CN105299485B

CN105299485B - 半导体灯

Info

Publication number: CN105299485B
Application number: CN201510438177.4A
Authority: CN
Inventors: 托马斯·比特曼; 约翰·迈尔
Original assignee: Landes Vance
Current assignee: Landes Vance
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2020-01-14
Anticipated expiration: 2035-07-23
Also published as: DE102014214603A1; CN105299485A

Abstract

本发明涉及一种半导体灯(1)，具有：管状的、至少部分透光的泡壳(2)；至少一个在该泡壳(2)中布置的半导体光源(5)；两个端盖(8)，用于使半导体灯(1)固定在灯座上；以及驱动器(9)，其具有一个或者多个电的和/或电子的组件(18‑21)，该驱动器至少部分地安装在端盖(8)中，其中驱动器(9)的安装在端盖(8)中的组件(18‑21)与至少一个半导体光源(5)气密地分隔。本发明尤其用于改型灯，尤其是具有线性的荧光灯的形状因素的改型灯。

Description

半导体灯

技术领域

本发明涉及一种半导体灯，具有：管状的、至少部分透光的泡壳；至少一个在该泡壳中布置的半导体光源；两个端盖，用于将半导体灯固定在灯座上；以及驱动器，其具有一个或者多个电的和/或电子的组件，该驱动器至少部分地安装在端盖中。本发明尤其用于改型灯，尤其是具有线性的荧光灯的形状因素的改型灯。

背景技术

在所涉及类型的具有作为半导体光源的发光二级管(“LEDs”)的LED灯中出现的问题在于，电的和/或电子的组件或者部件经常置入到有机浇铸材料(所谓的“灌封”材料)中，从而改善导热性能。电的和/或电子的组件本身也可以具有高比例的有机材料，例如电容器或者印刷电路板材料。这种有机材料的缺点在于其排气特性，其中临时的有机成分在一个时间中输出。临时的有机成分会对LED或者光学部分(如初级光学部件等等)产生消极影响，例如变得浑浊。

至今为止，为了避免这种缺陷而使用这样的浇铸材料和/或组件，其仅仅具有较少的排气。为了找到合适的和兼容的材料的分类工作时特别费力和昂贵的。能使用的浇铸材料和组件的种类也受到极大的限制，也就是说收到相对昂贵和/或较难处理的浇铸材料和/或组件的限制。

发明内容

本发明的目的在于至少部分地克服现有技术中的缺陷并且尤其是提供一种简单和物美价廉的转换可能性，以将驱动器安装在半导体灯中，在驱动器的电的和/或电子的组件排气时，半导体灯的光学质量不会受到损害。尤其是目的在于，对至少一个半导体光源和也许可能还有至少一个连接在半导体光源的后面的光学部件，包括泡壳在内进行保护。

该目的通过一种半导体灯实现，该灯具有：管状的、至少部分透光的泡壳；至少一个在该泡壳中布置的半导体光源；两个端盖，用于将半导体灯固定在灯座上；以及驱动器，其具有一个或者多个电的和/或电子的组件，该驱动器至少部分地安装在端盖中，其中驱动器的安装在端盖中的组件与至少一个半导体光源气密地分隔。

由此，电的和/或电子的组件排出的气体就能够保持在所属的端盖中，其在那里不会造成损害。相反，由于气密的分离，该气体不会进入到泡壳中，至少一个半导体光源处于该泡壳中。由此就可以使用相对较强排气的，但是物美价廉的驱动器部件(例如确定的电的和/或电子的组件，灌封材料。电路板等等)。此外，减小的部件成本也允许实现简单的制造。

端盖布置在泡壳的端侧的，尤其是开放的端部区域处并且覆盖该端部区域。两个端盖用于将半导体灯机械地固定在所属的灯座中。至少一个端盖也用于半导体灯的电连接。两个端盖也都可以用于半导体灯的电连接。可替换的是，端盖中的一个仅仅用于半导体灯的电连接，而另一个端盖仅仅用于机械固定。

驱动器的电的和/或电子的组件(也被成为驱动器组件)可以分配到两个端盖上，尤其是当两个端盖都用于半导体灯的电连接时。可替换的是，驱动器组件可以仅仅安装到一个端盖中，尤其是当仅仅该端盖用于半导体灯的电连接时。

泡壳可以是直线地延伸的或者完全的泡壳。该泡壳可以具有(直线的或者完全的)空心圆柱体的基本形状。该泡壳也可以是纵向上切开的空心泡壳，其与纵向切开的圆柱形的基本形式存在并且泡壳在横截面上互补成或补充成纵向上切开的空心泡壳的完整的圆柱体。

泡壳可以由玻璃或者合成材料制成。其可以是透明的和/或半透明的或者不透光的。在泡壳中可以存在形成射线的区域，如透镜区域等等。

至少一个半导体光源尤其包括至少一个发光二极管。在存在多个发光二极管的情况中，这些发光二极管能够以相同的颜色或者不同的颜色发光。一个颜色可以是单色的(例如红色、绿色、蓝色等等)或者混色的(例如白色)。由至少一个发光二极管发出的光写也可以是红外光线(IR-LED)或者紫外光线(UV-LED)。多个发光二级管可以发出混光；例如白色的混光。至少一个发光二极管可以包括至少一个波长转换的发光材料(转换LED)。发光材料能够附加地或者可替换地远离于发光二极管布置(“远程荧光粉”)。至少一个LED能够以至少一个单独封装的发光二极管的形式或者以至少一个LED芯片的形式存在。多个LED芯片能够装配在共同的基板(“基座”)上。至少一个发光二极管可以配备至少一个自身的和/或公共的用于导引光线的光学件，例如至少一个菲涅尔透镜、准直器，等等。替换或者附加于例如InGaN或者AlInGaP基的无机发光二极管，通常也可以使用有机LED(OLED，例如聚合体OLED)。可替换的是，至少一个半导体光源例如具有至少一个二极管激光器。

一个或者多个电组件可以例如具有至少一个电容器、至少一个欧姆电阻、至少一个线圈、至少一个二极管等等。一个或者多个电组件可以例如具有至少一个微控制器，ASIC，FPGA等等。

驱动器也可以被形容为“驱动器电路”或者“驱动器电子元件”。

基本上，驱动器的组件，也就是尤其是那些不排气或者很少排气的组件也能够不与至少一个半导体光源气密地分隔，尤其是不安装到端盖中。其例如可以布置在光源基板上，在该光源基板上还不只有至少一个半导体光源。驱动器的组件也可以与至少一个半导体光源至少部分气密地分隔并且部分地在气体技术上与至少一个半导体光源连接。

对此来说的可替换的设计方案在于，驱动器的所有的组件都安装在端盖中。因此特别安全地阻止了通过部件对至少一个半导体光源等等的损害。

还有一个设计方案在于，驱动器的组件置入到灌封材料中。这改善了组件的热连接性能并进而改善了热量从其上的排散性能。因为还有灌封材料被放置到端盖中并且尤其与至少一个半导体光源气密地隔离，因此也可以使用更强地排气的灌封材料。这又允许使用更多种类的灌封材料，尤其是更多种类的物美价廉的和/或简单地手控制的灌封材料。驱动器可以在插入到端盖中之前利用灌封材料包围或者可以一旦插入到端盖中之后就通过灌封材料包围。在后一种情况中，灌封材料可以填充到端盖中，该端盖然后作为模具使用。灌封材料可以是浇铸材料，尤其是有机浇铸材料。

另外的设计方案在于，驱动器的组件布置在驱动器电路板上。因此其可以特别简单和紧凑地布置。例如驱动器电路板可以在安装到端盖中之前装配有组件，这允许特别物美价廉地的生产，例如通过自动装配机。

还有一个设计方案在于，端盖具有至少一个用于将驱动器能推移地插入到端盖中的导引件。由此对驱动器的精确和快速的定位进行支持。至少一个导引件可以例如与驱动器电路板的纵向边缘可推移地啮合。至少一个导引件为此尤其可以具有纵向槽，纵向边缘可以插入到该纵向槽中。导引件例如可以设计成由端盖的内侧伸出的区域。为了特别安全地保持驱动器，存在两个导引件，而二者彼此径向对称地布置。因此，驱动器电路板的两个纵向边缘尤其可以保持在端盖中。

还有另外的一个设计方案在于，在端盖和泡壳之间存在分隔件，该分隔件将端盖与泡壳气密地分隔，以及分隔件具有至少一个电穿引件。该设计方案允许特别简单地组装半导体灯。至少一个电穿引件允许至少一个半导体光源与驱动器的电连接或者允许电连接至在端盖中布置在分隔件后面的驱动器的组件。

电穿引件尤其提供了一个穿过分隔件的导电路径。电穿引件可以是例如由铜或者铝构成的一体的或者多部分连接的导电件。

进一步的设计方案在于，分隔件能够利用其至少一个电穿引件插装到驱动器的相应的电连接件上。由此通过简单的插装运动获得了特别简单地组装半导体灯的优点。分隔件和驱动器的电连接件尤其可以彼此力配合地并且也许形状配合地连接，例如夹持连接。为此尤其是分隔件或驱动器的电连接件可以设计成导电夹钳，相应的另外的接触件可以插入到或者已经插入到该夹钳中。电连接件可以例如焊接在驱动器电路板上，例如以表面安装技术(SMT)或者以穿插技术(孔中插销)。

还有一个设计方案，即至少一个半导体光源布置在带状的光源基板上。这获得一个优点，即至少一个半导体光源能够简单地手操作地插入到泡壳中并且保持在那里。这尤其适用于存在多个半导体光源的情况。这些光源例如可以彼此布置成行。这样的装配有多个半导体光源的带状光源基板也可以描述为“发光带”。光源基板可以例如是刚性的或者柔性的电路板。

一个设计方案在于，分隔件能够利用其至少一个电穿引件插装到光源基板的相应的电连接件上。由此通过简单的插装运动获得了特别简单地组装半导体灯的优点。分隔件和驱动器的电连接件尤其可以彼此力配合地并且也许形状配合地连接，例如夹持连接。为此尤其是分隔件或驱动器的电连接件可以设计成导电夹钳，相应的另外的接触件可以插入到或者已经插入到该夹钳中。电连接件可以例如焊接在驱动器电路板上，例如以表面安装技术或者以穿插技术。

此外，一个设计方案在于，电穿引件设计成弯曲的金属条。其尤其能够廉价地提供并且能够简单地弯曲。该弯曲允许以简单的方式实现在插入过程中的弹动的功能，这例如对于公差补偿时有利的。尤其是分隔装置的两个侧面上的端部区域可以平行于半导体灯的纵轴平行指向，从而简化插入过程。

为此，一个设计方案在于，具有所述驱动器的组件的至少一个端盖具有空心圆柱体的基本形状，泡壳的泡壳侧的端侧导入，尤其是插入到端盖中。因此，半导体灯的圆柱形的基本形状能以简单的方式转换。这也简化了半导体灯的部件的插装组合，例如光源基板、分隔件和驱动器电路板。尤其是，端盖和泡壳的直径是相同的。另外的不提供电连接的端盖可以至少与如前所述的端盖一样具有至少大约相同的外部尺寸。其可替换地可以例如或短或长。

泡壳的泡壳侧的端侧利用塞子封闭。在一个可替换的设计方案中，其是开放的并且利用塞子封闭。该替代方案允许在组装半导体灯之前半导体灯的外端面的多样化的设计方案，这在生产技术上是有利的。

塞子可以具有至少一个向外突出的连接销。该连接销允许与尤其是在一个设计方案中设计成插销座，尤其是设计成双销插座的边框的简单的电接触。

还有一个设计方案在于，泡壳具有收缩的端部区域并且端盖在泡壳侧具有扩张的内面。由此，泡壳就能够特别简单地插入到端盖中。尤其是，这样简化了端盖与泡壳的粘接，因为不起泡的粘接材料如硅树脂或者环氧树脂能够通过简单的装置加工并且能够可靠地声场环绕的密封连接。收缩度(例如通过相对于泡壳和端盖的纵轴的倾斜角度的测量)可以是相同的或者不同的。尤其是不同的倾斜角可以实现具有高的制造公差的安全连接。倾斜角可以优选在3°和8°的范围内。

还有一个设计方案在于，分隔件具有由不导电的材料制成的杯形的基体该基体具有面对端盖的开放的端侧和面对泡壳的封闭的端侧。不导电的材料为此允许端盖相对于泡壳的电绝缘并且阻止在电穿引件之间的短路。

在封闭的端侧处，至少一个电穿引件气密地穿引通过基体。这允许在驱动器和一个(多个)半导体光源之间的电连接，而不会对气密分隔造成损害。

此外，一个设计方案在于，半导体灯是改型灯。

改型灯例如是荧光灯改型灯或者线性灯改型灯，也就是用于替换常规的灯并且具有至少一个类似的形状因素。荧光灯改型灯例如可以设计用于提高换T型、例如T5性或者T8型的常规荧光灯；其可以为此具有G型，尤其是G5或者G13型的插座。线性灯改型灯例如可以设计用于提供具有S14s型或者S14d型的插座的常规线性灯(例如Osram公司的样品序列“Linestra”)。

附图说明

以上描述的本发明的特征、特性和优先以及方式和方法，如已经实现的那样，结合接下来的联系到附图进一步描述的实施例的示意性的说明变得更加清晰和明确易懂。在此，处于清晰的目的，相同的或者相同作用的部件具有相同的参考标号。

图1以倾斜的视角在部分的截面图中示出了半导体照明装置的还未组装在一起的部件的截面；

图2以倾斜的视角透视地示出了半导体照明装置的分隔件；

图3以倾斜的视角示出了在进一步的组装状态中的半导体照明装置；

图4以倾斜的视角示出了在组装完毕的状态中的半导体照明装置；

图5作为截面图以侧视角度示出了组装完毕的的半导体照明装置；

图6作为截面图以俯视角度示出了组装完毕的的半导体照明装置。

具体实施方式

图1以倾斜的视角在部分的截面图中示出了半导体照明装置的还未组装在一起的端侧部件的截面，该半导体照明装置设计为LED改型灯1的形式，用于替换例如T5或者T8类型的常规荧光灯合作者替换线性灯。

LED改型灯1具有切开地示出的具有空心圆柱体的基本形状的管状泡壳2，其由透光的(例如透明的或者半透明的或者不透明的)材料如玻璃或合成材料制成。泡壳2具有收缩的端部区域3。该区域在沿着泡壳2并进而还有LED改型灯1的纵轴A的纵向部段中具有相对于纵轴A的5°和7°之间的倾斜角度。

在泡壳2中设置有带状的印刷电路板4的形式的光源基板，其装配有LED芯片5的形式的半导体光源。LED芯片5尤其是在印刷电路板4的表面6上布置成行。在上表面6的端侧边缘行为此固定有两个金属夹钳7的形式的电连接件。夹钳7与LED芯片5通过印刷电路板4的未示出的导线结构连接。

此外，LED改型灯1具有两个端盖，在此示出其中一个端盖8，其设置用于容纳驱动器9。端盖8用于将LED改型灯1在灯座中的固定和电接触。其在此类似于G5或者G13型的插座来设计并且因此适合相应的灯座。端盖8具有空心圆柱体的基本形状，该基本形状具有开放的泡壳侧端侧10和开放的外侧的、背离泡壳2的端侧11。背离泡壳的端侧11利用塞子12封闭，该塞子具有向外伸出的接触销13，如在图5和6中所示。

端盖8在其活塞侧的端部部段上具有扩展的内面4.该内面尤其具有相对于纵轴线A的在4°和6°之间的倾斜角度。在泡壳2引入到端盖8中时，收缩的端部区域3推装到内面14上并且与之抵压，其中，首先一个或者两个面3，14涂覆有不起泡的粘接剂，尤其是尤其胶水如硅树脂或者环氧树脂，从而在泡壳2和端盖8之间形成材料配合的气密连接。

端盖8在内侧具有两个向内伸出的导向轨15的形式的导向件，其分别具有连续的纵向槽16，该纵向槽平行于，但是向下与纵轴线A错置地延伸。在此仅仅示出一个的导向轨15相对于穿过纵轴线A延伸的对称面(例如垂直延伸的对称面)径向对称地布置。导向轨15用于导引和保持驱动器9.

驱动器9具有电路板(“驱动器电路板”)17，其在其上侧面上装配有多个电的和/或电子的组件18，19，20，21，包括电容器18。驱动器9可以利用驱动器电路板17的纵向边缘22推入到导向轨15的纵向槽16中并进而推入到端盖8中。

在端盖8或者驱动器电路板17和泡壳2或者电路板4之间设置有杯形的分隔件23，其刚好在图2中示出。分隔件23具有由不导电的材料例如合成材料制成的杯形的基体24。分隔件23的基体24的面向端盖8的端侧25是开放的，从而使得分隔件23能够在端侧翻座或者安置在驱动器9上。基体24的面对泡壳2的端侧26是封闭的。两个完全的金属带的形式的电穿引件气密地延伸穿过封闭的端侧26。金属带27具有泡壳侧的端部部段28，其直线地平行于纵轴线A厌延伸。在泡壳侧的端部部段28和封闭的端侧26之间，金属带27U型地弯曲(也就是具有U型的中间部段27a)，从而能够在纵向方向(沿着纵轴线A)上提供弹力。金属带27还具有端盖侧的端部部段29，其直线地平行于纵轴线A延伸。

金属带27的端盖侧的端部部段29插入到驱动器9的、金属夹钳30的形式的相应的电连接件中，从而使其提供导电夹持连接。。这可以通过简单的插接运动实现。金属带27也用作电连接件。

分隔件在其端盖侧的自由边缘的区域中具有扩展的部段31。

图3示出了在进一步组装的状态中的LED改型灯1，其中现在相对于在图1中示出的状态，金属带27的泡壳侧的端部部段28插入到印刷电路板4的相应的夹钳7中或者上。为此，分隔件23的基体24一直到抵靠在其扩展的部段31上为止地导入到泡壳2中。

图4以倾斜的视角示出了组装完毕的状态的LED改型灯1，其中现在驱动器9一起驱动器电路板17的纵向边缘22推入到导向轨15的纵向槽16中并进而推入到端盖8中。内面的扩宽的区域14然后与泡壳的收缩的区域通过粘合材料成材料配合地连接。

图5通过侧视角以截面图示出了组装完毕的LED改型灯1。图6通过俯视角以截面图示出了组装完毕的LED改型灯1。在其上布置有所有的组件18至21的驱动器9被安装在端盖8中。驱动器9通过分隔件23与端盖2并进而也与LED 5以及也许附加地存在的光学部件(如图所示)气密地分隔，因为分隔件23的扩宽的部段31挤压端盖8的内面。为此，端盖8在沿着导引时相对于内面的扩宽区域14侧向挤压。其也可以与端盖8粘接，这实现了密封效果的更高的可靠性。

尽管通过示出的实施例对本发明在细节上进行了进一步描述和说明，然而，其并不对本发明构成限制并且本领域技术人员也可以推导出另外的变体，而不脱离本发明的保护范围。

因此，驱动器9的组件18至21可以置入到灌封材料(如图所示)中。这可以在组装，尤其是组合插接LED改型灯1之前被“灌封”或者置入，例如浇铸，或者在装入到端盖8中之后就进行。在装入到端盖8中之后进行置入例如可以由此转换，即首先将驱动器9放置在端盖8中，然后端盖8首先部分地填充灌封材料并且然后首先放置分隔件23，也就是与泡壳2一同或者在时间上在泡壳2之前。

通常，“一”，“一个”等等被理解为单数或者复数，尤其是在“至少一个”或者“一个或多个”等的意义上，只要在此没有特殊地排除，例如通过措辞“刚好一个”等等。

数量说明也可以包括给出的数量还有通常的公差范围，只要其没有明确地加以排除。

参考标号列表

1 LED改型灯

2 泡壳

3 收缩的端部区域

4 印刷电路板

5 LED芯片

6 印刷电路板的上侧

7 夹钳

8 端盖

9 驱动器

10 面对泡壳的端侧

11 背离泡壳的端侧

12 塞子

13 接触销

14 内面

15 导向轨

16 纵槽

17 驱动器电路板

18 电容器

19 组件

20 组件

21 组件

22 纵向边缘

23 分隔件

24 基体

25 面向端盖的端侧

26 面向泡壳的端侧

27 金属带

27a 中间部段

28 泡壳侧的端部部段

29 端盖侧的端部部段

30 夹钳

31 扩展的部段

A 纵轴。

Claims

1.一种半导体灯(1)，具有：

管状的、至少部分透光的泡壳(2)；

至少一个在所述泡壳(2)中布置的半导体光源(5)；

两个端盖(8)，用于使所述半导体灯(1)固定在灯座上；以及

驱动器(9)，所述驱动器具有一个或者多个电的和/或电子的组件(18-21)，所述驱动器至少部分地安装在所述端盖(8)中，

其中，所述驱动器(9)的安装在所述端盖(8)中的所述组件(18-21)与至少一个所述半导体光源(5)气密地分隔。

2.根据权利要求1所述的半导体灯(1)，其中，所述驱动器(9)的所有所述组件(18-21)都安装在所述端盖中。

3.根据权利要求1或2所述的半导体灯(1)，其中，所述驱动器(9)的所述组件(18-21)置入到灌封材料中。

4.根据权利要求1所述的半导体灯(1)，其中，所述驱动器(9)的所述组件(18-21)布置在驱动器电路板(17)上。

5.根据权利要求4所述的半导体灯(1)，其中，所述端盖(8)具有至少一个用于使所述驱动器(9)能推移地引入到所述端盖(8)中的导引件。

6.根据权利要求1或2所述的半导体灯(1)，其中，

在所述端盖(8)和所述泡壳(2)之间存在分隔件(23)，所述分隔件使所述端盖(8)与所述泡壳(2)气密地分隔，以及

所述分隔件(23)具有至少一个电穿引件。

7.根据权利要求4或5所述的半导体灯(1)，其中，

所述分隔件(23)具有至少一个电穿引件。

8.根据权利要求7所述的半导体灯(1)，其中，所述分隔件(23)能够利用其至少一个电穿引件(27)插装到所述驱动器(9)的相应的电连接件(30)上。

9.根据权利要求6所述的半导体灯(1)，其中，

至少一个所述半导体光源(5)布置在带状的光源基板(4)上，并且

所述分隔件(23)能够利用其至少一个电穿引件(27)插装到所述光源基板(4)的相应的电连接件(7)上。

10.根据权利要求7所述的半导体灯(1)，其中，

11.根据权利要求8所述的半导体灯(1)，其中，

12.根据权利要求6所述的半导体灯(1)，其中，所述电穿引件(27)设计成弯曲的金属条。

13.根据权利要求7所述的半导体灯(1)，其中，所述电穿引件(27)设计成弯曲的金属条。

14.根据权利要求1或2所述的半导体灯(1)，其中，

至少具有所述驱动器(9)的所述组件(18-21)的所述端盖(8)具有空心圆柱体的基本形状，

所述泡壳(2)引入到所述端盖(8)的泡壳侧的端侧(10)中并且

所述端盖(8)的背离泡壳的端侧(11)利用塞子(12)封闭，所述塞子具有至少一个向外突出的连接销(13)。

15.根据权利要求1或2所述的半导体灯(1)，其中，

所述泡壳(2)具有收缩的端部区域(3)并且

所述端盖(8)在泡壳侧具有扩张的内面(14)。

16.根据权利要求6所述的半导体灯(1)，其中，

所述分隔件(23)具有由不导电的材料制成的杯形的基体(24)，

所述基体(24)具有面对所述端盖(8)的开放的端侧(25)和面对所述泡壳(2)的封闭的端侧(26)，以及

在所述封闭的端侧(26)处，至少一个所述电穿引件(27)气密地穿引通过所述基体(24)。

17.根据权利要求7所述的半导体灯(1)，其中，

所述分隔件(23)具有由不导电的材料制成的杯形的基体(24)，

18.根据权利要求1或2所述的半导体灯(1)，其中，所述半导体灯(1)是荧光灯改型灯。