CN102132082A - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发光装置(1、18、22、24、27)，具有至少一个发光机构(2)以及用于所述至少一个发光机构(2)的供电单元(10)和用于冷却所述至少一个发光机构(2)的冷却体(6)，其中，将所述至少一个发光机构(2)固定在冷却体(6)上并且通过冷却体(6)与供电单元(10)分开，以及其中，供电单元(10)具有电绝缘的罩(17、19、23、25、29)，所述电绝缘的罩至少部分地套装在供电单元(10)之上并且将所述供电单元与冷却体(6)分开。

Description

发光装置
技术领域
本发明涉及一种发光装置，该发光装置具有至少一个发光机构、用于该至少一个发光机构的供电单元和用于冷却所述至少一个发光机构的冷却体。
背景技术
在使带有发光二极管的发光体缩小时的主要问题之一是，所配属的电源的初级侧与次级侧之间必须遵守的间距。分开是必要的，因为发光二极管导电地放置在冷却体上并因此大多数情况下放置在可接触的金属体上。通常，初级侧指的是所有初级的元器件以及变压器铁芯。初级侧与次级侧的元器件之间所需的间距例如依据DIN EN 60598-1或VDE 0711-1是6.5mm(空气隙)和5mm(爬电距离)。迄今为止，这些间距大多数情况下通过初级侧与次级侧(特别是冷却体)的相应间隔而得到遵守，但这却造成比较大的结构形式。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种在初级侧与次级侧之间高度电绝缘的紧凑的发光装置。
该目的借助于一种按权利要求1所述的发光装置得以实现。优选的实施方式尤其可以由从属权利要求得知。
发光装置具有至少一个发光机构(例如气体放电灯或者发光二极管，LED)以及用于向所述至少一个发光机构供电的供电单元。发光装置此外具有用于冷却至少一个发光机构的冷却体。冷却体可以是主动冷却的或者被动冷却的冷却体。为了散热，将所述至少一个发光机构固定在冷却体上并且通过冷却体与供电单元分开。换句话说，所述至少一个发光机构和供电单元布置在至少一个冷却体区域的相反的侧上。供电单元具有电绝缘的护罩，该电绝缘的护罩将供电单元与冷却体分开。
借助于护罩，首先防止直接相对地布置(没有电绝缘或者仅带有一个的空气隙)。于是，初级侧(供电单元)与冷却体之间的最短空气隙或者爬电距离绕护罩周围分布。因为护罩具有侧壁，所以这些间隙或者距离得到延长，由此可以实现初级侧与次级侧之间的改善的电绝缘并因此满足更高的安全要求，例如参考依据DIN EN 60598-1的保护等级I至III。同时，可以按照简单的方式实现一种紧凑的结构方式，因为供电单元可以更靠近冷却体。
为了简单地实现发光机构，优选一种如下发光装置，其中，冷却体具有用于供电单元与至少一个发光机构之间的至少一个连接线路的穿通引导部。
优选一种如下发光装置，其中，护罩还具有至少一个穿通引导部，尤其是正面的穿通引导部，该穿通引导部穿过冷却体的穿通引导部地延伸。由此产生一种如下的布置，其中，连接线路在低布设开支和不易磨损的情况下，可以直接被引导至冷却体的前侧。空气隙的长度于是在很大程度上取决于护罩的穿通引导部的延伸长度。于是，与不存在护罩的情况相比，该延伸长度优选至少长出冷却体的穿通引导部的厚度。这种延伸优选是管状的。
为了简单地安装和密封，可以优选一种如下发光装置，其中，护罩可以固定地或者松动地贴靠在用于供电单元的容纳部上。贴靠面也可以相互粘接或者焊接。
为了简单地制造和实现很高的密封性，优选一种如下发光装置，其中，护罩与用于供电单元的尤其是管状的容纳部一件式连接。于是，作为材料，优选塑料，例如聚氯乙烯(PVC)，因为这种塑料可以简单地进行注塑。
特别是为了确保长的空气隙或者爬电距离，优选一种如下发光装置，其中，护罩具有封闭的形状，也就是说没有带环绕边缘的穿通引导部。于是，连接线路绕过护罩的边缘地被引导并且在护罩的外部被导向至少一个发光机构，优选通过冷却体的穿通引导部。
但是为了简单地安装也可以优选一种如下发光装置，其中，护罩至少部分地套装在供电单元上。护罩尤其可以利用敞开的侧套装在所要覆盖的物体上，并且正面地(关于安置方向)覆盖该物体且借助于(大多数情况下环绕的)侧壁也至少部分地侧向覆盖该物体。
优选一种如下发光装置，其中，供电单元具有至少一个配备有至少一个变压器的电路板，并且护罩至少部分地套装在变压器上。在印制电路板结构方式中，绝缘罩优选套装在变压器和印制电路板上，该绝缘罩通过夹紧来保持。但也可以使用无变压器的供电单元，只要这种供电单元具有初级侧和次级侧，特别是与初级侧电流隔离的次级侧。
也优选一种如下发光装置，该发光装置在供电单元与至少一个发光机构之间具有至少一个连接线路，以便向发光装置馈电。在此，连接线路可以直接与所述至少一个发光机构连接；作为选择，可以中间连接有电气元件或者电子元件，例如用于控制至少一个发光机构(特别是LED)的驱动器。
优选地，连接线路在由护罩覆盖的空间内连接到供电单元上，因为这样可以延长线路的初级侧端子与冷却体之间的空气隙和爬电距离。
优选地，护罩具有壳状的基本形状。在此可以设想不同的方案，例如具有平面或者弯曲的底部、直线或者弯曲的侧壁、圆(圆形、椭圆形等)的或者角形的，例如长方形的，俯视轮廓等等。
为了更简单地套装，护罩优选由柔韧的材料制成。护罩可以通过夹紧配合(Klemmsitz)来固定，但也可以按照其他方式如粘接、卡接等来固定。不言而喻，护罩也可以不柔韧地构成，例如由PVC制成。
为了减少易受干扰性，优选一种如下发光装置，其中，护罩装备有用于防转动的机构。
为了减少易受干扰性，还优选一种如下发光装置，其中，护罩装备有用于固定供电单元的机构。
发光机构原则上不受限制并且可以具有气体放电灯或者白炽灯。但优选一种如下发光装置，其中，发光机构具有至少一个半导体光源，如二极管激光器，但特别是发光二极管。
发光机构例如可以作为具有一个发光二极管或者多个发光二极管的LED模块存在。单个发光二极管可以各自单色或多色(例如白色)地发光。在存在多个发光二极管的情况下，这些发光二极管例如可以同颜色(单色或者多色)和/或者不同颜色地发光。因此，LED模块可以具有多个“单LEDs”(‘LED簇(LED-Cluster)’)，它们可以共同产生白色混合光，例如‘冷白光’或者‘暖白光’。为了产生白色混合光，LED簇优选包括以基本颜色红(R)、绿(G)或蓝(B)发光的发光二极管。在此，也可以由多个LED同时产生单种颜色或者多种颜色；因此，可以产生RGB、RRGB、RGGB、RGBB等组合。但颜色组合并不局限于R、G和B(以及A)。为了产生暖白色调，例如也可以存在一个或者多个琥珀色的LED‘琥珀(amber)’(A)。在具有不同颜色的LED中，这些颜色也能够以如下方式来操控，即，使LED模块在可调谐的RGB色区内发光。为了从由蓝光和黄光组成的混合光中产生白光，也可以使用设有发光材料的蓝色LED芯片，例如在表面装配技术中，例如在薄型氮化铟镓(ThInGaN)技术中。于是，一个LED模块也可以具有多个白色的单芯片，由此，可以实现光电流的简单的可量测性。单芯片和/或者模块可以装备有用于引导光束的适当的光学器件，例如菲涅耳透镜、准直光管等等。在一个触点上可以布置多个相同或者不同类型的LED模块，例如在同一基底上的多个相同类型的LED模块。代替无机发光二极管或者对无机发光二极管来说附加地，例如在InGaN、InGAlP或者AlInGaP的基础上，通常也可以使用有机LED(OLED)。作为半导体光源，例如也可以使用二极管激光器。
附图说明
下面的附图中，结合实施例对本发明进行详细说明。在此，为了更好的概览，相同或者相同作用的元件可以具有相同的附图标记。其中：
图1示出依据第一实施方式LED发光装置侧视剖面图；
图2示出依据第二实施方式LED发光装置侧视剖面图；
图3示出依据第三实施方式LED发光装置侧视剖面图；
图4示出依据第四实施方式LED发光装置侧视剖面图；
图5示出依据第五实施方式LED发光装置侧视剖面图。
具体实施方式
图1示出依据第一实施方式的LED发光装置1。该装置具有多个发光二极管2，它们与所配属的电子元器件3共同装配在印制电路板4的上侧上。电子元器件提供用于以受控制的方式给发光二极管馈电的至少一个驱动器。为了给发光二极管2和电子元器件3散热，将印制电路板4实施为金属芯印制电路板，该印制电路板利用其底侧放置在金属冷却体6的平面的置放区域5上。置放区域5在侧向上由环绕的侧壁7包围，该侧壁(置放区域5的右侧，z方向上)与置放区域5一起形成用于由LED 2所发射的光的杯形反射器。在置放区域5(关于z方向)的下面，环绕的侧壁7形成连接区域8，用于置入具有弯曲的(例如圆的或者椭圆形的)或者角形的(例如长方形的或者n角形的(n≥5))型廓的电绝缘的、至少在末端呈管状的塑料体9。塑料体9充当用于供电单元10的容纳部并且容纳供电单元10的至少一部分。供电单元10在这里具有带有固定在其上侧的变压器12的电路板11。变压器12布置在电路板11的与冷却体6的置放区域5直接对置的外部边缘上。特别是，变压器12的次级侧端子13处于该边缘的附近。在次级侧端子13上连接有连接线路14，该连接线路穿过冷却体6的置放区域5内的居中的穿通引导部15并且穿过金属芯印制电路板5内的邻接的穿通引导部16导向该金属芯印制电路板的上侧，用于电连接。
在没有其他措施的情况下，供电单元10的初级侧之间的空气隙大致相应于供电单元10到置放区域5的间距，该空气隙一直伸展到与冷却体的置放区域5对置的最外端。但是，电绝缘的护罩17如此程度地从冷却体侧的末端出发套装在供电单元10上，使得该电绝缘的护罩部分地伸展到变压器12和电路板11之上。护罩17由此将供电单元10与冷却体6分开，从而也将初级侧与次级侧彼此分开。因为护罩17具有封闭的形状，所以连接线路14必须绕过罩17地被引导。按照这种方式，无论是所需的空气隙还是爬电距离，即使在冷却体6直接处于变压器12旁边时都可以得到遵守。次级侧的构件处于带有LED 2的金属芯印制电路板4上。通过这样缩小的结构形式，尤其可以遵守与结构尺寸相关的标准。
图2示出依据第二实施方式的LED发光装置18。与依据图1的第一实施方式的区别在于，护罩19具有在底侧居中的(在逆z轴置放方向上正面的)穿通引导部(通道)20。穿通引导部20具有穿过冷却体6的穿通引导部15延伸的管状的延伸部21。连接线路14现在可以不是绕过罩，而是穿过穿通引导部20导向金属芯印制电路板4的上侧。由此可以实现侧向上(垂直于z轴)更加紧凑的结构形式。空气隙和爬电距离在这里基本上由供电单元10到穿通引导部20的间距、穿通引导部20(沿z轴)的长度和穿通引导部的开口到金属芯印制电路板4的间距来计算。
为了制造发光装置18，在将供电单元20和冷却体6组合在一起之前，可以将护罩19固定在供电单元20或者冷却体6上。
图3示出一种如下发光装置22，其中，与图2的发光装置18不同，护罩23不是套装在供电单元10上，而是利用其侧壁的外侧固定在用于供电单元10的、构成为塑料体的容纳部9上。护罩23例如可以松动地或者固定地位于管状的容纳部9内和/或者粘接或者卡接在该容纳部上。
图4示出一种如下发光装置24，其中，现在，护罩25与容纳部26一件式地实施并且因此是容纳部的一个分区，在这里是端侧的分区。具有容纳部26的护罩25例如可以通过塑料(例如PVC)的注塑来制造。正如在图2和图3的实施方式中那样，护罩区域25具有穿通引导部20(沿z轴)。这种实施方式的优点是，通过一件式的构成方式，使冷却体6相对于供电单元除了穿通引导部20外都是密封的。
图5示出一种与图4类似的发光装置27，其中，与容纳部28一件式实施的护罩29现在却具有用于固定供电装置10的印制电路板4的连接片30，其中，印制电路板4为了固定而被插入到连接片30内。
当然，本发明并不局限于所示的实施例。
因此，罩一般可以装备有防转动装置。这一点例如可以通过罩内(尤其是在侧壁的外侧上)的至少一个连接片作为嵌接件和外壳内与其配合的槽作为嵌接配对件来实现，或者反过来。但也可以是其他卡接、插接、夹紧等方式的防转动装置，例如也可以在罩与冷却体之间的相互配合下实现。
罩通常可以具有如下固定机构，该固定机构包括一个或者多个用于固定或保持供电单元的固定件。
冷却体仅需具有一个导电的表面，并且除了可以由金属制成之外例如也可以由导电的塑料或者导电的陶瓷(例如带有AlN)构建而成或者利用这些材料来涂层。
附图标记列表
1     LED发光装置
2     发光二极管
3     电子元器件
4     金属芯印制电路板
5     置放区域
6     冷却体
7     侧壁
8     连接区域
9     塑料体
10    供电单元
11    电路板
12    变压器
13    次级侧端子
14    连接线路
15    穿通引导部
16    穿通引导部
17    护罩
18    发光装置
19    护罩
20    穿通引导部
21    管状的延伸部
22    发光装置
23    护罩
24    发光装置
25    护罩
26    容纳部
27    发光装置
28    容纳部
29    护罩
30    连接片

Claims (14)

1.发光装置(1；18；22；24；27)，具有
-至少一个发光机构(2)，
-用于所述至少一个发光机构(2)的供电单元(10)以及
-用于冷却所述至少一个发光机构(2)的冷却体(6)，
其中，所述至少一个发光机构(2)固定在所述冷却体(6)上并且通过所述冷却体(6)与所述供电单元(10)分开，以及其中，所述供电单元(10)具有电绝缘的罩(17；19；23；25；29)，所述电绝缘的罩将所述供电单元(10)与所述冷却体(6)分开。
2.按权利要求1所述的发光装置(1；18；22；24；27)，其中，所述冷却体(6)具有穿通引导部(15)，用于所述供电单元(10)与所述至少一个发光机构(2)之间的至少一个连接线路(14)。
3.按权利要求2所述的发光装置(18；22；24；27)，其中，所述护罩(19；23；25；29)具有至少一个穿通引导部(20)，尤其是正面的穿通引导部(20)，其穿过所述冷却体(6)的穿通引导部(15)延伸。
4.按权利要求3所述的发光装置(22)，其中，所述护罩(23)贴靠在用于所述供电单元(10)的容纳部(9)上。
5.按权利要求3所述的发光装置(24；27)，其中，所述护罩(25；29)与用于所述供电单元(10)的容纳部(26；28)一件式连接。
6.按权利要求1或2之一所述的发光装置(1)，其中，所述护罩(17)具有封闭的形状。
7.按前述权利要求之一所述的发光装置(1；18)，其中，所述护罩(17；19)至少部分地套装在所述供电单元(10)之上。
8.按权利要求7所述的发光装置(1；18)，其中，所述供电单元(10)具有配备有变压器(12)的电路板(11)，并且所述护罩(17；19；29)至少部分地套装在所述变压器(12)上。
9.按前述权利要求之一所述的发光装置(1；18；22；24；27)，在所述供电单元(10)与所述至少一个发光机构(2)之间还具有至少一个在由所述护罩(17；19；23；25；29)覆盖的空间内连接到所述供电单元(10)上的连接线路(14)。
10.按前述权利要求之一所述的发光装置(1；18；22；24；27)，其中，所述护罩(17；19；23；25；29)具有壳状的基本形状。
11.按前述权利要求之一所述的发光装置(1；18；22；24；27)，其中，所述护罩(17；19；23；25；29)由柔韧的材料制成。
12.按前述权利要求之一所述的发光装置(1；18；22；24；27)，其中，所述护罩装备有用于防转动的机构。
13.按前述权利要求之一所述的发光装置(27)，其中，所述护罩(29)装备有用于固定所述供电单元(10)的机构(30)。
14.按前述权利要求之一所述的发光装置(1；19)，其中，所述发光机构具有至少一个发光二极管(2)。
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