CN102549336B - 将发光二极管(led)模块连接于散热器组件、反光件以及电路 - Google Patents

将发光二极管(led)模块连接于散热器组件、反光件以及电路 Download PDF

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Abstract

一种发光二极管(LED)模块，该LED模块与用于从该LED模块散除热量的正面散热器和背面散热器热连通。LED模块至少与背面散热器物理地保持就位。装配环和锁定环也可用于将LED模块保持就位并且与背面散热器热连通。键销和键孔用于防止高功率LED模块与如下背面散热器一起使用：该背面散热器具有不足以满足高功率LED模块需要的散热能力。键销和键孔允许较低生热(功率)的LED模块与较高散热的散热器一起使用，而较高生热(功率)的LED模块无法与较低散热的散热器一起使用。

Description

将发光二极管(LED)模块连接于散热器组件、反光件以及电路
相关专利申请
本申请要求在2010年5月7日提交的并且题为“Systems，Methods andDevices for a Modular LED Light Engine”的美国临时专利申请系列号61/332,731以及在2009年7月21日提交的并且题为“LED Module Interfacefor a Heat Sink and a Reflector”的美国临时专利申请系列号61/227,333的优先权。为了所有目的，将这两个专利文献以参见的方式纳入本文。
技术领域
本发明涉及用于制造发光二极管(“LED”)装置的设备和方法。更确切地说，本发明涉及用于使散热器、反光件以及电连接件与LED装置模块连接起来的设备和方法。
背景技术
LED作为光源提供优于白炽灯和荧光灯的益处。这些益处包括较高的能量效率和较长的使用寿命。为了产生给定的光输出，LED比白炽灯或荧光灯消耗更少的电力，并且平均下来，LED在需要替换之前会延续更长的时间。
典型的LED输出的光亮度取决于供给LED的电流量并且取决于LED的工作温度。也就是说，由LED发出的光强度根据电流和LED温度而变化。工作温度还影响大多数LED的可用寿命。
作为将电力转换成光的副产品，LED产生热量，而如果该热量积聚起来的话会使工作温度升高，致使效率降低和过早损坏。可用于对该热量进行处理和去除的传统技术通常在性能和整体性方面受到限制。例如，LED和散热器之间的传统热界面通常通过将LED模块附连于散热器的平坦表面或者使用螺纹和装配环来实现。虽然此种传统设计可在LED模块的底部和散热器的平坦表面之间提供充分的冷却，但无法对LED模块的侧部和顶部进行冷却。
因此，为了解决本领域的这些代表性缺陷，需要一种用于管理LED的热量和光产出的改进技术，该技术使LED模块和散热器之间的接触表面增大，并且提供背侧和前侧交界面以提供热量管理。还存在对于集成系统的需求，该集成系统可在基于LED的照明装置中对热量和光进行管理。还存在对于如下技术的需求：该技术经由对流、传导和/或辐射来去除热量，同时利用合适的手段来对光进行控制。还存在对于集成系统的需求，该集成系统提供热量管理、机械支承以及光学定位和控制。存在对于紧凑照明系统的附加需求，该紧凑照明系统具有支持低成本制造的设计。解决前述需求中的一个或多个的能力会促进LED照明的接受和实施。
发明内容
根据本发明的教示，利用一种发光二极管(LED)模块来解决前述缺陷和需求，该LED模块与用于从该LED模块散除热量的正面散热器和背面散热器热连通。LED模块至少与背面散热器物理地保持就位。装配环和锁定环也可用于将LED模块保持就位并且与背面散热器热连通。键销和键孔用于防止高功率LED模块与如下背面散热器一起使用：该背面散热器具有不足以满足高功率LED模块需要的散热能力。键销和键孔允许较低生热(功率)的LED模块与较高散热的散热器一起使用，而较高生热(功率)的LED模块无法与较低散热的散热器一起使用。
根据本发明的一特定示例实施例，用于照明的设备包括：发光二极管(LED)模块，该LED模块包括：导热背面，基底，该基底在其上具有多个发光二极管以及联接于多个发光二极管的电连接件，以及至少一个第一键装置和至少一个第一定位装置；背面散热器，该背面散热器具有散热性能并且具有导热表面、至少一个第二键装置和至少一个第二定位装置，其中至少一个第一和第二键装置和至少一个第一和第二定位装置分别协配在一起，使得LED模块无法用于如下背面散热器：该背面散热器并不具有用于从该LED模块的导热背面去除热量所需的充分散热能力；装配环，其中该装配环附连于背面散热器；以及锁定环，其中该锁定环将LED模块固定于装配环，使得该LED模块位于锁定环和装配环之间，且LED模块的背面和背面散热器的表面热连通。
根据本发明的另一特定示例实施例，用于照明的设备包括：发光二极管(LED)模块，该LED模块包括：导热背面，基底，该基底在其上具有多个发光二极管以及联接于多个发光二极管的电连接件，以及渐缩侧部，这些渐缩侧部围绕导热背面的周缘延伸并且与该导热背面热连通，其中这些渐缩侧部的背面周缘大于渐缩侧部的正面周缘；背面散热器，其中该背面散热器的正面附连于LED模块的导热背面并且与该导热背面热连通；正面散热器，该正面散热器具有背面和空腔，且该空腔具有突入正面散热器的侧部，并且空腔在正面散热器中居中并且朝向正面散热器的正面敞开，其中LED模块装配到正面散热器中的空腔中，使得该LED模块的渐缩侧部与空腔的相对应渐缩侧部热连通；以及该正面散热器附连于背面散热器，其中LED模块保持在背面散热器和正面散热器之间的空腔中，并且背面散热器的正面和正面散热器的背面热连通。
根据本发明的又一特定示例实施例，用于照明的设备包括：发光二极管(LED)模块，该LED模块包括：导热背面，基底，该基底在其上具有多个发光二极管以及联接于多个发光二极管的电连接件，以及渐缩侧部，这些渐缩侧部围绕导热背面的周缘延伸并且与导热背面热连通，其中渐缩侧部的背面周缘小于渐缩侧部的正面周缘；背面散热器，其中该背面散热器的正面附连于LED模块的导热背面并且与该导热背面热连通；正面散热器，该正面散热器具有背面和空腔，且该空腔具有突入正面散热器的侧部，并且空腔在正面散热器中居中并且朝向正面散热器的正面敞开，其中LED模块装配到正面散热器中的空腔中，使得该LED模块的渐缩侧部与空腔的相对应渐缩侧部热连通；以及该正面散热器附连于背面散热器，其中LED模块在空腔中并且将正面散热器保持于背面散热器，并且背面散热器的正面和正面散热器的背面热连通。
根据本发明的又一特定示例实施例，用于照明的设备包括：发光二极管(LED)模块，该LED模块包括：导热背面，基底，该基底在其上具有多个发光二极管以及联接于多个发光二极管的电连接件，正面，渐缩第一侧部，这些渐缩第一侧部围绕导热背面的周缘延伸并且与导热背面热连通，其中渐缩第一侧部的背面周缘小于渐缩第一侧部的正面周缘，以及渐缩第二侧部，这些渐缩第二侧部围绕LED模块的正面的周缘延伸，其中渐缩第二侧部的正面周缘小于渐缩第二侧部和渐缩第一侧部相遇处的周缘；背面散热器，该背面散热器具有正面；中置散热器，该中置散热器具有正面和背面以及开口，且该开口具有突入通过中置散热器的渐缩侧部，并且开口在中置散热器中居中，其中LED模块的渐缩第一侧部装配到中置散热器的开口中，使得LED模块的渐缩第一侧部与中置散热器中开口的相对应渐缩侧部热连通；正面散热器，该正面散热器具有背面和空腔，且该空腔具有突入正面散热器的侧部，并且空腔在正面散热器中居中并且朝向正面散热器的正面敞开，其中LED模块装配到正面散热器中的空腔中，使得LED模块的渐缩第二侧部与空腔的相对应渐缩侧部热连通；以及正面散热器、中置散热器以及背面散热器附连在一起并且热连通，其中正面散热器和中置散热器将LED模块保持于背面散热器。
根据本发明的另一特定示例实施例，用于照明的设备包括：发光二极管(LED)模块，该LED模块包括：导热背面，基底，该基底在其上具有多个发光二极管以及联接于多个发光二极管的电连接件，以及渐缩侧部，这些渐缩侧部围绕导热背面的周缘延伸并且与导热背面热连通，其中渐缩侧部的背面周缘小于渐缩侧部的正面周缘；背面散热器，该背面散热器具有正面和空腔，且该空腔具有突入所述背面散热器的侧部，并且空腔在背面散热器中居中、在背面散热器的正面敞开而在该空腔远离背面散热器正面的背面处闭合，其中，LED模块装配到背面散热器中的空腔中，使得LED模块的渐缩侧部与空腔的相对应渐缩侧部热连通，且背面散热器中空腔的背面与LED模块的导热背面热连通；以及正面散热器，该正面散热器具有背面以及通过其中的开口，其中背面散热器的正面和正面散热器的背面热连通。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现参照下文结合以下简要说明附图的描述。
图1示出根据本发明一特定示例实施例的模块化LED装置的示意分解立体图，该LED装置包括散热器、装配环、具有电引线的LED光引擎模块以及锁定环；
图2示出图1所示的具有电引线的LED光引擎模块的示意立体图；
图3示出图1和2所示的具有电引线的LED光引擎模块的示意图；
图4示出根据本发明另一特定示例实施例的模块化LED装置的示意分解立体图，该LED装置包括散热器、装配环、具有集成电触件的LED光引擎模块以及锁定环；
图5示出图4所示的具有集成电触件的LED光引擎模块的示意立体图；
图6示出图4和5所示的具有集成电触件的LED光引擎模块的示意图；
图7示出图4所示的模块化LED装置的总体示意分解视图；
图8示出根据本发明特定示例实施例的高流明封装光引擎的示意平面图；
图9示出根据本发明另一特定示例实施例的中等流明封装光引擎的示意平面图；
图10示出根据本发明又一特定示例实施例的低流明封装光引擎的示意平面图；
图11示出用于图9所示的中等流明封装光引擎的插座的示意平面图；
图12示出根据本发明特定示例实施例的图1-3所示光引擎的平面图，并示出定位孔和键孔的位置关系；
图13示出根据本发明特定示例实施例的图4-6所示光引擎的平面图，并示出定位孔和键孔的位置关系以及电连接件；
图14示出根据本发明特定示例实施例的图1-13所示具有光学系统附连特征的光引擎的示意平面图；
图15示出图1和4中示出的锁定环的示意立体图；
图16示出根据本发明特定示例实施例的、完全组装成的图1-15所示LED装置的总体立体图；
图17示出根据本发明特定示例实施例的图16所示LED装置的分解视图；
图18示出根据本发明另一特定示例实施例的图16所示LED装置的分解视图；
图19示出根据本发明又一特定示例实施例的图16所示LED装置的分解视图；
图20示出根据本发明又一特定示例实施例的图16所示LED装置的分解视图；
图21是图20所示LED装置的一部分的立体图；
图22示出结合根据本发明的教示的图1-21所示LED装置使用的反光件组件的剖视图；
图23示出用于根据本发明教示的任何一种LED装置的图22所示的反光件组件的立体图；
图24示出图22和23所示反光件组件的局部分解视图；以及
图25-27示出图22和23所示反光件组件带有局部透明部的立体图。
尽管本发明可有各种改型和替换形式，但在附图中示出了本发明的诸特定实施例并在这里将对它们进行了详细描述。然而应该理解，本文对特定示例实施例的描述并不想要将本发明局限于本文所披露的特定形式，而相反的是，本发明想要涵盖由所附权利要求所限定的所有改型和等同物。
具体实施方式
现参照附图，示意地示出本发明的示例实施例的细节。相同的标号表示图中相同的构件，且由具有不同小写字母下标的相同标号表示类似的构件。
参见图1，示出根据本发明一特定示例实施例的模块化LED装置的示意分解立体图，该LED装置包括散热器、装配环、具有电引线的LED光引擎模块以及锁定环。总地由附图标记10所标识的LED装置包括背面散热器105、装配环102、LED模块120、电线106以及锁定环104。在装配环102和锁定环104于LED模块120位于它们之间的情形下组配在一起时，装配环102中的开口98和锁定环104中的开口97允许引出电线106。锁定环104将LED模块120保持在装配环102中，使得LED模块120的背面与背面散热器105的表面热连通。锁定环104允许从装配环102快速释放LED模块120，而无需专用工具或太过费力。当站在梯子之类之上对安装在高处天花板中或上的照明器具中的LED模块120进行更换时，这尤为重要。
参见图2，示出图1所示具有电引线的LED光引擎模块的示意立体图。该LED模块120包括多个发光二极管(LED)98，且这些发光二极管安装在基底96上，而该基底96具有连接于多个LED98并且连接于电线106的电连接件(未示出)。定位孔/键孔94与在散热器105的表面上的多个定位销/键销95(图1)结合使用，用以防止LED模块120的功率耗散需求与散热器105错误匹配，从而具有合适的散热率，这会在下文进行更完整地描述。
参见图3，示出图1和2所示的具有电引线的LED光引擎模块的示意图。LED模块120保持在装配环102和锁定环104之间。电线106利用电连接件92附连于LED基底96。该连接件92电连接于电线106，该电线为LED模块120并且可选地为来自该LED模块120的参数监测提供电力和控制。至少一个定位销95a和至少一个流明封装键销95b包括多个定位销/键销95。
参见图4，示出根据本发明另一特定示例实施例的模块化LED装置的示意分解立体图，该LED装置包括散热器、装配环、具有集成电触件的LED光引擎模块以及锁定环。总地由附图标记10a所标识的LED装置包括背面散热器105、装配环102a、LED模块120a、电线106a以及锁定环104。该LED模块120a具有连接件107，而该连接件107在其上具有电触件。装配环102a具有相对应的连接件108，当LED装置10a插到装配环102a中时，该连接件108电连接于连接件107。锁定环104将LED模块120a保持在装配环102a中，使得LED模块120a的背面与背面散热器105的表面热连通。锁定环104允许从装配环102a快速释放LED模块120a，而无需专用工具或太过费力。当站在梯子之类之上对安装在高处天花板中或上的照明器具中的LED模块120a进行更换时，这尤为重要。
参见图5，示出图4所示的具有集成电触件的LED光引擎模块的示意立体图。该LED模块120a包括多个发光二极管(LED)98，且这些发光二极管安装在基底96上，而基底96具有连接于多个LED98并且连接于连接件107的电连接件(未示出)。定位孔/键孔94与在散热器105中的多个定位销/键销95(图4)结合使用，用以防止LED模块120a的功率耗散需求与散热器105错误匹配，从而具有合适的散热率，这会在下文进行更完整地描述。
参见图6，示出图4和5所示的具有集成电触件的LED光引擎模块的示意图。LED模块120a保持在装配环102a和锁定环104之间。连接件107具有电触件，这些电触件提供通过LED基底96至LED98的电路。连接件107适合于电连接于装配环102a中的相对应连接件108。该连接件108电连接于电线106a，该电线为LED模块120a并且可选地为来自该LED模块120a的参数监测提供电力和控制。至少一个定位销95a和至少一个流明封装键销95b包括多个定位销/键销95。
参见图7，示出图4所示的模块化LED装置的总体示意分解视图。通常，背面散热器105和装配环102a永久地安装在照明器具(未示出)中，其中LED模块120a和锁定环104适合于容易地组装并且从装配环102a中拆除，而无需工具或太过费力。此种特征对于维修和安全来说极其重要。
构想到在本发明的范围内，诸如热润滑脂之类的热量交界面材料、导热可压缩材料之类可用于对背面散热器105的表面和LED模块120的背面之间的热传递进行改进。
参见图8，示出根据本发明特定示例实施例的高流明封装光引擎模块的示意平面图。该高流明封装LED模块120示作具有三个(3)定位孔94a和一个(1)键孔94b，且这三个定位孔94a和一个键孔94b在LED模块120和120a位于特定位置处。定位孔94a和键孔94b设置成具有特定位置关系的特定数量的孔。此外，定位孔94a和键孔94b的内直径还可以是不同的，从而更好地区分LED模块120的规格。键孔/定位孔94装配在位于背面散热器105的表面上的相对应键销95/定位销95之上。键孔/定位孔94和相对应键销/定位销95进行合适匹配的目的是防止LED模块120与背面散热器105的附连不足以从LED模块120耗散热量。
参见图9，示出根据本发明另一特定示例实施例的中等流明封装光引擎模块的示意平面图。该中等流明封装LED模块120示作具有三个(3)定位孔94a和两个(2)键孔94b，且这三个定位孔94a和两个键孔94b在LED模块120和120a位于特定位置处。定位孔94a和键孔94b设置成具有特定位置关系的特定数量的孔。此外，定位孔94b和键孔94a的内直径还可以是不同的，从而更好地区分LED模块120的规格。键孔/定位孔94装配在位于背面散热器105的表面上的相对应键销95/定位销95之上。键孔/定位孔94和相对应键销/定位销95进行合适匹配的目的是防止LED模块120与背面散热器105的附连不足以从LED模块120耗散热量。
参见图10，示出根据本发明又一特定示例实施例的低流明封装光引擎模块的示意平面图。该低流明封装LED模块120示作具有三个(3)定位孔94a和三个(3)键孔94b，且这三个定位孔94a和三个键孔94b在LED模块120和120a位于特定位置处。定位孔94a和键孔94b设置成具有特定位置关系的特定数量的孔。此外，定位孔94a和键孔94b的内直径还可以是不同的，从而更好地区分LED模块120的规格。键孔/定位孔94装配在位于背面散热器105的表面上的相对应键销95/定位销95之上。键孔/定位孔94和相对应键销/定位销95进行合适匹配的目的是防止LED模块120与背面散热器105的附连不足以从LED模块120耗散热量。
参见图11，示出用于图9所示的中等流明封装光引擎的插座的示意平面图。该插座包括附连于背面散热器105的表面的装配环102，其中该背面散热器105的表面上的键销95b装配到LED模块120中的相对应键孔94b中，且类似地，定位销95a装配到LED模块120的相对应定位孔94a中。键销95b可提供将更高功率耗散背面散热器105用于较低功率(生热)的LED模块120的向下兼容性，例如较低功率的背面散热器105的表面上的键销95b多于较高功率耗散背面散热器105的表面上的键销。因此，从图8-10所示的三个不同热耗散等级的LED模块120的特定示例实施例来看，可易于观察到地是，低或中等流明光引擎LED模块120会装配到如下组件中：该组件包括构造成用于高流明模块的装配环102和高功率耗散背面散热器105。类似地，包括构造成用于中等流明模块的装配环102和中等功率耗散背面散热器105的组件会易于接纳低流明LED模块120。
构想到在本发明的范围内，键孔/定位孔91和/或相对应的键销/定位销95的任何构造可用于具有不同功率耗散需求的不同LED模块120，并且确保使用合适的背面散热器105。键孔/定位孔94和相对应的键销/定位销95还可设置成：使得较高热量耗散背面散热器105可用于较低功率耗散LED模块120，并且防止较低热量耗散背面散热器105用于所具有的热量耗散需求比该较低热量耗散背面散热器105可适当处理的热量耗散需求更高的LED模块120。
参见图12，示出根据本发明特定示例实施例的图1-3所示光引擎模块的示意平面图，并示出定位孔和键孔的位置关系。LED模块120的定位孔94a可等距地隔开，例如A＝120度，但并不局限于该间隔，而可具有适合于使LED模块120相对于装配环102和/或背面散热器105定位的任何间隔。至少一个键孔94b以离定位孔94a中最近一个定位孔B度而放置在定位孔94a之间。
参见图13，示出根据本发明特定示例实施例的图4-6所示光引擎模块的示意平面图，并示出定位孔和键孔以及电连接件的位置关系。LED模块120a的定位孔94a可等距地隔开，例如A＝120度，但并不局限于该间隔，而可具有适合于使LED模块120a相对于装配环102a和/或背面散热器105定位的任何间隔。至少一个键孔94b以离定位孔94a中最近一个定位孔B度而放置在定位孔94a之间。连接件107可位于其中两个定位孔94a之间并且具有宽度C。
构想到在本发明的范围内，定位孔/键孔94可以是具有诸如圆形、方形、矩形、椭圆形之类任何形状的第一定位装置/键装置，并且可以是凹口、狭槽、缺口、插口之类。还构想到在本发明的范围内，定位销/键销95可以是具有诸如圆形、方形、矩形、椭圆形之类任何形状的第二定位装置/键装置，并且可以是突部、凸起、延伸部、插头之类。还构想到在本发明的范围内，第一和第二定位装置/键装置可在背面散热器105的表面和LED模块120的背面上相应地进行互换。
参见图14，示出根据本发明特定示例实施例的图1-13所示具有光学系统附件特征的光引擎模块的示意平面图。示出三个底部凹口(参见图24-27中示出的凹口910、915以及920)，用于与具有凸片905(参见图24)的反光件115(下文进行更完整地描述)机械地交界。
参见图15，示出图1和4中示出的锁定环104的示意立体图。锁定环104中的开口97允许电线106从LED模块120和120a中引出。可选的是，在LED模块和锁定环104的安装过程中，沿着锁定环104周缘的锯齿90可用于改进抓持。
参见图16，示出根据本发明特定示例实施例的图1-15所示LED装置的总体立体图。总地由附图标记100所标识的LED装置包括背面散热器105、正面散热器110、反光件115、LED模块120以及弹簧125。背面散热器105例如使用已知的联接方法而连接于正面散热器110。背面散热器105和正面散热器110由本领域普通技术人员已知的导电材料构成，例如诸如铝、铜、铜合金之类的金属；散热器中的热管由氧化铍之类构成，且这些金属较佳地被黑色氧化处理之类。虽然背面散热器105和正面散热器110在示例实施例中都示作具有圆形横截面，但本文设想其它的形状，包括但不局限于方形、矩形、三角形或其它在本发明的可能性、范围以及精神内的几何和非几何的形状。
在一个示例实施例中，背面散热器105和正面散热器110包括多个翼片，这些翼片之间具有气隙，以促进对流冷却。可选的是，散热器翼片之间的孔或开口还可促使对流气流通过气隙并且在多个翼片之上流动。LED模块120可释放地联接于背面散热器105，这将在下文参见附图21进行更详细地描述。在一个示例实施例中，LED模块120是至少两件式模块，而一个或多个LED和电源部件由封壳而沿着底部和侧部环绕。在一个示例实施例中，封壳由铝构成。在图16-25所示的示例实施例中，LED模块120具有圆形横截面。然而，圆形仅仅是示意性的并且并不作为限制。LED模块120能够由不同的几何和非几何形状构成，包括但不局限于方形、矩形、三角形等等。
反光件115可释放地并且可转动地联接于LED模块120，这将在下文参见图23-27进行更详细地描述。该反光件115可由金属、模制玻璃或塑性材料构成并且较佳地可由旋制铝构成。反光件115有助于在LED模块120中引导从LED发出的光。在一个示例实施例中，反光件115是圆锥形或抛物面反光件。在该示例实施例中，反光件115的外直径小于或基本上等于正面散热器110的翼片的内直径。较佳地是，反光件115的外直径基本上等于正面散热器110的翼片的内直径，以促进从反光件115至翼片的热传导。
弹簧125可释放的联接于LED模块120。示例弹簧125示作片簧或板簧，然而其它类型的弹簧包括但不局限于卷簧也可被使用并且在本发明的范围内。弹簧125提供沿反光件115较大开口的方向的抵靠于反光件115的偏压力。
参见图17，示出根据本发明特定示例实施例的图16所示LED装置的分解视图。LED装置100的分解视图示出背面散热器105，该背面散热器105包括平坦的或基本上平坦的侧部或交界部205，用以接纳LED模块120的平坦或基本上平坦的背侧或交界部210。交界部205和210适合于进行紧密热连通地匹配，以促进热量远离LED模块120的背侧210并且向背面散热器105的有效的传导，其中该热量基本上通过背面散热器105耗散。LED模块120具有侧部215和220，这些侧部215和220从LED模块的正面(具有LED并且从其投射出光的侧部)至LED模块120的背面(与背面散热器105进行物理和热接触的侧部)渐缩，使得LED模块120的背面直径大于LED模块120的正面直径。侧部215和220的锥度相对于垂直线在约1度和89度之间的范围内，并且较佳地在约5度和30度之间。正面散热器110包括空腔235，该空腔235沿着正面散热器110的背面中心定位。空腔235以正面散热器110内部的侧部225和230为边界。在一个示例实施例中，侧部225和230是渐缩的，其中空腔235在散热器110背面处的内直径大于空腔235朝向散热器110正面的内直径。在一个示例实施例中，空腔235的尺寸等于或基本上等于LED模块120的尺寸，而正面散热器110的侧部225和230的锥部的尺寸和角度等于或基本上等于LED模块120的侧部215和220的锥部的尺寸和角度。在图17所示的实施例中，LED模块120可释放地联接于背面散热器105。正面散热器110则可滑动地定位在LED模块120之上并且联接于背面散热器105，由此将LED模块120固定地保持于正面散热器110和背面散热器105之间的基本上中心位置。空腔235的内部尺寸和LED模块120的外部尺寸中的基本相似性确保使正面散热器110进行适当地定位，并且可改进热量从LED模块120的侧部和正面向正面散热器110的传导。
参见图18，示出根据本发明另一特定示例实施例的图16所示LED装置的分解视图。LED装置100a的分解视图示出背面散热器105，该背面散热器105包括平坦的或基本上平坦的侧部或交界部205，用以接纳LED模块120a的平坦或基本上平坦的背侧或交界部210。交界部205和210适合于进行紧密热连通地匹配，以促进热量远离LED模块120的背侧210并且向背面散热器105的有效的传导，其中热量基本上通过散热器105耗散。LED模块120a具有侧部305和310，这些侧部从LED模块的正面(具有LED并且从其投射出光的侧部)至LED模块120的背面(与背面散热器105进行物理和热接触的侧部)渐缩，使得LED模块120a的正面直径大于LED模块120a的背面直径。侧部305和310的锥度在1度和89度之间的范围内，并且较佳地在5度和30度之间。正面散热器110a包括空腔325，该空腔235沿着正面散热器110a的背面中心定位。空腔325以正面散热器110a内部的侧部315和320为边界。在一个示例实施例中，侧部315和320是渐缩，其中空腔325在散热器110背面处的内直径小于空腔325朝向散热器110a正面的内直径。在一个示例实施例中，空腔325的尺寸等于或基本上等于LED模块120a的尺寸，而正面散热器110a的侧部315和320的锥部的尺寸和角度等于或基本上等于LED模块120a的侧部305和310的锥部的尺寸和角度。在图18所示的实施例中，正面散热器110a可释放地联接于背面散热器105。然后，LED模块120a可滑动地插过正面散热器110a的正面并插入空腔325。LED模块120a则可释放地联接于背面散热器105。空腔235和LED模块120a在尺寸上的相似性确保使LED模块120a和正面散热器110a进行适当地定位，并且可改进热量从LED模块120a的侧部和正面向正面散热器110a的传导。
参见图19，示出根据本发明又一特定示例实施例的图16所示LED装置的分解视图。分解视图100b示出背面散热器105，该背面散热器包括平坦的或基本上平坦的侧部或交界部205，用以接纳LED模块120b的平坦或基本上平坦的背侧或交界部210。交界部205和210适合于进行紧密热连通地匹配，以促进热量远离LED模块120b的背侧210并且向背面散热器105的有效的传导，其中热量基本上通过散热器105耗散。LED模块120b的侧部具有两个不同的锥部。第一侧部锥部415和420在LED模块120b的背面处或基本上在该背面附近开始，并且从LED模块120b的背面至正面渐缩，使得LED模块120b的背面直径小于朝向LED模块120b的正面运动的直径。第二侧部锥部425和430在LED模块120b的正面侧处或基本上在该正面侧附近开始，并且从LED模块120b的正面朝向背面渐缩，使得LED模块120b的正面直径小于朝向LED模块120b的背面运动的直径。该锥部可在沿着LED模块120b的侧部的任何位点处收敛。锥部415、420、425以及430中的每个相对于垂直线在1度和89度之间的范围内，并且较佳地在5度和30度之间。
LED装置100b还包括中置散热器405，该中置散热器位于背面散热器105和正面散热器410之间。中置散热器405具有空腔460，该空腔460在形状上基本上类似于正面散热器110a如图18所示的背面部分。中置散热器405所具有的外部大小和尺寸基本上与正面散热器410的大小和尺寸匹配，并且该中置散热器类似地包括向外伸出的翼片，以促进热量从LED模块120a的传递出。中置散热器405包括空腔460，该空腔460沿着中置散热器405的中心定位，以产生通过其中的通道。空腔460在侧部以中置散热器405的侧部435和440为边界。在一个示例实施例中，侧部435和440从正面至背面渐缩，使得空腔460在正面处的内直径大于背面处的内直径。在一个示例实施例中，空腔460的尺寸等于或基本上等于LED模块120b相当于第一锥部415和420的端部的尺寸，而中置散热器405的侧部435和440的锥部的尺寸和角度等于或基本上等于LED模块120b的侧部的第一锥部415和420的尺寸和角度。在图19所示的实施例中，中置散热器405可释放地联接于背面散热器105。然后，LED模块120b可滑动地插过中置散热器405的正面并插入空腔460。LED模块120b则可释放地联接于背面散热器105。空腔460和LED模块120b在尺寸上的相似性确保使LED模块120b和中置散热器405适当地定位。
正面散热器410包括空腔455，该空腔455沿着正面散热器410的背面中心定位。空腔455以正面散热器410的侧部445和450为边界。在一个示例实施例中，侧部445和450从背面至正面渐缩，使得空腔455在背面处的内直径大于正面散热器410在正面处的内直径。在一个示例实施例中，空腔455的尺寸等于或基本上等于LED模块120b从该LED模块120b的第二锥部425、430直至正面的尺寸，而正面散热器410的侧部445、450的锥部的尺寸和角度等于或基本上等于LED模块120b的侧部的第二锥部425、430的尺寸和角度。在图4所示的实施例中，正面散热器410可滑动地定位在LED模块120b之上并且联接于中置散热器405和/或背面散热器105。空腔455和LED模块120b的顶部在尺寸上的相似性确保使正面散热器410进行适当地定位，并且改进热量从LED模块120b的侧部和正面向中置散热器405和正面散热器410的传导。弹簧组件470用作在将反光件115固定于正面散热器410的辅助，这将在下文进行更完整地描述。
参见图20，示出根据本发明另一特定示例实施例的图16所示LED装置的分解视图。除了下文更完整进行描述的内容以外，背面散热器505的分解视图基本上类似于图16-19所示的背面散热器，背面散热器505在空腔515内包括平坦的或基本上平坦的侧部或交界部535，用以接纳LED模块120c的平坦或基本上平坦的背侧或交界部210。平坦交界部535和210基本上处于热连通，以促进热量远离LED模块120c的背侧210并且向背面散热器505的有效的传导。LED模块120c的侧部305、310从顶部至底部渐缩，使得LED模块120c的顶部直径大于LED模块120c的底部直径。侧部的锥度相对于垂直线在1度和89度之间的范围内，并且较佳地在5度和30度之间。
背面散热器505包括空腔515，该空腔515沿着背面散热器505的正面中心定位。空腔515在侧部以背面散热器505的侧部520和525为边界。在一个示例实施例中，侧部520和525从背面散热器505的正面至背面渐缩，使得空腔515在正面处的内直径大于朝向其背面的内直径。在一个示例实施例中，空腔515的尺寸等于或基本上等于LED模块120c的尺寸，而背面散热器505的侧部520和525的锥度的尺寸和角度等于或基本上等于LED模块120c的侧部305和310的锥部的尺寸和角度。
在图20所示的实施例中，导热材料510能可选地沿空腔515底部的平坦交界部(朝向散热器505的背面)插入空腔515。在一个示例实施例中，导热材料510是所具有的形状基本上类似于空腔515的背面形状的薄平型导热材料。导热材料510在LED模块120c和背面散热器505之间用作缓冲垫，并且在LED模块120c和背面散热器505之间维持恒定间隙。该导热材料510还有助于在LED模块120c的平坦交界部210和空腔515的背面之间传递热量。LED模块120c可滑动地插入空腔515，并且可选地导热材料510放置在该LED模块120c和空腔515之间。LED模块120c可释放地联接于背面散热器505。然后，正面散热器530可释放地联接于背面散热器505。空腔515和LED模块120c在尺寸上的相似性确保使LED模块120c适当地定位到背面散热器505中，并且改进热量从LED模块120c的侧部和背面向背面散热器505的传导。
构想到在本发明的范围内，本文所描述的LED装置的任何特定示例实施例可受益于在LED模块和背面散热器之间使用导热材料510，用于增强LED模块和背面散热器之间的导热性。
参见图21，示出图20所示LED装置的一部分的立体图。在包含显著热传递的情形中，LED装置还包括弹性或弹簧垫圈610，以平衡构成散热器505和530的材料的膨胀和收缩，并且维持背面散热器505和LED模块120c之间的合适接触。将弹簧垫圈610放置在紧固件605和LED模块120c之间。在一个示例实施例中，紧固件605是螺钉，然而可使用本领域普通技术人员已知的其它紧固装置来替代图21所示的每个螺钉。在该示例实施例中，示出三个装配点，但可根据LED装置100c的大小、使用和设计标准而使用多于或小于三个的装配点。此外，虽然参见图20所示的装置100c来示出和描述弹性垫圈的概念，但弹性垫圈610的使用还可包含到图17-19所示装置中LED模块120的装配中。
参见图22-27，示出用于图16-21所示LED装置的反光件附连机构和组件的多个视图。现在参见图22-27，示例性反光件附连组件包括背面散热器105、反光件115、弹簧705以及LED模块120。在图24中最佳示出的是，反光件115包括一个或多个凸片905，这些凸片从反光件115的背面(后)端部的周缘中正交地或基本上正交地伸出。在一个示例实施例中，反光件115具有三个凸片905，然而可根据LED装置100的设计偏好和用途而使用更少或更多数量的凸片905。
每个凸片905定位成与LED模块120的内直径壁切除的相对应垂直凹口910匹配。每个垂直凹口910向下延伸到LED模块120中预定量值。LED模块120中的水平凹口915与垂直凹口910相交并且沿着LED模块120的内壁的周缘正交地或基本上正交地延伸。LED模块120中的第二垂直凹口920沿水平凹口的第二端与该水平凹口915相交，并且朝LED模块120的正面正交地或基本上正交地延伸，而不会延伸至并且延伸通过LED模块120的正面，从而将凸片905锁在其中。
在图25-27中示出，凸片905首先与垂直凹口910对准，然后通过在反光件115上提供向下力而使凸片905朝向LED模块120的背面运动。一旦每个凸片905都到达第一垂直凹口910的底部，则通过转动反光件115，凸片905就能够进入水平凹口915。在图26所示的示例实施例中，反光件115示作沿顺时针方向转动，然而逆时针设置也在本发明的范围和精神内。反光件115顺时针转动，且凸片905滑动通过水平凹口915。一旦凸片905到达水平凹口915的端部，则凸片905就与第二垂直凹口920对准。来自于弹簧705的偏压力向上推动反光件115和凸片905，使得凸片905向上运动并进入第二水平凹口920，由此将反光件115锁定就位(参见图27)。由于这些反光件由通常具有与可制成凸片905的材料不同制造公差的不同材料制成，因而，通过使用弹簧705来迫使凸片905进入第二凹口920来对这些不同的凸片大小进行补偿。为了移除反光件115，使用者会需要在逆时针转动反光件之前、朝向背面散热器105将力向下施加在反光件115上，由此使凸片905运动通过水平凹口920直到到达垂直凹口910为止，并且通过使凸片905向上运动通过垂直凹口910来卸除反光件115。弹簧705有助于使该反光件115与LED模块120居中。
构想到在本发明的范围内，反光件115可附连于锁定环104并成为一体组件(未示出)，其中当反光件115转动时，锁定环104与装配环102配合，由此使LED模块120保持于背面散热器105。
构想到在本发明的范围内，前述LED装置120可用于较宽范围的照明装置和应用，例如嵌灯、导轨灯和泛光灯、表面安装装置、用于吊顶的嵌装装置、隐蔽光源灯棚照明、逆光照明、间接照明、街灯、办公楼内部和外部照明、室外广告牌、停车场和车库照明等等。
虽然上文已详细描述了本发明的特定示例实施例，然而该说明仅仅用于说明目的。因此应理解的是，除非另外说明，否则本发明的许多方面在上文仅仅借助示例来描述且并不用作本发明的必要或基本元素。在不偏离由以下权利要求所限定的本发明范围和精神的条件下，除了上文所描述的以外，受益于本发明的本领域普通技术人员可做出对示例实施例披露方面的各种修改以及与所披露方面相对应的等同步骤，且本发明的范围应符合最宽泛的解释，以包含这些修改和等同结构。

Claims (5)

1.一种用于照明的设备，包括：
LED模块，所述LED模块包括：
导热背面，
基底，所述基底在其上具有多个发光二极管以及联接于所述多个发光二极管的电连接件，以及
渐缩侧部，所述渐缩侧部围绕所述导热背面的周缘延伸并且与所述LED模块热连通，其中所述渐缩侧部的背面周缘小于所述渐缩侧部的正面周缘；
背面散热器，所述背面散热器具有正面和空腔，且所述空腔具有突入所述背面散热器的侧部，并且所述空腔在所述背面散热器中居中、在所述背面散热器的正面敞开而在所述空腔远离所述背面散热器正面的背面处闭合，其中，所述LED模块装配到所述背面散热器中的空腔中，使得所述LED模块的渐缩侧部与所述空腔的相对应渐缩侧部热连通。
2.如权利要求1所述的用于照明的设备，其特征在于，所述LED模块装配到所述背面散热器中的空腔中，使得所述背面散热器中的所述空腔的背面与所述LED模块的导热背面侧热连通。
3.如权利要求2所述的用于照明的设备，其特征在于，还在所述LED模块的导热背面和所述背面散热器的表面之间包括导热材料。
4.如权利要求1所述的用于照明的设备，其特征在于，所述LED模块的渐缩侧部相对于垂直于所述LED模块的导热背面的垂直线的角度在从五度至三十度的范围内。
5.如权利要求1所述的用于照明的设备，其特征在于，还包括正面散热器，所述正面散热器具有背面和通过其中的开口，
其中所述背面散热器的正面和所述正面散热器的背面热连通。
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