專利名稱：替代白熾燈的高強度led的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED燈，以及尤其涉及一種方法，用于形成LED燈的核心以及燈本身。
背景技術(shù)：
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白熾燈正被緩慢地被多種現(xiàn)代燈所替代，包括LED燈。低強度LED燈無需一大散熱器即可提供有效光線，但是隨著光度的增加，提供一實用的燈變得越來越難，這是因為需要一個大散熱器去散熱，而這不僅影響到燈的美感，而且還阻擋了一些發(fā)散光線。LED燈是自足的。驅(qū)動燈的電源以及所有的電路位于燈中。申請?zhí)?2/826,774，于2010年6月30日提交的美國專利，其揭示的內(nèi)容被包括于此作為參考，其揭示了一種替代低功率白熾燈的LED燈。它描述了一種允許光線在360°全視角范圍內(nèi)輻射并且保持白熾燈燈絲樣子的LED燈。較高強度LED燈需要熱量的散逸，通常帶有各種形式導熱材料的散熱器。然而，散熱器趨于阻擋光線并產(chǎn)生黑暗帶。因此，當仍舊散逸熱量時，以一種允許光線向四面八方輻射的方式安裝LED是必須的。在所包括的美國專利12/826，774中，由于低功率，熱量通過一多層印刷電路板及螺旋式燈座進行散逸。這對于將LED接面溫度保持在由制造商設(shè)置的最大額定值之下是足夠的。然而，增加的功率需要一個散逸熱量的外部散熱器，其無法合適地被弓I導通過印刷電路板及燈座。為了散逸在較高強度LED燈中的熱量，獨特的LED被安裝在導熱媒介上，例如鋁板，然而，將LED安裝在具有均勻公稱厚度的板上會減少發(fā)散光線的視角，從而當光線被投射在附近的表面上時產(chǎn)生一個明顯的低強度光線的帶。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對一種電燈泡或電燈，其包括一螺旋底座、安裝在所述螺旋底座中的一外部散熱器、以及自所述外部散熱器延伸的一內(nèi)部散熱器。所述內(nèi)部散熱器具有至少六個工作面。一發(fā)光源被安裝在每個工作面上。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的形式，每個工作面的發(fā)光源包含復數(shù)個發(fā)光二極管。每個刻面的發(fā)光二極管被安裝在固定于刻面的電路板上。優(yōu)選地，所述內(nèi)部散熱器是金屬，比如鋁，其可容易地將熱量從內(nèi)部散熱器傳導至外部散熱器及螺旋底座。內(nèi)部散熱器的刻面以一鏡像關(guān)系被放置在中心面的對邊上。所述刻面彼此之間以一夾角關(guān)系形成。電燈泡核心通過一種方法形成，該方法包括如下步驟形成具有至少六個工作面的散熱器，所述工作面被對等地放置于中心面的對邊上。在每個工作面上安裝一光源。優(yōu)選地，所述刻面以一鏡像關(guān)系被形成在中心面的對邊上。在將光源安裝在每個工作面上中，本發(fā)明包括如下步驟將光源放置在電路板上，并且每個電路板與各自的工作面相對應，以及然后將電路板應用在各自的工作面上。優(yōu)選地，在將電路板應用在工作面上之前，電路板彼此電連接。由可折斷的短條相互連接而成的平面陣列中形成電路板。當電路板在平面陣列中時，它們是相互電性連接的。然后，由于電路板被應用在工作面上，可折斷的短條被折斷。
本發(fā)明將在下列本發(fā)明最佳實施示例的描述中結(jié)合附圖，被更進一步揭示。圖I為本發(fā)明所包括的美國專利12/826，774所揭示的替換低功率白熾燈的LED 燈的正面視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明安裝在外部散熱器中的內(nèi)部散熱器的正面視圖；圖3為如圖2所示組合的頂部透視圖；圖4A為如圖2所示組合的側(cè)邊視圖；圖4B為如圖2所示組合的頂部平面圖；圖4C為與圖4A相似的示意圖，并且示出所安裝的LED的光束的交疊；圖4D為與圖4B相似的視圖，并且示出來自安裝的LED的光束的交疊；圖5為在印刷電路嵌板中印刷電路板的平面形成的立體圖，示出了短條將印刷電路板保持在合適的位置，并且具有所有安裝于其上的元件；圖5a為圖5的平面視圖，更好地示出了相對尺寸；圖6A為根據(jù)本發(fā)明的燈泡的立體圖；圖6B為與圖6A相似的立體圖；圖6C為與圖6A相似的正面視圖；圖6D為圖6C的側(cè)面視圖；圖7A為使用一系列降壓電阻器來限制輸入電流的驅(qū)動器的框圖；圖7B為使用一線性電流調(diào)節(jié)器來限制輸入電流的驅(qū)動器的框圖；圖8示出了可以被設(shè)置的LED電流峰值，使用圖7A的驅(qū)動器；圖9示出了可以被設(shè)置的LED電流峰值，使用圖7B的驅(qū)動器；圖10，11以及12A-12C示出了 LED燈在不同的變暗角度是如何隨著用于圖7A及7B示出的電路的正相可控硅調(diào)光器而變暗的；以及圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的電路，包括在輸入端使用電涌抑制器來限制瞬時高輸入電壓以及防止失敗。
具體實施例方式所包括申請?zhí)枮?2/826，774，于2010年6月30日提交的美國專利，其揭示了一種帶有LED裝置的A形燈，其允許光線在360°全視角范圍內(nèi)輻射并且保持了傳統(tǒng)白熾燈燈絲的樣子。那種燈的一種形式在圖I中被示為10，更進一步的細節(jié)請參照所包括的專利申請。圖2-4示出了本發(fā)明外部散熱器12及內(nèi)部散熱器14的一種形式，并在圖6中示出完全組裝的燈。外部散熱器12被連接至傳統(tǒng)的燈螺旋底座16 (圖6)，并且其自身可也是傳統(tǒng)的，因此不做進一步贅述。一絕緣體15將外部散熱器12從螺旋底座16電性分離。眾所周知，較高功率LED燈需要一個較大的電源并且為了使功能正常需要溫度散逸。通常來說，溫度散逸需要導熱材料，但是用導熱材料的缺點是其同樣會阻擋一些光線并產(chǎn)生黑暗帶。因此，內(nèi)部散熱器14簡單地是安裝在LED上的一塊導熱材料的平板，比如金屬，將導致不可接受的黑暗帶或當光線靠近一表面而被投射時導致明顯的光強度低頻帶。為了克服光強度的問題，如圖2-4，內(nèi)部散熱器14形成有六個工作面，工作面被對等地置于中心面18的對邊上。因此，工作面20，22以及24位于中心面18的一邊，而工作面26，28以及30位于中心面18的相對的一邊。內(nèi)部散熱器14同樣切去頂端的部分32及34，它們不是工作面，而是那種為了容易地適應安裝在透明玻璃圓頂罩或外殼中而沒有材料的簡單區(qū)域，以下將進一步揭示細節(jié)。如下所解釋的，每個工作面20-30包括了一個安裝在其上的光源。盡管在優(yōu)選實 施例中，光源是一系列LED，但在合適的環(huán)境下，它可以是不同的但相似的光源。工作面20-30彼此之間以一夾角關(guān)系而被形成，從而來自安裝于其上的LED的發(fā)散光線的光束會交疊并且消除任何黑暗帶。這在圖4C及4D中被示意性地描述，其中LED36被示意性地示出位于各種刻面上并且LED的光束角同樣被示出。盡管LED實際上照過了所示出的光束角，LED光束角被認為是那些光強度減少低于50%的地方。一傳統(tǒng)的白LED具有120° -150°的光束角。如圖4C及4D示出的LED光束。當工作面20-30朝向合適時，那會導致發(fā)出光束的交疊以便對觀察者來說表面上是統(tǒng)一的。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，工作面20及26以一大約150°的外角朝向中心面18工作面22，24，28及30以大約168°的外角朝向。顯然地，工作面20-30的角度可以依賴于所采用的LED的光束角而變化。圖5示出可以被用于LED36的安裝的印刷電路板的一個形式。對于每個工作面20-30來說印刷電路板是必須的，或者因此六個印刷電路板被制成能安裝在它們對應的六個工作面上的尺寸。從單一嵌板38形成印刷電路板是有益的。因此，嵌板38被劃分為在一邊上的印刷電路板40，42以及44，以及在另一邊上的印刷電路板46，48以及50。每個印刷電路板40-50依次對應于安裝于其上的工作面20-30。印刷電路板40-50被通過在各個電路板40-50與嵌板38的剩余材料之間以及各個電路板40-50它們之間連接的短條而被保持在一起。短條52可以容易地被弄斷從而將板從嵌板38上釋放出來，并用于安裝在工作面20-30上。印刷電路板40-50可以被形成為一傳統(tǒng)的風格，因此，此處不再贅述。印刷電路板40-50組裝有串聯(lián)連接的LED36以及對于驅(qū)動LED36必須的各種電子元件。這些電子元件不構(gòu)成本發(fā)明的部分，并且在圖中被示為54。為了印刷電路板40-50之間的電性連接，當印刷電路板40-50被LED36及各種電子元件54組裝時，明裝的跨接線56被安裝。在各種印刷電路板40-50之間的間隔被選擇，從而跨接線56的長度對于要安裝在各自工作面20-30上的板是足夠的。因此，間隔58，60及62被建立在印刷電路板40-50之間，如圖5a所示，從而印刷電路板40-50可以被安裝在它們各自的工作面20-30上。顯然地，間隔58-62可以變化，并且依賴于工作面20-30的角度關(guān)系而變化。印刷電路板40-50可以以一種傳統(tǒng)的風格安裝在工作面20-30上。舉例而言，印刷電路板40-50可以在一粘膠層的下面，該粘膠層被一釋放層所覆蓋。去除釋放層將允許各個印刷電路板40-50能被粘著地固定至它們各自的工作面20-30。舉例而言，六個印刷電路板40-50可以通過弄斷連接在印刷電路板處的短條52從嵌板38上分開。然后，印刷電路板50可以被應用至工作面20。將印刷電路板42及44連接至印刷電路板50的短條52可以被弄斷，并且印刷電路板44及42被應用至它們各自的工作面24及22。類似地，內(nèi)部散熱器14的對邊被覆蓋的印刷電路板所組裝。如圖6所不,一個完整的燈或電燈泡64。一透明玻璃外殼或圓頂罩66自外部散熱器12延伸并且圍繞及保護安裝在內(nèi)部散熱器14上的本發(fā)明的元件，并且給予燈64 —傳統(tǒng)白熾燈的外形。顯然地，由于LED被使用，無需在外殼66中充入特殊氣體或者抽空氣體。工作面20-30以一鏡像關(guān)系并且如上所述彼此之間以一角度關(guān)系被放置在中心面18的對邊上。盡管鏡像關(guān)系是優(yōu)選的，但顯而易見的是如果遍及360°的光線散布是不關(guān)鍵的，那么各個面之間的鏡像關(guān)系將是不需要的。 驅(qū)動LED36的驅(qū)動器是需要的。圖7A及7B中示出兩個驅(qū)動器。在這兩個驅(qū)動器中，在經(jīng)過整流器68之后，輸入電壓被用來驅(qū)動串聯(lián)組合的LED36。在圖7A中，為了限制輸入電流，電阻70被采用，并且這種電路的形式已經(jīng)在美國專利12/826，774中被討論。在圖7B中，為了取代電阻70，一線性電流調(diào)節(jié)器72被采用。這里揭示的及描述的驅(qū)動器類型便于解釋，并且顯而易見的是驅(qū)動器的其他類型同樣可以被采用。驅(qū)動器不構(gòu)成本發(fā)明的部分。電流調(diào)節(jié)器72是有益的在于使用較少的功率，并且LED電流的峰值可以被設(shè)置成不超過預定的值，這可以確保LED在由LED制造商建立的安全界限中運行。這在圖8及圖9中簡單而形象的示出。當LED電流下滑至恒定電流設(shè)置點之下，電流調(diào)節(jié)器將不再鉗制電流而將會被LED的動態(tài)電阻以及任何被添加至驅(qū)動電路中的電阻所限制。由于輸入電壓被進一步減少，LED電流將會下滑直至源電壓接近LED電壓，并且在這點上LED將會關(guān)閉。在一個類似的風格中，LED將會隨著反相或正相調(diào)光器而變暗。這些觀點在圖10，11及12A-12C中被示意性示出。僅僅為了便于解釋，調(diào)光不夠成本發(fā)明的部分。一個激增至LED燈的瞬時電壓是有害的。為了防止激增，電涌抑制器74可以被采用，如圖13所示。本發(fā)明允許通過LED燈替換白熾燈，這種替換帶有很少或沒有使用者可識別的美觀差別。如圖6所示，本發(fā)明復制了一個帶有愛迪生類型的螺旋底座16的白熾燈，其提供一種與其替換的白熾燈完全兼容的A19 LED燈。但凡未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何修改或等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電燈泡,其特征在于,包括 a.—螺旋底座； b.一外部散熱器，安裝在所述螺旋底座中； c.一內(nèi)部散熱器，自所述外部散熱器延伸，所述內(nèi)部散熱器具有至少六個工作面；以及 d.一發(fā)光源，安裝在每個所述工作面上。
2.如權(quán)利要求I所述的電燈泡，其中，所述發(fā)光源包含復數(shù)個發(fā)光二極管(LED)。
3.如權(quán)利要求2所述的電燈泡，其中，每個刻面的LED被安裝在固定于刻面的電路板上。
4.如權(quán)利要求I所述的電燈泡，其中，所述內(nèi)部散熱器是金屬。
5.如權(quán)利要求I所述的電燈泡，其中，所述刻面以一鏡像關(guān)系被放置在中心面的對邊上。
6.如權(quán)利要求5所述的電燈泡，其中，所述刻面彼此之間以一夾角關(guān)系形成。
7.一種形成電燈泡核心的方法，其特征在于，包括如下步驟 a.形成具有至少六個工作面的散熱器，所述工作面被對等地放置于中心面的對邊上；以及 b.在每個工作面上安裝一光源。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，步驟a包括將所述刻面以一鏡像關(guān)系放置在中心面的對邊上。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，步驟b包括如下步驟 i.將所述光源放置在電路板上，并且每個電路板與各自的所述工作面相對應；以及然后 .將所述電路板應用在各自的所述工作面上。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，在方法步驟i與ii之間包括將所述電路板彼此電連接的步驟。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，在方法步驟i之前，包括以由可折斷短條內(nèi)部連接的平面陣列中形成所述電路板，并且當所述電路板在所述平面陣列中時，將所述電路板電性連接的步驟。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，在方法步驟b之前折斷至少一些所述短條。
全文摘要
一種形成電燈泡核心、以及包括核心的電燈泡或燈的方法。該方法包括如下步驟形成具有至少六個工作面的散熱器，所述工作面被對等地放置于中心面的對邊上，然后在每個工作面上安裝一光源。光源被安裝在電路板上，每個電路板與各自的工作面對應。然后板被應用至各自的工作面。燈泡由螺旋底座、一個安裝在螺旋底座中的外部散熱器，以及安裝在外部散熱器中并自其延伸的電燈泡核心組成。光源包括復數(shù)個發(fā)光二極管。
文檔編號F21V23/00GK102959327SQ201180023396
公開日2013年3月6日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者卡洛·希安納, 雷蒙德·G·雅尼克, 特德洛·湯普森 申請人:波利布瑞特國際公司