DE102009014900A1

DE102009014900A1 - LED-Modul und dieses enthaltende LED-Kette

Info

Publication number: DE102009014900A1
Application number: DE102009014900A
Authority: DE
Inventors: Chi Man Chan; Huajian Fan; Yu Bao He; Xi Yuan He; Ze Sheng Ye; Max Yue
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Inventronics De GmbH
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2009-11-05
Also published as: US7994516B2; CN101571237B; US20090272986A1; CN101571237A

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein LED-Modul, umfassend: ein wasserfestes Gehäuse; eine in dem wasserfesten Gehäuse untergebrachte LED; eine Leitung zum Koppeln des LED-Moduls mit anderen LED-Modulen und einem Treiber; und eine Strahlereinheit, die in dem Boden des wasserfesten Gehäuses angeordnet und der äußeren Umwelt ausgesetzt ist. Die Erfindung stellt ferner eine LED-Kette bereit, die das obige LED-Modul und einen mit dem LED-Modul gekoppelten Treiber umfasst. Die LED-Kette gemäß der Erfindung kann eine hohe Wasserfestigkeit aufweisen, zum Beispiel IP65. Die während des Betriebs des Hochleistungs-LED-Moduls erzeugte Wärme kann über einen an dem LED-Modul angeordneten Kühlkörper rechtzeitig in die äußere Umwelt übertragen werden, wodurch effektive Wärmekontrolle für das LED-Modul und eine lange Lebensdauer des LED-Moduls erhalten werden können. Darüber hinaus kann die Oberflächenbeschaffenheit des Treibers durch Einkapseln des Treibers durch das Niederdruckpressen ansprechend gemacht werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das technische Gebiet der Beleuchtung mit Leuchtdioden (LED) und insbesondere ein LED-Modul und eine dieses enthaltende LED-Kette.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Auf dem technischen Gebiet der LED-Beleuchtung müssen bekanntlich das LED-Modul und sein Treiber gute Wasserfestigkeit und Wärmeableitung aufweisen. Bei einer Lösung im Stand der Technik wird zum Erreichen der erforderlichen Wasserfestigkeit ein Kunststoffgehäuse verwendet, um das LED-Modul einzuschließen, und es wird Epoxydharz oder Silikonharz zum Vergießen verwendet. Auf dieselbe Weise wird ein Treiber für das LED-Modul in dem Gehäuse angeordnet und mit Epoxydharz oder Silikonharz eingekapselt. Bei diesem Verfahren ist es jedoch schwierig, die Qualität des Produkts zu kontrollieren, um so die erforderliche Wasserfestigkeit zu realisieren. Darüber hinaus ist die Oberflächenbeschaffenheit des Produkts nicht ansprechend. Da die Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffmaterial schlecht ist, ist es ferner schwierig, die durch das LED-Modul und seinen Treiber während des Betriebs erzeugte Wärme in die äußere Umgebung abzuführen, so dass die Wärmeableitung des Produkts und die Qualität der LED-Beleuchtung beeinträchtigt werden. Bei einer anderen Lösung können das LED-Modul und der Treiber respektive gebildet und dann elektrisch miteinander verbunden werden, wenn sie sich in Benutzung befinden. Bei dieser Lösung bestehen aber immer noch die obigen Probleme bezüglich schlechter Wasserfestigkeit und Wärmeableitung und einem unschönen Produktäußeren.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Um die obigen Unzulänglichkeiten im Stand der Technik zu überwinden, stellt die Erfindung ein LED-Modul bereit, das Folgendes umfasst: ein wasserfestes Gehäuse, eine in dem wasserfesten Gehäuse untergebrachte LED, eine Leitung zum Koppeln des LED-Moduls mit anderen LED-Modulen und einem Treiber und eine Strahlereinheit, die im Boden des wasserfesten Gehäuses angeordnet und der äußeren Umgebung ausgesetzt ist.
Die Erfindung stellt ferner eine LED-Kette bereit, die das obige LED-Modul und einen gegenseitig mit dem LED-Modul gekoppelten Treiber umfasst.
Gute Wasserfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit können durch das LED-Modul gemäß der Erfindung erzielt werden. Die Ansteuerung für das LED-Modul gemäß der Erfindung wird durch einen Niederdruck-Formprozess eingekapselt und über Leitungen mit dem LED-Modul gekoppelt, so dass eine LED-Kette verschiedener Formen flexibel je nach Bedarf gebildet und gleichzeitig gute Wasserfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit erreicht werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen deutlicher. Es zeigen:
1 ein schematisches Diagramm der Baugruppenstruktur des LED-Moduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 ein schematisches Diagramm des UV-Klebervergusses an einer Öffnung in dem Silikongummi-Oberteil des Kunststoffgehäuses und des LED-Moduls wie in 1 gezeigt;
3 ein schematisches Diagramm des für das LED-Modul wie in 1 gezeigt verwendeten Treibers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
4 ein schematisches Diagramm der LED-Kette gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 ist ein schematisches Diagramm der Baugruppenstruktur des LED-Moduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie in der Figur gezeigt, enthält ein LED-Modul 100 gemäß der Erfindung eine Kunststoffabdeckung 1, die dafür ausgelegt ist, das LED-Modul vor externer Feuchtigkeit und Verunreinigung zu schützen; einen Silikongummi-Oberteil 2 und einen Silikongummi-Unterteil 6, die dafür ausgelegt sind, zusammen mit der Kunststoffabdeckung 1 ein wasserfestes Gehäuse zum Realisieren der Wasserfestigkeit des LED-Moduls zu bilden; eine LED 3 und eine Metallkern-Leiterplatte (MCPCB) 5, die dafür ausgelegt ist, eine Leuchteinheit des LED-Moduls zu bilden; Leitungen 4, die dafür ausgelegt sind, das LED-Modul 100 elektrisch mit anderen LED-Modulen und einem Treiber zu verbinden; und einen am Boden des LED-Moduls angeordneten Kühlkörper 7, der der äußeren Umwelt ausgesetzt ist und dafür ausgelegt ist, die von dem LED-Modul während des Betriebs erzeugte Wärme rechtzeitig in die äußere Umgebung zu übertragen und dadurch effektive Wärmekontrolle des LED-Moduls zu realisieren. Darüber hinaus sind wie in 2 gezeigt eine Öffnung 8 und eine Öffnung 9 jeweils auf der Kunststoffabdeckung 1 bzw. dem Silikongummi-Oberteil 2 des LED-Moduls wie in 1 gezeigt angeordnet, um das Licht von der LED 3 zur Außenwelt zu führen. An den Öffnungen 8 und 9 kann ein UV-Kleberverguss ausgeführt werden, um die Wasserfestigkeit des LED-Moduls 100 zu verbessern. Ferner kann das Äußere der MCPCB 5 lackiert werden, um externe Feuchtigkeit zu isolieren.
Für Fachleute ist erkennbar, dass die Struktur des LED-Moduls gemäß der Erfindung nicht auf die obige spezifische Ausführungsform beschränkt ist und dass es verschiedene Modifikationen und Substitutionen geben kann. Zum Beispiel können auch andere Gummimaterialien als Silikongummi ausgewählt werden, um den Oberteil 2 und den Unterteil 6 herzustellen. Als Alternative zu UV-Kleberverguss kann auch Epoxydharz zum Vergießen an den Öffnungen 8 und 9 auf der Kunststoffabdeckung 1 und dem Silikongummi-Oberteil 2 des LED-Moduls verwendet werden. Darüber hinaus ist die Anzahl der Leitungen 4 zum elektrischen Verbinden des LED-Moduls 100 mit anderen LED-Modulen und dem Treiber nicht wie in 1 gezeigt auf drei beschränkt, und die Anzahl kann gemäß praktischen Anforderungen, zum Beispiel der spezifischen Anordnung des LED-Moduls und des Treibers, festgelegt werden.
3 ist ein schematisches Diagramm eines für das LED-Modul 100 wie in 1 verwendeten Treibers 200 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Zum Beispiel kann der Treiber 200 ein durch PCBA hergestellter Konstantstromtreiber sein. Der Treiber wird durch Niederdruckpressen hergestellt. Im Vergleich mit dem Verfahren zum Erzielen der Wasserfestigkeit und des Produktschutzes durch den Epoxydharzverguss oder die mechanische Struktur im Stand der Technik kann das Niederdruckpressen die Oberflächenbeschaffenheit des Endprodukts ansprechender aussehen lassen, die Kosten verringern und die Leistungsfähigkeit des Treibers zuverlässiger machen. Wie in der Figur gezeigt, sind zwei Anschlüsse an dem Unterteil des Treibers 200 die mit der Stromversorgung verbundenen Anschlüsse und die drei Anschlüsse an dem Oberteil die mit dem LED-Modul verbundenen Anschlüsse. Es versteht sich leicht, dass in dem Treiber 200 die Anzahl der mit dem LED-Modul verbundenen Anschlüsse mit der Anzahl der Leitungen in dem LED-Modul wie in 1 gezeigt zusammenhängt. Darüber hinaus kann das äußere der Leiterplatten-PCBA zum Herstellen des Treibers lackiert werden, um die externe Feuchtigkeit zu isolieren. Zum Beispiel kann der Treiber 200 ein Konstantstromtreiber sein.
4 ist ein teilweises schematisches Diagramm einer Hochleistungs-LED-Kette 400 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Es sind zwei Leuchteinheiten 410 und 420 der LED-Kette 400 gezeigt. Wie in der Figur gezeigt, steuert in der Leuchteinheit 410 ein Treiber 411 mindestens ein LED-Modul (in diesem Beispiel zwei LED-Module), d. h. das LED-Modul 412 und das LED-Modul 413, an; in der Leuchteinheit 420 steuert ein Treiber 421 zwei LED-Module, d. h. das LED-Modul 422 und das LED-Modul 423, an. Der Treiber 411 und der Treiber 421 entsprechen jeweils dem durch Niederdruckpressen gemäß der Erfindung wie in der obigen 3 gezeigt hergestellten Treiber; die LED-Module 412, 413, 422 bzw. 423 entsprechen dem LED-Modul 100 gemäß der Erfindung wie in der obigen 1 und 2 gezeigt. In jeder Leuchteinheit sind der Treiber und die LED-Module in Reihe geschaltet, während die Leuchteinheiten parallel geschaltet sind. Obwohl in 4 nur zwei Leuchteinheiten 410 und 420 gezeigt sind, kann eine LED-Kette mehr leuchtende Einheiten enthalten, zum Beispiel fünf leuchtende Einheiten. Die Anzahl der LED-Module in jeder Leuchteinheit ist nicht wie in der Figur gezeigt auf zwei begrenzt, zum Beispiel kann die Anzahl fünf betragen. Für Fachleute ist erkennbar, dass die Anzahl der Leuchteinheiten in einer LED-Kette und die Anzahl der LED-Module in einer Leuchteinheit gemäß praktischen Anforderungen und der Leistungsfähigkeit der verwendeten Elemente ausgelegt werden kann, ohne auf den Fall der in 4 gezeigten Ausführungsform beschränkt zu sein.
Durch die Erfindung kann eine LED-Kette bereitgestellt werden, in der ein LED-Modul hoher Leistung (zum Beispiel mehr als 1 Watt) durch Leitungen mit einem Treiber verbunden ist. Wie oben beschrieben kann durch den obigen speziellen Strukturentwurf des LED-Moduls die LED-Kette gemäß der Erfindung hohe Wasserfestigkeit erzielen, zum Beispiel IP65. Genauer gesagt lassen sich gute Wasserfestigkeit und Isolation externer Feuchtigkeit durch Verwendung von Silikongummi und UV-Kleberverguss in dem LED-Modul und Lackieren der MCPCB 5 in dem LED-Modul und des Äußeren der PCBA zur Herstellung des Treibers 200 realisieren. Der an dem LED-Modul 100 angeordnete Kühlkörper 7 kann die während des Betriebs durch das Hochleistungs-LED-Modul 100 erzeugte Wärme rechtzeitig in die äußere Umgebung abführen, so dass die effektive Wärmekontrolle des LED-Moduls 100 realisiert und eine lange Lebensdauer erhalten werden kann. Darüber hinaus kann die Oberflächenbeschaffenheit des Treibers 200 ansprechender gemacht werden, indem der Treiber durch das Niederdruckpressen eingekapselt wird. Zusätzlich besitzt das LED-Modul 100 gemäß der Erfindung, weil kein Epoxydharz oder Silikonharz zum Vergießen auf der Oberfläche des LED-Moduls 100 wie im Stand der Technik verwendet wird, ausgezeichnete Leuchtleistungsfähigkeit. Zum Beispiel kann die LED-Kette gemäß der Erfindung für Schilder, Volutenbeleuchtung usw. verwendet werden.
Obwohl zur Veranschaulichung die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart wurden, sind für Fachleute verschiedene Modifikationen, Zusätze und Substitutionen ersichtlich, ohne von dem in den beigefügten Ansprüchen offenbarten Gedanken und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Leuchtdioden- bzw. LED-Modul, umfassend: ein wasserfestes Gehäuse; eine in dem wasserfesten Gehäuse untergebrachte LED; eine Leitung zum Koppeln des LED-Moduls mit anderen LED-Modulen und einem Treiber; und eine Strahlereinheit, die im Boden des wasserfesten Gehäuses angeordnet und der äußeren Umwelt ausgesetzt ist.
LED-Modul nach Anspruch 1, wobei das wasserfeste Gehäuse Folgendes umfasst: eine Kunststoffabdeckung, einen aus Gummimaterial hergestellten oberen Teil und einen aus Gummimaterial hergestellten unteren Teil; und wobei die LED zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil angeordnet ist und eine Öffnung zum Führen des Lichts von der LED zu der Außenwelt in der Kunststoffabdeckung bzw. dem oberen Teil angeordnet ist.
LED-Modul nach Anspruch 2, wobei das Gummimaterial Silikongummi ist und an den Öffnungen ein UV-Klebervergussprozess ausgeführt wird.
Leuchtdioden- bzw. LED-Kette, wobei die LED-Kette das LED-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und einen mit dem LED-Modul gekoppelten Treiber umfasst.
LED-Kette nach Anspruch 4, wobei die LED-Kette eine oder mehrere LED-Einheiten umfasst, wobei jede LED-Einheit einen Treiber und ein oder mehrere von dem Treiber angesteuerte LED-Module umfasst und wobei das eine bzw. die mehreren LED-Module in jeder LED-Einheit in Reihe geschaltet sind und die eine bzw. die mehreren LED-Einheiten parallel geschaltet sind.
LED-Kette nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Treiber ein durch Niederdruckpressen eingekapselter Konstantstromtreiber ist.