。这减少了设计中不同部件的数目。
24.每个照明元件例如包括led或led阵列。这实现了低功率和低成本的照明带。
25.每个过孔优选地还将照明元件连接到第一组导电轨道和第二组导电轨道中的每一组导电轨道中的相关联的导电轨道。因此，导电轨道连接在一起，并且在每个照明元件位置处被连接到照明元件，使得轨道对在每个相邻照明元件之间沿着带形成平行对。
26.每个照明元件或照明元件的串联串优选地通过第一过孔连接到第一层和第二层中的每一层中的用作正供电线的第一导电轨道，并且通过第二过孔连接到第一层和第二层中的每一层中的用作负供电线的第二导电轨道。注意，“正”和“负”仅用作相对术语。例如，一个可以被保持在接地电压，并且另一个可以处于正电压。
27.过孔例如是部分埋设的过孔，该部分埋设的过孔大致在第一层的导电轨道处终止。以此方式，过孔不延伸到照明带的底表面。该底表面可以由此用作绝缘支撑件。
28.印刷电路板还可以包括在第一层下面(即，在第一层的与照明元件相对的一侧)的绝缘基层。这提供了作为印刷电路板结构的一部分的绝缘支撑层。使用部分埋设的过孔意味着该层提供了绝缘支撑件，而过孔不延伸到基层中。这种绝缘可以替代地由不形成印刷电路板结构的一部分的单独绝缘层提供。
29.照明带例如具有小于20mm的宽度，例如在8mm至12mm的范围中。尽管该宽度是窄
的，但是本发明通过复制印刷电路板的第一层和第二层的导电轨道，使得两个(或更多个)通道能够被提供。
30.照明带可以具有大于1000mm的长度。长度例如为1210mm(4英尺)或1513mm(5英尺)或任何其它长度。上述减小的电阻允许电流沿着照明带的全长被供应给照明元件。
31.照明带还可以包括电流驱动器电路，用于将电流从印刷电路板的一个端部传输到照明元件。多个导电轨道使得电流能够在照明元件之间更均等地分布。
32.印刷电路板优选地为刚性印刷电路板，诸如fr4板。
33.本发明的这些和其它方面将从下文描述的实施例中变得显而易见，并且参考下文描述的实施例被阐明。
附图说明
34.为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地示出如何可以实现本发明，现在将仅通过示例的方式参考附图，在附图中：
35.图1在分解图中示出了根据本发明的照明带的一个示例，以示出结构的层；
36.图2示出了沿着图1的照明带的横截面；
37.图3示出了横穿图1的照明带的横截面；
38.图4示出了用于双通道布置的一组可能的电连接；以及
39.图5示出了用于双通道布置的另一组可能的电连接。
具体实施方式
40.将参照附图描述本发明。
41.应当理解，详细描述和具体示例虽然指示了装置、系统和方法的示例性实施例，但是仅旨在用于说明的目的，并且不旨在限制本发明的范围。本发明的装置、系统和方法的这些和其它特征、方面和优点将从以下描述、所附权利要求和附图中变得更好理解。应当理解，附图仅仅是示意性的并且没有按比例绘制。还应当理解，在所有附图中使用相同的附图标记来指示相同或类似的部分。
42.本发明提供了一种具有印刷电路板的照明带，该印刷电路板具有一条或多条穿孔线，在该一条或多条穿孔线处可以通过断开该印刷电路板的端部部分来调节该印刷电路板长度。第一层具有第一组导电轨道，并且第二层具有对应于第一组导电轨道的第二组导电轨道。第二组导电轨道中的每个导电轨道位于第一组导电轨道中的对应导电轨道之上，使得它们相对于照明带(或印刷电路板)表面被垂直对准。接触端子的阵列被设置在第三层上。多个照明元件被沿着照明带设置，每个照明元件电连接到相应的一对接触端子。
43.图1在分解图中示出了根据本发明的照明带的一个示例，以示出结构的层。
44.照明带包括带状印刷电路板，该带状印刷电路板具有三个主层和作为第四层的可选基层。该电路板例如是刚性fr4(玻璃增强环氧层压)板。
45.第一层10具有第一组导电轨道12。在这个示例中，有四个导电轨道。这些导电轨道限定了用于第一通道的高供电线(例如，电源供应线)和低供电线(例如，接地返回线)，以及用于第二通道的高供电线(例如，电源供应线)和低供电线(例如，接地返回线)。因此，导电轨道形成用于两个通道中的每个通道的一对电源供应线。导电轨道例如具有1mm至2mm范围
中的宽度。
46.第二层20被设置在第一层之上，具有第二组导电轨道22。这些导电轨道对应于第一组导电轨道。以此意味着第二组载运与第一组相同的一组信号。它们优选地还具有相同的宽度和布局。然后将第二组导电轨道中的每个导电轨道定位在第一组导电轨道中的对应导电轨道之上。如下所述，这些对应的导电轨道对电连接在一起。第一层和第二层优选地是相同的。这减少了设计中不同部件的数目。
47.在第二层20之上提供第三层30。第三层具有接触端子的阵列(图1中未看到，因为它们在照明元件下面)。
48.提供了一条或多条穿孔线40，在该一条或多条穿孔线处可以通过断开印刷电路板的端部部分来调节印刷电路板长度。穿孔线40包括通孔线。至少在一条或多条穿孔线附近的导电轨道对之间的对应性防止了在执行断开时不想要的短路。
49.通孔可以位于导电轨道之间，使得它们不会增加导电轨道本身的电阻。然而，导电轨道的窄宽度意味着印刷电路板可以沿着穿孔被手动断开，而不使用任何工具。
50.当照明带被断开到一定长度时，在第二层和第三层之间的任何垂直短路(其可以由弯曲和使用穿孔的断开过程造成)都不改变照明带的功能。垂直对准的导电轨道在任何情况下都电连接在一起。
51.多个照明元件50、52被沿着照明带设置。每个照明元件被电连接到相应的一对接触端子。
52.使用具有对应导电轨道的两层减小了跨那些轨道的电压降，因此使得能够使用窄的电源供应导电轨道，同时仍然实现沿着带的光输出。以此方式，在提供多个通道的同时，小的总宽度是可能的。每个通道然后用于沿着照明带驱动照明元件的子集。
53.如图所示的两个通道的使用例如实现白点控制。因此，第一通道可以包括暖白色照明元件50，并且第二通道可以包括冷白色照明元件52。
54.三个通道可以用于全色控制。因此，通常每个通道将与在第一层和第二层中的每一层上的、用作高供电线的第一导电轨道和用作低供电线的第二导电轨道相关联。通过将轨道并联连接来减小导电轨道电阻，这些轨道既用于从驱动器沿其传输电流的电源供应线又用于沿其使电流返回到驱动器的电源返回线。
55.在所示的示例中，印刷电路板还包括绝缘基层56。这提供了作为印刷电路板结构的一部分的绝缘支撑层。
56.图2示出了沿着照明带的横截面，并且图3示出了横穿照明带的横截面。
57.照明带包括一组过孔，该组过孔将第一组导电轨道中的每个导电轨道连接到第二组导电轨道中的对应导电轨道。导电轨道由此成对地耦合以减小电阻。
58.存在用于每个照明元件的两个过孔，针对图2所示的两个照明元件中的每个照明元件，其中一个过孔60、62沿照明带的长度方向被示出。因为照明元件连接到不同的一对对应导电轨道，所以过孔62被隐藏。在图2的横截面中所示的过孔64从接触端子60向下延伸穿过第二组中的导电轨道22a和第一组中的对应导电轨道12a。过孔64因此将照明元件50下侧处的端子连接到第一组和第二组中的每一组中的相关联的导电轨道12a、22a。因此，与特定照明元件相关联的导电轨道电连接在一起，并且在每个照明元件位置处被电连接到照明元件。因此，电连接的导电轨道对在每个相邻照明元件之间沿着带形成一对平行的供电线。
59.图3示出了照明元件50，照明元件50被连接到其两个接触端子60、61和相应的两个过孔64、65。在该示例中，照明元件的接触端子跨照明带延伸，使得它们定位在期望的导电轨道之上。然而，这不是必需的，并且第三层可以包括在照明元件的任何接触端子位置到期望的过孔位置之间的导电迹线。
60.以此方式，照明元件50通过第一过孔64连接到第一层和第二层中的每个层中的第一导电轨道12a、22a，第一导电轨道12a、22a例如用作高供电线(即，电流供应线)，并且照明元件50通过第二过孔65连接到第一层和第二层中的每个层中的第二导电轨道12b、22b，第二导电轨道12b、22b例如用作低供电线(即，电流返回线)。
61.高供电线和低供电线可以被认为具有相反的极性，而不管存在的实际电压(例如，低供电线可以接地)。
62.过孔是部分埋设的过孔，其在第一层10的导电轨道处或正好在第一层10的导电轨道下面终止。以此方式，过孔64、65不延伸到照明带的底表面。因此，该底表面可以用作绝缘支撑件。
63.图4示出了用于双通道布置的最简单实施方式的电布置，该双通道布置的最简单实施方式具有交替的照明元件50、52，每个照明元件并联连接在其相关联的导电轨道对之间。在图4中示出了四个导电轨道——每个导电轨道表示来自印刷电路板的第一层和第二层的对应导电轨道的平行组合。
64.电流由电流驱动器70传输到照明元件。所传输的电流应该足以使得即使在电压沿导电轨道下降之后，仍然可以获得足以照亮最远的照明元件的驱动电流。然而，在最接近驱动器70的照明元件处的电流不应该过驱动那些最近的照明元件。
65.图5示出了组合了照明元件的串联和并联连接的一种可能的布置。
66.第一串联串s1被示出为具有属于第一通道的六个串联连接的照明元件。使用印刷电路板的第三(顶)层进行串联连接。该第三层因此限定了用于分立照明元件芯片的接触端子以及用于在串联串内的照明元件之间产生互连的轨道。例如，它们可以是每个串中的12个照明元件(示出6个以使图示更清楚)。实际上，在每个串联串中可以有任何期望的数目以达到期望的组合正向电压。
67.在串的一个端部处，具有用于连接到一个导电轨道(在第一层和第二层中的每一层中)的过孔80，并且在串的另一个端部处，具有用于连接到另一个导电轨道(在第一层和第二层中的每一层中)的过孔82。因此，串被连接在正供电源和负供电源之间。
68.下一个串联串s2再次被示出为具有属于第二通道的六个串联连接的照明元件。因此，串的端部通过相关联的过孔84、86连接到另外两个导电轨道(其形成用于第二通道的电源供应)。
69.然后重复模式，使得交替通道的串沿照明带的长度设置。
70.穿孔线40在串联串之间，使得当照明带被断开到一定长度时，串联连接不会断开。
71.每个串例如具有36v的正向电压。这对应于恒定电流驱动器的固定正向电压窗口，并且无论板通过在穿孔处断开而被调节到的长度如何，该正向电压都是相同的。
72.照明带例如具有小于20mm的宽度，例如在8mm至12mm的宽度范围中。尽管该宽度是窄的，但是本发明通过复制印刷电路板的第一层和第二层的导电轨道，使得两个(或更多个)通道能够被提供。
73.照明带可以具有大于1000mm的长度。长度例如为1210mm(4英尺)或1513mm(5英尺)或任何其它长度。减小的电阻允许电流沿照明带的长度被供应给照明元件。
74.每个照明元件例如包括led或led阵列。每个照明元件(即，每个表面安装芯片)本身可以包括单个照明元件或led的串联或并联串。可以使用其它固态照明元件。
75.每个照明元件可以被设置为被安装在印刷电路板上的单独芯片。这便于例如使用smd工艺来成本有效地制造照明带。
76.已经示出了电流驱动器，但是电压驱动也是可能的。
77.沿着照明带的长度(并且因此跨照明带的宽度)可以存在一行或多行照明元件，并且这些行可以是直的或交错的。
78.已经参照具有对应的导电轨道的两个印刷电路板层描述了本发明。该方法可以被扩展到三个或更多个层，尽管随之增加了成本并降低了灵活性。
79.因此，本发明总体上涉及具有对应且重叠的导电轨道的多个印刷电路板层的使用，以用于被设计成沿穿孔被断开的印刷电路板。然而，本发明可以应用于任何合适的已知驱动器、照明技术、电路拓扑以及照明元件沿着照明带的物理布局。
80.从对附图、公开内容和所附权利要求的研究中，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解和实现所公开实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。
81.在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的简单事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。
82.如果在权利要求或说明书中使用术语“适于”，则应注意，术语“适于”旨在等同于术语“被配置成”。
83.权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。