CN102224371B - 基于led的电灯泡设备 - Google Patents

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Abstract

一种LED电灯泡设备(20)，包括灯泡主体(80)、灯帽(82)和LED组件(22)。灯泡主体界定出外表面和内部。灯帽被安装至灯泡主体，组合限定电灯泡状结构(24)。LED组件包括基板(26)、多个LED(28)、变压器电路(30)和连接电路(32)。LED以及连接电路由基板支持，其中连接电路电连接LED和变压器电路。变压器电路适于改变给LED供电的输入功率。LED组件被安装至电灯泡状结构以使多个LED被沿着灯泡主体的外表面设置，其中来自LED的光线被向内引入内部并随后从内部向外引出。LED组件可以进一步包括围绕LED的散热器主体(34)。

Description

基于LED的电灯泡设备
技术领域
本发明涉及发光二极管(LED)照明设备和方法，并且更具体地涉及基于LED的普通电灯泡形式的照明解决方案。
背景技术
由于能量成本的提高，白炽灯泡的替代解决方案例如紧凑型荧光灯(CLF)和LED球泡灯正在越来越广泛地被使用。这种改变的结果之一就是不断增长的由丢弃旧灯泡造成的浪费问题。该问题具有负面的环境影响。而且，CFL具有水银和瓦斯；最终在用户更换这些灯泡时，需要符合条件的废弃。不可避免地，很多用户都会把CFL灯泡与要被粉碎的普通垃圾放在一起并影响环境。数以百万计废弃的各种更换灯泡正在日益增加并且在监测和纠正方面继续造成不断发展和难以解决的问题。
无论形式如何，常规电灯泡都包括玻璃(或者其他透明或半透明材料)罩壳和端帽或插头(用作和标准电灯插座的螺纹接口)。这些元件增加了商品成本。而且，更换的灯泡中玻璃和端帽还比较笨重。必须保护玻璃和插座避免破损，这会对包装材料的成本以及运输空间带来不利影响。因为很多供货商都来自海外，这也会由于运输成本差异而增加单位影响。笨重对于零售商店展示来说也很成问题。所有这些都增加了产品成本，进一步抑制了消费者和潜在商业客户对环境和能效做出正确选择的自然需求。
对于CFL的扭曲灯管和目前的LED环境解决方案中的非常规形状都存在审美方面的考虑。就民用消费者而言，在很多情况下都有预先存在的固定装置，它们在采用这些新提供的更换灯泡时会看起来缺乏吸引力。在很多情况下，消费者会为了保持白炽灯泡长期形状和外观的美观而回避去做在环境和财务上正确的事。
基于LED的照明提供了持续时间最长、相对时间而言成本最低以及最为环境友好的照明解决方案。但是，主要问题在于每流明的初始高成本以及光散射方法的定向实质。
考虑到上述内容，需要有针对这些问题的解决方案。理想地，解决方案可以促进期望的环境更换值。
发明内容
根据本发明原理的部分应用涉及一种LED电灯泡设备，包括灯泡主体、灯帽和LED组件。灯泡主体包括界定出外表面和开口的内部区域的壁部。灯帽被安装至灯泡主体并构成被设置用于选择性连接至电插座的表面。在这方面，灯泡主体和灯帽组合限定可以在外观上高度类似于常规的AC/爱迪生电灯泡的电灯泡状结构。LED组件包括基板、多个LED、变压器电路和连接电路。LED以及至少一部分连接电路由基板支持，其中连接电路电连接LED和变压器电路。变压器电路相应地适于改变给LED供电的输入功率(例如将输入的AC功率改变为给LED供电的DC功率)。LED组件被安装至电灯泡状结构以使多个LED被沿着灯泡主体的外表面设置，其中来自LED的光线被向内引入内部区域并随后从内部区域向外引出。在某些实施例中，LED组件进一步包括围绕LED和对应基板部分的散热器主体。在相关的实施例中，散热器主体进一步包括对应数量的支柱，其中各个支柱延伸在相应的基板引脚上。
附图说明
图1是根据本发明原理的一种LED电灯泡设备的透视图；
图2是可以和图1中的设备一起使用的柔性电路的简化透视图；
图3是可以和图1中的设备一起使用的电路的电路示意图；
图4是图1中设备的部分截面图；
图5是图1中设备的顶视图；
图6是根据本发明原理的另一种LED电灯泡设备的侧视图；
图7是图6中的一部分设备的侧视图，包括了成形加工部分；
图8是根据本发明原理的另一种LED电灯泡设备的侧视图；
图9是根据本发明原理的另一种LED电灯泡设备的透视图；
图10是可以和图9中的设备一起使用的柔性电路的透视图；
图11A是可以和图9中的设备一起使用的灯帽的透视图；
图11B是图11A中灯帽的顶视图，图10中的一部分柔性电路被安装至此；
图11C是图9中的一部分设备的截面图；
图12是根据本发明原理的另一种LED电灯泡设备的侧视图；
图13是可以和图12中的设备一起使用的柔性电路的透视图；
图14是图12中的设备安装至照明插座的截面图；
图15A是根据本发明原理的另一种LED电灯泡设备的侧视图；
图15B是图15A中的一部分设备的截面图；
图16是根据本发明原理的另一种LED电灯泡设备的侧视图；
图17A是图16中设备的顶视截面图；
图17B是图16中设备的侧视截面图；
图18A是根据本发明原理的另一种LED电灯泡设备的侧视图；
图18B是图18A中设备的顶视截面图。
具体实施方式
图1中示出了根据本发明应用的LED电灯泡设备20的一个实施例。设备20包括LED组件22(总体标记)和电灯泡状结构24。各个元件的详细介绍在下文中给出。但是通常LED组件22都被安装至电灯泡状结构24，由此得到的LED照明设备20在连接至标准电灯泡插座并由其供电时发光。LED组件22可以与电灯泡状结构24无关地被提供给终端用户(例如终端用户将LED组件22应用于现有的电灯泡)或者LED电灯泡设备20可以由生产商制造并以完整形式提供给终端用户。
在某些实施例中，LED组件22包括基板26、多个LED(例如发光二极管灯)28、变压器电路30、连接电路32(总体标记)和可选的散热器主体34。基板26可选地以有助于相对电灯泡状结构24设置元件28-32以及建立起用于给LED 28供电的电路的方式支持LED 28、变压器电路30和连接电路32。在此设置散热器主体34用于从LED 28以及可选地从变压器电路30散发热量，并且能够将LED组件22更加牢固地安装至电灯泡状结构24。
图2中提供了一种基板26、LED 28、变压器电路30和连接电路32在安装至电灯泡状结构24之前的可行结构。在某些结构中，基板26是挠性的绝缘材料，并且与连接电路32相结合用于构成现有技术中已知的柔性电路。可选地，可以将更加刚性的材料用于部分或全部基板26(例如，LED 28可以由挠性基板支持，而变压器电路30以及连接电路32部分可以被成形为刚性的印刷电路板)。无论如何，导电电路32都将LED 28与供电的变压器电路30(总体图示)电互联。
在某些实施例中，基板26提供或构成了在此支持元件28-32的各个分段，例如底座36、多个引脚38以及尾部40。引脚38以间隔开的方式从底座36伸出(也就是说，第一引脚38a与第二引脚38b间隔开，共同从底座36伸出)，并且如下所述，每一个引脚38都包含一组LED 28。尾部40从底座36伸出并且可以相对于底座36(例如沿赋予的折线42)折叠。在此提供的折线42提高了最终组装至电灯泡状结构24的简易度；但是，如果基板26最初即被成形为与电灯泡状结构24的对应形状相对应的形状，那么就不必再进行折叠。图2中用虚线示出了尾部40的预折叠状态(表示为“A”)，而折叠状态则标记为“B”。通过这种可行结构，元件28-32均被设置在基板26的公共面上，有助于快速的流水线式批量生产。例如，在某些实施例中，基板26和元件28-32可以在卷到卷的基础上制造。
底座36可以采取适于引脚38(以及由此支持的LED 28)相对于电灯泡状结构24的所需定位的各种形状和/或尺寸(图1)。在某些实施例中，底座36的长度与标准AC或爱迪生电灯泡的螺纹灯帽的周长相匹配。而且，底座36的尺寸足以用于安装选定的变压器电路30。
引脚38可以具有不同于图2中所示的各种不同尺寸和/或形状。类似地，尽管每一个引脚38都被示出为以相同的定向从底座36伸出，但是在其他的实施例中，引脚38不必同样设置(例如，引脚38中的一个或多个可以相对于底座36被设置为非垂直的角度)。而且，尽管图2将基板26示出为包括五个引脚38，但是或多或少的任意其他数量也是可行的。另外，在比较常见的情况下，每一个引脚38都包含一个LED 28的组44，其中LED 28沿着基板26的第一主表面46(相对于对应的引脚38)被彼此紧邻地设置。例如，第一引脚38a包含第一个LED 28的组44a，第二引脚38b包含第二个LED 28的组44b等。尽管图2示出的每一个组44中都包括六个LED 28，但是或多或少的任意其他数量也是可行的。而且，在每一组44中的LED 28的数量都不必相同。但是，令人惊奇地发现将LED 装置22设置为具有总数为三十个的LED 28即可提供可接受的光强度，同时足以通过常规的120伏AC电源给LED 28供电。
电力变压器电路30可以采用各种不同形式的适于将(例如120伏的)AC电能转化为适合给LED 28供电的DC电能；或者在LED 28被设置为基于AC输入功率工作时，变压器电路30可以加入被设置用于将提供的AC供电功率转化为适于给LED 28供电的AC功率规格。例如，在某些实施例中，电力变压器电路30包括正极端子垫片50、中性(或者负极)端子垫片52、电阻器54、电流控制器56和/或桥式整流器58。尽管电阻器54、电流控制器56和/或桥式整流体58(或其他功率变换芯片组)可以由基板封装，但是端子垫片50,52要在外部露出，并因此可供用于和AC电源例如标准AC照明插座电连接。更具体地，端子垫片50,52被沿着尾部40以一定的间距设置，正如以下更详细介绍的那样，并且相对于基板26的第一主表面46在外部露出。作为参考，在图2中尾部40的折叠状态(B)下，端子垫片50,52被尾部40有效地“掩盖”(以使得图2中基板26的第二主表面60在尾部40为可见)。
电力变压器电路30除了图示的那些元件以外还可以包括一个或多个电子元件并且适合用于根据AC供电功率给LED 28供电。出于这方面的考虑，图3提供了给三十个LED 28供电的电力变压器电路30的一个电路图示例。其他的相关变压器元件也是可以预见的(例如三极管)。在其他的实施例中，LED组件22可以具有更多或更少数量的LED 28。
LED 28可以采用现有技术中已知的并且通常应用于发光二极管的各种形式。LED 28可选地可以是有机发光二极管(OLED)、量子点或者作为LED的涂层或镀层用于增强由LED 28发射的光线或者甚至是作为LED 28自身的纳米晶体。LED 28可以用各种方式被成形或组装为基板26，包括标准封装、软模接合封装、允许例如非蓝宝石衬底LED的具有溅射镀膜的晶片层等。
回到图1，在某些实施例中，可选的散热器主体34(在其他实施例中可以省略)被设置用于封装和保护引脚38(并因此封装和保护对应的LED 28)以及变压器电路30。散热器主体34散发由元件28和/或30产生的热量，并且因此由适当的散热器材料(例如模制塑料、陶瓷、金属等)制成。最终，散热器主体34有助于将LED组件22安装至电灯泡状结构24。出于这方面的考虑，在某些实施例中，散热器主体34包括或者构成了灯毂60和多个支柱62。通常，灯毂60如下所述根据电灯泡状结构24中对应元件的尺寸和形状成形并围绕基板26的底座36。支柱62从灯毂60伸出，并且根据引脚38确定尺寸和形状。因此，支柱62的数量与引脚38的数量相对应，反之亦然。这样就如图1中所示，第一支柱62a对应于第一引脚38a，第二支柱62b对应于第二引脚38b等。
在某些结构中，支柱62具有的长度大于对应引脚38的长度以更加完整地包围引脚38。例如，第一支柱62a在总装之后终止于被设置为纵向超出对应引脚38a前端66的末端64。无论如何，散热器主体34的内表面68都可以是光滑的，并且可选地涂有粘合剂(或者可以加有粘性胶带)以有助于如下所述与电灯泡状结构24更加牢固地接合。相反地，散热器主体34的外表面70可以构成促进散热的翅片72。
散热器主体34可以加入增强散热和/或LED电灯泡设备20的其他性能属性的附加特征。例如，一个或多个孔(未示出)可以被成形在一个或多个支柱62内(例如在靠近灯毂60的支柱62内有一个孔并且在与灯毂60相对的支柱62的末端有第二个孔)。通过这种结构，外界空气可以由于元件的热对流而借助孔流动“通过”支柱60。进一步还可以包括小型气泵(未示出)以支持这种自然的空气流动。这些孔可以由耐湿或防潮但是可透过空气的材料(例如布料譬如Gore-Tex面料、薄膜譬如聚酯薄膜等)覆盖以阻止湿气进入支柱60内但是允许内部空气/热量逸出。可选地，孔可以被成形为穿透支柱60的成形区域以用降低湿气进入对应孔内的可能性的方式有效地“对准”孔。在其他的可选实施例中，支柱60被成形或构建为漫射光线(例如菲涅耳透镜式的模制表面)。如前所述，支柱60的光漫射结构可以包括粘性层用于组装至电灯泡状结构24和/或散热孔。
基板26(以及由此包含的对应元件28-32)可以如下所述用各种方式被组装至散热器主体34。例如，基板26可以被嵌入到散热器主体34内，散热器主体34在将基板26安装至电灯泡状结构24等步骤之后才被组装在基板26上。
LED组件22可以被用于各种不同的电灯泡状结构24。通常，电灯泡状结构24类似于“标准”或者已知的AC灯泡(例如爱迪生电灯泡)，并且包括灯泡主体80和灯帽82。灯泡主体80可以由玻璃、塑料等构成，并且包括界定出外表面86和中空的内部区域88的壁部84(在图1中总体标记)。灯泡主体80可以具有各种形状和尺寸(例如圆球形、塔形(泛光照明)、烛形等)，并且通常可以涂有光漫射材料(例如“柔和的”白光材料)。灯帽82被固定至灯泡主体80，并且可以构成螺纹外表面90用于在像现有技术中已知的那样将LED照明设备20选择性地安装至AC照明插座时与标准AC照明插座螺纹啮合。沿着这些相同的思路，灯帽82可选地由通常应用于常规电灯泡的导电材料(例如金属)构成，并且构成与中性接触表面94(总体标记)电绝缘的正极接触表面92。
通过考虑对电灯泡状结构24的上述说明，在某些结构中，电灯泡状结构24不必包括通常在常规AC/爱迪生电灯泡中发现的任何附加元件。因此，例如电灯泡状结构24并不包括灯丝，但是仍然具有典型电灯泡的外观。但是，在其他的实施例中，电灯泡状结构24即为已经存在的AC或爱迪生电灯泡，LED组件22被安装至此，并且因此可以包括灯丝(以及其他的常规电灯泡特征)。采用这些可选结构时，灯丝可以是功能性的或者也可以不是功能性的(例如LED组件22可以被安装至现有的但是非功能性的电灯泡或者被安装至现有的和功能性的电灯泡等)。
无论电灯泡状结构24的确切结构如何，LED组件22都如图所示被安装至电灯泡状结构24。引脚38沿灯泡主体80延伸，将对应的LED 28设置为紧邻或者紧靠外表面86。由此，LED 28被设置为将发出的光线引入内部区域88(也就是LED 28被设置为面向内部)。支柱62被设置在对应引脚38上方，紧邻由其携带的LED 28伸出。例如图4中清楚示出的那样，基板26的第一主表面46(至少沿图4中示出的引脚38)面对灯泡主体80的外表面86，以使LED 28被夹在基板26和灯泡主体壁部84之间。散热器主体支柱62沿基板引脚38与LED 28直接相对的第二主表面60延伸，以使得通过LED 28的工作产生的热量被传输至散热器支柱62并且(例如通过翅片72)轻易地散发。支柱62可以通过高温稳定地粘合剂和/或密封剂(总体标记在100处)被更加牢固地粘接至灯泡主体壁部84，并将基板引脚38(以及因此将LED 28)固定至图示位置。这样就通过这种结构使支柱62用于保护LED 28免受外部污染(例如灰尘)，其中LED 28被有效密封在灯泡主体壁部84和对应的支柱62之间。
正如图4中进一步反映出的那样，从引脚38伸出的基板26在灯泡主体80和灯帽82之间突出。作为参考，采用常规电灯泡制造技术，灯泡主体80构成例如通过粘合剂104(总体标记)容纳在并且粘合至灯帽82中的底部102。电绝缘的隔离片106能够可选地与LED组件22一起被包括在内以使散热器主体34与灯帽82电绝缘。无论如何，尾部40都如图所示延伸在灯泡主体80和灯帽82之间，其中中性端子垫片52被电连接至灯帽中性表面94，而正极端子垫片50被电连接至灯帽正极表面92。在此，导电的粘合剂可以被用于分别确保垫片50,52和表面92,94之间的长期电连接。最后，可选的制造商识别标记108可以被成形或者压印在灯帽82上。
图5中进一步反映了垫片50,52在灯帽82内部的设置。另外，基板26的底座36被示出为围绕灯泡主体80的底部102，将变压器电路30紧靠外表面86(图4)设置。散热器灯毂60封装底座36，并由此紧靠变压器电路30用于轻易地散发由其工作产生的热量。
参照图1和图4，在总装之后，LED电灯泡设备20可以用实际上任何终端用户都能轻易理解的方式被连接至常规的AC电灯泡插座，灯帽82被简单地拧入插座内。因为正极和中性端子垫片50,52被定位或者以其他方式电连接至灯帽82的对应正极和中性接触表面，所以随着灯帽82与AC电灯泡插座的螺纹配合，端子垫片50,52就与由电灯泡插座携带的正极和中性线路形成电连接。在给照明插座通电时，变压器电路30在某些实施例中将AC供电功率转化为DC功率，并且连接电路将DC功率传输至LED 28。作为响应，LED产生并且释放光线。在此，由LED 28释放的光线首先通过灯泡主体壁部84被向内引导并进入内部区域88；与光波性质相符地，这样引导的光线随后被从内部区域88向外引导并穿过灯泡主体壁部84以照亮LED照明设备20周围的外部环境。随后，来自LED 28的光线(通过通常加至电灯泡的漫射涂层)有效地经历双漫射过程，由此“柔化”最终传输至周围环境的光线。这种双漫射效应可以用于降低LED照明设备20的使用者感知到所生成的光线过于强烈的可能性，但是该问题对于现有的基于LED的照明设备来说则是很常见的。在某些结构中，引脚38和/或设置在每一个引脚38上的LED 28是“阶梯状”或倾斜的用于将更多光线引向灯泡主体80中部以提高由LED电灯泡设备20向周围环境发出的光线的均匀性。例如并且参照图4，附加的LED 28可以被沿着灯泡主体80紧靠灯帽82设置。这些“较低的”LED 28可以(例如通过在散热器主体34内形成的“阶梯”)向上“瞄准”灯泡主体80的中部以增强由LED电灯泡设备20发出的光照量。无论如何，散热器主体34都会释放来自LED 28和/或变压器电路30的热量以更好地确保LED电灯泡设备20长期工作。参照图1中的实施例以及下述的多个附加实施例，相对的引脚对38被设置用于将对应的LED 28定位在灯泡主体80的相对两侧。可选地，其他的设置方式也是可以预见并且可行的。
LED电灯泡设备20能够以预装形式提供给终端用户(也就是由制造商将LED组件22安装或固定至电灯泡状结构24)。通过这种方式，一些制造工艺可以包括改装现有的高速AC/爱迪生灯泡生产线以如上所述加入LED组件22(及其安装)。因为常规的AC/爱迪生灯泡中的灯丝和其他元件(除了灯泡主体80和灯帽82以外)均非必需，所以对应的生产步骤和部件可以从现有的生产线中省略以节约成本。可选地，并且如下文中更详细介绍的那样，LED组件22可以作为独立元件被提供给终端用户，此时由用户将LED组件22安装至单独提供的电灯泡状结构24(例如非功能性的电灯泡或者功能性的电灯泡)。所得的LED电灯泡设备20能够由此被轻易地构建以用于更换已有缺陷的电灯泡。在(例如由终端用户)将LED组件22安装至现有的AC/爱迪生电灯泡时，LED组件22中装有禁止灯帽82和其他元件(例如灯丝)之间电连接的各种部件。
尽管已经将可选的散热器主体34作为独立于基板26的元件进行了介绍，但是在其他的结构中，基板26也可以被设置用于提供散热和/或增强或代替散热器主体34的其他所需性质。例如并且参照图2，基板26可以被成形为包括引脚38(以及可能的其他元件例如底座36)的镜像。镜像部分可以从底座36、从相应的一个引脚38、从尾部40等处伸出，以使得在将LED 28设置或者成形在基板26上之后，镜像部分被折叠到对应的引脚38上(例如第一引脚38a的镜像部分被折叠到第一引脚38a上等)，由此将对应的引脚28封装在两个基板层之间。可选地，镜像基板部分可以首先远离基板26设置并随后再与其组装。无论如何，叠层式结构使得与每一个引脚38相关联的相对基板层用于保护封装的LED 28(免受湿气影响)。基板层中的一层或两层可以是无色的或者也可以是有色的以用于取代或者改善可选LED涂层(例如荧光体、量子点或者纳米晶体等)的变色用途和/或LED的色彩过滤。而且，覆盖层可以带有类似于透镜(例如菲涅耳透镜)的性质。底座36可以类似地被构建为包括保护电路30的基板覆盖层。这样保护的LED组件22可以和上述形式的另外在支柱62内装有散热/通气孔的散热器主体34一起使用(例如层叠的基板层可以更好地保护LED 28免受否则就会通过孔的潮气的影响)，并可选地也构成散热孔。可选的层叠形式的LED组件22能够进一步包括用于安装至电灯泡状结构24和/或散热器主体34的粘合剂层。在其他的实施例中，散热器主体34可以被省略(此时至少一个基板层被构造用于提供散热功能)。无论如何，层叠形式的LED组件22实际上都可以足够灵活地适于和灯泡状结构24相关联的任意形状。层叠式LED组件22可以缠绕在灯泡状结构24上并与其粘接，或者可以如上所述在灯帽82上方“滑动”。可选地，层叠式LED组件22可以如下所述被插入灯帽82内。而且，层叠的各层可以用作灯帽82(图4)和散热器主体34之间的电绝缘(例如可以取代不导电的隔离片106(图4))。而且，散热器主体34的一部分或者全部可以由基板26构成，或者上述的一个或多个镜像部分可以被折叠在散热器主体34相应部分的外部上方。LED组件的可选层叠形式可以轻易地被用于各种加工/组装工艺例如软模接合或卷到卷中。
图6中示出了根据本发明应用的LED电灯泡设备150的另一个实施例。LED电灯泡设备150类似于(图1中的)上述LED电灯泡设备20，并且包括LED组件152和电灯泡状结构154。LED组件152装有上述的各种元件例如LED 28和散热器主体34以及在图6的视图中隐藏的其他元件(例如上述的基板、变压器电路和连接电路)。电灯泡照明结构154也类似于上述的电灯泡照明结构24，并且包括灯泡主体80。但是，在图6的实施例中，LED组件152是包含各种元件的整体成形元件，包括了以其他方式类似于(图1中)常规AC/爱迪生电灯泡的灯帽82的元件。
具体地，并且如图7中单独示出的那样，LED组件152包括已成形部分156，其包括散热器主体34、隔离环158、灯帽160、绝缘环162和正极接触表面164。散热器主体34同样可以包括灯毂60和支柱62。隔离环158使散热器主体34与灯帽160(并且具体地与由其形成的中性接触表面)电绝缘。灯帽160相应地类似于常规的AC/爱迪生电灯泡的灯帽，成形有外部螺纹表面166。绝缘环162使灯帽160(并且具体地使中性接触表面)与正极接触表面164电绝缘。
已成形部分156可以通过单一的模制或成形方法制造，其中两个不导电插件(也就是隔离环158和绝缘环162)在注模之前就被置于对应的模具内。导电材料随后被注入模具内以围绕两个插件158,162构成三个注入口，由此构成散热器主体34、盖帽160和正极接触表面164。尽管在图6和图7中并未示出，但是LED组件152的其余部件(也就是基板以及作为柔性电路携带变压器电路和LED 28的连接电路)都(例如通过导热粘合剂)被连接至已成形部分156，其中正极端子垫片电连接至正极接触表面164，而负极端子垫片电连接至灯帽160的负极接触表面。
随后例如通过将灯泡主体80插入已成形部分156内而将灯泡主体80安装至LED组件152，得到图6中的装置。在使用期间，LED电灯泡设备150如上所述被连接至常规的AC照明插座，其中LED 28向内释放光线到灯泡主体80内造成双漫射效应。在图8中示出的LED电灯泡设备150’的相关实施例中，灯泡主体80’可以被模制或者以其他方式更为直接地组装至已成形部分156的支柱62(例如支柱62被嵌套到灯泡主体80’内)，提供更加流线型的外观。
图9中示出了LED电灯泡设备180的又一个实施例，并且还是包括LED组件182和电灯泡状结构184。LED电灯泡设备180类似于上述(图1中)的LED电灯泡设备20，其中LED组件182包括基板186(例如挠性基板)、LED 28、变压器电路30、连接电路32(未示出)以及可选的散热器主体34。电灯泡状结构184也可以类似于上述(图1中)的电灯泡状结构24，并且包括灯泡主体190和灯帽192。还是同样地，LED组件182被安装至电灯泡状结构184，其中LED 28被设置为在被供电时向内朝着灯泡主体190释放光线。但是，与先前实施例不同的是基板186被设置为沿着灯帽192的外部延伸以使终端用户能够更加轻易地组装LED电灯泡设备180。
图10中示出了处于初始状态(例如在安装至电灯泡状结构184之前的)基板186(以及LED 28的电路30,32)的一种结构。在某些实施例中，基板186和连接电路32被成形或设置为柔性电路，LED 28和变压器电路30被安装或成形于此。无论如何，基板都构成或确定了底座200、多个引脚202和尾部204。引脚202以间隔开的方式从底座200伸出，其中LED 28以上述的设定形式被设置在每一个引脚202上。尾部204远离引脚202从底座200伸出，并且相对于底座例如可以沿着添加到基板186内的一条或多条折线206相对于底座折叠。作为参考，图10以虚线(图10中的“A”)示出了尾部204的初始未折叠状态，而折叠状态则被标记为“B”。变压器电路30沿尾部204延伸，终止于正极端子垫片208和中性端子垫片210(其中垫片208,210通过不导电的基板186彼此电绝缘)。进一步可以想到变压器电路中的一个或全部部件(例如远离变压器电路中线路的芯片组)可以如图10中的212处所示被加至尾部204。
返回图9，可以在将LED组件182安装至电灯泡状结构184之前将基板186，包括由此携带的部件，用上述的任何形式安装至散热器主体34。可选地，基板186，包括由此携带的部件，可以首先被安装至电灯泡状结构184，然后再将散热器主体34安置在这样安装的基板186上。无论如何，底座200都围绕灯泡主体190(例如围绕图4中所示的引脚102延伸)，其中引脚202如图所示沿着灯泡主体190的外部向上延伸以定位LED 28。尾部204被从底座200折叠为向下延伸，并沿着灯帽192的外部延伸，其中正极端子垫片208被电连接至灯帽192的正极接触表面214，而中性端子垫片210被电连接至灯帽192的中性接触表面216(例如通过导电粘合剂)。由于基板186的挠性性质，尾部204可以轻易地适应灯帽192的表面(例如任意的外部螺纹)。不导电的环218被加到灯帽192上，并且被设置用于使灯帽192与散热器主体34电绝缘(应该理解在某些实施例中，不导电环218被成形为散热器主体34的整体构件)。通过将尾部204成形为尺寸比灯帽192的正极接触表面214的尺寸更大，在最终安装了LED组件182之后，尾部204就用于电绝缘灯帽192或使其无效，由此阻止给灯帽192(并因此给任意其他的部件例如与其连接的灯丝(未示出))送电。
尽管灯帽192可以是常规设计(例如电灯泡状结构184可以是常规的电灯泡)，但是在某些实施例中，灯帽192被构成为更容易有助于将尾部204组装至此。例如，如图11A中所示，灯帽192可以包括构成外部螺纹表面222和通道224的壳体220。如下所述，通道224被成形为支持尾部204(图10)的尺寸和形状以使其厚度不会突出到螺纹表面222以上。更具体地，并且如图11B中所示，尾部204在最终组装之后被穿过并且沿着通道224延伸。为了更好地确保由尾部204携带的中性端子垫片210在使用期间与照明插座(未示出)形成电接触，基板186可以包括与中性端子垫片210相对的材料凸起或突起226(或者凸起226可以由通道224内的灯帽192构成)。可选地，中性端子垫片210可以如上所述被电连接至灯帽192的中性接触表面。
图11C中示出了将LED组件182安装至灯帽192。如图所示，尾部204沿通道224延伸，其中正极端子垫片208被设置为紧靠灯帽192的正极接触表面(或在其上方)。可以使用粘合剂228以在正极接触表面214的区域内将尾部192粘接至灯帽192，由此确保正极接触表面214完全被基板186覆盖(并因此电绝缘)。凸起226将中性端子垫片210设置为紧邻灯帽192的螺纹表面222，并因此可供用于建立到常规照明插座线路的电连接。作为参考，图11C进一步反映出使灯帽192与散热器主体34电绝缘的不导电环218，以及基板186的底座200和尾部204之间的折线206。最后，还标注出了由散热器主体34构成的可选翅片72中的一个。
图12中根据本发明的原理示出了LED电灯泡设备250的又一个实施例，并且包括LED组件252和电灯泡状结构254。LED电灯泡设备250与上述(图9中)的LED电灯泡设备180的类似之处在于LED组件182被安装在设有电灯泡状结构254的灯帽256的外部上方，并且因此更加容易由终端用户组装，其中电灯泡状结构254可选地是现有的具有典型灯泡主体258的(功能性或非功能性的)AC/爱迪生电灯泡。但是，通过图12中的结构，LED组件252无需设置上述的可选通道224(图11A)即可被更加牢固地安装至灯帽256。
更具体地，LED组件252包括基板260、可选的散热器主体34、可选的不导电环218和可选的壳体262。基板260可以是挠性的不导电材料，并包含上述的并且在图12的视图中被隐藏的各种其他部件(例如LED 28、变压器电路30、连接电路32)。例如，图13提供了处于初始状态(例如在安装至电灯泡状结构254之前的)基板260(以及LED 28和电路30,32)的一个示例。在某些实施例中，基板260和连接电路32被成形或设置为柔性电路，LED 28和变压器电路30被安装或成形于此。无论如何，基板都构成或确定了底座270、多个引脚272和尾部274。引脚272以间隔开的方式从底座270伸出，其中LED 28以上述的设定形式被设置在每一个引脚272上。尾部274远离引脚272从底座270伸出，并终止于尾部末端276。(由于基板260的挠性性质，因此)尾部274相对于底座270可以是例如沿着添加到基板260内的一条或多条折线278可折叠的。作为参考，图13以虚线(图13中的“A”)示出了尾部274的初始未折叠状态，而折叠状态则被标记为“B”。变压器电路30沿尾部274延伸，终止于正极端子垫片280和中性端子垫片282(其中垫片280,283通过不导电的基板260彼此电绝缘)。进一步可以想到变压器电路中的一个或全部组件(例如远离变压器电路中线路的芯片组)可以如图13中的284处所示被加至尾部274。
参考图12和图14，可以在将LED组件252安装至电灯泡状结构254之前将基板260，包括由此携带的部件(在设有时)，用上述的任何形式安装至散热器主体34。作为参考，图14示出了安装至照明固定插座286的LED照明设备250，并且将电灯泡状结构254示出为包括通过粘合剂288固定至灯帽256的灯泡主体258，正如通过本发明可以想到的在某些结构中常规使用的那样。可选地，基板260，包括由此携带的部件，可以首先被安装至电灯泡状结构254，然后再将散热器主体34安置在这样安装的基板260上。无论如何，底座270都围绕灯泡主体258(例如围绕图14中所示的灯泡主体的引脚290延伸)，其中引脚272如图所示沿着灯泡主体258的外部向上延伸以定位LED 28。尾部274被从底座270折叠为向下延伸，并围绕灯帽256的外部延伸。如图14中清楚示出的那样，尾部末端276被设置为邻接灯帽256的上端292或在其上方以使尾部274有效地构成围绕256的鞍部。通过这种设置，尾部274就将正极端子垫片280设置在灯帽256的正极接触表面294，而将中性端子垫片282设置在灯帽256的中性接触表面296。由于基板260的挠性性质，尾部274可以轻易地适应灯帽256的表面(例如任意的外部螺纹)。通过将尾部274成形为尺寸比灯帽256的正极接触表面294的尺寸更大，在最终安装了LED组件252之后，尾部274就用于电绝缘灯帽256或使其无效，由此阻止给灯帽256(并因此给任意其他的部件例如与其连接的灯丝(未示出))送电。
尾部274可以用各种方式例如通过粘合剂被连接至灯帽256。在用于增强尾部274和灯帽256之间的连接以及用于更好地确保完全覆盖灯帽256的正极接触表面294的某些结构中，可以设置可选的壳体262。壳体262由不导电的材料(例如塑料)构成并且被设置用于围绕尾部274组装。例如，壳体262可以包括上下壳体部分298,300，它们组合构成(图14中清楚示出的)槽302，尾部274穿过该槽延伸。壳体部分298,300可以加入用于用户组装的卡合特征(例如，上壳体部分298构成孔，其中可以摩擦地接纳下壳体部分300设有的立柱)，或者可以被设置为整体正形的主体。无论如何，下壳体部分300都构成开口304(图14)，最终组装之后，可以在此操作正极端子垫片280用于完成如下所述的与插座286的电连接。
不导电环218(在设有时)被加到灯帽192上，并且被设置用于使灯帽256与散热器主体34电绝缘(应该理解在某些实施例中，不导电环218被成形为散热器主体34的整体构件)。在某些结构中，不导电环218进一步用于相对于电灯泡状结构固定尾部末端276。
在使用期间，LED照明设备可以如图14中所示被安装(或螺纹配装)至照明固定插座286。在完全插入时，正极端子垫片280接触(或者以其他方式电连接至)插座286的正极线路触点308，而中性端子垫片282接触(或者以其他方式电连接至)插座286的中性(或负极)线路触点310。在给插座286输送电能时，LED照明设备250运行给LED 28供电以(通过例如上述的由外而内的双漫射照明方向)照亮周围的环境。
图15A和15B中根据本发明的原理示出了LED电灯泡设备350的又一个实施例，并且通常包括LED组件352和电灯泡状结构354。LED组件352类似于以上的实施例，并且包括基板356、LED 28、可选的散热器主体358以及可选的不导电环360。基板356构成或者含有上述的连接电路(未示出)以及变压器电路362(总体标记)和LED 28。LED 装置352如下所述被安装至电灯泡状结构354，并且另外包括灯泡主体364和灯帽366。与之前的实施例不同，LED组件352部分地围绕灯泡主体364的外周设置至少一个紧密定位的LED 28的组368。
更具体地，并且具体参照图15B，基板356包括从底座372(总体标记)伸出的相对引脚370(图15B中示出了其中一个)，其中一对指状元件374(图15B中示出了其中一个)从与底座372相对的每一个引脚370伸出。指状元件374中的每一个都包含一组或一串LED 28(例如图15B中的指状元件374包括LED 28的第一组368)。在组装至灯泡主体364时(例如在其外表面376处)，每一个引脚370都沿着灯泡主体364在其相对侧(相对于图15B中的定向)向上延伸，指状元件374(在某些实施例中)相应地相对于对应引脚370以大约90度的角度延伸并因此相对于灯泡主体364沿外周设置。因此，如图15A中大致反映出的那样，(图15A中隐藏的)指状元件374接合起来以围绕灯泡主体364的外周确定几乎连续的、环形设置的(图15A中隐藏的)LED 28。返回到图15B，一个或多个附加的LED 28’可以被沿着引脚370中的一个或两个设置。
变压器电路362可以采用上述的任何形式，并且沿着基板356的尾部382包括正极和中性端子垫片378,380。在某些可选实施例中，变压器电路组件中的一个或多个可以被沿着引脚370中的一个或两个设置在如图15B中所示的384处。
参照图15A和15B，散热器主体358在设有时可以采用相对于灯泡主体364固定基板356以及由其包含部件的各种形式，并且为LED 28,28’(以及可选地为变压器电路362)提供散热。例如，散热器主体358可以包括或者构成围绕对应的一个引脚370的相对支柱386a,386b。相对的一对颈段388从每一个支柱386a,386b伸出，尺寸和形状上与相应的一个指状元件374相匹配(例如略微大一些)(应该理解在图15A的视图中，颈段388中的一个对于每一个支柱386a,386b都是可见的)。正如先前的实施例，支柱386a,386b(以及颈段388)被成形为容纳对应的基板部分356以及由其支持的任何部件(例如LED 28,28’)并提供(图15B中总体标记的)紧靠并且可以粘接至灯泡主体364外表面376的内缘390。由此，散热器主体358即可在最终组装之后用于相对于灯泡主体358封装LED 28,28’，保护LED 28,28’免受外部污染(例如灰尘)。最后，散热器主体358可以包括有助于将散热器主体358更加牢固地固定至电灯泡状结构354的支撑环392。
LED照明设备350的制造可以包括如图15B中所示沿灯帽366的内部设置尾部382。用这样的方法，尾部382就在灯帽366以及灯泡主体364的底部394之间延伸。可选地，尾部382可以像几个前述的实施例中一样被沿着灯帽366的外部设置(例如，在此终端用户将LED组件352加至电灯泡状结构354)。无论如何，正极端子垫片378都被电连接至灯帽366的正极接触表面396，而中性端子垫片380都被电连接至中性(或负极)接触表面398。散热器主体358在设有时将基板356(以及由其包含的组件例如LED 28,28’)固定至如图所示的装置；可选地，基板356可以被直接粘附至(或者以其他方式固定至)电灯泡状结构354。在散热器主体358的支撑环392是由导电材料构成的情况下，可选的不导电环360可以被装在灯帽366上以使散热器主体358和灯帽366电绝缘。
在使用期间，LED照明设备350以类似于前述实施例中的方式运行，因此输送至LED照明设备350的电力被转化为DC电力并输送至LED 28,28’。作为响应，LED 28,28’采用图15A和15B中的一种设置提供的由外而内的照明方向来释放光线。可选地，LED 28,28’可以被设置为相对于灯泡主体364直接向外释放光线。
图16中示出了LED电灯泡设备450的另一个实施例，并且同样包括LED组件452和电灯泡状结构454。LED组件452类似于前述实施例并且包括基板456、LED 28、可选的散热器主体458以及灯柱460。基板456构成或者包含有如上所述的连接电路(未示出)以及变压器电路462(总体标记)和LED 28。LED组件452如下所述被安装至电灯泡状结构454，其另外还包括灯泡主体464和灯帽466。灯柱460用作通过灯泡主体464的内部到达其顶端468的连接电路，有助于将LED 28设置为更加靠近顶端468。
如图17A中所示，基板456包括引脚470，每一个引脚都包含一组LED 28。在某些结构中，设有三个引脚470，不过任意其他的或多或少的数量也都是可以接受的。引脚470从公共底座472伸出，其中变压器电路462被包含或者成形在底座472上，并且包括适于选定形式的LED 28的变压器组件474。连接电路(未示出)被沿着基板456成形并且在LED 28和变压器电路462之间建立起电连接。
图17B中示出了随变压器电路462设置并且由底座472包含的正极和中性接触垫片476,478。电绝缘的导线480,482分别在灯柱460内部从正极和中性接触垫片476,478伸出。在此，灯柱460可以是灯泡主体464的整体成形部件，或者可以被单独成形在组装于此。无论如何，来自正极端子垫片476的导线480都被电连接至灯帽466的正极接触表面484，而来自中性端子垫片478的导线482则被电连接至灯帽466的中性(或负极)接触表面486。
除了可选地成形有灯柱460以外，灯泡主体464还包括界定出外表面490的外壁488以及灯泡顶端468处的空腔492。空腔492被成形用于支持变压器组件474，并且对灯柱460开口以允许导线480,482通过。
灯帽466可以具有上述的任意形式，并且通常被设置用于与对应的照明插座选择性接合(例如螺纹外表面、弹簧等)。作为图17B中的一种可行结构，灯帽466包括使正极和中性接触表面484,486电绝缘的绝缘环494。而且，图17B反映出粘合剂496可以常规地应用于固定灯泡主体464和灯帽466。
参照图16和17B，散热器主体458在设有时包括与引脚470相匹配的支柱498以使得在最终组装之后，支柱498中的一个像前述实施例中那样围绕相应的其中一个引脚470(以及由其携带的LED 28)。在某些实施例中，支柱498向外突出到灯泡主体464外表面490以上；可选地，灯泡主体464可以成形有槽，在其中套入支柱498。无论如何，粘合剂或者密封剂500可以被用于将支柱498的内表面502以禁止灰尘或其他污染物通过从而与包含的LED 28相接触的方式牢固地粘合和/或密封至外表面490。
图18A和18B示出了LED电灯泡设备550的另一个实施例，并且通常包括LED组件552和电灯泡状结构554。LED照明设备550类似于上述(图16中的)LED照明设备450，其中LED组件552包括基板556、LED 28、可选的散热器主体558以及灯柱560。基板556构成或者包含有如上所述的连接电路(未示出)以及变压器电路562(总体标记)和LED 28。LED组件552如下所述被安装至电灯泡状结构554，其另外还包括灯泡主体564和灯帽566。灯柱560用作通过灯泡主体564的内部到达其中间分段568的连接电路，有助于将LED 28围绕灯泡主体564的外周设置。
尽管在图18A和18B的视图中被隐藏，但是变压器电路562包括正极和中性接触垫片，绝缘导线570,572分别由此伸出。来自正极端子垫片的导线570被电连接至灯帽566的正极接触表面574，而来自中性端子垫片的导线572则被电连接至中性接触表面576。在此，导线570,572延伸穿过被以其他方式成形或者被成形在灯泡主体564内部的灯柱560。这样一来，灯柱560即可包括竖直分段576和水平分段578，它们组合限定从灯泡主体564的中间区域568到灯帽566内部的通道。
在最终组装之后，LED 28被沿着灯泡主体564的外表面574设置，定位成相对于灯泡主体564向内引导释放的光线。可选地，LED 28可以被设置为向外引导释放的光线和/或可以被组装至灯泡主体564的内部。散热器主体558在设有时至少在直接邻接LED 28的区域内围绕基板556用于(例如通过翅片580)促进散热。沿着这些相同的思路，变压器组件582中的一个或多个可以在如图所示的LED 28的区域内被安装至基板556，其中散热器主体558进一步用于为一个或多个组件582散热。
本发明中的LED电灯泡设备与现有设计方案相比提供了显著的改进。LED组件可以由制造商组装至电灯泡状结构，或者也提供了有助于由终端用户最终组装完成的实施例。而且，与部分介绍实施例相关联的LED释放光线的可选双漫射可以提高消费者的认可度。
尽管已经参照优选实施例介绍了本发明，但是本领域技术人员应该意识到其形式和细节方面可以进行改变而并不背离本发明的实质和保护范围。

Claims (21)

1.一种LED电灯泡设备，包括：
灯泡主体，具有限定外表面和开口内部区域的壁部；
灯帽，被安装至灯泡主体并构成用于选择性连接至电插座的表面，灯帽和灯泡主体组合限定电灯泡状结构；以及
LED组件，包括：
基板，
由基板支持的多个LED，
变压器电路，适于改变给所述多个LED供电的施加功率，
电连接所述多个LED和变压器电路的连接电路，连接电路至少部分地由基板支持；
其中LED组件被安装至电灯泡状结构以使所述多个LED被沿着灯泡主体的外表面设置，使得来自所述多个LED的光线被向内引入内部区域并随后从内部区域向外引出。
2.如权利要求1所述的设备，进一步包括：
组装至灯泡状结构的散热器主体，至少一部分散热器主体被设置为紧邻所述多个LED中的至少一个。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述多个LED包括沿基板的第一分段支持的第一组LED，并且进一步地其中第一组LED和第一分段被封装在散热器主体和外表面之间。
4.如权利要求3所述的设备，其中基板的第一分段限定相反的第一和第二主表面，并且进一步地其中第一组LED被沿着第一主表面设置而散热器主体则紧邻第二主表面延伸。
5.如权利要求4所述的设备，其中散热器主体包括面向基板第一分段的内表面以及与内表面相反的外表面，并且进一步地其中外表面构成多个翅片。
6.如权利要求3所述的设备，其中所述多个LED进一步包括沿空间上与第一分段分离的基板第二分段支持的第二组LED，并且进一步地其中第二组LED和第二分段被封装在散热器主体和外表面之间。
7.如权利要求2所述的设备，其中至少一部分散热器主体被设置为紧邻变压器电路。
8.如权利要求7所述的设备，其中变压器电路被安装至基板的一个分段以使得变压器电路处于电灯泡状结构和该分段之间，并且进一步地其中散热器主体相对于电灯泡状结构封装该分段。
9.如权利要求2所述的设备，其中基板被嵌入散热器主体。
10.如权利要求2所述的设备，其中散热器主体接触灯泡主体。
11.如权利要求1所述的设备，其中基板包括以间隔开的方式从底座伸出的多条引脚，每一个分段都支持一组LED。
12.如权利要求11所述的设备，其中引脚被组装至电灯泡状结构以从灯帽向与灯帽相反的灯泡主体的顶部延伸。
13.如权利要求11所述的设备，其中引脚被组装至电灯泡状结构以环绕灯泡主体延伸。
14.如权利要求1所述的设备，其中基板与连接电路相结合而构成柔性电路。
15.如权利要求1所述的设备，其中灯帽构成正极连接面和中性连接面，并且进一步地其中变压器电路包括正极端子垫片和中性端子垫片，正极端子垫片被连接至正极连接面而中性端子垫片则被连接至中性连接面。
16.如权利要求15所述的设备，其中基板在正极连接面和中性连接面上延伸以在将灯帽插入电插座之后使灯帽与电插座处提供的电力电绝缘。
17.如权利要求16所述的设备，进一步包括被设置在灯泡主体内并且电连接至正极连接面和中性连接面的灯丝。
18.如权利要求15所述的设备，其中正极端子垫片和中性端子垫片由灯帽整体成形。
19.如权利要求1所述的设备，其中基板包括封装LED的第一层和第二层。
20.一种用于安装电灯泡的LED组件，电灯泡包括灯泡主体和灯帽，灯泡主体具有外表面和内部区域，且灯帽具有用于选择性连接至常规电灯泡电插座的表面，所述LED组件包括：
构成底座的挠性基板，从底座伸出的第一引脚，在与第一引脚间隔开的位置从底座伸出的第二引脚，以及离开这些引脚从底座伸出的尾部；
由基板支持的多个LED，包括设置在第一引脚上的第一组LED和设置在第二引脚上的第二组LED；
变压器电路，由基板携带并且适于改变给LED供电的输入功率，变压器电路包括在尾部上成形的正极端子垫片和中性端子垫片；
电连接所述多个LED和变压器电路的连接电路；
其中LED组件构造为安装至电灯泡以使引脚沿灯泡主体延伸从而沿灯泡主体的外表面设置所述多个LED，并且尾部沿灯帽延伸；
其中来自所述多个LED的光线被向内引入灯泡的内部区域并随后从内部区域向外引出。
21.如权利要求20所述的LED组件，进一步包括被成形为围绕底座和引脚的散热器主体，散热器主体构造成用于安装至电灯泡。
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