專利名稱：Led照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)光二極管(LED)照明裝置領(lǐng)域，尤其涉及用于結(jié)合電傳導(dǎo)，熱消散和機(jī)械支撐的LED的裝卡系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
作為用于各種功能的光源，發(fā)光二極管(LEDs)被越來越多的使用。LEDs具有將輸入功率轉(zhuǎn)化為光能白熾照明系統(tǒng)的較高效率。與熒光燈相比，LEDs具有更長的使用壽命， 沒有明顯的閃爍和嗡嗡聲，并且可以通過減少動作電流變暗，也無需高壓電。不管其功率，LED在運行中會產(chǎn)生熱量。由于其緊湊的設(shè)計，LED照明裝置產(chǎn)生的熱量經(jīng)常集中在一個小體積中潛在大量增加了 LED的運行溫度。例如，升溫10°C將會減少硅和砷化鎵LED芯片2. 5-3個系數(shù)的壽命。因此，有效除熱對基于LED的照明系統(tǒng)是非常重要的。LEDs的緊密性，高效性，和長的使用壽命是特別需要的，也能使LED適于多種應(yīng)用。然而，LEDs的一個限制是其典型地?zé)o法維持一個適于中到大規(guī)模的照明應(yīng)用的長期亮度。盡管為LED增加電流供應(yīng)一般會提高LED發(fā)射光的亮度，但增加電流也增加了 LED的結(jié)溫，這將減少LED的效率和使用壽命。因此，一般而言，需要作為組合裝置或顯示屏復(fù)合的LEDs。再者，復(fù)合LEDs經(jīng)常需要被組裝在一起以獲得某種目標(biāo)色和照明效果。然而，設(shè)計和制造包括復(fù)合LEDs，熱消散， 對每個LED的電源供應(yīng)，和提供對此類LEDs的機(jī)械支撐及其電路板都是有挑戰(zhàn)性的。特別地，LEDs是通過一個低電源電壓運行的，典型地為2-4伏。在照明工程的應(yīng)用范圍內(nèi)，一個調(diào)節(jié)市電電源電壓(230V/120V)至低壓的鎮(zhèn)流器，通常用于每一個LED。此外，每一個LED 光源通常有一個獨立的散熱裝置系統(tǒng)。本發(fā)明提供一種針對上述問題的優(yōu)雅的設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種包括一個或多個LED芯片和一個雙件柵系統(tǒng)的照明系統(tǒng)。所述雙件柵系統(tǒng)包括一個第一柵和一個平行于第一柵的第二柵，所述第一和第二柵導(dǎo)電導(dǎo)熱，形成一個具有一個或多個LED芯片的電路來供應(yīng)電源，并且機(jī)械上足夠牢固以支撐一個或多個LED芯片。LED芯片有一個與第一柵電氣性連接的第一接頭和一個與第二柵電氣性連接的第二接頭。LED芯片與第一柵和第二柵的熱連接，以至于熱消散和電連接通過機(jī)械性連接保證。在一個實施例中，本發(fā)明的照明系統(tǒng)中，一個或多個LED芯片的第一或第二接頭包括一個能夠鉗緊第一柵或第二柵的金屬接觸翼。在一個實施例中，本發(fā)明的照明系統(tǒng)中，一個或多個LED芯片的第一或第二接頭包括磁鐵并被制成通過磁力與第一或第二柵連接。所述柵可以因此具有一個平整表面。在另一個實施例中，第一或第二柵或兩者都可以是中空的，其中還有一種冷卻液可以循環(huán)以促進(jìn)熱消散。第一或第二柵或第一和第二柵可備選地或附加地包括一個散熱片或相似結(jié)構(gòu)以增加其表面積并促進(jìn)熱消散。在一個實施例中，本發(fā)明的照明系統(tǒng)中，提供一個第一接頭和第一柵之間的電阻器；或一個第二接頭和第二柵之間的電阻器。本發(fā)明照明系統(tǒng)可以如同樣的方式與柵連接。根據(jù)用戶需要的照明，大量LED芯片可以被安裝于柵上，并且，如果需要附加電源，電源可以被安裝于LED芯片之間的柵上。在一個特別實施例中，柵為管狀，接觸翼被設(shè)計為鉗緊管形柵。供電電壓優(yōu)選維持在不超過48伏，或不超過12伏，或者不超過5伏。


圖1顯示本發(fā)明一個實施例。圖2說明了 LED芯片與連接翼的連接。圖3為圖2的分解圖顯示連接關(guān)系詳圖。圖4A和4B顯示本發(fā)明照明系統(tǒng)的另一個實施例。發(fā)明詳述本發(fā)明參考附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明一個實施例如圖1所示。LED模塊33包括一個與兩個能夠分別鉗住兩個平行接觸柵(30和31)的金屬接觸翼(1和2)電氣連接的LED芯片(18)。接觸翼被構(gòu)成夾鉗并具有一個等于或略微小于接觸柵直徑的彎曲度。柵被接觸翼以略大于180°的角度包圍，這樣，接觸翼可以被安裝于柵上。兩個翼被一個分隔組件14(見圖3)互相分隔，其被制成在電氣上絕緣，但是可熱傳導(dǎo)。平行柵既能夠?qū)嵋材軐?dǎo)電，且機(jī)械上足夠牢固以支撐鉗緊于其上的復(fù)合LED模塊33。這些柵組成本發(fā)明LED燈組件的一部分電源和散熱裝置系統(tǒng)。優(yōu)選地，這些柵由鐵或鋼制成。在一個實施例中，電源和散熱裝置系統(tǒng)柵可以是中空的形式，冷卻液在內(nèi)管空間 32和51流動并循環(huán)。電源和散熱裝置系統(tǒng)柵通過一個接頭與鎮(zhèn)流器依次相連接。圖2和3顯示更詳細(xì)的LED模塊。LED芯片通過接頭20與一個插入在兩個安裝于PCB16上的金屬板7和9之間相連的限流電阻10連接。金屬板7通過螺栓4和鏍釘帽 3連接到接觸翼1?？?7在接觸翼2中，螺栓4通過孔被插入，孔的尺寸足夠大以至于螺栓 4和接觸翼2無法接觸?？?3在分隔組件14中，且在接觸翼1中的孔11被設(shè)計為適配于靠近螺栓4上，因此能保證熱和/或電傳導(dǎo)。LED芯片和翼2的其他接頭與除沒有電阻器之外相同。換句話說，金屬板8通過螺栓5和鏍釘帽15被連接到接觸翼2。接觸翼1中有孔6，螺栓5通過孔被插入，孔的尺寸足夠大以至于螺栓5和接觸翼1無法接觸?？?2在分隔組件14中，且在接觸翼2中的孔12 被設(shè)計為適配于靠近螺栓5上，因此能保證熱和/或電傳導(dǎo)。在附圖中，孔22被顯示大于螺栓5的直徑，這也是可以接受的。
孔25在運輸基片(未標(biāo)記)上，允許LED芯片附于焊片盤沈的翼2上。來自LED芯片的熱被轉(zhuǎn)移到接觸翼上，和電源上和散熱裝置系統(tǒng)柵上。因此，LED 模塊電氣連接，熱連接，機(jī)械連接于電源上和散熱裝置系統(tǒng)柵上。在一個實施例中，電源和散熱裝置系統(tǒng)柵可以選擇地被提供散熱片以擴(kuò)大熱消散的表面積。在一個實施例中，電阻器和備選的其他電連接點與散熱裝置元件絕熱(例如，圖1 中的接觸點2)。在另一個實施例中，電源和散熱裝置系統(tǒng)柵可以是平的，備選的，可以裝備散熱片。當(dāng)保證電氣和熱連接時，LED模塊可以通過磁鐵附加于電源和散熱裝置系統(tǒng)?，F(xiàn)在結(jié)合附圖4和5(各部件編號獨立于圖1-3的編號)說明實施例，其為模塊及其各相應(yīng)組件的一個實施例的透視圖。圖4顯示被帶有接頭16，17的鏡片14包附的LED外殼15中帶有的真實LED芯片 13的模塊1。LED13，14，15通過限流電阻11，12被連接到接頭16，17。電阻通過接頭9，10 被連接到接頭另一側(cè)緣到(磁性)接觸板4。來自LED芯片13的熱通過外殼15轉(zhuǎn)移到運輸基片8，其依次被隔離并通過絕緣體5，3被連接到電接觸4，3上。一個中央柵通過扁平部分7為LED模塊1提供正確插入底板(圖幻。然后，接觸磁鐵22，21連接到LED模塊20 (圖 4中1)至接觸柵對，23。這樣，LED模塊20，30，四被熱連接，電連接和機(jī)械連接到電源和散熱裝置系統(tǒng)柵25，沈上。電源和散熱裝置系統(tǒng)柵25，沈通過接觸柵M，23電連接，熱連接。電源和散熱裝置系統(tǒng)柵25，沈還可以積極促進(jìn)通過有冷卻液循環(huán)的液冷管27，觀的冷卻。電源和散熱裝置系統(tǒng)柵25，沈依次通過接頭31，32連接到通過導(dǎo)線34被連接到主電網(wǎng)的鎮(zhèn)流器33上。電源和散熱裝置系統(tǒng)柵25，26優(yōu)選具有用于封固的安裝孔35。本發(fā)明提供一種結(jié)合熱散發(fā)裝置/冷卻系統(tǒng)，電源和封固功能的設(shè)計。運行多個 LEDs的成本被大大降低。該設(shè)計提供一種大電流傳導(dǎo)橫截面所致的低電阻；其實適宜于低壓(不高于12v，優(yōu)選4-5v的范圍)運行LEDs。用此方法，相關(guān)昂貴的鎮(zhèn)流器可以用實質(zhì)上由鎮(zhèn)流電阻器組成的無源鎮(zhèn)流器替代。本發(fā)明照明系統(tǒng)的電源電壓優(yōu)選48伏或更小，這樣?xùn)派暇筒恍枰^緣體且LED芯片可以被放置在柵的任何部位。優(yōu)選地，使用一個5伏和更低的電源，這樣LED模塊就被保護(hù)防止錯誤的極化或定位(比如，被安裝在一個相反指向)，因為LED的相反電壓典型地為 5伏或更高。這樣，用戶錯誤安裝LED芯片，LED就不會亮，但是不會由于此緣故造成損失， 且用戶僅需要將LED芯片翻轉(zhuǎn)即可。此外，通過冷卻，封固和電源的組合，可以制造對用戶友好的設(shè)計應(yīng)用；以便于構(gòu)造上使用比傳統(tǒng)設(shè)計更少的元件。此外，非專家人員可以輕松地手動替換LED模塊。本發(fā)明允許沿著柵的LED通用安裝，且用戶可以根據(jù)需要添加和刪除附加的 LEDs0本發(fā)明LED系統(tǒng)的有益效果為在5伏運行，具有的好處是價廉和可以作為鎮(zhèn)流器是食用于廣泛可得的個人計算機(jī)電源。如果需要，可以沿柵添加一個新電源保證充足的電
量供應(yīng)。上述討論的實施例通過特殊的實施例說明了確定的發(fā)明原理。如上所述，其他結(jié)構(gòu)可以其他方式應(yīng)用此原理。例如，在另一個實施例中，LED模塊可以連接?xùn)怕菟?。相?yīng)
5地，可以想象將LED芯片固定在柵及其附帶部件上會具有與上述具體實施例本質(zhì)上有差別的配置和特性。 盡管本發(fā)明結(jié)合優(yōu)選實施例和例子被公開，那些本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解本發(fā)明優(yōu)于這些公開的具體實施例擴(kuò)展成其他備選的實施例和/或本發(fā)明用途，和對本發(fā)明顯著的修改及其等同物。此外，雖然本發(fā)明大量變更已經(jīng)詳細(xì)說明，其他落入本發(fā)明范圍內(nèi)的修改基于本公開對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。相應(yīng)地，應(yīng)該理解，為了得到本發(fā)明的各種變化形式，所公開的實施例的各種特征和方面可以被另一個實施例結(jié)合或替代。因此，本發(fā)明保護(hù)范圍包括但不限于上述公開的實施例。
權(quán)利要求
1.一種LED照明系統(tǒng)，包括一個或多個LED芯片和一個雙件柵系統(tǒng)， 所述雙件柵系統(tǒng)包括一個第一柵和一個平行于第一柵的第二柵；所述第一和第二柵導(dǎo)電導(dǎo)熱，形成一個具有一個或多個LED芯片的電路來供應(yīng)電源， 并且機(jī)械上足夠牢固以支撐一個或多個LED芯片；所述LED芯片有一個與第一柵電氣性連接的第一接頭和一個與第二柵電氣性連接的第二接頭，和所述LED芯片與第一柵和第二柵的熱連接，這樣，熱消散和電連接通過機(jī)械性連接保證。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的LED照明系統(tǒng)，所述一個或多個LED芯片的第一接頭或第二接頭包括一個鉗緊第一或第二柵的金屬接觸翼，或通過磁力接觸第一或第二柵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的LED照明系統(tǒng)，所述第一或第二柵或兩者都中空，且冷卻液可以在其中循環(huán)以協(xié)助熱消散。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的LED照明系統(tǒng)，所述第一或第二柵進(jìn)一步包括一個散熱片結(jié)構(gòu)促進(jìn)熱消散。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的LED照明系統(tǒng)，所述電阻器被置于第一接頭和第一柵之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的LED照明系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個可以LED芯片同樣方式被連接于柵上的電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的LED照明系統(tǒng)，柵為管狀，且接觸翼被設(shè)計為鉗緊管形柵。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的LED照明系統(tǒng)，所述電源電壓維持在不超過48伏。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的LED照明系統(tǒng)，所述電源電壓維持在不超過12伏。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的LED照明系統(tǒng)，所述電源電壓維持在不超過5伏。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的LED照明系統(tǒng)，所述LED芯片通過一個將溫度和電壓共同帶入插塞式連接的萬向金屬繞軸旋轉(zhuǎn)裝置被支撐。
全文摘要
一種LED照明系統(tǒng)，包括一個或多個LED芯片和一個雙件柵系統(tǒng)。所述雙件柵系統(tǒng)包括一個第一柵和一個平行于第一柵的第二柵，所述第一和第二柵導(dǎo)電導(dǎo)熱，形成一個具有一個或多個LED芯片的電路來供應(yīng)電源，并且機(jī)械上足夠牢固以支撐一個或多個LED芯片。LED芯片有一個與第一柵電氣性連接的第一接頭和一個與第二柵電氣性連接的第二接頭。LED芯片與第一柵和第二柵的熱連接，這樣，熱消散和電連接通過機(jī)械性連接保證。
文檔編號F21V29/00GK102235603SQ20101016999
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者丹尼爾·慕斯里 申請人:丹尼爾·慕斯里