DE102010008876B4

DE102010008876B4 - Lichtquelle mit Array-LEDs zum direkten Betrieb am Wechselspannungsnetz und Herstellungsverfahren hierfür

Info

Publication number: DE102010008876B4
Application number: DE102010008876.5A
Authority: DE
Inventors: Holger Enke
Original assignee: Integrated Micro Electronics Bulgaria
Current assignee: Integrated Micro Electronics Bulgaria
Priority date: 2010-02-22
Filing date: 2010-02-22
Publication date: 2017-07-27
Anticipated expiration: 2030-02-23
Also published as: US20120320595A1; WO2011101172A3; EP2539935A2; US8937432B2; WO2011101172A2; DE102010008876A1

Abstract

Um eine direkte Anbindung der erfindungsgemäßen Lichtquelle an das 230 V/50 Hz bzw. 120 V/60 Hz Wechselspannungsnetz, einen sicheren Betrieb und eine einfache Anpassung an anwenderseitige Anforderungen beim modularen Aufbau der Lichtquelle zu ermöglichen, sind an einen Brückengleichrichter (GL) eine Serienschaltung aus mehreren Array-LEDs (AL1, AL2), welche jeweils mehrere miteinander verbundene Einzel-LEDs aufweisen, und ein Vorwiderstand (R1) angeschlossen, wobei die Array-LEDs auf einem plattenartigen, mindestens die Array-LEDs tragenden, elektrisch kontaktierenden, Wärme abführenden und Berührungsschutz aufweisenden Träger (T) angeordnet sind, wobei zum direkten Betrieb am Wechselspannungsnetz die Summe der Flussspannungen (U1...Un) der Array-LEDs so dimensioniert ist, dass diese mindestens 75%, vorzugsweise 80% und maximal 85% der Amplitude der gleichgerichteten Wechselspannung bei Nennspannung entspricht, wobei der Träger (T) in der Haupterstreckungsrichtung mäanderförmig oder sägezahnförmig ausgestaltet ist und wobei fünf Array-LEDs (AL1, ..., AL5) im gleichen Abstand zueinander und dem Verlauf folgend auf dem Träger (T) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtquelle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung, gemäß Patentanspruch 9, ein Herstellungsverfahren für die Lichtquelle mit Array-LEDs, insbesondere ein Verfahren zur Sicherstellung eines Berührungsschutzes hierfür.
Anwendungen von Lichtquellen sind im Bereich der allgemeinen Raumbeleuchtung und im Bereich der Straßenbeleuchtung zu finden. Häufig stellt sich das Problem der Unterbringung der Lichtquellen in einer Art, dass sie geschützt, in ihrer Wirkung optimiert und optisch ansprechend angeordnet sind. Für alle vorstehend diese Anwendungen müssen unterschiedliche, zum Teil aufwändige Vorkehrungen getroffen werden, um Anforderungen an die Lichtquellen, ihre Gehäuse und ihre Montage gerecht zu werden.
Aus der DE 199 18 336 A1 ist eine Lichtquelle aus mehreren hintereinandergeschalteten LEDs bekannt. In der DE 199 18 336 A1 wird ausgeführt, dass typischerweise eine LED eine ”Betriebsspannung” von etwa 2 V hat. Werden in der Hintereinanderschaltung beispielsweise 20 LEDs betrieben, womit für typische Anwendungen eine ausreichende Lichtintensität erreicht wird, so erfordert diese Anordnung eine Betriebsspannung in der Größenordnung von 40 V. Dieser Wert unterscheidet sich deutlich von der normalerweise zur Verfügung stehenden Netzspannung von 230 V bzw. 110 V, so dass die Spannung für den LED-Betrieb entweder mit einem Transformator entsprechend heruntertransformiert werden muss oder über einen Vorwiderstand auf diesen Wert gebracht wird. Die Verwendung von Transformatoren zur Spannungsanpassung ist einerseits mit Kostenaufwand verbunden und andererseits auch aus Platzgründen nicht immer leicht realisierbar, wohingegen ein größerer Vorwiderstand zu deutlich höheren Verlusten führt. Um eine Lichtquelle aus einer Mehrzahl von hintereinandergeschalteten LEDs bereitzustellen, welche an der Spannung des öffentlichen Netzes betreibbar ist und bei der übermäßige Leistungsverluste im Vorwiderstand vermieden sind, ist im Stromkreis der LEDs zusätzlich zu dem Vorwiderstand einen schneller elektronischer Schalter angeordnet, welcher an einen Impulsgeber angeschlossen ist, der Impulse mit einer Wiederholfrequenz von mindestens 70 Hz liefert. Der Vorwiderstand ist kleiner, als er das für Betrieb bei konstantem Strom wäre, und die Anordnung ist so aufgebaut, dass die Mehrzahl von LEDs mit gepulstem Strom betrieben wird, wobei die Stromamplitude an den LEDs größer als der bei Konstantbetrieb zulässige Maximalstrom ist. Bevorzugt ist bei Betrieb mit Stromimpulsen die Stromamplitude um mehr als den Faktor 20 größer als der bei Konstantbetrieb zulässige Maximalstrom. Bemessungsregel ist, die Impulse so kurz zu wählen, dass sich die LED in der Impulsdauer nicht wesentlich erwärmt und insbesondere dass die Wärmeabfuhr von der LED weg so hoch ist, dass es nicht von Periodendauer zu Periodendauer zu einer Temperaturerhöhung in der LED kommt. Vorzugsweise sind der Impulsgeber und der schnelle elektronische Schalter so ausgebildet, dass sie gemeinsam mit dem Vorwiderstand eine Strombegrenzung durch die LEDs bewirken. Insbesondere kann man den schnellen elektronischen Schalter so ansteuern, dass er nach Art eines regelbaren Widerstands arbeitet. Die Gleichrichterschaltung kann beispielsweise eine Ein-Weg-Gleichrichterschaltung oder auch eine Brückengleichrichterschaltung sein, wobei sie vorzugsweise mit einem Glättungskondensator ausgestattet ist, um einen im wesentlichen konstanten Strom zur Verfügung zu stellen. Vorzugsweise ist die elektronische Schaltung des Impulsgebers parallel zu dem Stromkreis der LEDs an die Gleichrichterschaltung angeschlossen. Alternativ kann die elektronische Schaltung zusammen mit einer Mehrzahl von LEDs, einem schnellen elektronischen Schalter und einen Vorwiderstand, und insbesondere ohne die Gleichrichterschaltung zum Anschluss an die Spannung des öffentlichen Stromnetzes und ohne, dass der Vorwiderstand wesentlich kleiner ist, als es für den Betrieb bei konstantem Strom erforderlich wäre, betrieben werden. Die beschriebene Lichtquelle, d. h. die Anordnung aus LEDs, elektrisch schnellem Schalter, Vorwiderstand, Impulsgeber und Gleichrichterschaltung kann mit einem üblichen Befestigungssockel versehen werden, der mit einer üblichen Befestigungsfassung verwendet werden kann. Das ermöglicht es, ohne die vorhandene Beleuchtungsstruktur zu ändern, bisher gebräuchliche Lampen, beispielsweise Glühlampen, durch die Lichtquelle gemäß der DE 199 18 336 A1 zu ersetzen. Dieser Stand der Technik lehrt jedoch weder die Benutzung von mindestens zwei Array-LEDs, und er lehrt ferner nicht, ohne eine elektronische Steuerung die Summe der Flussspannungen dieser Array-LEDs (U1...Un) so zu dimensionieren, dass die Amplitude der gleichgerichteten Wechselspannung in einem bestimmten engen Bereich der Nennspannung liegt.
Weiterhin ist aus der DE 20 2006 015 692 U1 eine elektronische Schaltung zur Beleuchtung der Betätigungselemente von Schaltern und Tastern bekannt, die am Wechselstromnetz betrieben werden und bei welcher eine oder mehrere LED's bzw. eine Kombination von Dioden und LED's über einen kapazitiven Serienwiderstand direkt an das Wechselspannungsnetz angeschlossen werden. Dabei werden zwei antiparallel geschaltete LED's in das Betätigungselement eingesetzt, wobei zur Strombegrenzung ein kleiner Kondensator in Serie geschaltet wird. Zur Begrenzung des Einschaltstromes kann ein Serienwiderstandmit geringer Verlustleistung eingesetzt werden, dessen Wert z. B. 1 kOhm und größer betragen kann. Sollen eine LED während beider Halbwellen der Wechselspannung leuchten, kann ein Graetz-Gleichrichter eingesetzt werden, wobei die LED am Gleichspannungsausgang des Graetz-Gleichrichters angeschlossen wird, und der Wechselspannungseingang des Graetz-Gleichrichters über einen kapazitiven Serienwiderstand direkt an das Wechselspannungsnetz angeschlossen wird. Dabei kann für ein gleichmäßiges Leuchten noch ein Kondensator parallel zur LED geschaltet werden.
Weiterhin ist aus der DE 20 2008 010 709 U1 ein LED-Leuchtmittel für Spielautomaten bekannt, bei dem in einen marktüblichen T10-Sockel, BA9S-Sockel oder BA15s-Sockel ein miniaturisierter, an die Wechselspannung angeschlossener Brückengleichrichter im Lampensockel verbaut ist und eine LED mit Vorwiderstand mit dem Brückengleichrichter verbunden ist, wobei die Bauteile im Lampensockel versiegelt sind.
Weiterhin ist aus der DE 20 2006 014 239 U1 ein Leuchtmittel mit mindestens einem LED-Chip und handelsüblichem Sockel zum Betrieb von Reflektorlampen oder Halogenlampen mit Kaltlichtspiegelreflektor bekannt, bei dem das Leuchtmittel einen Träger für mindestens einen LED-Chip aufweist und dieser Träger (z. B. SMD-Gehäuse) der LED('s) entgegengesetzt zum Reflektor eingebaut ist. Weiterhin weist das Leuchtmittel einen Vorwiderstand, einen der Sockel der Bauformen E10; P13, 5S; BA9S; T5; T10; E5,5; GU10; GX 5,3; G 5,3; GU4; GY 6,35; G4, einen Glas- oder Kunststoffkörper in Kugel- oder Olivenform als Berührungsschutz der LED('s) und ggf. einen Gleichrichter auf.
Schließlich ist aus der DE 20 2007 008 258 U1 ein LED-Leuchtmittel bekannt, welches zu Ersatz herkömmlicher Glühlampen dimensioniert ist. Das LED-Leuchtmittel weist einen Sockel, einen zentralen Bereich mit der Steuer-Elektronik, mindestens eine Leiterplatte mit LEDs (Leuchtdioden), einen Glaskolben, sowie seitlichen Lamellen auf. Der zentrale Bereich besteht aus der gesamten Steuerelektronik für die LEDs und ist vorzugsweise in einem Gehäuse eingekapselt, um diese Elektronik vor Einflüssen der Außenumgebung zu schützen. Weiterhin ist in der Hülse oder Rohr, ein Versorgungsschaltnetzteil ein AC/DC-Wandler oder ein DC/DC-Wandler vorgesehen, je nach dem für welche Netzversorgung das LED-Leuchtmittel ausgebildet werden soll und wie die LEDs versorgt bzw. gesteuert werden sollen. Ein mit der vom AC/DC-Wandler erzeugten Gleichspannung versorgtes LED-Treibermodul ist dazu ausgebildet, den Gesamtstrom für die LEDs zu steuern bzw. zu regeln. Diese Konstantstromquelle kann insbesondere aus Transistoren, Dioden und Steuerwiderständen zum Betreiben der vorzugsweise in Serie geschalteten LEDs bestehen. Alternativ können auch mehrere LED-Zweige vorgesehen werden, wobei dann vorzugsweise unterschiedliche Konstantstromquellen die verschiedenen Zweige steuern bzw. versorgen. Die LEDs sind in Chip-On-Board- oder Flip-Chip-Technologie auf dem LED-Modul angeordnet, wobei für ein Chip-On-Board-Modul dieses vorzugsweise aus Keramik, Metal oder FR4 (Epoxidharz + Glasfaser-Gewebe) mit Metall-Durchkontaktierungen besteht, so dass eine optimale thermische Leitfähigkeit erreicht werden kann. Das LED-Modul selbst ist auf einer Platte mit guter Wärmeleitfähigkeit angeordnet. Eine hohe Wärmeleitfähigkeit und somit eine schnelle Wärmeübertragung werden mit Kupfer oder Aluminium erreicht, so dass die Platte vorzugsweise aus einem dieser Metalle besteht. Nach einer weiteren Ausführungsform sind mehrere LED-Module, d. h. mehrere LED-Zweige nebeneinander auf der Platte angeordnet, wobei eine Isolierschicht, die aber thermisch leitend ist, aus Sicherheitsgründen das LED-Modul von der Platte trennt. Die LEDs bzw. das LED-Modul sind auf der Platte in bekannter Weise angebracht, vorzugsweise entweder darauf geklebt oder festgeschraubt, um eine gute thermische Verbindung zu erzielen. Neben der Plattenform für den Träger sind weitere Formen des Trägers denkbar, z. B. Tetraeder oder weitere Polyeder-Formen, wobei es auch möglich ist, die LED-Module nicht direkt auf der Platte bzw. auf der Isolierungsschicht anzuordnen, sondern mit einem gewissen Abstand zur Platte auf einem Träger zu befestigen. Das Rohr bzw. die Hülse und die Platte sind durch Pressen, Schrauben oder Löten zusammengehalten und verbunden, so dass die von der Steuerelektronik erzeugte Wärme somit über diese Verbindung zu der Platte geleitet werden kann. Auf der Platte ist beispielsweise mittels wärmeleitendem Klebstoff der kuppelförmiger Glaskolben angebracht, der als transparente Schutzschicht für die LEDs und möglicherweise auch als Lichtsammelelement zur Erhöhung der Lichtintensität ausgebildet ist. Um die Wärmeableitfläche des Rohrs und der Platte zu vergrößern sind auf der externen Fläche des Rohres Kühllamellen oder Kühlrippen (Gitter) ausgebildet.
Wie die vorstehende Würdigung des Standes der Technik aufzeigt, sind unterschiedlich LED-Leuchtmittel auch solche mit einer Serienschaltung von Einzel-LEDs bekannt. Dabei ist in der Regel eine spezielle Vorschalt- oder Treiberelektronik (Power-LED-Treiber und Spannungstransformation) vorgesehen. Deshalb fehlt in der Praxis ein solches LED-Leuchtmittel, welches ohne eine DC-Stromregelung bei Niederspannung betrieben werden kann und unabhängig von anderen technischen Gegebenheiten universell einsetzbar ist und welcher auf einfache Art und Weise erweiterbar/umrüstbar ist. Besonders bedeutsam ist dies, weil die Leuchtmittel herstellende Industrie als fortschrittliche, entwicklungsfreudige Industrie anzusehen ist, die schnell Verbesserungen und Vereinfachungen aufgreift und in die Tat umsetzt.
Weiterhin ist aus Neumüller Elektronik GmbH: Acriche 4 – Neue Möglichkeiten für die Beleuchtungsindustrie. D-85570 Markt Schwaben, Online-News vom 28.08.2009, archiviert am 17.12.2009 für das Produkt .Acriche 4” bekannt dass die LED eine Vorwärtsspannung von ca. 50 VDC hat und als Reihenschaltung in einer Vierergruppe direkt ohne aufwendige Elektronik an 230 VAC betrieben werden kann Es ist lediglich ein handelsüblicher Brückengleichrichter vorzusehen.
Weiterhin ist aus der nachveröffentlichten DE 10 2008 064 310 B3 eine Schaltungsanordnung, insbesondere zum Betreiben einer Hochspannungs-LED-Anordnung mit zumindest einer auf einer Leiterplatte angeordneten, direkt an die Netzwechselspannung angeschlossenen Hochspannungs-LED bekannt. Zu dem Zweck, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, bei der durch geschickte Auswahl des Wertes zumindest eines temperaturveränderlichen Widerstandes mit positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) und geschickter Zuordnung von zumindest einem Standardwiderstand, einen Betrieb über einen breiten Betriebsspannungsbereich zu ermöglichen, ohne dass die Hochspannungs-LED einer thermischen Überlastung ausgesetzt wird, ist zur Bildung einer Heizanordnung zumindest ein als temperaturveränderlicher Widerstand mit positiven Temperaturkoeffizienten ausgebildetes erstes Bauteil (PTC) in Zuordnung zur Hochspannungs-LED auf der Leiterplatte angeordnet, welchem ersten Bauteil (PTC) in Reihe geschaltet zumindest ein als Standardwiderstand ausgebildetes zweites Bauteil zugeordnet ist. Bei einer solchen Ausbildung ist besonders vorteilhaft, die Verwendung einer Metallkernplatine vorzusehen, weil damit die von der Hochspannungs-LED erzeugte Wärme besonders effektiv an die Umgebung abgegeben werden kann. Weiter ist besonders vorteilhaft, einen temperaturveränderlichen Widerstand mit positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) zu verwenden, welcher eine Sprungtemperatur aufweist, dergestalt, dass die Hochspannungs-LED nicht in unzulässigen thermischen Bereichen betrieben werden kann. Zudem ist die Verwendung von Standardwiderständen besonders vorteilhaft, weil diese besonders kostengünstig in einer Vielzahl unterschiedlicher Widerstandswerte erhältlich sind.
Schließlich ist aus der DE 10 2007 041 193 A1 ein Leuchtmodul für eine Beleuchtungseinrichtung bekannt, das eine erste Anzahl n von Lichtquellen (3) aufweist, die in einer ersten Reihe (4) angeordnet sind, und eine zweite Anzahl m von Lichtquellen aufweist, die in einer zweiten Reihe (5) angeordnet sind, für die gilt: m ≥ 1, n ≥ m + 1. Im Einzelnen ist eine mäanderförmige bzw. sägezahnförmige Anordnung von fünf LEDs daraus bekannt, ebenso ein Aufbau aus parallel zueinander angeordneten Trägern mit Array-LED-Strängen.
Der Erfindung liegt gegenüber den bekannten LED-Leuchtmittel die Aufgabe zugrunde, diese derart weiterzuentwickeln, dass ohne eine spezielle Vorschalt- oder Treiberelektronik (Power-LED-Treiber und Spannungstransformation) eine direkte Anbindung an das 230 V/50 Hz bzw. 120 V/60 Hz Wechselspannungsnetz ermöglicht wird. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Herstellungsverfahren, insbesondere ein Verfahren zur Sicherstellung eines Berührungsschutzes hierfür anzugeben
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Lichtquelle gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gelöst, dass die Array-LEDs auf einem plattenartigen, mindestens die Array-LEDs tragenden, elektrisch kontaktierenden, Wärme abführenden und Berührungsschutz aufweisenden Träger angeordnet sind, dass zum direkten Betrieb am Wechselspannungsnetz die Summe der Flussspannungen der Array-LEDs so dimensioniert ist, dass diese mindestens 75%, vorzugsweise 80% und maximal 85% der Amplitude der gleichgerichteten Wechselspannung bei Nennspannung entspricht, dass der Träger in der Haupterstreckungsrichtung mäanderförmig oder sägezahnförmig ausgestaltet ist und dass fünf Array-LEDs im gleichen Abstand zueinander und dem Verlauf folgend auf dem Träger angeordnet sind.
Durch diese sehr einfache Reihenschaltung mit nur einem Vorwiderstand und einer Gleichrichterbrücke kann die Zuverlässigkeit (Lebensdauer) für das gesamte LED-System deutlich verbessert werden. Die Lebensdauer hängt damit im Wesentlichen praktisch nur von den Lichtquellen (Power-LED's) und deren Betriebsbedingungen (Strom, Temperatur, Stress...) ab, jedoch nicht mehr von den zusätzlichen Bauteilen eines meist sehr preiswerten und damit meist wesentlich schlechteren Vorschaltgerätes ab. Mit nur einem oder ggf. mehreren Vorwiderständen kann eine sehr einfache Strombegrenzung, ohne zusätzliche Glättung bzw. Stromregelung erfolgen. Da der Array-LED-Strang erst beim Überschreiten der Summenflussspannung leitend wird, fließt der Strom im Array-LED-Strang nicht kontinuierlich wie im DC-Betrieb. Es ergibt sich bei einer 50 Hz Netzspannung ein mit 100 Hz bzw. bei 60 Hz ein mit 120 Hz pulsender Strom im Array-LED-Strang, der diese zum Leuchten ansteuert.
Dieser AC-bedingte Pulsbetrieb ermöglicht bei vorgegebener Dimensionierung eine sehr gute Lichtausbeute bei etwa gleichem Energieeinsatz wie im DC-Betrieb.
Da die LED's jedoch bei gleichem Energieeinsatz für die kürzere Stromflussdauer im Pulsbetrieb (AC-Betrieb) mit einem höheren Strom als im kontinuierlichen DC-Betrieb angesteuert werden können werden diese als scheinbar heller wahrgenommen. Gleichzeitig erhöht sich deren Flussspannung durch den höheren Strom, wodurch der Lichtwirkungsgrad zusätzlich steigt, da gleichzeitig die Spannung über dem Vorwiderstand sowie die Stromflussdauer und damit die Verlustleistung sinkt.
Da die Energieversorger im Allgemeinen für Ihre bereitgestellte Netzspannung feste Toleranzgrenzen für Über- bzw. Unterspannung garantieren, kann mit nur einem Widerstand eine betriebssichere Dimensionierung des Strangstromes für das Array-LED-Leuchtmittel erreicht werden. Die erfindungsgemäße Lichtquelle ist für unterschiedliche Anwendungen geeignet und kann beispielsweise auf einfache Weise an geeigneten Orten angebracht werden. Sie ist kostengünstig herstellbar und mit wenig Aufwand montierbar.
Weiterhin wird die Aufgabe ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtquelle nach Anspruch 1, insbesondere Patentanspruch 9 dadurch gelöst, dass die Lichtquelle einen die Array-LEDs tragender Träger, welcher in der Haupterstreckungsrichtung mäanderförmig oder sägezahnförmig ausgestaltet ist und auf welchem fünf Array-LEDs im gleichen Abstand zueinander und dem Verlauf folgend angeordnet sind, und dass in einem zweistufigen Verfahren teiltransparent isoliert wird, indem

• zunächst mit Hilfe eines Werkzeuges eine nichttransparente Umspritzung der nicht leuchtenden Komponenten mit Hilfe eines Niederdruck-Spritzgussverfahrens erfolgt,
• gleichzeitig auf der Trägerplatine T eine ca. 2 mm starke Wandung entlang der Kontur und der Befestigungsbohrungen generiert, welche dann die eigentliche „Vergussform” für den zweiten Prozess-Schritt bildet und
• im zweiten Prozess-Schritt mittels transparentem Vergussmittel (z. B. Silikon) eine für das Licht durchlässige, elektrisch und klimatisch isolierende Schutzschicht generiert wird, wobei der Verguss im Schwerkraftverfahren erfolgt und sowohl bei Raumtemperatur oder beschleunigt unter UV-Bestrahlung aushärten kann

In Weiterbildung der Erfindung weist, gemäß Patentanspruch 2, der Träger an seiner Ober- und Unterseite je über seine gesamte Ausdehnung reichende metallische Flächen auf, welche zur elektrischen Kontaktierung geeignet sind und welche mittels einer entsprechenden Schicht elektrisch voneinander getrennt aber mechanisch miteinander verbunden sind.
Die Weiterbildung nach Anspruch 2 weist den Vorteil auf, dass die Absicherung der erforderlichen thermischen Betriebsbedingungen der Array-LED's durch eine großzügig dimensionierte Kühlung der Array-LED-Trägerplatine erfolgt. Als vorteilhaft hat sich die Realisierung der Leuchtmittelschaltung auf einer Aluminiumkern- bzw. Aluminium-Keramik-Leiterkarte gezeigt. Zur Sicherstellung der vom Array-LED-Hersteller empfohlenen Betriebstemperatur erfolgt vorzugsweise die Kühlung der Trägerplatine durch thermisch leitfähige Montage mit entsprechend dimensionierten Kühlkörpern oder direkt auf ein Wärme ableitendes metallisches Leuchtengehäuse.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist, gemäß Patentanspruch 3, die Array-LEDs als Matrixschaltung mit gemischter Reihen- und Parallelschaltungen ausgebildet.
Diese Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorteile auf, dass durch die Matrixschaltung ein unterschiedliches Miteinanderverschalten der Array-LEDs aus 2×2, 3×3 oder auch 4×4 bestehenden LEDs ermöglicht wird. Es kann neben den vorstehenden Array-LED's, in Anlehnung an das erfindungsgemäße Konzept der Selbstregelung, d. h. es kann sich niemals ein größerer Strom im LED-Strang einstellen, als durch die Flussspannungs-/Stromkennlinie definiert, und durch die „konstante” Netzspannung gegeben ist, analog auch jede beliebige einzelne LED's verwendet werden, die bezüglich Ihrer Anordnung auf einer Trägerplatine dann frei platziert werden kann, wodurch sich weitere konstruktive Lösungen für das Lichtdesign ergeben, (großflächige Verteilungen, Buchstaben, Muster bis hin zu sehr filigranen linearen Anordnungen z. B. Glühfadenimitationen für Designleuchten...). Weitere Vorteile sind vereinfachtes Platinenlayout, verringerter Bestückungsaufwand und auch eine exzellente Farbqualität (CRI = colour rendering index) und präziseres Binning, da durch die Annordnung mehrerer Chips auf einem Keramiksubstrat die Farb- und Helligkeitstoleranzen einzelner Chips quasi gemittelt werden. Weiterhin wird durch die geringere Energiedichte bei gleichzeitig gleichmäßigerer Energieverteilung auf den Array-LED's, die wesentlichste Grundlage für eine höhere LED-Lebensdauer und damit für robustere Bauelemente sichergestellt. Außerdem bietet der für den Farbwechsel bei weißen LED's verwendete Phosphor bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Array-LED's eine höhere Lichteffizienz (Lumen/Watt) gegenüber Einzel-LED's, da eine größerer Fläche dieses Phosphors von den Photonen der darunter liegenden meist blauen LED angeregt wird. Die erfindungsgemäße Lichtquelle mit Array-LED's kann auch die Anforderung nach möglichst hellen, energieeffizienten Bauelementen, die bei gleichzeitig flächig verteilter Leuchtdichte, vergleichbar mit klassischen Leuchtstoffröhren, eine angenehme, möglichst blendfreie Lichtquelle darstellen, realisieren.
Weitere Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmen. In der Zeichnung zeigt:
1 den Aufbau eines Strangs aus fünf 16-fach Array-LED's,
2 den Aufbau eines Ringes aus drei Strängen nach 1,
3 den Aufbau eines Doppelstabes aus vier Strängen nach 1,
4 das Verdrahtungsschema auf Basis von Doppelklemmen und
5 den Leiterplattennutzen aus Strängen nach 1.

Der in 1 dargestellte Aufbau eines Strangs ist die Grundlage für ein äußerst kosten- und energieeffizientes Power-LED Leuchtmittel zur direkten Anbindung an das Wechselspannungsnetz. Dabei ist der in 1 dargestellte Strang dadurch gekennzeichnet, dass an einem Brückengleichrichter GL eine Serienschaltung aus fünf Array-LEDs AL1, ..., AL5 mit jeweils 16 LED's und einem Vorwiderstand R1 angeschlossen sind, welche auf einem plattenartigen mindestens die Array-LEDs AL1, ..., AL5 tragenden und elektrisch kontaktierenden Träger T angeordnet sind. Zum direkten Betrieb am Wechselspannungsnetz wird nachfolgend die Dimensionierung eines LED-Stranges/LED-Anzahl, deren Summenflussspannung und Vorwiderstand an einem Beispiel beschrieben. Dabei wurde ein Strang mit 5 Stück 16-fach Array-LED AL1, ..., AL5 realisiert (siehe nachfolgende Tabelle) und damit 80 Einzel-LED's ersetzt.

	Unterspannung
U AC [V]	200,0	210,0	220,0
U AC Peak [V]	282,8	297,0	311,1
Uspitze nach Gleichrichter [V]	281,4	295,6	309,7
UF-LED@40 mA [V]	3,375	3,375	3,375
Anzahl der LED's im Strang	80	80	80
Summe UF [V]	270,00	270,00	270,00

n Prozent UF von U DC Peak	95,46	90,91	86.78

	Nennspannung		Überspannung
U AC [V]	230,0	240.0	250,0
U AC Peak [V]	325,3	339.4	353,6
Uspitze nach Gleichrichter [V]	323,9	338.0	352,2
UF-LED@40 mA [V]	3,375	3,376	3,375
Anzahl der LED's im Strang	80	80	80
Summe UF [V]	270,00	270,00	270,00

n Prozent UF von U DC Peak	83.01	79,55	76,37

Die Anzahl der LED's im Strang (Serienschaltung aus fünf Array-LEDs AL1, ..., AL5 mit jeweils 16 LED's = 80 LED's) ist vorzugsweise so zu wählen, dass die Summe der einzelnen Flussspannungen in etwa 80% der Spannungsamplitude der gleichgerichteten Wechselspannung entspricht. Insbesondere durch Dimensionierung des Vorwiderstandes R1 zur Strombegrenzung kann der Arbeitspunkt der Serienschaltung so eingestellt werden, dass die im Strang umgesetzte elektrische Leistung bei Nennspannung (z. B. 230 V) in etwa 80–85% der Summe der Einzelnennleistungen der im Strang verschalteten LED's entspricht.
Erfindungsgemäß ist Summe der Flussspannungen aller im Strang befindlichen LED's möglichst hoch gewählt, sodass diese mindestens 75%, besser 80% und maximal 85% der Amplitude der gleichgerichteten Wechselspannung bei Nennspannung entspricht. Dadurch wird erreicht, dass im Vorwiderstand R1 bei Nennspannung nur eine relativ geringe Leistung umgesetzt wird. Das wird begünstigt durch die Größe der Flussspannung, welche eine Funktion des Strangstromes ist. Das heißt, je größer die Summe der Flussspannungen (möglichst 80% der Amplitude der gleichgerichteten Nennspannung), desto kurzer ist die Stromflussdauer im Strang. Um dabei die gleiche Leistung im Strang umzusetzen, benötigt man eine höhere Pulsstromamplitude, wodurch sich die Verlustleistung im Vorwiderstand R1 verringert, da mit mehr Strom gleichzeitig mehr Spannung über den Array-LEDs AL1, ..., AL5 anliegt.
Weiterhin wird der Nennwert des Widerstandes R1 im LED-Strang aus den Array-LEDs AL1, ..., AL5 so dimensioniert, dass die im Strang umgesetzte elektrische Leistung bei Nennspannung nur etwa 80–85% der Summe der Einzelnennleistungen der verwendeten LED's entspricht. Auf diese Weise ist auch bei Überspannung ein sicherer Betrieb gewährleistet.
Insbesondere besteht die Leuchtmittelschaltung im obigen Beispiel aus einem Vorwiderstand R1 (50 Ohm) einem Brückengleichrichter GL (1 A/600 V) und 5 Stück Array-LED's AL1, ..., AL5. Direkt am 230 V Netz betrieben beträgt die Leistungsaufnahme ca. 9 Watt, wobei auf die im Widerstand R1 umgesetzte Leistung nur ca. 0,2 Watt entfallen. Die beschriebene Schaltung stellt die Basisschaltung (Minimalausführung) eines LED-Stranges für 230 VAC dar. Größere Systeme lassen sich einfach durch Parallelschaltung mehrerer solcher Stränge realisieren.
Ein vergleichbares System kann natürlich auch mit einer beliebigen anderen Array-LED AL1, ..., AL5 realisiert werden, wenn die internen Einzel-LED's in Reihe verschaltet sind und die erfindungsgemäße Dimensionierungsvorschrift verwendet wird.
Die Sicherstellung der erforderlichen thermischen Betriebsbedingungen der Einzel-LED's wird beim Stand der Technik durch eine großzügig dimensionierte Kühlung der LED-Trägerplatine vorgenommen, wie dies beispielsweise in der bereits genannten DE 20 2007 008 258 U1 beschrieben ist. Im Rahmen der Erfindung kann infolge der Benutzung eines Trägers T, welcher in der Haupterstreckungsrichtung mäanderförmig oder sägezahnförmig ausgestaltet ist und auf welchem die fünf Array-LEDs AL1, ..., AL5 im gleichen Abstand zueinander und dem Verlauf folgend angeordnet sind, einerseits den Empfehlungen des Herstellers bzgl. der elektrischen und thermischen Betriebsbedingungen der verwendeten Power-LED's, gefolgt werden und andererseits kann durch Vergrößerung des Vorwiderstandes R1, die in den fünf Array-LEDs AL1, ..., AL5 mit jeweils 16 LED's = 80 LED's umgesetzte Leistung gezielt verringert werden, wodurch eine niedrigere Betriebtemperatur und damit eine deutlich längere Lebensdauer und Systemeffizienz für das LED-Leuchtmittel erreicht werden kann. Im Rahmen der Erfindung hat sich als vorteilhaft die Realisierung der Leuchtmittelschaltung auf einer Aluminiumkern- bzw. Aluminium-Keramik-Leiterkarte gezeigt. Zur Sicherstellung der vom LED-Hersteller empfohlenen Betriebstemperatur ist die Kühlung der Trägerleiterkarte T1 durch thermisch leitfähige Montage mit entsprechend dimensionierten Kühlkörpern oder direkt auf ein Wärme ableitendes metallisches Leuchtengehäuse möglich.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Konzepts kann auch ein Vorwiderstand R1 mit einem Widerstand von annähernd 0 Ω benutzt werden (oder dieser sogar ganz entfallen), wenn die Toleranzen der Flussspannung der jeweiligen LED's im Array-LED zu vernachlässigen sind oder beispielsweise die Zahl der LED's größer als der berechnete Wert gewählt wird. Die bei einer Vergrößerung des Vorwiderstandes R1 etwas geringere Lichtausbeute ist aufgrund der wesentlich geringen Systemkosten (kein Vorschaltgerät) und die Ressourceneinsparung vernachlässigbar. Für kostenkritische Applikationen kann auf diese Weise sogar, falls erforderlich, die Betriebstemperatur dem Wärmeabstrahlvermögen eines beliebigen Leuchtenträgers, der gleichzeitig als Kühlfläche fungiert, angepasst werden, indem im Rahmen des erfindungsgemäßen Konzepts die Verlustleistung der verbauten LED-Module gezielt so stark reduziert wird, dass die in das Leuchtengehäuse abgegebene Wärme der Gehäuseoberfläche und deren Wärmeabstrahlvermögen an die Umgebung angepasst ist. In Verbindung mit in der Leuchte zur zusätzlichen Kühlung untergebrachten Kühlkörpern, wirken die Dome D1, D2, die an sich zur Befestigung der Trägerplatinen dienen, auch als Wärmesenken und unterstützen damit die Wärmeableitung vom Array-LED-Modul über den Kühlkörper bis hin zur Außenhülle des Leuchtengehäuses.

Für direkten Betrieb am 120 V/60 Hz Netz wird nachfolgend ein weiteres Beispiel eines Leuchtmittels mit entsprechendem LED-Strang von Array-LEDs AL1, AL2 beschrieben werden.

	Unterspannung
U AC [V]	102,0	110,0	115,0
U AC Peak [V]	144,2	155,6	162,6
Uspitze nach Gleichrichter [V]	142,8	154,2	161,2
UF-LED@40 mA [V]	3,375	3,375	3,375
Anzahl der LED's im Strang	42	42	42
Summe UF [V]	141,75	141,76	141,76

n Prozent UF von U DC Peak	98,27	91,12	87,16

	Nennspannung		Überspannung
U AC [V]	120,0	125,0	132,0
U AC Peak [V]	169,7	176,8	186,7
Uspitze nach Gleichrichter [V]	168,3	175,4	185,3
UF-LED@40 mA [V]	3,4	3,375	3,375
Anzahl der LED's im Strang	42	42	42
Summe UF [V]	142,80	141,75	141,75

n Prozent UF von U DC Peak	84,15	80,19	75,93

Wie aus vorstehender Tabelle hervorgeht, lässt sich mit ca. 42 LED's eine vergleichbare Schaltung für 120 V realisieren. Im Rahmen der Erfindung kann man bei der Anzahl der LED's um das berechnete Ergebnis variiert werden, um eine geeignete Abbildung mit verfügbaren Array-LED's zu erhalten. Bei Verwendung von 9er Array-LEDs werden im Rahmen der Erfindung 4 oder 5 dieser LED's an (4 × 9 = 36 bzw. 5 × 9 = 45) benutzt. Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung möglich unterschiedliche Arraygrößen 4er, 6er, 8er, 9er, 12er, 16er usw. miteinander zu kombinieren, sofern die in den Array-LED's verwendeten Einzelchips gleiche Betriebsparameter bzgl. Strom und Flussspannung aufweisen. Dadurch kann die Summe der Flussspannungen dem berechneten Optimum genau angepasst werden.
Verwendet man beispielsweise für diese Realisierung 6er-Array-LED's (6 Stück in Reihe) kann man die berechneten 42 LED's 1:1 mit 7 Stück abbilden und erhält damit eine ebenfalls kostenoptimale Lösung.
Zum Schutz vor Umgebungseinflüssen und des Benutzers ist vorzugsweise eine Beschichtung des Trägers T mit Schutzlack vorgesehen, beispielsweise durch vergießen. Insbesondere werden dabei Anschlussklemmen in Form von Doppelklemmen DK1, DK2 (für einen Verpolungsschutz wird die Doppelklemme DK1 für 220 V und die Doppelklemme DK2 für 0 V benutzt, siehe beispielsweise 1), welche auf einer Seite einen Deckel und auf der anderen Seite jeweils zwei Rastklemmen für die Anschlussdrähte der Netzspannung aufweisen. Auf überraschend einfache Art und Weise kann der räumlich gestaltete Träger T (bei dem die zu beschichtenden Flächen über die bestückten Bauteile verlaufen muss, um beispielsweise nur die Steckerrückseite beschichten zu können und die vorderseitigen Steckerkontakte beschichtungsfrei zu halten, d. h. Benutzung einer Doppelklemme DK1, DK2 ohne Deckel (3te Dimension)) durch Benetzen und Ausnutzung des Kapillardrucks (beispielsweise erzeugt eine Kapillare von 1 μm Durchmesser einen Saugdruck von 2,8 bar, entsprechend einer Saughöhe bei benetzendem Wasser von 28 Metern) bzw. der Adhäsionskraft (d. h. die Kraft, die zwischen zwei Stoffen wirkt, wodurch beispielsweise die Flüssigkeit an der Wand des Bauelements auf der Leiterplatte hochsteigt) beschichtet werden.
Das bei Verwendung einer sehr kompakten Anschlussklemme bestehende Problem der max. zulässigen Klemmenspannung von z. B. 160 V DC wurde beim erfindungsgemäßen Konzept dadurch gelöst, indem die beiden Anschlusspotentiale der Netzspannung jeweils der potentialgleichen Doppelklemme DK1, DK2 zugeführt werden und diese räumlich voneinander getrennt auf der Trägerplatine T angeordnet werden. Dadurch ist die Spannungsdifferenz zwischen den Klemm-Terminals einer Doppelklemme DK1, DK2 praktisch 0 Volt und gleichzeitig wurde so eine einfache Möglichkeit geschaffen, die an der ersten Anschlussklemme angelegte Netzspannung bei Bedarf durch Parallelschaltung an weitere LED-Module weiterzureichen.
In 2 ist der Aufbau eines Ringes aus drei Strängen nach 1, in 3 den Aufbau eines Doppelstabes aus vier Strängen nach 1, in 4 das Verdrahtungsschema auf Basis von Doppelklemmen DK1, DK2 und in 5 der Leiterplattennutzen aus Strängen nach 1 dargestellt. Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung (Fertigungsnutzen mit geringstem Material-Verschnitt und Vereinzelung mit einheitlich breitem Fräs-/Stanzkanal) und eine konstruktive Konfiguration der erfindungsgemäßen Lichtquelle, insbesondere unter Berücksichtigung der einfachen Erfüllung von Anforderungen an Lichthelligkeit und Betriebstemperatur.
Kerngedanke des erfindungsgemäßen Konzepts ist die konsequente Ausnutzung der Strom/Spannungskennlinie einer beliebigen LED durch Umkehr der Vorgehensweise bei der Dimensionierung des Arbeitspunktes einer LED-Schaltung vom Strom zur Spannung.
Da die Flussspannung jeder LED eine Funktion ihres Stromes ist, kann man den in weiten Bereichen dieser Kennlinie annähernd linearen Zusammenhang nutzen, um einen stabilen Arbeitspunkt unter bestimmten Betriebsbedingungen zu dimensionieren, indem man nicht, wie bisher nach Stand der Technik, einen dem Bauteil angemessenen konstanten Strom bereitstellt, wozu man im Allgemeinen weitere Bauteile benötigt, sondern indem man die Flussspannung einer LED-Schaltung bei deren Nennstrom so dimensioniert, dass diese der Versorgungsspannung angepasst ist. Das erreicht man auf überraschende einfache Art und Weise durch Anderung der Anzahl der in Reihe geschalteten LED's und erzielt dabei ebenfalls einen stabilen Arbeitspunkt, jedoch ohne zusätzliche Bauteile
Ein Leuchtmittel, dass für den Betrieb an Netzspannung ausgelegt werden soll kann bezüglich seines Arbeitspunktes damit im Gegensatz zu einem mit konstant geregeltem Strom betriebenen Leuchtmittel nun einfach auf die weitgehend konstante Netzspannung als Bezugsgröße Bezug nehmen. Da die Toleranzen der Netzspannung von Netzbetreiber garantiert werden, kann man diese als Konstante in das Bezugssystem aufnehmen und benötigt dadurch keine zusätzlich aktive Strom-Regelung, sondern verwendet den funktionalen Zusammenhang der U/I-Kennlinie der LED zur Stabilisierung des Arbeitspunktes unter Zugrundelegung der Toleranzgrenzen der angelegten Netzspannung.
Es kann sich damit praktisch niemals ein größerer Strom im LED-Strang einstellen, als durch die Flussspannungs-/Stromkennlinie definiert, und durch die „konstante” Netzspannung gegeben ist (d. h. Selbstregelung beim erfindungsgemäßen Konzept).
Dieser Kerngedanke des erfindungsgemäßen Konzepts bildet die Basis für alle, vorstehend aufgeführten, erfinderischen Details, konstruktiven Zusammenhänge und Lösungsvorschläge und liefert damit eine sichere Dimensionierungsgrundlage für die Umsetzung der theoretischen funktionalen Zusammenhänge in praktisch konkrete Leuchtmittel.
Das Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen Lichtquelle kann wie folgt beschrieben werden. Die Trägerplatine wird als Aluminium-Substrat-Leiterkarte (IMS = insulated metal Substrate) in einem Fräs-, Stanz- oder Ritznutzen von einem Leiterkartenhersteller gefertigt. Diese Platine ist wie konventionelle Leiterkarten mit SMD-Lötpads und Leiterbahnen ausgestattet. Die Lötpunkte werden im Siebdruckverfahren mit Lötpaste bedruckt. Die anschließende Bestückung der SMT-Bauteile (LED's, Widerstand, Dioden oder Gleichrichter und Kontaktelemente (Anschlussklemmen) erfolgt mit SMD Bestückautomaten und wird anschließend entweder in reflow-Technik oder wenn verfügbar auch mit einer Dampfphasen Lötanlage gelötet. Alternativ zu den Anschlussklemmen können auch Verbindungskabel direkt auf entsprechenden Anschlusspads der Leiterkarte/Träger T verlötet werden.
Zur Sicherstellung des Berührungsschutzes und zum Schutz vor Feuchtigkeit und Verschmutzung wird die LED-Modulplatine T in einem zweistufigen Verfahren teiltransparent isoliert.
Zunächst erfolgt mit Hilfe eines Werkzeuges eine nichttransparente Umspritzung der nicht leuchtenden Komponenten mit Hilfe eines Niederdruck-Spritzgussverfahrens (z. B. auf Basis Hotmelt/Schmelzklebstoff wird mit ca. 10 bar in ein Aluminium Hohlkammerwerkzeug gespritzt).
Dabei wird gleichzeitig auf der Trägerplatine T eine ca. 2 mm starke Wandung entlang der Kontur und der Befestigungsbohrungen generiert. Diese bildet dann die eigentliche „Vergussform” für den 2. Prozess-Schritt. Nun wird mittels transparentem Vergussmittel (z. B. Silikon) eine für das Licht durchlässige, elektrisch und klimatisch isolierende Schutzschicht generiert. Der Verguss erfolgt im Schwerkraftverfahren und kann sowohl bei Raumtemperatur oder beschleunigt unter UV-Bestrahlung aushärten. Abschließend erfolgt eine einfache Funktionsprüfung zur Absicherung der gewünschten elektrischen und optischen Parameter.
Im Rahmen der Erfindung kann dem Strang von Array-LED's ein Schaltungsmodul, beispielsweise eine Brücke oder ein Transistor (Schalter) vorgeschaltet werden, so dass Funktionen wie Dimmen, Ein/Ausschalten oder auch ein komplettes Lichtmanagement mit Bewegungs- und/oder Helligkeitssteuerung bzw. Zeitschaltfunktion ermöglicht wird.

Claims

Lichtquelle, wobei zum modularen Aufbau der Lichtquelle an einem Brückengleichrichter (GL) eine Serienschaltung aus mehreren Array-LEDs (AL1, ..., AL5), welche jeweils mehrere miteinander verbundene Einzel-LEDs aufweisen, und einem Vorwiderstand (R1) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Array-LEDs auf einem plattenartigen, mindestens die Array-LEDs tragenden, elektrisch kontaktierenden, Wärme abführenden und Berührungsschutz aufweisenden Träger (T) angeordnet sind, dass zum direkten Betrieb am Wechselspannungsnetz die Summe der Flussspannungen der Array-LEDs (U1...Un) so dimensioniert ist, dass diese mindestens 75%, vorzugsweise 80% und maximal 85% der Amplitude der gleichgerichteten Wechselspannung bei Nennspannung entspricht, dass der Träger (T) in der Haupterstreckungsrichtung mäanderförmig oder sägezahnförmig ausgestaltet ist und dass fünf Array-LEDs (AL1, ..., AL5) im gleichen Abstand zueinander und dem Verlauf folgend auf dem Träger (T) angeordnet sind.
Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (T) an seiner Ober- und Unterseite je über seine gesamte Ausdehnung reichende metallische Flächen aufweist, welche zur elektrischen Kontaktierung geeignet sind und welche mittels einer entsprechenden Schicht elektrisch voneinander getrennt aber mechanisch miteinander verbunden sind.
Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Array-LEDs (AL1, ..., AL5) als Matrixschaltung mit gemischter oder konfigurierbarer Reihen- und Parallelschaltungen ausgebildet sind.
Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (T) so ausgestaltet ist, dass der Aufbau eines Ringes (2) aus mindestens drei im Kreis angeordneten mäanderförmigen oder sägezahnförmigen Trägern (T) mit Array-LED-Strängen (AL1, AL2, ...) oder der Aufbau eines Doppelstabes (3) aus parallel zueinander angeordneten Trägern (T) mit Array-LED-Strängen (AL1, AL2, ...) erfolgen kann.
Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schwerpunktlinie des Trägers (T) liegenden Dome (D1, D2) einerseits zur Befestigung des Trägers (T) andererseits auch zur Wärmeableitung (Wärmesenke) dienen.
Lichtquelle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Beschichtung des Trägers (T) mit Schutzlack.
Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anschlusspotentiale der Netzspannung jeweils einer potentialgleichen Doppelklemme (DK1, DK2) zugeführt werden und dass die Doppelklemmen (DK1, DK2) räumlich voneinander getrennt auf der Trägerplatine (T) angeordnet sind.
Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Array-LED-Strang (AL1, AL2, ...) Array-LEDs (AL1, AL2, ...) mit gleichen oder unterschiedlichen Arraygrößen von mindestens zwei Einzel-LEDs, vorzugsweise 4er, 6er, 8er, 9er, 12er, 16er Arraygröße, anordenbar sind.
Verfahren zur Herstellung einer Lichtquelle, welche modular aus Array-LED-Strängen, wobei der jeweilige LED-Strang eine Serienschaltung aus mehreren Array-LEDs (AL1, AL2) mit mehreren miteinander verbundenen Einzel-LEDs aufweist, aufbaubar ist, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle einen die Array-LEDs (AL1, AL2) tragenden Träger (T) aufweist, welcher in der Haupterstreckungsrichtung mäanderförmig oder sägezahnförmig ausgestaltet ist und auf welchem fünf Array-LEDs (AL1, ..., AL5) im gleichen Abstand zueinander und dem Verlauf folgend angeordnet sind, und dass zur Sicherstellung eines Berührungsschutzes und zum Schutz vor Feuchtigkeit und Verschmutzung der Träger (T) in einem zweistufigen Verfahren teiltransparent isoliert wird, indem • zunächst mit Hilfe eines Werkzeuges eine nichttransparente Umspritzung der nicht leuchtenden Komponenten mit Hilfe eines Niederdruck-Spritzgussverfahrens erfolgt, • gleichzeitig auf dem Träger (T) eine ca. 2 mm starke Wandung entlang der Kontur und der Befestigungsbohrungen generiert, welche dann die eigentliche „Vergussform” für den zweiten Prozess-Schritt bildet und • im zweiten Prozess-Schritt mittels transparentem Vergussmittel (z. B. Silikon) eine für das Licht durchlässige, elektrisch und klimatisch isolierende Schutzschicht generiert wird, wobei der Verguss im Schwerkraftverfahren erfolgt und sowohl bei Raumtemperatur oder beschleunigt unter UV-Bestrahlung aushärten kann.