CN116734219A - 薄型照明设备的led电路板布局 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种薄型照明设备的发光装置(LED)电路板布局。在一些实施例中，照明设备包括设备壳体。照明设备包括设置在电路板上的一个或多个LED装置。照明设备包括一个或多个电子部件，该一个或多个电子部件与设置在电路板上的驱动电路或滤波电路(例如，作为闪烁降低电路的部分)中的至少一个相关联。一个或多个LED装置设置在电路板的第一部分上，并且电子部件设置在电路板的第二部分上。电路板的第二部分相对于第一部分从电路板的中心点径向地间隔开。

Description

薄型照明设备的LED电路板布局
本申请为国际申请号为PCT/US2017/062517，国际申请日为2017年11月20日，发明名称为“薄型照明设备的LED电路板布局”的PCT申请于2019年06月04日进入中国国家阶段后申请号为201780075006.7的中国国家阶段专利申请的分案申请。
优先权声明
本申请要求在2016年11月22日提交的题为“薄型照明设备的LED电路板布局”的美国临时专利申请第62/425,137号的优先权，其通过引用并入本文以用于所有目的。
技术领域
本发明的主题通常涉及照明设备。
背景技术
照明设备可用于为空间(诸如建筑物或房间)提供照明。发光二极管(LED)装置和其他固态装置越来越多地用于许多照明应用中，并且已经集成到各种照明设备中。在照明设备中使用LED光源相对于传统的白炽灯和荧光灯照明系统可以提供更高的效率、寿命和耐用性，可以产生更少的热量，并且可以提供其他优点。此外，LED光源的效率提高，使得以更低的成本向消费者提供更高的功率。
LED光源的使用允许提供“薄型”光源。这些薄型光源可以表面安装到天花板或与接线盒相邻的其他表面或罐式照明设备的壳体上。薄型照明设备的浅深度可以减少照明设备从表面侵入空间。为了适应薄型照明设备的浅深度，薄型照明设备通常包括单个电路板，该单个电路板包括LED装置以及用于驱动电路的其他电子部件，该驱动电路为LED装置供电。
发明内容
本公开的实施例的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可以从描述中获知，或者可以通过实施例的实践来获知。
本公开的一个示例性方面涉及一种照明设备。所述照明设备包括设备壳体。所述设备壳体与深度尺寸和长度尺寸相关联。所述深度尺寸与所述长度尺寸的比率约为0.25或更小。所述照明设备还包括设置在电路板上的一个或多个LED装置。所述照明设备包括一个或多个电子部件，所述一个或多个电子部件与设置在所述电路板上的滤波电路相关联。所述一个或多个LED装置设置在所述电路板的第一部分上，并且所述一个或多个电子部件设置在所述电路板的第二部分上。所述电路板的所述第二部分相对于所述第一部分从所述电路板的中心点径向地间隔开。
本公开的另一个示例性方面涉及一种表面安装的薄型照明设备。所述照明设备包括设备壳体，所述设备壳体配置成表面安装到表面上。所述设备壳体与长度尺寸和深度尺寸相关联。所述深度尺寸与所述长度尺寸的比率约为0.25或更小。所述照明设备还包括驱动电路。所述照明设备还包括闪烁降低电路。所述照明设备还包括一个或多个LED装置。所述驱动电路、闪烁降低电路和一个或多个LED装置可以设置在同一个所述电路板上。所述一个或多个LED装置设置在所述电路板的中心部分上。与驱动电路和闪烁降低电路相关联的一个或多个电子部件设置在所述电路板的周边部分上。所述第二部分相对于所述电路板的所述第一部分位于所述电路板上，使得与驱动电路和闪烁降低电路相关联的所述一个或多个电子部件不会与从设置在所述第一部分上的所述一个或多个LED装置发出的光干涉。
本公开的其他示例性方面涉及与薄型照明设备相关联的系统、方法、装置、电路和仪器。
参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解各种实施例的这些和其他特征、方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与说明书一起用于解释相关原理。
附图说明
参考附图，在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的实施例的详细讨论，其中：
图1描绘了根据本公开的示例性实施例的示例性照明设备的侧视图；
图2描绘了根据本公开的示例性实施例的示例性照明设备的仰视图；
图3描绘了根据本公开的示例性实施例的示例性照明设备的顶部的透视图；
图4描绘了根据本公开的示例性实施例的示例性照明设备的顶部的俯视图；
图5描绘了根据本公开的示例性实施例的示例性照明设备的分解图；
图6描绘了根据本公开的示例性实施例的用于示例照明设备中的LED电路板的示例性电路板布局；以及
图7描绘了根据本公开的示例性实施例的用于示例照明设备中的LED装置和电容器从电路板的延伸距离。
具体实施例
现在将详细参考实施例，其一个或多个示例在附图中示出。提供每个示例来解释实施例，而不是限制本公开。实际上，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以对实施例进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以产生又一个实施例。因此，本公开的方面旨在涵盖这些修改和变化。
本公开的示例性方面涉及具有一个或多个发光二极管(LED)装置的薄型照明设备。示例性薄型照明设备可以配置成以覆盖接线盒或覆盖凹入罐式壳体的方式表面安装到表面(例如，天花板或墙壁)。薄型照明设备可以具有电路板，该电路板具有一个或多个发光二极管(LED)装置或其他光源。电路板还可以包括用于向LED装置提供和/或调节功率的电子部件，包括与例如滤波电路和/或闪烁降低电路相关联的较大电子部件。在一些实施例中，所有与薄型照明设备相关联的LED装置和电子部件设置在同一个电路板上。根据本公开的示例性方面，用于向LED装置提供和/或调节功率的电子部件可以相对于LED装置布置在电路板上，并以当LED装置照明时减少阴影效应的方式布置，从而提供更均匀的来自照明设备的光输出。
例如，在一些实施例中，照明设备可包括设备壳体。设备壳体可以是圆形、矩形、方形、或者可以具有其他合适的形状。设备壳体可以具有长度尺寸(例如，在矩形形状的情况下为长尺寸，在圆形形状的情况下为直径等)。设备壳体也可具有深度尺寸。深度尺寸可以指示当照明设备安装到表面时照明设备从表面延伸多远。在一些实施例中，长度尺寸与深度尺寸的比率为约0.25或更小。如本文所用，术语“约”与数值结合使用旨在表示所述数值的25％以内。
照明设备可包括单个电路板(例如，与光引擎相关联的电路板)，单个电路板包括多个LED装置和用于提供和/或调节功率或LED装置的多个电子部件。例如，电子部件可以与驱动电路和/或滤波电路相关联。在一些实施例中，滤波电路可以与闪烁降低电路相关联。闪烁降低电路可以包括一个或多个电容器，用于过滤驱动LED装置的功率信号。
根据本公开的特定方面，LED装置可以位于电路板的第一部分上，并且一个或多个电子部件可以位于电路板的第二部分上，该电路板的第二部分与电路板的第一部分分离。例如，在一些实施例中，电路板的第二部分可以相对于第一部分与电路板上的中心点径向地间隔开。在一些实施例中，电路板的第二部分可以至少部分地围绕电路板的第一部分。在一些实施例中，电路板的第一部分可位于电路板的中心部分，而电路板的第二部分可位于电路板的周边部分。在一些实施例中，与驱动电路和/或滤波电路相关联的电子部件均不位于电路板的第一部分中。
通过将与驱动电路、滤波电路和/或闪烁降低电路相关联的电子部件与电路板上的LED装置分离，LED装置可以在电子部件不与LED装置的光输出干涉地情况下提供照明(例如，由于电子移动通过半导体材料)。以这种方式，可以减少可能由一个或多个电子部件产生的潜在阴影，特别是与例如闪烁降低电路相关联的较大电子部件(例如，电容器)产生的潜在阴影。
图1-5描绘了根据本公开的示例性实施例的示例照明设备100。照明设备100可以是表面安装的薄型照明设备。例如，照明设备100可以包括设备壳体110。设备壳体110可以适于表面安装到天花板、墙壁或其他表面。
图1-5示出的设备壳体110通常是圆形的。使用本文提供的公开内容，本领域普通技术人员将理解，照明设备100可以在不背离本公开的范围的情况下具有其他形状，例如矩形形状、正方形形状、三角形形状、多边形形状等。
设备壳体110可包括长度尺寸L和宽度尺寸D。长度尺寸L可以是，例如，如图1所示的大致圆形照明设备的直径。长度尺寸L也可以是与穿过设备壳体110的中心点并且在设备壳体110的周边部分上具有端部的线相关联的尺寸。
当设备壳体如图1所示定向时，深度尺寸D可以与从设备壳体110的顶部到设备壳体110的底部的距离相关联。深度尺寸D可以表示设备壳体110从表面延伸到安装照明设备100的地方的距离。
根据本公开的示例性实施例，照明设备100可以是薄型照明设备，使得深度尺寸不会从薄型照明设备表面到其所安装的地方延伸很远的距离。在一些实施例中，深度尺寸D与长度尺寸L的比率可约为0.25或更小，例如约0.18或更小。
照明设备100可包括弹簧夹200，弹簧夹200可与支架210接合，以将照明设备100表面安装到诸如天花板或其他表面的表面上。例如，支架210可以固定到凹入天花板内的接线盒。弹簧夹200可以与支架210接合(例如，通过插入支架210中的开口)以将设备100保持在表面附近。在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用其他合适的安装技术。
照明设备100可以包括例如防水垫圈120。防水垫圈120可以在安装照明设备100的表面和设备壳体110之间提供密封，从而防止水分、水和/或其他元件进入设备壳体110的内部。以这种方式，可以保护内部部件(例如，电路板300)免受外源的损坏。
照明设备可包括硅树脂(例如，硅橡胶)环125和透镜142。透镜142可用于保护照明设备的内部部件(例如，电路板300)和/或调节从安装在电路板300上的一个或多个LED装置发射的光线，以为照明设备100提供所需的光输出。透镜142可以是例如玻璃、聚碳酸酯，丙烯酸或硅树脂透镜(具有或不具有紫外线保护)或其他合适的透镜。
如图5所示，照明设备100可以包括电路板300，电路板300具有作为照明设备100的光源的一个或多个LED装置。电路板300可以安装在散热器130上，散热器130配置成从电路板300转移出热量。散热器130可以由任何合适的导热材料形成，例如金属材料。
电路板300可以与光引擎相关联，光引擎包括用于为位于电路板300上的一个或多个LED装置供电的所有必要电子部件。例如，电路板300可以包括一个或多个与驱动电路相关联的电子部件，驱动电路配置成将输入电源(例如，输入120V AC电源)转换为用于驱动LED装置的合适的DC电源。在一些实施例中，驱动电路可以是可调光驱动电路。驱动电路可以包括各种部件，诸如被控制以提供合适的驱动输出的开关元件(例如晶体管)。例如，在一些实施例中，驱动电路可包括一个或多个晶体管。可以将栅极定时命令提供给一个或多个晶体管，以使用脉冲宽度调制技术将输入电源转换为合适的驱动输出。
另外，电路板300可以包括与用作例如闪烁降低电路的一部分的滤波电路相关联的电子部件(例如，半导体芯片、电容器等)。滤波电路可以使从驱动电路提供的功率信号平滑，从而降低从电路板300上的LED装置发出的光中的光闪烁。在一些实施例中，闪烁降低电路可以包括一个或多个电容器，电容器用于使在电路板300上实现的驱动电路的驱动输出平滑。在一些实施例中，闪烁降低电路可以包括一个或多个集成电路芯片(例如，专用集成电路)，集成电路芯片基于来自驱动电路的输入信号控制各种电子部件(例如，晶体管)，以降低从电路板300上的LED装置发出的光中的光闪烁。
在一些实施例中，与驱动电路和闪烁降低电路相关联的电子部件位于同一个电路板300上，使得照明设备100中仅包括一个电路板。这可以允许设备壳体110相对于配置成容纳多个电路板的壳体具有减小的深度，从而允许照明设备100更容易地实现为薄型照明设备。
图6描绘了根据本公开示例性实施例的电路板300的示例性电路板布局。如图所示，电路板300包括多个LED装置302。LED装置302在电路板300的第一部分310中布置成圆形阵列。电路板300还包括用于提供和调节功率的电子部件。例如，电路板300可包括与驱动电路和一个或多个滤波电路(例如，包括一个或多个电容器)相关联的电子部件。滤波电路可以与例如闪烁降低电路相关联，闪烁降低电路用于降低LED装置302的光输出中的闪烁。
如图6所示，电子部件可包括例如熔丝330、电容器322、集成电路324和其他电子部件。某些电子部件可以是大体积部件，该大体积部件相对于LED装置302从电路板300延伸更大的距离。例如，如图7所示，LED装置可以从电路板300延伸第一距离d1。与例如闪烁降低电路相关联的电容器322可以从电路板延伸距离d2。距离d2可以大于距离d1，诸如比距离d1大至少两倍，诸如比距离d1大至少四倍，诸如比距离d1大至少十倍。
如图6所示，与驱动电路和闪烁降低电路相关的电子部件可以位于电路板的第二部分320中。电路板300的第二部分320可以设置在相对于电路板300的第一部分310的电路板300的完全独立的位置，使得与驱动电路和/或闪烁降低电路相关联的电子部件均不位于电路板300的第一部分310中。如图6所示，电路板300的第一部分310可以位于电路板300的中心部分。电路板300的第二部分可以位于电路板300的周边部分。
如图6所示，电路板300的第二部分320在径向方向R上与电路板300上的中心点330径向地间隔开。如本文所用，术语“径向地间隔开”不限于大致圆形结构，而是指无论电路板300的形状如何，都可以从电路板300的中心部分朝向电路板300的周边部分隔开。如图6所示，电路板的第二部分320至少部分地围绕电路板300的第一部分310，使得与驱动电路和/或滤波电路相关联的电子部件至少部分地围绕LED装置302的圆形阵列。
以这种方式，与驱动电路和闪烁降低电路相关联的电子部件(例如，熔丝330、电容器322、集成电路324和其他部件)可以定位在电路板330上，并定位在不会与从LED装置302发出的光干涉的位置处。这可以减少来自照明设备100的光输出中的阴影效应，该阴影效应可能是由相对于LED装置从电路板300延伸更远距离的闪烁降低电路或驱动电路的某些电子部件(例如，一个或多个电容器)所引起的。
尽管已经对本发明的具体示例性实施例详细描述了本主题，但是应当理解，本领域技术人员在获得对前述内容的理解之后可以容易地产生对其的改变，变化和等同。这些实施例。因此，本公开的范围是示例性的而不是限制性的，并且本公开内容并不排除包含对本领域技术人员来说是显而易见的本主题的这些修改，变化和/或添加。

Claims (11)

1.一种照明设备，所述照明设备包括：
设备壳体，所述设备壳体与深度尺寸和长度尺寸相关联，所述深度尺寸与所述长度尺寸的比率约为0.25或更小；
散热器，所述散热器定位在所述设备壳体上；
电路板，所述电路板具有第一侧和第二侧，其中所述电路板的所述第一侧与所述散热器接触，并且所述电路板的所述第二侧包括第一部分和第二部分；
一个或多个发光二极管LED装置，所述一个或多个发光二极管LED装置设置在所述电路板的所述第一部分上，所述一个或多个LED装置从所述电路板延伸第一距离；以及
一个或多个电子部件，所述一个或多个电子部件设置在所述电路板的所述第二部分上并与设置在所述电路板的所述第二部分上的滤波电路相关联，所述电路板的所述第二部分相对于所述电路板的所述第一部分位于所述电路板上，使得所述一个或多个电子部件不会与从设置在所述电路板的所述第一部分上的所述一个或多个LED装置发出的光干涉，所述一个或多个电子部件包括一个或多个电容器，所述一个或多个电容器从所述电路板沿与所述一个或多个LED装置相同的方向延伸第二距离，所述第二距离比所述第一距离大至少两倍；
其中所述电路板的所述第二部分相对于所述电路板的所述第一部分从所述电路板的中心点径向地间隔开，并且其中所述第一部分定位成比所述第二部分更靠近所述电路板的中心；
其中，所述一个或多个LED装置设置成圆形阵列，并且所述一个或多个电子部件至少部分地围绕所述圆形阵列。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述电路板的所述第二部分至少部分地围绕所述电路板的所述第一部分。
3.根据权利要求2所述的照明设备，其中，所述电路板的所述第一部分与所述电路板的中心部分相关联，并且所述电路板的所述第二部分与所述电路板的周边部分相关联。
4.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述滤波电路与闪烁降低电路相关联。
5.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述照明设备包括与所述电路板相反地连接到所述散热器的弹簧夹，其中所述弹簧夹配置成连接到定位在接线盒中的支架。
6.一种表面安装的薄型照明设备，包括：
设备壳体，所述设备壳体配置成表面安装至表面，所述设备壳体具有长度尺寸和深度尺寸，所述深度尺寸与所述长度尺寸的比率约为0.25或更小；
散热器，所述散热器定位在所述设备壳体上；
电路板，所述电路板具有第一侧和第二侧，其中所述电路板的所述第一侧与所述散热器接触，并且所述电路板的所述第二侧包括第一部分和第二部分；
一个或多个发光二极管LED装置，所述一个或多个发光二极管LED装置设置在所述电路板的所述第一部分上，所述一个或多个LED装置从所述电路板延伸第一距离；
驱动电路，设置在所述电路板的所述第二部分上；以及
闪烁降低电路，设置在所述电路板的所述第二部分上并包括一个或多个电子部件，所述一个或多个电子部件包括一个或多个电容器，所述一个或多个电容器从所述电路板沿与所述一个或多个LED装置相同的方向延伸第二距离，所述第二距离比所述第一距离大至少两倍；
其中所述电路板的所述第二部分相对于所述电路板的所述第一部分位于所述电路板上，使得所述一个或多个电子部件不会与从设置在所述电路板的所述第一部分上的所述一个或多个LED装置发出的光干涉，并且其中所述第一部分定位成比所述第二部分更靠近所述电路板的中心；
其中，所述一个或多个LED装置设置成圆形阵列，并且所述一个或多个电子部件至少部分地围绕所述圆形阵列。
7.根据权利要求6所述的表面安装的薄型照明设备，其中，所述设备壳体具有大致圆形的形状。
8.根据权利要求6所述的表面安装的薄型照明设备，其中，所述电路板的所述第二部分相对于所述电路板的所述第一部分从所述电路板的中心点径向地间隔开。
9.根据权利要求8所述的表面安装的薄型照明设备，其中，所述电路板的所述第二部分至少部分地围绕所述电路板的所述第一部分。
10.根据权利要求9所述的表面安装的薄型照明设备，其中，所述电路板的所述第一部分与所述电路板的中心部分相关联，并且所述电路板的所述第二部分与所述电路板的周边部分相关联。
11.根据权利要求6所述的表面安装的薄型照明设备，其中所述一个或多个电子部件与所述驱动电路和所述闪烁降低电路相关联。
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