CN101725856A

CN101725856A - 发光模块的安装布置以及相应的方法

Info

Publication number: CN101725856A
Application number: CN200910211386A
Authority: CN
Inventors: 弗朗切斯科·比安科; 亚历山德罗·比佐托; 乔瓦尼·希拉; 亚历山德罗·斯科尔迪诺
Original assignee: PATRA Patent Treuhand Munich
Current assignee: Osram GmbH; PATRA Patent Treuhand Munich
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: EP2182276A1; US8602595B2; CN101725856B; US20100110680A1; EP2182276A8; EP2182276B1

Abstract

本发明涉及发光模块的安装布置以及相应的方法。一种发光模块(10)，包括用于固定到安装表面(100)的底板(102)，以及承载印刷电路板(107)的反射器主体(106)，印刷电路板(107)具有一个或者更多个电光源(L)诸如大功率LED。印刷电路板(107)包括至电光源(L)的电触针。底板(102)和反射器主体(106)设置有互补耦合成形体(1024，1068；1025，1070)，用于类似卡扣式地耦合底板(102)和反射器主体(106)，其中电线(104)插入在其间，用于用电接触电线(104)的电触针(108)向光源(L)馈电。模块(10)可包括力生成成形体(1072)，以朝着底板(102)压迫印刷电路板(107)从而促进其间的热传递。

Description

发光模块的安装布置以及相应的方法

技术领域

本发明涉及发光模块的安装布置。

本发明是如下设计的：其中特别注意了本发明对于大功率LED(发光二极管)模块阵列的安装布置的可能应用。

背景技术

当使用传统排列时，实现包括LED模块阵列的电路需要通过电缆和紧固件连接多个LED模块，这基本上包括顺序方法。创建LED模块的图案因此需要将每个单独的模块设置在适当的位置并且然后通过用电缆一个接一个地连接模块来建立电连接。在阵列包括比方说数量等于n的模块的情况中，这包括n个底板放置操作，随后是n(如果并联)或者n-1(如果串联)个电连接操作，以及然后n个反射器放置操作。

发明内容

前述的传统排列遗留的未解决的基本问题是：减少用于实现多个模块的时间、尤其是关于减少花费于大功率LED模块阵列的电连接的时间，同时还保证光源的易处理模式。

本发明的目的是提供该问题的解决方案。

根据本发明，通过具有在所附的权利要求中所提出的特征的布置实现了这样的目的。

本发明也涉及相应的方法。

权利要求是在此所提供的发明公开内容的组成部分。

在此所描述的布置的一个实施例因此提供了针对LED模块的简单并且快速的耦合连接过程，同时保证所需要的电连接和热耗散。

在此所描述的布置的一个实施例用于在单个操作中提供电连接。

在此所描述的布置的一个实施例用于提供“巧妙(smart)”替换和良好处理的特征。

附图说明

现在将仅通过示例参照附图来描述本发明，其中：

-图1是在此所描述的布置的大体示意图，其中以假想线省略/示出了某些部分；

-图2和3是图1所示的实施例的某些部分的透视图；以及

-图4是沿着图1的线IV-IV的横截面视图。

具体实施方式

在以下的描述中，给出了许多具体的细节以提供对实施例的全面理解。可以不具有一个或者更多个特定细节或者以其他方法、部件、材料等来实践实施例。在其他实例中，没有示出或者详细描述众所周知的结构、材料或者操作，以避免使实施例的特点变得模糊。

在本说明书中，提及“一个实施例”或者“实施例”意思是结合实施例所描述的特定特征、结构或者特点包括在至少一个实施例中。因此，在本说明书的各处出现的短语“在一个实施例中”或者“在实施例中”不一定都指的是同一实施例。此外，可在一个或者更多个实施例中以任何适当的方式组合特定的特征、结构或者特点。

在此所提供的标题仅权是为了方便，而并未解释实施例的范围或者含义。

附图中所示出的实施例旨在降低发光源的制造中所涉及的部件的数量和工艺的成本，其中该发光源包括多个LED发光模块10。每个模块10可又包括一个或者更多个LED发光源，诸如大功率LED发光源L(见图4)。在实施例中，每个模块10可包括比方说两个到四个LED源L的阵列。

模块10(例如，参考图1，这些模块10中的三个)被安装到(任何类型的：例如灯结构的)共同支撑表面100上。

每个模块10(在下文中，模块10认为是相同的，以便将仅详细描述这些模块中的一个)经由(例如金属的、即热耗散的)底板102安装到表面100上，该底板具有固定到表面100的成形主体的形式。固定可经由如所示的螺栓102a或者通过任何其他装置来进行。

在实施例中，底板102具有大体上类似沟道的形状，其包括：

-平坦网状部分1020，其相对于表面100平放；以及

-两个侧面部分1022，其从表面100向上延伸。侧面部分1022具有用于以下要描述的模块10的部分的卡扣式配合的孔1024、1025(或者类似构造)。

经由连接器104提供各个模块10的电连接，连接器104具有例如承载例如两个导体1040的柔性(“flex”)粘合带的形式。如在图1(右上)中示意性示出的那样，可以展开这样的带104并且将其延伸穿过多个底板102，以迅速地提供相应模块的稳定的电连接。这同时也保证了所有布置在表面100上的模块10以相同的状态连接：这是通过平坦的带保证的，以使得倘若带未被扭曲，则其中的电导体维持他们的相互位置。

图1和图4的横截面视图都示出了插入在模块10的底板102和主体106(在图1中以阴影线示出了仅一个模块的主体106)之间的带104。

在所示的实施例中，带104事实上插入在底板102和由主体106所承载的(例如金属芯的、即热耗散的)印刷电路板或者PCB 107之间。

PCB 107在其上侧(即对于主体106为“内部”的侧，见图4)承载LED源L，并且在其下侧(即对于主体106为“外部”的侧，见图2)处提供触针108以接触带104中的导体1040。

在所示的实施例中，提供了两对触针108用于布置在主体106中的LED源L。在所示的实施例中，触针108具有以弹簧加载(spring-loaded)的针的形式用于通过由此朝着PCB 107推送/推送到PCT 107中而接触导体1040，其中针对布置在主体106中的两个LED源L而安装这些触针。

通过主体106的机械动作来增加PCB 107和底板102的热耦合，主体106也用作反射器，如在以下更好地详述的那样(例如，通过朝着底板102压迫PCB 107的片簧，可能挤压其间的TIM箔)。

在所示的实施例中，由PCB 107在其对置的侧上承载LED源L和针108。

如在图4的截面图中最好地意识到的那样，主体106一般为具有底部1060的桶形，底部1060提供有孔，用于安装在PCB 107上的LED源L和与其相关联的相应透镜1062。

可以在由同一申请人在同一日期提交的平行申请中找到在反射器主体106上的PCB 107、LED源L和透镜1062的安装布置的进一步细节。

反射器主体106的内表面1064被处理为反射性的(通过已知的手段，例如通过提供有反射小面)和成形的(例如通过具有至少近似抛物线或者抛物面状的形状)，以适当地将来自LED源L的光线(并且尤其是这些光线的可能逃脱透镜1062的聚焦作用的“外部”部分)导向反射器主体106的末端开口1066以从模块10投射。

反射器主体106和底板102的连接是通过类似卡扣式的配合来进行的。为此，在所示的实施例中，反射器主体106具有齿成形体，其用于配合底板102的侧面部分1022中的孔1024、1025。

在所示的示例性实施例中，这些齿成形体包括一组例如三个齿1068，用于配合在接近LED源的底板102的侧面部分1022中的三个相应孔1024。

孔1024中的齿1068的配合创建了在反射器主体106和底板102之间的一种类似铰链式的耦合。因此可以相对于底板102以类似夹具式的方式旋转反射器主体106，直至在反射器主体106的对置侧提供的齿1070以类似卡扣式的方式配合到接近带104的底板102的侧面部分1022中的相应孔1025中。

由于这种类似卡扣式的配合，可靠地将反射器主体106固定到底板102上(并且因此固定到表面100上)，同样地在PCB 107和底板102之间可靠地夹紧带104，以提供到模块10中的LED的电连接。

在所示的示例性实施例中，在反射器主体106和PCB 107之间插入一个或者更多个类似弹簧的成形体1072，以朝着底板102压迫PCB 107并且提供在其之间良好的热耦合。

在所示的示例性实施例中，这些成形体具有在LED源之间延伸的类似弧状的片簧形式。在实施例中，这些成形体可以简单地由反射器主体106的如下薄壁部分组成：这些薄壁部分在用于设置在“底”部1060中的光源L的开口之间延伸。

成形体1072通过创建朝向底板102压迫PCB 107的力F₁以及作用在底板102的侧面部分1020上的相应的反作用力F₂和F₃来创建图4所示的力系统。特别地，力F₂作用在“锁定”齿1070和相应的开口1025之间，而力F₃作用在“铰链”齿1068和相应的开口1024之间。

由于因此产生的杠杆效应，这种布置甚至在“锁定”齿1070处存在适度反作用力的情况下，也可产生在片簧1072上的相关力。事实上：

\{\begin{matrix} F_{1} - F_{2} - F_{3} = 0 \\ F_{1} \cdot a - F_{2} \cdot (a + b) = 0 &DoubleRightArrow; F_{2} = F_{1} \cdot (\frac{a}{a + b}) \end{matrix}

\{\begin{matrix} F_{1} - F_{2} - F_{3} = 0 &DoubleRightArrow; F_{1} - F_{1} \cdot (\frac{a}{a + b}) = F_{3} &DoubleRightArrow; F_{3} = F_{1} \cdot \frac{a + b - a}{a + b} = F_{1} \cdot \frac{b}{a + b} \\ F_{1} \cdot a - F_{2} \cdot (a + b) = 0 &DoubleRightArrow; F_{2} = F_{1} \cdot (\frac{a}{a + b}) \end{matrix} &DoubleRightArrow; \{\begin{matrix} F_{3} = F_{1} \cdot \frac{b}{a + b} \\ F_{2} = F_{1} \cdot \frac{a}{a + b} \end{matrix}

其中a和b分别表示片簧1072的作用点到齿1068和齿1070的距离。

事实上，随着比率“b/a”增加(即与齿1070相比，逐渐地更靠近齿1068来布置片簧1072)，越来越多地由后面的齿1068支撑反作用力，这解释了为什么可用多个齿来分配这种反作用力。

由申请人所进行的实验表明，如果用20N的力朝向底板102压迫PCB107，则实现了良好的热耦合。

在示例性情况中：a＝14mm，b＝37mm

F_{3} = 20 \cdot \frac{37}{37 + 14} = 14.5 N &DoubleRightArrow; F_{3 a} = F_{3 b} = F_{3 c} = \frac{F_{3}}{3} = \frac{14.5}{3} = 4.8 N

(单个齿力)

F_{2} = 20 \cdot \frac{14}{37 + 14} = 5.5 N

该示例性情况很大程度上与所描述的实施例一致。

在实施例中，可以通过首先在安装表面100上安装模块的底板102来将在此所描述的发光模块10的阵列安装在该表面上。

然后延伸(例如展开)电线104，以连接已经安装在安装表面100上的所述底板102。然后通过类似卡扣式地耦合反射器主体106和对应的底板102来将模块10的反射器主体106安装在底板102上，其中反射器主体106承载带有LED源的PCB 107，电线104插入在反射器主体106和对应的底板102之间。

在实施例中，电线104黏附地连接到安装表面100。

在不违背本发明的基本原则的情况下，关于仅通过示例描述的内容，细节和实施例可改变，甚至是明显改变，而不离开所附权利要求所限定的本发明的范围。

Claims

1.一种发光模块(10)，包括：

-底板(102)，其用于固定到安装表面(100)；

-反射器主体(106)，其承载具有至少一个电光源(L)的印刷电路板(107)，其中所述印刷电路板(107)包括至所述至少一个电光源(L)的电触针(108)；

-所述底板(102)和所述反射器主体(106)具有互补耦合成形体(1024，1068；1025，1070)，所述成形体用于类似卡扣式地耦合所述底板(102)和所述反射器主体(106)，其中插入在所述底板(102)和所述反射器主体(106)之间的电线(104)用于用电接触所述电线(104)的电触针(108)向所述至少一个电光源(L)馈电。

2.根据权利要求1所述的发光模块(10)，包括至少一个力生成成形体(1072)，以朝着所述底板(102)压迫所述印刷电路板(107)。

3.根据权利要求1或者2所述的发光模块(10)，其中所述互补耦合成形体(1024，1068；1025，1070)包括：

-至少一个组类似铰链状的耦合成形体(1024，1068)，以在所述底板(102)和所述反射器主体(106)之间建立类似夹具式的耦合，从而允许所述反射器主体(106)相对于所述底板(102)旋转，以及

-一组锁定成形体(1025，1070)，以将相对于所述底板(102)旋转的所述反射器主体(106)锁定到所述底板(102)。

4.根据权利要求2和3所述的发光模块(10)，其中在距所述类似铰链状的耦合成形体的组(1024，1068)的如下距离(a)处布置所述至少一个力生成成形体(1072)：所述距离(a)小于距所述锁定成形体的组(1025，1070)的距离(b)。

5.根据要求4所述的发光模块(10)，包括多组类似铰链状的耦合成形体(1024，1068)，以提供针对由所述力生成成形体(1072)产生的力的反作用力(F3)。

6.根据前述任一权利要求所述的发光模块(10)，其中所述底板(102)包括：

-平坦网状部分(1020)，以及

-两个侧面部分(1022)，其从所述网状部分(1020)沟道式地延伸，其中所述侧面部分(1022)包括与所述反射器主体(106)的互补耦合成形体(1024，1025)的至少一部分。

7.根据权利要求6所述的发光模块(10)，其中所述侧面部分(1022)包括开口(1024，1025)，所述开口(1024，1025)包括与所述反射器主体(106)的互补耦合成形体(1024，1025)的一部分。

8.根据前述任一权利要求所述的发光模块(10)，其中所述反射器主体(106)设置有齿(1068，1070)，所述齿(1068，1070)包括与所述底板(102)的互补耦合成形体(1024)的至少一部分。

9.根据权利要求2所述的发光模块，其中所述反射器主体(106)包括至少一个类似弧状的片簧元件(1072)，以提供所述至少一个力生成成形体。

10.根据前述任一权利要求所述的发光模块，其中所述至少一个电光源(L)是LED。

11.根据前述任一权利要求所述的发光模块，所述模块具有插入在所述底板(102)和所述反射器主体(106)之间的电线(104)，所述电线具有柔性带(104)的形式。

12.根据前述任一权利要求所述的发光模块。所述模块具有插入在所述底板(102)和所述反射器主体(106)之间的电线(104)，所述电线(104)黏附地连接到所述安装表面(100)。

13.一种在安装表面(100)上安装发光模块(10)的阵列的方法，所述方法包括：

-提供多个根据权利要求1到10中的任一项所述的发光模块(10)；

-在所述安装表面(100)上安装多个发光模块(10)的底板(102)；

-延伸电线(104)以连接安装在所述安装表面(100)上的多个发光模块(10)的底板(102)；以及

-在安装在所述安装表面(100)上的多个发光模块(10)的底板(102)上安装所述多个发光模块(10)的反射器主体(106)，所述反射器主体(106)各承载具有至少一个电光源(L)的印刷电路板(107)，

其中安装所述反射器主体(106)包括类似卡扣式地耦合所述反射器主体(106)和相应的底板(102)，其中电线(104)插入在所述反射器主体(106)和相应的底板(102)之间。

14.根据权利要求13所述的方法，包括将所述电线(104)黏附地连接到所述安装表面(100)。