DE102014220656A1 - LED-Modul mit integrierter Stromsteuerung - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein LED-Modul (10) zum Anschluss an eine DC-Stromversorgung (11), wobei das LED-Modul eine Mehrlagenplatine (2) mit einer darauf angeordneten Metalloberfläche (2a) und einer dielektrischen Schicht (2b) aufweist, wobei mindestens ein LED-Chip (1) auf der Metalloberfläche (2a) der Mehrlagenplatine angeordnet ist, eine Verkapselungsschicht (3) über dem mindestens einen LED-Chip (1) und Stromreglereinrichtungen (4) auf der Mehrlagenplatine angeordnet sind, wobei die Stromreglereinrichtungen (4) so ausgebildet sind, dass sie einen DC-Eingang, der zu dem Modul (10) führt, in einen vorgegebenen DC-Ausgang umwandeln, der zu dem mindestens einen LED-Chip (1) führt.
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein LED-Modul, insbesondere ein integriertes LED-Modul mit daran angebrachten Stromreglereinrichtungen. Das LED-Modul ist insbesondere ausgebildet, um mit einem LED-Strahler verbunden zu werden.
- Im Hinblick auf einen allgemeinen Wunsch zur Miniaturisierung und Integration einer LED-Lichtquelle werden LED-Lichtquellen, wie z. B. LED-Strahlermodule, allgemein optimiert, um bei kleinsten Abmessungen der Lichtquelle die höchstmögliche Lichtstromdichte zu liefern. Dabei ist bekannt, dass ein Stromregler, wie z. B. eine Konverterschaltung zur Umwandlung von Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC), in das LED-Modul integriert wird, um diese integrierte LED-Lichtquelle bereitzustellen. Demzufolge kann eine Vielzahl einzelner LED-Module an ein bereitgestelltes 230 V Netzteil angeschlossen werden, wobei die Konverterschaltung an dem jeweiligen LED-Modul die Stromversorgung zu dem jeweiligen LED-Chip des LED-Moduls steuert.
- Dieser Ansatz erlegt der Konstruktion des LED-Moduls insbesondere im Hinblick auf den für den Stromregler erforderlichen Platz bestimmte Zwänge auf. Der erforderliche Platz und die Abmessung eines in einer Lichtquelle bereitgestellten LED-Moduls ist jedoch für die Entwicklung einer fest eingebauten und kompakten Konstruktion der LED-Leuchte mit diesem Modul von größter Bedeutung. Dabei werden den Abmessungen der LED-Module immer höhere Anforderungen auferlegt, um eine weitere Verdichtung der Lichtquelle bzw. der Leuchten zu ermöglichen.
- Auf der Grundlage des vorbekannten Standes der Technik befasst sich die vorliegende Erfindung mit der Aufgabe der Bereitstellung eines verbesserten und integrierten LED-Moduls mit integrierter Stromsteuerung. Die Erfindung hat auch noch weitere Aufgaben zum Ziel und insbesondere die Lösung anderer Probleme, wie sich aus der restlichen Beschreibung ergeben wird.
- Die oben genannte Aufgabe wird mittels der unabhängigen Ansprüche der Erfindung gelöst. In den abhängigen Ansprüchen wird der zentrale Erfindungsgedanke weiterentwickelt.
- In einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein LED-Modul zum Anschluss an eine DC-Stromversorgung, wobei das LED-Modul eine Mehrlagenplatine mit einer darauf angeordneten Metalloberfläche und einer dielektrischen Schicht aufweist, wobei mindestens ein LED-Chip auf der Metalloberfläche der Mehrlagenplatine angeordnet ist, eine Verkapselungsschicht über dem mindestens einen LED-Chip und Stromreglereinrichtungen auf der Mehrlagenplatine angeordnet sind, wobei die Stromreglereinrichtungen so ausgebildet sind, dass sie einen DC-Eingang, der zu dem Modul führt, in einen vorgegebenen DC-Ausgang umwandeln, der zu dem mindestens einen LED-Chip führt.
- Erfindungsgemäß ist das LED-Modul so ausgebildet, dass es mit einer konstanten Spannungsversorgung betrieben wird, wobei sich der tatsächliche Stromerzeuger für den mindestens einen LED-Chip an dem LED-Modul selbst befindet. Somit ist eine bessere Abstimmung und Anpassung des Stromreglers an das einzelne LED-Modul bzw. an den mindestens einen LED-Chip des Moduls ermöglicht.
- Demzufolge kann eine Anpassung des Stromreglers oder des Stromwandlers an den spezifischen LED-Chip des LED-Moduls bei einem Herstellungsschritt des LED-Moduls durchgeführt werden. Somit sind keine späteren Bemühungen von dem Kunden erforderlich, um die Konverterelektronik an ein LED-Modul anzupassen, und damit die Lichtleistung für jedes einzelne LED-Modul anzupassen. Außerdem wird ein integriertes LED-Modul bereitgestellt, das die Reduzierung der Herstellungskosten erlaubt und Leistungsvorteile bietet. Da kein AC/DC-Wandler direkt an dem LED-Modul angebracht ist, sind der erforderliche Platz und die Abmessungen des LED-Moduls daher minimiert.
- Der Stromregler kann ein DC/DC-Wandler oder ein analoger Strom-/Spannungsregler sein. In einer bevorzugten Ausführungsart ist die Stromreglereinrichtung ein DC-Wandler, der einen DC-Eingang erhält, und einen DC-Ausgang zu dem mindestens einen LED-Chip liefert. Die Stromreglereinrichtungen sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie einen Eingangsstrom im SELV-Bereich (Schutzkleinspannung) von unter 60 Volt betreiben. Die Reglereinrichtungen können so ausgebildet sein, dass sie Strom eines Standardwertes von z. B. 12, 24, 42, 48 oder 50 Volt erhalten. Die Reglereinrichtungen sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie einen Strom zwischen 40 und 60 Volt, weiter bevorzugt zwischen 50 und 60 Volt, erhalten.
- Die Stromreglereinrichtungen können eine besondere Architektur aufweisen, um dem mindestens einen LED-Chip des Moduls einen gewünschten Strom zu liefern. Ein bevorzugter DC/DC-Wandler kann so ausgebildet sein, dass er eine Feedback-Regelung des Stroms ermöglicht, der an das mindestens eine LED-Chip des Moduls geliefert wird. Die Stromreglereinrichtungen sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie bei Hochfrequenz von vorzugsweise zwischen 50 kHz und 5 MHz arbeiten.
- Die Stromreglereinrichtungen können einen Umschaltmodus aufweisen, wobei ein Induktor oder Kompensator zur Stromspeicherung verwendet wird, eine Buck-Topologie mit einem kontinuierlichen, diskontinuierlichen Modus, eine Boost-Topologie, eine Buck-Boost Topologie oder eine Split-Pi-Topologie, eine Ladungspumpe oder ein nicht umschaltbarer Modus, wobei ein linearer Regler für die Stromsteuerung verwendet wird.
- Die Metalloberfläche der Mehrlagenplatine kann ein Metallsubstrat, eine Metallschicht oder eine Metallfolie sein. Das Metallsubstrat, die Metallschicht oder die Metallfolie können auf einer geeigneten Trägerschicht oder einem Substrat bereitgestellt sein. Das Metallsubstrat oder die Metallschicht können auch einen unteren Abschnitt des LED-Moduls bilden.
- In einer bevorzugten Ausführungsart weist die Mehrlagenplatine vorzugsweise ein Metallsubstrat und eine darauf angeordnete dielektrische Schicht auf. Das Metallsubstrat ist vorzugsweise aus Aluminium hergestellt, wobei es sich um plattiertes oder beschichtetes Aluminium handeln kann. Das Aluminiumsubstrat ist vorzugsweise ein hoch leitfähiges Substrat. Das Metallsubstrat hat vorzugsweise eine reflektierende Oberfläche. Der mindestens eine LED-Chip ist vorzugsweise auf der reflektierenden Oberfläche des Metallsubstrates montiert.
- Die Mehrlagenplatine weist außerdem vorzugsweise eine dielektrische Schicht, wie z. B. eine Leiterplatte, vorzugsweise umfassend FR4, F2, CEM1 oder CEM3, auf.
- In einer bevorzugten Einbettung ist die Mehrlagenplatine ein isoliertes Metallsubstrat (IMS-Substrat) mit einem Aluminiumsubstrat und einer Leiterplatte umfassend FR4, F2, CEM1 und/oder CEM, die auf das Substrat laminiert ist. Die Stärke der Mehrlagenplatine beträgt vorzugsweise zwischen 50 und 500 Mikron.
- Die dielektrische Schicht der Mehrlagenplatine weist vorzugsweise eine Vertiefung auf, in der der mindestens eine LED-Chip angeordnet ist, so dass der LED-Chip direkt auf einer Oberseite des Metallsubstrats angebracht werden kann.
- Das Modul weist vorzugsweise einen Reflektor auf, der selektiv mit dem Modul verbunden werden kann, und so angeordnet ist, dass er den mindestens einen LED-Chip umgibt. Der Reflektor kann vorzugsweise selektiv mit der dielektrischen Schicht und/oder auf der Metalloberfläche der Mehrlagenplatine verbunden werden.
- Die Stromreglereinrichtungen sind vorzugsweise ausschließlich auf der dielektrischen Schicht, wie z. B. einer Leiterplatte der Mehrlagenplatine angeordnet. Alternativ können die Stromreglereinrichtungen mindestens teilweise auf der Metalloberfläche der Mehrlagenplatine angeordnet sein. Dadurch kann wenigstens ein Bauteil oder es können alle Bauteile der Stromreglereinrichtungen auf der Metalloberfläche angeordnet sein. Demzufolge kann die Wärmeableitung von den Bauteilen auf die spezifischen Bedürfnisse des LED-Moduls zugeschnitten werden. Die Stromreglereinrichtungen können so angeordnet sein, dass sie von der Verkapselungsschicht umschlossen sind.
- Die an dem Modul vorhandene Verkapselungsschicht ist vorzugsweise aus Silikon oder aus einem Epoxidmaterial hergestellt. Die Verkapselungsschicht weist vorzugsweise Farbkonversionspartikel auf, um mindestens ein Teil des von dem mindestens einen LED-Chip abgegebenen Lichts in Licht einer anderen Wellenlänge umzuwandeln.
- Das erfindungsgemäße LED-Modul ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es weißes Licht abgibt. Daher ist der mindestens eine LED-Chip vorzugsweise eine blaue LED-Die. Die Verkapselungsschicht kann Farbkonversionspartikel aufweisen, die mindestens einen Teil des blauen LED-Primärlichtes in Licht einer anderen Wellenlänge, wie z. B. gelbes oder grünlich-gelbes Licht, umwandeln können.
- In einer bevorzugten Ausführungsart befindet sich die Verkapselungsschicht innerhalb eines äußeren Dammes, der an einer Oberfläche der dielektrischen Schicht und/oder an einer Fläche der Metalloberfläche angeordnet ist.
- Der äußere Damm ist vorzugsweise aus Silikon oder aus Epoxidmaterial hergestellt. Der äußere Damm wird vorzugsweise über ein Verteilverfahren auf die Oberfläche der Mehrlagenplatine aufgetragen, wobei der Damm in flüssiger oder visköser Form aufgetragen wird, und dann aushärtet. Der äußere Damm steht vorzugsweise senkrecht von der Oberfläche der Mehrlagenplatine vor. Der äußere Damm kann an dem Rand einer Vertiefung der dielektrischen Schicht der Mehrlagenplatine angeordnet sein, wobei in der Vertiefung der mindestens eine LED-Chip angeordnet ist.
- Das LED-Modul weist vorzugsweise weiterhin ein Gehäuse auf, das so ausgebildet ist, dass es die Mehrlagenplatine des Moduls aufnimmt. Das Gehäuse kann speziell geformt sein, so dass es mit einer LED-Leuchte oder einem LED-Strahlermodul verbunden werden kann.
- In einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf einen LED-Strahler mit einem LED-Modul wie oben beschrieben. Das LED-Modul ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es selektiv mit dem LED-Strahler verbunden werden kann. Dabei kann ein Gehäuse des LED-Moduls in seinen Abmessungen und/oder der Positionierung zugehöriger Anschlusselemente so ausgebildet sein, dass es selektiv mit einem bestimmten LED-Strahler verbunden werden kann.
- Das LED-Modul kann nach dem Zagha-Standard ausgebildet sein, damit es nach diesem Standard selektiv mit einer Vielzahl verschiedener LED-Strahler oder LED-Leuchten verbunden werden kann.
- In einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein System mit mindestens zwei LED-Modulen wie oben beschrieben, und einem zentralen AC/DC-Stromwandler, der so ausgebildet ist, dass er die jeweiligen LED-Module mit Gleichstrom versorgt.
- Die mindestens zwei LED-Module sind im Hinblick auf den AC/DC-Stromwandler vorzugsweise hintereinander geschaltet und/oder sind mit einem DC-Bussystem verbunden. Die LED-Module sindvorzugsweise über ein DC-Bussystem verbunden, das Strom im SELV-Bereich (Schutzkleinspannung) führt. Die mindestens zwei LED-Module können außerdem so ausgebildet sein, dass sie über das DC-Bussystem in Verbindung stehen, um die Stärke, Farbe oder die Strahlungscharakteristik der Lichtabgabe anzupassen.
- Der AC/DC-Stromwandler ist vorzugsweise so ausgebildet, dass er einen AC-Eingangsstrom einer Hauptstromversorgung in einen DC-Ausgangsstrom von unter 60 Volt, vorzugsweise zwischen 40 und 60 Volt, umwandelt. Der AC/DC-Stromwandler ist vorzugsweise ein AC/DC-PFC-Gleichrichter.
- Ein Dimmvorgang des jeweiligen LED-Moduls kann zentral für alle LED-Module durchgeführt werden, z. B. mit Hilfe einer PWM-Modulation der DC-Stromversorgung bzw. des DC-Bussystems, mit dem die einzelnen LED-Module verbunden sind. Die Stromreglereinrichtungen der einzelnen LED-Module können ebenfalls so ausgebildet sein, dass sie für einen Dimmvorgang der LED-Chips sorgen, die an dem LED-Modul angeordnet sind, z. B. mit Hilfe von PWM-Modulation.
- Kurze Beschreibung der Figuren
- Weitere Merkmale, Vorteile und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann deutlich, wenn er die nachfolgende detaillierte Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsarten in Verbindung mit den Figuren der beigefügten Zeichnungen liest.
-
1 ist eine perspektivische Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsart des erfindungsgemäßen LED-Moduls. -
2 ist eine bevorzugte Ausführungsart eines Systems mit mindestens zwei LED-Modulen, die an eine zentrale Stromversorgung angeschlossen sind. -
3 ist eine perspektivische Seitenansicht eines LED-Moduls, wie es in1 gezeigt ist. -
4 ist eine perspektivische Seitenansicht eines LED-Moduls, wie es in den1 und3 gezeigt ist, wobei die Mehrlagenplatine in einem Gehäuse des LED-Moduls vorhanden ist. -
5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsart eines LED-Moduls mit einem Reflektor und einem Gehäuse, mit dem der Reflektor verbunden werden kann. -
6 ist eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsart des LED-Moduls. - Detaillierte Beschreibung der Figuren
-
1 bezieht sich auf eine bevorzugte Ausführungsart eines LED-Moduls10 gemäß der vorliegenden Erfindung in einer geschnittenen Seitenansicht. Das LED-Modul10 weist eine Mehrlagenplatine2 auf, die eine Metalloberfläche2a , wie z. B. ein Aluminiumsubstrat mit einer dielektrischen Schicht2b umfasst, wie z. B. eine Leiterplatte (PCB)2b , die darauf angeordnet ist. - Die Leiterplatte ist mittels einer Isolierschicht
2c , wie z. B. einem Klebemittel, vorzugsweise auf dem relativ stärkeren Aluminiumsubstrat laminiert. Die Leiterplatte (PCB)2b weist auf ihrer Oberseite7 vorzugsweise eine Verdrahtung auf. Die Leiterplatte (PCB)2b kann auch auf der Oberseite7 und auf einer Unterseite, die der Isolierschicht2c zugewandt ist, eine Verdrahtung aufweisen. - Die Leiterplatte (PCB)
2b weist eine Öffnung oder Vertiefung9 auf, die vorzugsweise in einem mittleren Teil der Leiterplatte (PCB)2b angeordnet ist. Mindestens ein LED-Chip1 des Moduls10 ist direkt an einer Oberseite8 des Metallsubstrates2a angeordnet. Dabei ist der LED-Chip1 in der Vertiefung9 angeordnet, die sich in der Leiterplatte (PCB)2b befindet. Wie in1 gezeigt, kann das Modul zwei oder mehr LED-Chips1 aufweisen. Der (die) LED-Chips)1 ist (sind) mit der Verdrahtung der Leiterplatte (PCB)2b vorzugsweise über Bonddrähte verbunden. - Die Vertiefung
9 der Leiterplatte (PCB)2b , in der der mindestens eine LED-Chip1 angeordnet ist, ist von oben betrachtet vorzugsweise kreisförmig. Der mindestens eine LED-Chip1 ist direkt auf der Oberfläche des Metallsubstrates8 montiert, die vorzugsweise stark reflektierend ist. Demzufolge erhält man eine hocheffiziente Lichtleistung des LED-Chips1 . - Ein Damm
6 ist vorzugsweise so angeordnet, dass er von einer Oberfläche der Mehrlagenplatine2 vorsteht. Dabei wird der Damm6 vorzugsweise hergestellt, indem man ein visköses Epoxid- oder Silikonmaterial auf der Oberfläche der Platine2 verteilt, das dann aushärtet. Der Damm6 ist vorzugsweise an der Grenze zwischen der Leiterplatte (PCB)2b und dem Metallsubstrat2a angeordnet. Dabei ist der Damm6 ist vorzugsweise auf der Leiterplatte (PCB)2b angeordnet, wie in1 dargestellt. Der Damm6 kann jedoch auch mindestens teilweise an der Oberseite8 des Metallsubstrates2a gebildet sein. - In der Vertiefung
9 und/oder innerhalb des durch den Damm6 eingeschlossenen Bereichs ist vorzugsweise eine Verkapselungsschicht3 angeordnet. Dabei wird die Verkapselungsschicht3 vorzugsweise in die Vertiefung9 bzw. in den äußeren Damm6 gefüllt. Eine Oberseite der Verkapselungsschicht3 ist vorzugsweise so angeordnet, dass sie mit dem obersten Abschnitt des Dammes6 bündig ist. Die Verkapselungsschicht3 ist aus Silikon oder aus einem Epoxidmaterial hergestellt und weist vorzugsweise Farbkonversionspartikel auf, die darin verteilt sind. Die Farbkonversionspartikel sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie wenigstens einen Teil des von der mindestens einen LED1 abgegebenen Lichts in ein Licht einer anderen Wellenlänge umwandeln. Dabei sind der LED-Chip1 und das Farbkonversionsmaterial vorzugsweise so ausgewählt, dass sie von dem LED-Modul10 eine weiße Lichtemission erhalten. - An dem Umfang des Dammes
6 ist ein erster Reflektor5 angeordnet. Der Reflektor5 weist vorzugsweise eine stark reflektierende Innenseite auf, um das von dem LED-Chip1 abgegebene Licht zu reflektieren. Der Reflektor5 kann vorzugsweise selektiv mit der Oberseite7 der Leiterplatte (PCB)2b verbunden werden. - An dem Umfang des Reflektors
5 bzw. am Reflektor5 radial nach außen verlaufend sind Stromreglereinrichtungen4 an der Mehrlagenplatine angeordnet. Dabei sind die Reglereinrichtungen4 vorzugsweise so ausgebildet, dass sie einen an dem Modul10 bereitgestellten DC-Eingang in einen vorgegebenen DC-Ausgang umwandeln, der zu dem mindestens einen LED-Chip führt. - Die Stromreglereinrichtungen
4 sind vorzugsweise ausschließlich auf der Oberseite der Leiterplatte (PCB)2b angeordnet und mit der Verdrahtung der Leiterplatte (PCB)2b verbunden. Doch mindestens Teile der Reglereinrichtungen4 können auch auf der Oberseite8 des Metallsubstrates2a angeordnet sein. Dabei kann die Leiterplatte (PCB)2b eine spezielle Vertiefung oder Öffnung aufweisen, damit die Reglereinrichtungen4 direkt auf der Oberseite des Metallsubstrates2a angeordnet werden können. Außerdem können die Reglereinrichtungen4 wenigstens teilweise innerhalb der in der Leiterplatte (PCB) vorgesehenen Vertiefung9 angeordnet sein. Dabei können wenigstens Teile der Reglereinrichtungen4 innerhalb der Verkapselungsschicht3 vorgesehen sein. -
2 bezieht sich auf eine bevorzugte Ausführungsart eines erfindungsgemäßen Systems40 . Das System40 weist eine Vielzahl von LED-Modulen10 ,10' ,10'' auf, die über einen zentralen AC/DC-Wandler bzw. einen AC/DC-PFC-Gleichrichter11 mit einer zentralen Stromversorgung12 verbunden sind. Der zentrale AC/DC-Wandler ist vorzugsweise so ausgebildet, dass er den Wechselstrom einer Hauptstromversorgung12 in einen Gleichstrom im SELV-Bereich (Schutzkleinspannung), vorzugsweise unter 60 V, umwandelt. Dieser Gleichstrom wird vorzugsweise an ein DC-Bussystem14 geliefert, mit dem die jeweiligen LED-Module10 ,10' ,10'' verbunden sind. Demzufolge wird der redundante Teil des AC/DC-Wandlers innerhalb des Systems zentral für alle LED-Module10 ,10' ,10'' bereitgestellt, was Kostenvorteile verschafft. Außerdem wird die Anpassung des DC/DC-Wandlers jedes Moduls10 ,10' ,10'' an den (die) LED-Chips) erleichtert. Dabei können die Herstellungs- und Bauteilekosten minimiert werden. Außerdem sind aufgrund der verwendeten SELV-Spannung (Schutzkleinspannung) an dem DC-Bus14 bzw. hinter dem AC/DC-Wandler keine doppelte Isolierung und geerdete Teile erforderlich. -
3 zeigt eine perspektivische Seitenansicht des LED-Moduls10 gemäß1 ohne einen an das Modul angeschlossenen Reflektor5 . Wie in der Figur gezeigt, weist die Mehrlagenplatine2 ein relativ starkes Metallsubstrat, wie z. B. Aluminium2a , auf. Darauf ist die Leiterplatte (PCB)2b mittels einer Haftschicht2c laminiert. Anschlussbohrungen15 befinden sich in der Mehrlagenplatine2 , um einen Anschluss an ein Gehäuse20 des LED-Moduls10 zu ermöglichen (siehe4 ). -
4 zeigt das LED-Modul10 , das mit einem Gehäuse des Moduls verbunden ist. Das Gehäuse20 kann von oben betrachtet eine im wesentlichen kreisförmige Kontur aufweisen. Das Gehäuse kann ein Oberteil20a und ein konformes unteres Teil aufweisen, um die Mehrlagenplatine2 und die darauf montierten Bauteile zu umschließen. Dabei fluchten die Anschlussbohrungen15 der Mehrlagenplatine2 mit den Öffnungen15a in dem Gehäuse20 , um eine Verbindung zu ermöglichen. Das Gehäuse kann spezielle Befestigungselemente5a aufweisen, um einen Anschluss des Reflektors5 oder einer zusätzlichen Optik oder Linse an das Gehäuse20 und/oder die Mehrlagenplatine2 des LED-Moduls10 zu ermöglichen. -
5 bezieht sich auf das LED-Modul10 in dem angeschlossenen Zustand des Gehäuses20 und des Reflektors5 . Dabei ist der Reflektor5 vorzugsweise so ausgebildet, dass er selektiv mit der Mehrlagenplatine2 und/oder dem Gehäuse20 des LED-Moduls10 verbunden wird.6 bezieht sich auf eine Draufsicht des erfindungsgemäßen LED-Moduls, wobei die bevorzugten Abmessungen des Moduls gekennzeichnet sind. Insbesondere das Gehäuse20 des LED-Moduls10 weist von oben betrachtet eine kreisförmige Form mit einem Durchmesser D auf. Der Durchmesser D beträgt vorzugsweise zwischen 40 und 60 mm. In einer bevorzugten Ausführungsart beträgt der Durchmesser D des Gehäuses 50 mm. - Das Gehäuse
20 des Moduls10 weist außerdem radial angeordnete Sektoren A, B, C auf, die sich in der Seitenansicht in ihrer Höhe bzw. Stärke unterscheiden. Insbesondere ein zentraler Abschnitt A ist vorhanden, der einen rechteckigen Abschnitt bildet, in dem die innere Vertiefung9 mit dem mindestens einen LED-Chip1 angeordnet ist. Dabei sind innerhalb dieses Abschnittes des Gehäuses20 und der darin angeordneten Mehrlagenplatine2 vorzugsweise keine elektrischen Bauteile angeordnet. Demzufolge kann das Gehäuse in diesem Abschnitt sehr schmal ausfallen und in geschnittener Seitenansicht betrachtet sich in unmittelbarer Nähe der darin untergebrachten Mehrlagenplatine2 befinden. In einem Abschnitt B radial außerhalb des inneren Abschnittes A sind nur elektrische Bauteile mit einer Höhe von unter 1,5 mm vorzugsweise an der Mehrlagenplatine2 angeordnet. An einem Abschnitt C, der radial außerhalb des Abschnittes B angeordnet ist, sind elektrische Bauteile mit einer maximalen Höhe von 3,5 bis 4 mm auf der Mehrlagenplatine2 , die in diesem Abschnitt von dem Gehäuse20 umschlossen ist, angeordnet. - Die Anschlussbohrungen
15a weisen vorzugsweise einen Radius R1 zwischen 3 und 5 mm, am meisten bevorzugt 4,5 mm, auf. Der Innenradius R2 der Vertiefung9 bzw. des Dammes6 beträgt vorzugsweise zwischen 7 und 10 mm, weiter bevorzugt zwischen 8 und 9 mm. Ein Außenradius R3 des Dammes6 beträgt vorzugsweise zwischen 10 und 12, weiter bevorzugt zwischen 10 und 11 mm. Die Stärke t des Dammes6 beträgt von oben betrachtet vorzugsweise zwischen 0,5 und 3 mm, weiter bevorzugt zwischen 1 und 2 mm. - Der Radius R4 von Abschnitt B liegt vorzugsweise zwischen 15 und 19 mm, weiter bevorzugt zwischen 16 und 18 mm. Der Radius R5 des Abschnittes C beträgt vorzugsweise zwischen 22 und 27 mm, weiter bevorzugt zwischen 24 und 25 mm.
- Die oben genannten Maße des LED-Moduls
10 und seines Gehäuses20 sind nicht einschränkend zu verstehende Beispiele für die Bereitstellung einer kompakten Anordnung des LED-Moduls.
Claims (18)
- LED-Modul (
10 ) zum Anschluss an eine DC-Stromversorgung (11 ), wobei das LED-Modul folgendes aufweist eine Mehrlagenplatine (2 ) mit einer darauf angeordneten Metalloberfläche (2a ) und einer dielektrischen Schicht (2b ), mindestens ein LED-Chip (1 ), der auf der Metalloberfläche (2a ) der Mehrlagenplatine angeordnet ist, eine Verkapselungsschicht (3 ), die über dem mindestens einen LED-Chip (1 ) angeordnet ist, und Stromreglereinrichtungen (4 ), die auf der Mehrlagenplatine angeordnet sind, wobei die Stromreglereinrichtungen (4 ) so ausgebildet sind, dass sie einen DC-Eingang, der zu dem Modul (10 ) führt, in einen vorgegebenen DC-Ausgang umwandeln, der zu dem mindestens einen LED-Chip (1 ) führt. - LED-Modul nach Anspruch 1, wobei die Stromreglereinrichtung (
4 ) ein DC/DC-Wandler ist, der so ausgebildet ist, dass er einen DC-Eingang von unter 60 Volt, vorzugsweise zwischen 40 und 60 Volt, erhält. - LED-Modul nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stromreglereinrichtung (
4 ) ein DC/DC Wandler oder ein analoger Strom-/Spannungsregler ist. - LED-Modul nach Anspruch 3, wobei die Stromreglereinrichtungen (
4 ) eine Buck-Topologie, eine Boost-Topologie, eine Buck-Boost- oder eine Split-Pi-Topologie aufweisen. - LED-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Metalloberfläche (
2a ) ein Metallsubstrat, eine Metallschicht oder eine Metallfolie ist. - LED-Modul nach Anspruch 5, wobei das Metallsubstrat (
2a ) ein plattiertes oder beschichtetes Aluminiumsubstrat mit einer reflektierenden Oberfläche ist. - LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dielektrische Schicht (
2b ) eine Leiterplatte, vorzugsweise umfassend FR4, F2, CEM1 oder CEM3, ist. - LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Modul einen Reflektor (
5 ) aufweist, der selektiv mit dem Modul (10 ) verbunden werden kann, und so angeordnet ist, dass er den mindestens einen LED-Chip (1 ) umgibt. - LED-Modul nach Anspruch 8, wobei der Reflektor (
5 ) auf der dielektrischen Schicht (2b ) und/oder auf der Metalloberfläche (2a ) der Mehrlagenplatine (2 ) angeordnet ist. - LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stromreglereinrichtung (
4 ) ausschließlich auf der dielektrischen Schicht (2b ) der Mehrlagenplatine (2 ) angeordnet ist. - LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verkapselungsschicht (
3 ) Farbkonversionspartikel aufweist, um mindestens ein Teil des von dem mindestens einen LED-Chip (1 ) abgegebenen Lichts in Licht einer anderen Wellenlänge umzuwandeln. - LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Verkapselungsschicht (
3 ) innerhalb eines äußeren Dammes (6 ) befindet, der an einer Oberfläche der dielektrischen Schicht (2b ) und/oder an einer Fläche der Metalloberfläche (2a ) angeordnet ist. - LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das LED-Modul (
10 ) so ausgebildet ist, dass es weißes Licht abgibt. - LED-Strahler mit einem LED-Modul (
10 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13. - System (
40 ) mit mindestens zwei LED-Modulen (10 ,10' ,10' ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das System einen zentralen AC/DC-Stromwandler (11 ) aufweist, der so ausgebildet ist, dass er die jeweiligen LED-Module (10 ,10' ,10'' ) mit Gleichstrom versorgt. - System nach Anspruch 15, wobei die mindestens zwei LED-Module (
10 ,10' ,10'' ) im Hinblick auf den AC/DC-Stromwandler hintereinander geschaltet oder mit einem DC-Bussystem verbunden sind. - System nach Anspruch 16, wobei die mindestens zwei LED-Module (
10 ,10' ,10'' ) so ausgebildet sind, dass sie über das DC-Bussystem in Verbindung stehen, um die Stärke, Farbe oder Strahlungscharakteristik des Lichts anzupassen. - System nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der AC/DC-Stromwandler (
11 ) so ausgebildet ist, dass er einen AC-Eingangsstrom einer Stromversorgung (12 ) in einen DC-Ausgangsstrom von unter 60 Volt, vorzugsweise zwischen 40 und 60 Volt, umwandelt.
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