Led模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種LED模塊(10)，所述LED模塊基于使用至少一個熱管(15)作為導熱元件并且同時作為用于至少一個電路板(11，13)的承載元件實現(xiàn)LED模塊(10)的明顯更緊湊且更節(jié)省空間的設計方案。根據(jù)本發(fā)明的LED模塊(10)包括至少一個LED(12)、至少一個第一電路板(11)和承載元件，在所述第一電路板上設置有至少一個LED(12)，所述承載元件構成為用于承載至少一個第一電路板(11)。在此承載元件構成為熱管裝置(18)，所述熱管裝置包括至少一個熱管(15)。
【專利說明】LED模塊

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1的前序部分所述的LED模塊。

【背景技術】
[0002]從現(xiàn)有技術中已知如下LED模塊，所述LED模塊具有在其上設置有LED的電路板和一個或多個在其上設置有用于LED的驅動電子裝置的其它的電路板。這些電路板設置在殼體中，所述殼體用作為用于電路板的固持裝置。在此殼體由具有高的熱導率的材料制成、例如由鋁制成，使得殼體同時能夠用于散熱。此外殼體向外是電絕緣的、例如通過另一個塑料殼體電絕緣。
[0003]在這類模塊中不利的是:所述模塊是相對大的，因為盡管設有散熱的鋁殼體，但是對于充分的熱耗散而言在殼體中還必須留有一定的自由空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是。提供一種LED模塊，所述LED模塊更緊湊并且更節(jié)省空間地構成。
[0005]該目的通過具有權利要求1的特征的LED模塊來實現(xiàn)。
[0006]尤其有利的設計方案在從屬權利要求中得到。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的LED模塊包括至少一個LED、至少一個在其上設置有至少一個LED的電路板和構成用于承載至少一個第一電路板的承載元件。此外承載元件構成為熱管裝置，所述熱管裝置包括至少一個熱管。
[0008]因此承載元件同時承擔散熱的功能。不同于現(xiàn)有技術，熱管的使用一方面實現(xiàn)了有效得多的散熱，因為熱管與例如鋁殼體相比具有好得多的熱導體，并且熱管的使用另一方面在熱管的設置可行性中并且在LED模塊的其余的部件中與在使用沉重的鋁殼體相比提供高得多的靈活性。由此根據(jù)本發(fā)明的LED模塊能夠節(jié)省更多空間地構成。另一個優(yōu)點在于:通過多樣的設置可行性，熱管裝置能夠直接設置在如下部位上，在所述部位上產(chǎn)生最多熱量。這也提高了散熱的效率，由此此外也可行的是，更緊湊地構成根據(jù)本發(fā)明的LED模塊，而不必擔心因部件緊湊設置而引起的過強的加熱。
[0009]在本發(fā)明的一個有利的設計方案中，LED模塊包括殼體，所述殼體由電絕緣的材料形成并且所述殼體至少部分地構成為LED模塊朝向外部的限界部。因為承載和導熱功能通過熱管裝置來承擔，所以作為殼體，電絕緣元件、例如塑料殼體是足夠的并且不再需要厚的沉重的鋁殼體，由此同樣減小了 LED模塊的大小。
[0010]此外LED模塊能夠包括基本元件，其中至少一個熱管借助于一端以熱接觸的方式設置在至少一個第一電路板上并且借助于另一端設置在LED模塊的基本元件上。特別地，基本元件是LED模塊朝向下部的、即朝向與第一電路板相對置的一側的限界部。通過第一電路板與基本元件通過至少一個熱管的熱連接，確保了朝向外部的盡可能好的熱傳輸。
[0011]在本發(fā)明的另一個設計方案變型形式中，LED模塊包括至少一個第二電路板和設置在至少一個第二電路板上的用于至少一個LED的驅動電子裝置。在此至少一個第二電路板設置在至少一個第一電路板和LED模塊的基本元件之間。此外通過熱管在至少一個第二電路板和基本元件之間產(chǎn)生熱連接并且在至少一個第二電路板和一個第一電路板之間產(chǎn)生熱連接。因此用于至少一個LED的驅動電子裝置能夠集成到LED模塊中，其中通過熱管裝置也同時確保了第二電路板和驅動電子裝置的冷卻。附加地，至少一個熱管能夠用作為用于電路板之間的電連接的引導部。
[0012]有利的是，熱管裝置能夠包括基本元件和覆蓋元件，所述基本元件和覆蓋元件與至少一個熱管一件式地構成并且其中至少一個第一電路板設置在覆蓋元件上。通過熱管裝置的在空間上延展的該結構，在散熱時、特別是從第一電路板向基本元件散熱時附加地提高了效率。
[0013]此外熱管裝置的基本元件能夠是LED模塊的基本元件或者能夠以熱接觸的方式設置在該LED模塊上。因此LED模塊的基本元件例如能夠構成為鋁板或者構成為用于熱管裝置的基本元件的面狀的鑲框?？蛇x地，基本元件作為LED模塊的限界部也能夠通過熱管裝置本身形成。在這兩種情況中確保了朝向外部的良好的散熱。
[0014]在本發(fā)明的一個設計方案變型形式中，熱管裝置的基本元件和/或覆蓋元件至少部分地構成為面狀的熱管。
[0015]在本發(fā)明的另一個設計方案可行性中，熱管裝置的基本元件和/或覆蓋元件至少部分地構成為螺旋狀的熱管。
[0016]此外，基本元件和覆蓋元件的該構成方案變型形式也可彼此組合。
[0017]此外，LED模塊能夠包括連接元件，驅動電子裝置的至少一個電子部件經(jīng)由所述連接元件與熱管裝置、特別是與其基本元件熱耦合。因此能夠完成驅動電子裝置到熱管裝置上的更好的熱連接，這實現(xiàn)了對驅動電子裝置的更好的冷卻。
[0018]在本發(fā)明的另一個有利的設計方案中，熱管裝置構成為LED模塊的殼體，其中殼體具有至少一個開口，其中第一電路板在至少一個開口上以熱接觸的方式設置在殼體上，其中至少一個第二電路板設置在殼體中并且其中殼體由電絕緣的材料包封。因此熱管裝置例如能夠直接集成到電絕緣的塑料殼體中，這同樣實現(xiàn)了 LED模塊的非常節(jié)省空間的設計方案。
[0019]此外，熱管裝置能夠構成為LED模塊的殼體的承載體。一般而言，LED模塊的殼體能夠具有固定元件，借助于所述固定元件，殼體可固定在熱管裝置上。特別地，通過該固定能夠提供作為用于電絕緣殼體的承載體的熱管裝置的功能。
[0020]此外，熱管裝置(18)能夠構成為在空間上延展的結構、特別是構成為空心柱體和/或方形地構成。優(yōu)選熱管在構成為LED模塊的殼體或者構成為電絕緣殼體的承載體的情況下杯狀地構成，即構成為具有底部的空心柱體。但是熱管裝置的延展的結構也能夠構成為不同的形狀，優(yōu)選匹配于LED模塊的形狀。特別地，一個單一的熱管也能夠構成為在空間上延展的結構。
[0021]在本發(fā)明的另一個有利的設計方案中，熱管裝置的基本元件包括底座元件，所述底座元件構成為，將LED模塊固定在底座系統(tǒng)上。優(yōu)選能夠通過將所述元件鎖定在底座系統(tǒng)中來將LED模塊與底座元件固定。因此熱管裝置也能夠同時用作為固定設備。
[0022]本發(fā)明的其它的優(yōu)點、特征和細節(jié)從下面對優(yōu)選的實施方式的描述中以及根據(jù)附圖得出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面應根據(jù)實施例詳細闡述本發(fā)明。附圖示出:
[0024]圖1根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出具有熱管的LED模塊的示意圖；
[0025]圖2a根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出具有熱管裝置的LED模塊的示意圖，所述熱管裝置具有中央地設置的熱管和基本元件以及覆蓋元件；
[0026]圖2b根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出具有LED模塊的熱管裝置的螺旋狀的熱管的基本元件和/或覆蓋元件的俯視示意圖；
[0027]圖3a根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出具有熱管裝置的LED的示意圖，所述熱管裝置具有側向設置的熱管和基本元件以及覆蓋元件；
[0028]圖3b根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出基本元件和/或覆蓋元件與LED模塊的熱管裝置的面狀的熱管的俯視示意圖；
[0029]圖4a根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出具有熱管裝置和用于熱連接驅動電子裝置的連接元件的LED模塊；
[0030]圖4b根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出LED模塊的具有面狀的熱管作為基本元件和覆蓋元件的熱管裝置的俯視示意圖；
[0031 ]圖5根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出具有集成在絕緣殼體中的熱管裝置的LED模塊的不意圖；
[0032]圖6根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出具有熱管裝置、金屬的基本元件和在側向伸展的熱管連同底座元件的LED模塊的示意圖；
[0033]圖7根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出具有熱管裝置的LED模塊的示意圖，所述熱管裝置具有側向伸展的熱管和具有固定元件的殼體；
[0034]圖8a根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出熱管裝置和殼體的俯視示意圖，所述殼體借助于固定元件固定在熱管裝置上；以及
[0035]圖Sb根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出熱管裝置和殼體的另一俯視示意圖，所述殼體借助于固定元件固定在熱管裝置上。

【具體實施方式】
[0036]圖1根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出具有熱管15的LED模塊10的示意圖。LED模塊10在此包括第一電路板11和第二電路板13，在所述第一電路板上設置有LED 12，在所述第二電路板上設置有用于LED 12的驅動電子裝置14。此外，LED模塊10朝向側部通過由電絕緣材料、例如塑料構成的絕緣殼體17限界。LED模塊10朝向下通過招基本元件16限界。作為用于電路板11、13的、尤其是用于第一電路板11的承載元件，熱管15相對中央地設置在第一電路板11和鋁基本元件16之間，使得熱量能夠從第一電路板11直接向外經(jīng)由鋁基本元件引出。為此熱管15以熱接觸的方式設置在第一電路板11和鋁基本元件16上。此外熱管15也與第二電路板13熱連接以便也能夠冷卻驅動電子裝置14。此外，LED模塊10即使在此未繪出，仍能夠包括其它的熱管，所述熱管同樣豎直地伸展并且與電路板
11、13和鋁基本元件16熱連接。
[0037]圖2a根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出具有熱管裝置18的LED模塊10的示意圖，所述熱管裝置具有中央地設置的熱管15和基本元件19以及覆蓋元件20。具有LED 12的第一電路板11在此以熱接觸的方式設置在覆蓋元件20上并且基本元件19以熱接觸的方式設置在LED模塊10的鋁基本元件16上。此外在其上設置有驅動電子裝置14的第二電路板13也能夠與中央的熱管18熱連接。此外熱管裝置18，如在所有的實施例中那樣同時構成為第一電路板11和第二電路板13的承載元件。因此通過基本元件19和覆蓋元件20的在空間上延展的結構實現(xiàn)更好的散熱，因為熱量能夠更大面積地耦合輸入到熱管中并且再次率禹合輸出。
[0038]圖2b根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出基本元件19和/或覆蓋元件20與LED模塊10的熱管裝置18的螺旋狀的熱管15的俯視示意圖。通過熱管15的螺旋狀的構成方案也能夠實現(xiàn)最佳的導熱，因為通過在空間上延展的結構實現(xiàn)更好的熱量耦合輸入和耦合輸出。熱管15在此一件式地構成、尤其是基本元件19、覆蓋元件20和連接基本元件19和覆蓋元件20的中央的熱管15 —件式地構成。
[0039]圖3a根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出具有如在圖2a中那樣的熱管裝置18的LED模塊10的示意圖，所述熱管裝置僅具有側向設置的熱管15來代替中央的熱管。該設置可行性也能夠包括其它的熱管15，例如其它的側向地或者中央地設置的熱管15。在該實施例中，熱管裝置18的基本元件19和/或覆蓋元件20如在圖3b中所示出的那樣構成。
[0040]圖3b根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出LED模塊10的熱管裝置18的基本元件19和/或覆蓋元件20的另一設計方案可行性的俯視示意圖。在此基本元件19和/或覆蓋元件19能夠構成為面狀的熱管15。在此基本元件19和覆蓋元件19也與側向的、豎直伸展的熱管15 —件式地構成。
[0041]圖4a示出具有如在圖3a中那樣的熱管裝置18的LED模塊10的示意圖。此外LED模塊具有連接元件21，驅動電子裝置14的各個部件能夠經(jīng)由所述連接元件與熱管裝置18熱耦合。優(yōu)選地，在此至少驅動電子裝置14的待耦合的部件在下側設置在第二電路板13上。因此所述部件能夠直接與熱管裝置18的基本元件19熱耦合，由此實現(xiàn)對驅動電子裝置14的尤其有效的冷卻。此外在該情況下熱管裝置18的基本元件19同時是LED模塊10的朝向下部的限界部?；驹?9和覆蓋元件20在此能夠如在圖4b中所示出的那樣構成。
[0042]圖4b示出具有面狀的熱管作為基本元件和覆蓋元件的熱管裝置的俯視示意圖。在該實例中，面狀地構成的熱管具有圓形的形狀。此外基本元件19也能夠具有底座元件22，以便能夠簡單地將LED模塊10固定在底座系統(tǒng)中。
[0043]圖5示出具有集成在絕緣殼體17中的熱管裝置18的LED模塊10的示意圖。在此外套能夠由塑料構成并且內(nèi)套能夠由金屬、優(yōu)選由銅或者鋁構成。熱管裝置18因此能夠由不同的材料組合物構成，以便一方面提供良好的熱耦合輸入面，另一方面引起電絕緣。此外熱管裝置18構成為在空間上延展的本體，如在該實例中杯狀地構成、即構成為具有底部的空心柱體。特別地，在此熱管裝置18能夠構成為殼體并且以絕緣材料來包封。在此電路板11、13也與熱管裝置熱接觸。由于熱管裝置18與例如鋁殼體相比提供從LED模塊10中明顯更好的散熱，在此LED模塊10的明顯更緊湊的設置也是可行的，而該緊湊的設置不會導致LED模塊10中的熱量聚集從而不會導致LED模塊10和其部件的過熱。
[0044]圖6根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出具有熱管裝置18、金屬的基本元件16和在側向伸展的熱管15連同底座元件22的LED模塊10的示意圖。在該實例中，熱管裝置18僅包括覆蓋元件20，在所述覆蓋元件上設置有具有LED 12的第一電路板11。LED模塊10的基本元件16在此通過金屬的基板形成以用于面狀地分布熱量，由此能夠完成更好地將熱量傳輸?shù)皆O置在下游的冷卻體24(未示出)上。此外豎直伸展的熱管15在側向上設置在覆蓋元件20上并且在基本元件16的區(qū)域中朝向外部具有底座元件22以鎖入到底座系統(tǒng)中。該底座元件能夠直接由熱管15構成。
[0045]圖7根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出具有熱管裝置18的LED模塊10的示意圖，所述熱管裝置具有在側向伸展的熱管15和帶有固定元件23的殼體17。借助于能夠與電絕緣殼體17 —件式地構成的該固定元件23，殼體17例如能夠通過夾上的方式固定在熱管裝置18上。因此熱管裝置18也能夠同時用作為用于電絕緣殼體17的承載體。此外在該實例中還示出冷卻體24，LED模塊10能夠設置在所述冷卻體上以更好地散熱。
[0046]圖8a根據(jù)本發(fā)明的一個實施例不出熱管裝置18和殼體17的俯視不意圖,所述殼體借助于固定元件23固定在熱管裝置18上。在此示出熱管裝置18的面狀地構成的且矩形的基本元件19和/或覆蓋元件20連同在側向上設置在其上的熱管15。電絕緣殼體17能夠借助于固定元件23夾緊在該側向的熱管15上。圖Sb如圖8a那樣示出熱管裝置18的俯視示意圖，所述熱管裝置僅具有圓形地并且面狀地構成的熱管15作為基本元件19和/或覆蓋元件20。
[0047]此外LED模塊10的各個部件的所有在此所描述的特征和設計方案可行性、例如基本元件19和覆蓋元件20的造型和結構以及豎直的熱管15的數(shù)量和設置、電路板11、13的設置以及在驅動電子裝置的在上側上和/或在下側上設置在所述電路板上的部件和其到熱管裝置18上的可行的熱連接等能夠彼此組合。
[0048]因此整體上提供一種LED模塊，所述LED模塊通過使用用于散熱的并且同時構成為用于模塊的電路板的承載元件的熱管裝置實現(xiàn)模塊的各個部件的設置可行性中的明顯更好的靈活性，實現(xiàn)了明顯更有效的散熱并且實現(xiàn)了這樣的LED模塊的緊湊得多并且更節(jié)省空間的設計方案。
【權利要求】
1.一種LED模塊(10),具有至少一個LED (12)、至少一個第一電路板(11)和承載兀件，在所述第一電路板上設置有至少一個所述LED (12)，所述承載元件構成為用于承載至少一個所述第一電路板(11)， 其特征在于， 所述承載元件構成為熱管裝置(18)，所述熱管裝置包括至少一個熱管(15)。
2.根據(jù)權利要求1所述的LED模塊(10)， 其特征在于， 所述LED模塊(10)包括殼體(17)，所述殼體由電絕緣材料形成并且所述殼體至少部分地構成為對所述LED模塊(10)朝向外部的限界部。
3.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的LED模塊(10)， 其特征在于， 所述LED模塊(10)包括基本元件(16，19)，其中至少一個所述熱管(15)借助于一端以熱接觸的方式設置在至少一個所述第一電路板(11)上并且借助于另一端設置在所述LED模塊(10)的所述基本元件(16,19)上。
4.根據(jù)權利要求3所述的LED模塊(10)， 其特征在于， 所述LED模塊(10)包括至少一個第二電路板(13)和設置在至少一個所述第二電路板(13)上的用于至少一個所述LED(12)的驅動電子裝置(14)，其中至少一個所述第二電路板(13)設置在至少一個所述第一電路板(11)和所述LED模塊(10)的所述基本元件(16，19)之間，其中通過所述熱管(15)在至少一個所述第二電路板(13)和所述基本元件(16，19)之間產(chǎn)生熱連接并且在至少一個所述第二電路板(13)和一個所述第一電路板(11)之間產(chǎn)生熱連接。
5.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的LED模塊(10)， 其特征在于， 所述熱管裝置(18)包括基本元件(19)和覆蓋元件(20)，所述基本元件和覆蓋元件與至少一個所述熱管(15) —件式地構成并且其中至少一個所述第一電路板(11)設置在所述覆蓋元件(20)上。
6.根據(jù)權利要求5所述的LED模塊(10)， 其特征在于， 所述熱管裝置(18)的所述基本元件(19)是所述LED模塊(10)的所述基本元件(16，19)或者以熱接觸的方式設置在所述LED模塊上。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的LED模塊(10)， 其特征在于， 所述熱管裝置(18)的所述基本元件(19)和/或所述覆蓋元件(20)至少部分地構成為面狀的熱管。
8.根據(jù)權利要求5至7中任一項所述的LED模塊(10)， 其特征在于， 所述熱管裝置(18)的所述基本元件(19)和/或所述覆蓋元件(20)至少部分地構成為螺旋狀的熱管(15)。
9.根據(jù)權利要求4至8中任一項所述的LED模塊(10)， 其特征在于， 所述LED模塊(10)包括連接元件，所述驅動電子裝置的至少一個電子部件經(jīng)由所述連接元件與所述熱管裝置、尤其是與所述熱管裝置的基本元件熱耦合。
10.根據(jù)權利要求4至9中任一項所述的LED模塊(10)， 其特征在于， 所述熱管裝置(18)構成為所述LED模塊(10)的殼體，其中所述殼體具有至少一個開口，其中所述第一電路板(11)在至少一個所述開口處以熱接觸的方式設置在所述殼體上，其中至少一個所述第二電路板(13)設置在所述殼體中并且其中所述殼體由電絕緣材料(17)包封。
11.根據(jù)權利要求2至9中任一項所述的LED模塊(10)， 其特征在于， 所述熱管裝置(18)構成為所述LED模塊(10)的所述殼體(17)的承載體。
12.根據(jù)權利要求2至11中任一項所述的LED模塊(10)， 其特征在于， 所述LED模塊(10)的所述殼體(17)具有固定元件(23)，所述殼體(27)能借助于所述固定元件固定在所述熱管裝置(18)上。
13.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的LED模塊(10)， 其特征在于， 所述熱管裝置(18)構成為在空間上延展的結構、尤其是構成為空心柱體和/或方形地構成。
14.根據(jù)權利要求5至12中任一項所述的LED模塊(10)， 其特征在于， 所述熱管裝置(18)的所述基本元件(19)包括底座元件(22)，所述底座元件構成為將所述LED模塊(10)固定在底座系統(tǒng)上。
【文檔編號】F21Y101/02GK104246366SQ201380020825
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年4月17日 優(yōu)先權日:2012年4月19日
【發(fā)明者】京特·赫策爾, 托比亞斯·施特伯 申請人:歐司朗股份有限公司