Led模塊和具有相應模塊的照明組件的制作方法
【專利說明】LED模塊和具有相應模塊的照明組件
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1的前序部分所述的一種LED模塊，該LED模塊由電互連的多個LED的安排以及用于這些LED的載體組成，并且涉及一種包括這種LED模塊的用于光發(fā)射的安排。
[0002]本發(fā)明的基礎是目前形成串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電路板上的LED的常規(guī)互連。在這種情況下，優(yōu)選地選擇由任意數(shù)量的LED串聯(lián)電路形成的并聯(lián)電路。具體地，在本情況下，考慮了載體電路板，這些載體電路板是平面的并且LED在其上被安排在均勻的網(wǎng)格中。目前使用這種安排以便從傳統(tǒng)的高電壓轉換器來高效地操作具有低電流需求的LED。通常，在這里的這種互連中，相同數(shù)量的LED互連于所有的并串聯(lián)電路或并串聯(lián)串中。
[0003]在為照明目的而提供并且以上文所描述的方式進行配置的LED模塊的情況下，在操作過程中，這些LED產(chǎn)生不算少的熱量并且應當高效地散發(fā)該熱量以便減小這些LED的熱負荷或者保持這些LED在設想的溫度范圍內(nèi)并因此延長其壽命。舉例來講，因此使用耦接于多個相應的散熱器的多個金屬芯電路板(如果合適的話)，通過這些散熱器可以隨后進行散熱。
[0004]然而，即使使用針對散熱的這些措施，載體并且尤其是安排在其上的這些LED的熱負荷具有變化的幅值。在通常所提供的LED在電路板上的均勻等距安排的情況下，一般而言，通過主要是細長的LED電路板的邊緣區(qū)域或者末端區(qū)域散熱要比通過中心或中間區(qū)域明顯更有效。因為這種不平衡，必須更好地冷卻來自中心區(qū)域的LED或者必須更有效地設計冷卻措施，這需要更高的支出。
[0005]相應地，本發(fā)明基于以下目標:針對電路板上的LED使熱負荷更均勻地分布而不干擾這些LED的均勻安排或者不必使在中心的冷卻更高效。
[0006]根據(jù)本發(fā)明通過在獨立權利要求中所指定的主題來實現(xiàn)此目標。在從屬權利要求中指定了本發(fā)明的具體實施例或有利發(fā)展。
[0007]因此，本發(fā)明提供了一種LED模塊，該LED模塊包括在由電互連的多個LED的多個串聯(lián)電路形成的多個并聯(lián)電路中的LED的安排以及被提供為用于這些LED的承載結構的載體或者電路板，其中，該并聯(lián)電路被選擇為使得由這些LED的操作導致的熱負荷基本上均勻地分布在載體上。
[0008]可以以各種方式來實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的LED互連的設計，該設計對在來自現(xiàn)有技術的LED模塊的情況下存在的熱負荷中的不平衡進行補償。
[0009]就這一點而言，在第一示例性實施例中，提供了 LED串聯(lián)電路或者LED串的目標非對稱并聯(lián)互連，然而，其中，盡管如此，優(yōu)選地將這些LED安排在位于電路板上的二維均勻網(wǎng)格上。此非對稱互連的特征在于，相比于在來自中心區(qū)域的串中的LED的數(shù)量，在位于載體的或者電路板的邊緣區(qū)域中的串中的LED的數(shù)量減少了。這意味著，盡管LED的安排如總體上所看到的是均勻的或者一致的，在電路板的邊緣區(qū)域中要比在電路板的中心或者中心區(qū)域中發(fā)現(xiàn)更多的串聯(lián)電路。在單獨的串中的LED的數(shù)量的差異進一步具有以下后果:在中心或者在中心區(qū)域中的LED現(xiàn)在經(jīng)受較低的電流負荷并因此產(chǎn)生較少的熱量。這考慮了以下事實:在模塊的中間或者更中心的區(qū)域中的熱量可以以較低的效率散發(fā)至周圍環(huán)境或耦接于該模塊的多個冷卻元件，從而使得最終，如總體上所看到的，存在如跨該區(qū)域所看到的明顯更均勻的熱負荷。此外，在此示例性實施例中，在電路板上的所有LED是基本上完全相同的。
[0010]然而，與第一示例性實施例相反，在第二示例性實施例中，使用了具有不同正向電壓的LED。在這種情況下，每個串聯(lián)電路或每個串具有多個LED，這些LED具有基本上完全相同的正向電壓，但是這些正向電壓在來自邊緣區(qū)域的串與來自中心區(qū)域的串之間相異，從而使得最終在模塊的中心區(qū)域中的LED再次經(jīng)受較小的電流負荷。
[0011]此外，在此示例性實施例中，每個串優(yōu)選地具有完全相同數(shù)量的LED，盡管其可能輕易地為了根據(jù)本發(fā)明的問題解決方案的目的而組合該兩個示例性實施例。在這種情況下，這些LED串隨后將不僅關于這些LED還關于LED的數(shù)量而相異。
[0012]此外，在該兩個示例性實施例中的進一步可用的效果可以存在于這些LED模塊的邊緣區(qū)域處的光通量的目標放大倍數(shù)中。具體地，在根據(jù)本發(fā)明的多個LED模塊的平坦安排結合漫射光學系統(tǒng)的情況下，這會導致在光出射表面上的照明的更高的均勻性。
[0013]以下基于多個示例性實施例并參照附圖來更詳細說明本發(fā)明，在附圖中:
[0014]圖1示出了依據(jù)第一示例性實施例的根據(jù)本發(fā)明的LED模塊的示意圖；
[0015]圖2示出了來自于圖1的耦接于散熱器的LED模塊的透視示意圖；
[0016]圖3示出了一種由LED模塊和光漫射板組成的用于光發(fā)射的安排的橫截面示意圖，以及
[0017]圖4示出了根據(jù)第二示例性實施例的LED模塊的示意圖。
[0018]圖1示出了依據(jù)第一示例性實施例的根據(jù)本發(fā)明的LED模塊I的示意圖，該LED模塊由細長的平面載體或電路板2和在其上被安排在均勻網(wǎng)格中的多個LED 3組成，所述LED通過多個導電連接4互連以形成具有十一個串聯(lián)電路6的并聯(lián)電路。在這種情況下，由各自具有九個LED 3的五個行5形成該均勻的網(wǎng)格。所有的LED 3進一步優(yōu)選地至少關于它們的正向電壓基本上完全相同，尤其優(yōu)選地關于它們所有的屬性完全相同，其中，關于正向電壓，這應當被理解為大意是互相之間的偏差如果可能的話應當小于0.1V。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在可以實施這些LED 3的互連，其方式為使得每個串聯(lián)電路6的LED 3的最大數(shù)量是在載體2上的中心或中間行中，并且這個數(shù)量越小，考慮中的行5越遠離中心或中心軸線。這在此示例性實施例中是明顯的，具體來說，借助于以下事實一一從上往下計數(shù)——第一行5具有各自有三個LED 3的三個串聯(lián)電路6、第二行5具有各自有五個和四個LED 3的兩個串聯(lián)電路6、并且同時位于最中心的第三行具有九個LED 3的一個串聯(lián)電路6。因此，直接導致的結果是，在依據(jù)此第一示例性實施例的互連的情況下，原則上，所需的串聯(lián)電路6或者LED串6的數(shù)量最終大于安排在載體2上的LED行5的數(shù)量。
[0020]為了操作LED模塊1，在所有導電連接4的公共端點7與8之間施加由操作器件(未示出)使之可供使用的電壓。由于在操作過程中為所有的串聯(lián)電路6提供相同的電壓，在載體2的邊緣區(qū)域中的串聯(lián)電路6中的這些LED 3因為每個串聯(lián)電路6其更少的數(shù)量而各自地處于增加的電壓負荷下并且因此處于增加的電流負荷下。結果，所有這些LED 3的電流負荷的主焦點被轉移至載體2的外部區(qū)域。這導致了期望的效果:現(xiàn)在，熱量生成的主焦點也被轉移至載體2的外部區(qū)域并且載體2的中心區(qū)域的熱負荷由此被減輕。
[0021]此時應當闡明的是，圖1主要用作對根據(jù)本發(fā)明的概念的基本圖解，即，使用各自具有不同數(shù)量的LED的LED串。實際上，LED的數(shù)量將以比圖1中所示出的程度更小的程度彼此偏離。就這一點而言，舉例來講，可以想到其中提供三個LED串的一個具體實施例，其中，中間串由21個LED組成并且該兩個外部串各自具有18個LED。
[0022]另外，還可以想到LED串在LED電路板的多個行上延伸以便獲得LED的均勻網(wǎng)格安排。在上述具有三個LED串的示例中，例如，可以將中間串(具有21個LED)的對應的最后的LED安排在外部行中，由此導致具有3X 19個LED的均勻的LED網(wǎng)格。盡管如此，熱量主要產(chǎn)生在橫向區(qū)域中以便能夠實現(xiàn)所尋求的均勻熱負荷的目標。
[0023]圖2說明了如何使如在圖1中所示的根據(jù)本發(fā)明的用于冷卻這種LED