EP3615861A1 - Leuchtenbaugruppe für eine hochspannungsfeste led-leuchte - Google Patents

Leuchtenbaugruppe für eine hochspannungsfeste led-leuchte

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EP3615861A1
EP3615861A1 EP18719532.6A EP18719532A EP3615861A1 EP 3615861 A1 EP3615861 A1 EP 3615861A1 EP 18719532 A EP18719532 A EP 18719532A EP 3615861 A1 EP3615861 A1 EP 3615861A1
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EP
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led
luminaire
assembly according
insulating
air gap
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EP18719532.6A
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Oliver Wynnyczenko
Christian Nesensohn
Dominique Combet
Wolfram HÄFELE
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Tridonic GmbH and Co KG
Original Assignee
Tridonic GmbH and Co KG
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    • F21V29/763—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with essentially identical parallel planar fins or blades, e.g. with comb-like cross-section the planes containing the fins or blades having the direction of the light emitting axis
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    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
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    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to LED lights, and more particularly to high voltage LED street lighting lights.
  • LED light emitting diodes
  • LED modules with integrated driver electronics require a high standard with regard to the electrical noise immunity.
  • electrical operating devices become more compact and often more susceptible to interference from asymmetric surge voltages.
  • Asymmetric surge voltages often lead to failures of the electronics of LED lights. These are transient overvoltages, which are usually heavily attenuated and can last for several milliseconds or microseconds.
  • electrostatic discharges English, electrostatic discharge, ESD
  • Lightning strikes can cause asymmetric surge voltages of up to 30 kV. This often affects electrical operating devices or electronic ballasts (ECGs) for operating LED modules within LED luminaires.
  • a lamp assembly for a high-voltage resistant LED lamp includes a support member, wel ⁇ ches is formed to be connected to the lamp housing of the LED lamp and to be at the same potential as the lamp housing.
  • the high voltage resistant LED lamp further comprises a system assembly comprising an electrical operating ⁇ device and an LED module, and at least one Isolierele ⁇ ment, which is arranged between the system assembly and the support member.
  • the system assembly is spaced from the support member by a predetermined clearance.
  • the lamp assembly according to the present invention enables light ⁇ a simplified structure of a high-voltage resistant LED lamp, wherein an improved immunity against interference voltages asymmetri ⁇ rule is achieved.
  • the air gap implements an isolation barrier.
  • the insulation barrier is implemented by an air gap in ⁇ simplifies the complexity of the LED lamp.
  • the distance of the system assembly to the luminaire housing, ie the isolation barrier or the length of the air gap, can be defined variably by the selection of suitable insulation elements, whereby the extent of noise immunity can be flexibly adapted to these ⁇ related requirements of the LED light. This reduces necessary tooling costs in the production and thereby enables a cost-effective and rapid construction and production of a high-voltage-resistant LED light.
  • the air gap also realizes a thermal insulation of the lamp assembly relative to the lamp housing, which improves the life ⁇ life of the LEDs and the driver electronics, especially under outdoor conditions, such as sunlight.
  • each insulating element of the at least one insulating element could be columnar in shape and have a length along a longitudinal axis which is not smaller than 0.5 cm, and optionally not smaller than 1.5 cm.
  • the columnar design allows a compact design of the lamp assembly and improves immunity to ⁇ over asymmetric interference voltages.
  • the insulating elements By dimensioning the insulating elements in the range 0.5 cm or larger or 1.5 cm or larger, on the one hand, sufficient insulation against interference voltages can be ensured.
  • an isolation barrier may be provided that is sufficient for typical noise voltages in an outdoor environment. It may be desirable that the length is not much greater than the 0.5 cm or 1.5 cm, e.g. in the range 0.5 cm - 5 cm, or optionally in the range 1.5 cm - 2 cm. As a result, a compact design can be achieved.
  • Two opposite fastening elements can mechanically each eingrei ⁇ fen in an end face of a column-shaped insulating, wherein the two fastening elements are electrically insulated from each other by the Isolierele-.
  • each insulating element of the at least one insulating element may be free-standing and implement along its length the air ⁇ stretch.
  • each insulator is formed free-standing and ent ⁇ long its length implements the air gap, the design of the lamp assembly can be made compact and mechanically stable kon ⁇ struiert and are particularly easy to adapt to different areas of the voltage ⁇ Störfesttechniksan Kunststoff.
  • the support member may be plate-shaped and have a recess in which the system assembly is at least partially disposed. Characterized in that the support member is plate-shaped and has a recess into which the system assembly is at least partially disposed, the lamp assembly can be easily mounted in an LED light and also has a low installation height.
  • the LED module and the mounting element can lie in one plane, which allows a flat design of the lamp assembly and a flat on the top LED light.
  • a radial distance between the system board and a periphery of the recess may be along the entire circumference of the system board in the range from 50% - 150% of the length of the columnar ⁇ shaped insulating element lie, and especially optional in the range of 80% - 120% of the length of the columnar Isolation elements. In other words, this may mean that the distance between the recess and the system assembly is approximately equal to the length of the insulating member; As a result, noise immunity can be achieved by insulation.
  • the radial distance in the range of 50% - 150%, optionally 80% - 120%, the length of the column-shaped insulating allows improved Störfes ⁇ activity against asymmetric interference voltages, in particular a slight adjustment of the lamp assembly to Störfesttechniksan petitionen the LED lamp and a Thermal insulation of the luminaire module with respect to the luminaire housing.
  • the at least one isolation member can extend away from the holding ⁇ approximately element on a first side, said Sys ⁇ tembauè may be partially disposed on the first side at least, and wherein the LED module may be configured to provide a background illumination on one of the first Provide side opposite second page.
  • a particularly integrated arrangement can be achieved.
  • the system assembly may extend at least partially along the length of the at least one insulating member.
  • system assembly is e.g. can extend parallel or adjacent to the insulating.
  • the at least one insulating element may consist of a ceramic mate ⁇ rial, whereby the mechanical stability of the lamp assembly is increased.
  • the lamp assembly may further comprise an LED holder to which the LED module is attached, and an ECG holding device to which the electric operating device is attached.
  • the LED holding device can be spaced along the entire circumference of the LED holding device by a thermal air gap of the ECG holding device.
  • the structure of the lamp assembly by means of an LED holder and an ECG holding device, which are spaced apart by a thermal air gap, additionally offers a double thermal decoupling.
  • a length of the thermal air gap may optionally not be greater than 50% of the length of the air gap, further optionally not greater than 20% of the length of the air gap.
  • the LED holder may comprise a heat sink with a plurality of cooling fins, on which an LED module is mounted, and which is connected by lateral mounting elements, which are arranged angularly and radially to the LED module, with the Garrungsele ⁇ ment.
  • the heat sink can be arranged between the ECG holding device and the LED module, whereby the compactness of the light ⁇ tenbauè is increased.
  • a fastener may engage both the LED fixture, the ECG fixture and an insulating member, thereby reducing the number of components required, which are necessary, the LED fixture, the ECG holding ⁇ device and the insulating elements together mechanically stable connect to.
  • a high-voltage resistant LED lamp comprises at least one lamp assembly according to one of claims ⁇ forth before. For such light effects can be achieved, the ver ⁇ are comparable with the effects described above for the light assembly according to another aspect.
  • the high-voltage resistant LED lamp may further include a VISIBLE LIGHT permeable light cover, which is spaced by the air gap of the system board, so that the LEDs be ⁇ Sonders protected by mechanical and chemical influences.
  • VISIBLE LIGHT permeable light cover which is spaced by the air gap of the system board, so that the LEDs be ⁇ Sonders protected by mechanical and chemical influences.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a luminaire construction group according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of the luminaire assembly of FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of an insulating element according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of a high-voltage- resistant LED luminaire with the luminaire assembly of FIG. 1 according to one exemplary embodiment.
  • the present invention relates to a light assembly 120 for a high-voltage-resistant LED light 100, wherein a system ⁇ assembly 300 includes at least one electrical operating device 310 and an LED module 320, wherein at least one insulating member 400 provides insulation between the system assembly 300 and the support member 200 ,
  • a system ⁇ assembly 300 includes at least one electrical operating device 310 and an LED module 320, wherein at least one insulating member 400 provides insulation between the system assembly 300 and the support member 200 .
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a luminaire construction ⁇ group 120 according to an embodiment.
  • a lamp assembly 120 is composed of a support member 200, at least two insulating elements 400, at least four Be ⁇ fastening elements 500, and a system board 300.
  • the Sys ⁇ tembauè 300 includes a ballast 610 and a holding device LED holding device 620.
  • the ECG holding device 610 is embodied in the form of a plate, and an electronic operating device 310 is mounted on the ECG holding device 610.
  • the electronic operating device 310 may be connected to an AC supply line (not shown in FIG. 1) in order to provide a supply voltage and a supply current to a multiplicity of LED lighting devices 321.
  • a state-of-the-art surge protector consisting of varistors for voltage clamping is used.
  • the electronic operating device 310 may include an AC / DC converter that is configured to output a DC supply voltage to the LED lighting device 321 based on the AC supply voltage.
  • the electronic control unit 310 may be configured as an LED converter ⁇ .
  • the electronic operating device 310 may have a rectifier for rectifying the AC supply voltage, for example the mains voltage.
  • the operating device 310 may further include a power factor correction circuit.
  • a power factor correction circuit provides an output voltage to downstream components of the operating device 310.
  • Another voltage conversion and / or dimming functions can be achieved, for example, via a DC / DC converter, which can be designed as an LLC resonant converter, and / or an output driver.
  • a control device can fulfill various control or regulating functions, for example for implementing dimming commands, which are transmitted to the control device via a bus.
  • the LED holding device 620 comprises a heat sink 621, which has a plurality of cooling fins and is connected to the insulating elements 400 with angular, lateral fastening elements 622.
  • an LED module 320 is arranged with a plurality of LED bulbs.
  • the LED module 320 is thermally coupled to the heat sink 621.
  • the support member 200 and the side mounting members 622 are connected to two insulating elements 400 so that the insulating elements 400 with their end faces in each case the holding element ⁇ approximately 200 and the side mounting members 622 kontak- animals. In each insulating element 400 engage two fastening ⁇ elements 500 a.
  • the insulating elements 400 are formed from a columnar ⁇ and have a length 401, wherein further each a fastener 500 engages in a front side of a Isolierelemen ⁇ tes 400.
  • the length 401 of the insulating implemented advantage, the air gap 410, the system board 300 to the retaining element approximately ⁇ 200.
  • the support member 200 is therefore separated by the insulators 400 of the system board 300th
  • the system assembly 300 further extends along the longitudinal axis 420 of each insulating member 400, wherein the support member 200 is also plate-shaped and the system assembly 300 is at least partially disposed in the recess of the support member 200.
  • the LED module 320 is located in the exporting ⁇ approximately example of Figure 1 in a plane with the Garrungsele ⁇ element 200 (in the example of Figure 1 this plane is oriented perpendicular to the plane of the drawing).
  • the lamp assembly 120 is constructed such that the Sys ⁇ tembauè 300 by an air gap 410, which is shown by a dashed line, is spaced from the support member 200th
  • An air gap is the shortest distance between two conductive components.
  • the system assembly 300 is spaced along the entire circumference of the system assembly 300 by at least the air gap 410 from the support member 200.
  • the air gap 410 is plemented in this embodiment, through the insulating members 400 in ⁇ , wherein the air gap along the longitudinal axis of the insulating members extends 400th
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of the luminaire assembly 120 of FIG. 1.
  • the mounting element 200 has round or angular recesses for attachment to a light housing 110 (not shown in FIG. 2).
  • Fasteners 500 are engaged with the Hal ⁇ esterification element 200 and the side mounting members 622nd In an annular recess 210 of the support member 200, the system assembly 300 is arranged.
  • the LED module 320 comprising a plurality of LED luminous ⁇ means 321, mounted on a heat sink 621.
  • the heat sink 621 is connected to the fasteners 500 via the side mounting members 622.
  • the LED module 320 is arranged centrally in the annular recess 210 of the holding element 200.
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of an Iso ⁇ lierimplantations 400 according to an embodiment.
  • the insulating element 400 is column-shaped and has a longitudinal axis 420, and two end faces 430. Along the longitudinal axis 420, the insulating member has a length 401. Further, the insulating member is formed so that fasteners 500 mechanically engage in the end faces 430.
  • FIG 4 shows a schematic cross-sectional view of a high voltage resistant ⁇ LED lamp 100 with the lamp assembly 120 of Figure 1 according to an embodiment.
  • the LED luminaire 100 comprises a luminaire housing 110 and a luminaire cover 130.
  • the mounting element 200 is fastened to plate-shaped ends of the luminaire housing 110.
  • the luminaire assembly 120 is arranged such that the system assembly 300 is separated from the luminaire housing 110 and the luminaire cover 130 by the air gap 410.
  • the LED light can be designed such that they For example, such high surge voltages can occur when a lightning strike takes place in a street lamp instead of high asymmetric surge voltages up to 30 kV.
  • a lamp assembly for an LED lamp and a high-voltage resistant LED light which at least one electrical operating device and an LED module um ⁇ grasp, at least one insulating an air gap between a system assembly, comprising the electric Be ⁇ instru- and the LED -Module, and a support member be ⁇ provides.
  • the air path of the luminaire assembly for housing, that is, the isolation barrier can be variably defi ned ⁇ by the selection of appropriate insulating elements.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtenbaugruppe (120) für eine hochspannungsfeste LED-Leuchte (100), wobei die Leuchtenbaugruppe (120) zumindest ein elektrisches Betriebsgerät (310), ein LED-Modul (320) und mindestens ein Isolierelement (400) umfasst. Das mindestens eine Isolierelement (400) stellt zusammen mit Befestigungselementen (500) eine elektrische und thermische Isolationsbarriere zwischen der Leuchtenbaugruppe (120) und einem LED-Leuchtengehäuse (110) bereit. Eine Luftstrecke (410) kann durch die Auswahl geeigneter Isolationselemente (400) variabel ausgelegt werden.

Description

Leuchtenbaugruppe für eine hochspannungsfeste LED-Leuchte
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft LED-Leuchten, und insbesondere für hochspannungsfeste LED-Leuchten für Straßenbeleuchtung.
HINTERGRUND
Der Einsatz von elektrischen Betriebsgeräten zum Betrieb von Leuchtdioden (engl, light emitting diode, LED) LED-Leuchtmit- teln, und LED-Modulen mit integrierter Treiberelektronik in LED- Leuchten setzen einen hohen Standard in Bezug auf die elektrische Störfestigkeit voraus. Mit zunehmendem Fortschritt der Technik werden elektrische Betriebsgeräte kompakter und damit oft auch anfälliger gegen Störungen durch asymmetrische Stoßspannungen.
Asymmetrische Stoßspannungen führen häufig zu Ausfällen der Elektronik von LED-Leuchten. Dabei handelt es sich um kurzzeitige Überspannungen, die in der Regel stark gedämpft sind und eine Dauer von einigen Millisekunden oder Mikrosekunden aufwei- sen können. Beispielsweise können elektrostatische Entladungen ( engl, electrocstatic discharge, ESD) durch Berührung von of¬ fenliegende Komponenten verursacht werden. Durch Blitzeinwirkungen können asymmetrische Stoßspannungen bis zu 30 kV hervorgerufen werden. Oft betroffen sind dadurch elektrische Betriebs- geräte, oder elektronische Vorschaltgeräte (EVGs) zum Betreiben von LED-Modulen innerhalb von LED-Leuchten.
Bekannte Lösungen werden durch Isolation der Elektronik oder Klemmung von auftretenden asymmetrischen Stoßspannungen erzielt. Eine Klemmung von asymmetrischen Stoßspannungen ist jedoch durch Schutzklassen Anforderungen, insbesondere durch die Anforderungen der Schutzklasse 2 (SK2) limitiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG Daher besteht Bedarf nach einem verbesserten Aufbau einer LED- Leuchte, welcher eine vereinfachte und leicht auszulegende Stör¬ festigkeit gegenüber asymmetrischen Stoßspannungen aufweist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind weitere Ausführungs¬ formen der Erfindung beschrieben. Gemäß einem ersten Aspekt umfasst eine Leuchtenbaugruppe für eine hochspannungsfeste LED-Leuchte ein Halterungselement, wel¬ ches ausgebildet ist, um mit dem Leuchtengehäuse der LED-Leuchte verbunden zu werden und um auf demselben Potential wie das Leuchtengehäuse zu liegen. Die hochspannungsfeste LED-Leuchte umfasst weiter eine Systembaugruppe, welche ein elektrisches Betriebs¬ gerät und ein LED-Modul umfasst, und mindestens ein Isolierele¬ ment, das zwischen der Systembaugruppe und dem Halterungselement angeordnet ist. Die Systembaugruppe ist durch eine vorbestimmte Luftstrecke von dem Halterungselement beabstandet.
Die Leuchtenbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung ermög¬ licht einen vereinfachten Aufbau einer hochspannungsfesten LED- Leuchte, wobei eine verbesserte Störfestigkeit gegen asymmetri¬ schen Störspannungen erreicht wird. Durch die Luftstrecke wird eine Isolationsbarriere implementiert. Insbesondere wird dadurch, dass die Isolationsbarriere durch eine Luftstrecke im¬ plementiert wird, die Komplexität der LED-Leuchte vereinfacht. Der Abstand der Systembaugruppe zum Leuchtengehäuse, d.h. die Isolationsbarriere bzw. die Länge der Luftstrecke, kann durch die Auswahl geeigneter Isolationselemente variabel definiert werden, wodurch das Ausmaß der Störfestigkeit flexibel an dies¬ bezügliche Anforderungen der LED-Leuchte angepasst werden kann. Dies verringert nötige Werkzeugkosten in der Produktion und ermöglicht dadurch eine kostengünstige und schnelle Konstruktion und Produktion einer hochspannungsfesten LED-Leuchte. Die Luftstrecke realisiert zudem eine thermische Isolierung der Leuchtenbaugruppe gegenüber dem Leuchtengehäuse, was die Lebens¬ dauer der LEDs und der Treiberelektronik insbesondere unter Out- door-Bedingungen, wie Sonneneinstrahlung, verbessert.
Einzelne Isolierelemente können Säulenförmig ausgebildet sein. Beispielsweise könnte jedes Isolierelement des mindestens einen Isolierelements säulenförmig ausgebildet sein und eine Länge entlang einer Längsachse aufweisen, die nicht kleiner als 0,5 cm, und optional nicht kleiner als 1,5 cm ist.
Die säulenförmige Ausbildung ermöglicht eine kompakte Bauform der Leuchtenbaugruppe und verbessert die Störfestigkeit gegen¬ über asymmetrischen Störspannungen.
Durch eine Dimensionierung der Isolierelemente im Bereich 0,5 cm oder größer bzw. 1,5 cm oder größer kann einerseits eine ausreichende Isolation gegenüber Störspannungen gewährleistet werden. Beispielsweise kann eine Isolationsbarriere bereitgestellt werden, die ausreichend für typische Störspannungen in einer Outdoor-Umgebung sind. Dabei kann es erstrebenswert sein, dass die Länge nicht besonders viel größer ist, als die 0,5 cm bzw. 1,5 cm, z.B. im Bereich 0,5 cm - 5 cm liegt, oder optional im Bereich 1,5 cm - 2 cm. Dadurch kann eine kompakte Bauform er- reicht werden.
Zwei gegenüberliegende Befestigungselemente können mechanisch je in eine Stirnseite eines säulenförmigen Isolierelements eingrei¬ fen, wobei die beiden Befestigungselemente durch das Isolierele- ment voneinander elektrisch isoliert sind.
Durch das Eingreifen der Befestigungselemente je in eine Stirn¬ seite eines Isolierelementes kann die Bauform der Leuchtenbau¬ gruppe kompakt und mechanisch stabil konstruiert werden, insbe- sondere vereinfacht das derartige Eingreifen eine Anpassung an verschiedene Spannungsbereiche der Störfestigkeitsanforderung. Jedes Isolierelement des mindestens einen Isolierelements kann freistehend ausgebildet sein und entlang seiner Länge die Luft¬ strecke implementieren. Indem jedes Isolierelement freistehend ausgebildet ist und ent¬ lang seiner Länge die Luftstrecke implementiert, wird kann die Bauform der Leuchtenbaugruppe kompakt und mechanisch stabil kon¬ struiert werden und besonders leicht an verschiedene Spannungs¬ bereiche der Störfestigkeitsanforderung angepasst werden.
Das Halterungselement kann plattenförmig ausgebildet sein und eine Aussparung aufweisen, in welcher die Systembaugruppe zumindest teilweise angeordnet ist. Dadurch, dass das Halterungselement plattenförmig ausgebildet ist und eine Aussparung aufweist, in welche die Systembaugruppe zumindest teilweise angeordnet ist, kann die Leuchtenbaugruppe einfach in einer LED-Leuchte befestigt werden und weist zudem eine niedrige Einbauhöhe auf.
Das LED-Modul und das Halterungselement können in einer Ebene liegen, wodurch eine flache Bauform der Leuchtenbaugruppe und eine auf der Oberseite flache LED-Leuchte ermöglicht wird. Ein radialer Abstand zwischen der Systembaugruppe und einem Umfang der Aussparung kann entlang des gesamten Umfangs der Systembaugruppe im Bereich von 50 % - 150 % der Länge des säulen¬ förmigen Isolierelements liegen, und insbesondere optional im Bereich von 80 % - 120 % der Länge des säulenförmigen Isolie- relements. Dies kann in anderen Worten bedeuten, dass der Abstand zwischen der Aussparung und der Systembaugruppe in etwa der Länge des Isolierelements entspricht; dadurch kann eine Störfestigkeit durch Isolation erreicht werden. Der radiale Abstand im Bereiche von 50 % - 150 %, optional 80 % - 120 %, der Länge des säulen- förmigen Isolierelements ermöglicht eine verbesserte Störfes¬ tigkeit gegen asymmetrische Störspannungen, insbesondere eine leichte Anpassung der Leuchtenbaugruppe an Störfestigkeitsanforderungen der LED-Leuchte und eine thermische Isolierung der Leuchtenbaugruppe gegenüber dem Leuchtengehäuse. Das mindestens eine Isolierelement kann sich weg von dem Halte¬ rungselement auf einer erste Seite erstrecken, wobei die Sys¬ tembaugruppe zumindest teilweise auf der erste Seite angeordnet sein kann, und wobei das LED-Modul eingerichtet sein kann, um eine Umfeldbeleuchtung auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite bereitzustellen.
Das Erstrecken des Isolierelementes weg von dem Halterungsele- ment auf einer ersten Seite, wobei die Systembaugruppe zumindest teilweise auf der erste Seite angeordnet ist, und wobei das LED- Modul eingerichtet ist, um eine Umfeldbeleuchtung auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite bereitzustellen, erhöht die mechanische Festigkeit und Beständigkeit gegenüber mechanischem Schock und Vibrationen. Außerdem kann eine besonders integrierte Anordnung erreicht werden.
Die Systembaugruppe kann sich zumindest teilweise entlang der Länge des mindestens einen Isolierelements erstrecken.
Dies bedeutet, dass sich die Systembaugruppe z.B. parallel bzw. angrenzend an das Isolierelement erstrecken kann.
Dadurch, dass sich die Systembaugruppe zumindest teilweise ent- lang der Länge des mindestens einen Isolierelements erstreckt, wird die Kompaktheit der Bauform weiter erhöht.
Das mindestens eine Isolierelement kann aus einem Keramik-Mate¬ rial bestehen, wodurch die mechanische Stabilität der Leuchten- baugruppe erhöht wird.
Die Leuchtenbaugruppe kann weiter eine LED-Haltevorrichtung, an welcher das LED-Modul befestigt ist, und eine EVG-Haltevorrich- tung, an welcher das elektrische Betriebsgerät befestigt ist, umfassen. Dabei kann die LED-Haltevorrichtung entlang des gesamten Umfangs der LED-Haltevorrichtung durch einen thermischen Luftspalt von der EVG-Haltevorrichtung beabstandet sein. Der Aufbau der Leuchtenbaugruppe durch eine LED-Haltevorrichtung und eine EVG-Haltevorrichtung, welche durch einen thermischen Luftspalt voneinander beabstandet sind, bietet zusätzlich eine doppelte thermische Entkopplung. Zum einen vom Leuchtengehäuse, welches tagsüber durch Sonneneinstrahlung stark erhitzt wird, zu der Leuchtenbaugruppe und zum anderen der auf der EVG-Haltevorrichtung befindlichen Elektronik zur LED-Haltevorrichtung, welche durch die LEDs geheizt wird. Eine Länge des thermischen Luftspalts kann optional nicht größer als 50 % der Länge der Luftstrecke sein, weiter optional nicht größer als 20 % der Länge der Luftstrecke. Die derartige Begren¬ zung des thermischen Luftspalts erhöht die Kompaktheit der Leuchtenbaugruppe und ermöglicht gleichzeitig eine erhöhte Le- bensdauer der Elektronik und der LEDs.
Die LED-Haltevorrichtung kann einen Kühlkörper mit mehreren Kühlrippen umfassen, auf welchem ein LED-Modul montiert ist, und welcher durch seitliche Montageelemente, welche winkelförmig und radial zu dem LED-Modul angeordnet sind, mit dem Halterungsele¬ ment verbunden ist.
Durch die Montage eines Kühlkörpers mit seitlichen Montageele¬ menten innerhalb der LED-Haltevorrichtung, wird ermöglicht, dass die LEDs unter Beibehaltung der elektrischen Störfestigkeit besser gekühlt werden und dadurch eine erhöhte Effizienz und Le¬ bensdauer aufweisen.
Der Kühlkörper kann zwischen der EVG-Haltevorrichtung und dem LED-Modul angeordnet sein, wodurch die Kompaktheit der Leuch¬ tenbaugruppe erhöht wird.
Ein Befestigungselement kann sowohl in die LED-Haltevorrichtung, die EVG-Haltevorrichtung als auch ein Isolierelement eingreifen, wodurch die Anzahl der benötigten Komponenten verringert wird, welche notwendig sind, die LED-Haltevorrichtung, die EVG-Halte¬ vorrichtung und die Isolierelemente miteinander mechanisch stabil zu verbinden. Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst eine hochspannungsfeste LED- Leuchte mindestens eine Leuchtenbaugruppe nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche. Für eine solche Leuchte können Effekte erzielt werden, die ver¬ gleichbar sind mit den Effekten, die für die Leuchtenbaugruppe gemäß einem weiteren Aspekt obenstehend beschrieben wurden.
Die hochspannungsfeste LED-Leuchte kann weiter eine lichtdurch- lässige Leuchtenabdeckung umfassen, welche durch die Luftstrecke von der Systembaugruppe beabstandet ist, wodurch die LEDs be¬ sonders durch mechanische und chemischen Einflüssen geschützt werden . Die oben dargelegten Merkmale und Merkmale, die nachfolgend be¬ schrieben werden, können nicht nur in den entsprechenden explizit dargelegten Kombinationen verwendet werden, sondern auch in weiteren Kombinationen oder isoliert, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher er¬ läutert .
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente. Die Figuren sind schematische Repräsentatio- nen verschiedener Ausführungsformen der Erfindung. In den Figuren dargestellte Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabs¬ getreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und genereller Zweck dem Fachmann verständlich wird.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Leuchtenbau¬ gruppe gemäß einem Ausführungsbeispiel. Figur 2 zeigt eine schematische Aufsicht der Leuchtenbaugruppe der Figur 1.
Figur 3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Iso- lierelementes gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Figur 4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer hoch¬ spannungsfesten LED-Leuchte mit der Leuchtenbaugruppe der Figur 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtenbaugruppe 120 für eine hochspannungsfeste LED-Leuchte 100, wobei eine System¬ baugruppe 300 zumindest ein elektrisches Betriebsgerät 310 und ein LED-Modul 320 umfasst, wobei mindestens ein Isolierelement 400 eine Isolierung zwischen der Systembaugruppe 300 und dem Halterungselement 200 bereitstellt. Dadurch wird eine verbes¬ serte Störfestigkeit gegen asymmetrischen Störspannungen erreicht. Die Luftstrecke 410 der Leuchtenbaugruppe 300 zum Leuch¬ tengehäuse 110, d.h. die Isolationsbarriere, kann durch die Aus- wähl geeigneter Isolationselemente 400 variabel definiert wer¬ den .
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Leuchtenbau¬ gruppe 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Eine Leuchtenbaugruppe 120 besteht aus einem Halterungselement 200, mindestens zwei Isolierelementen 400, mindestens vier Be¬ festigungselementen 500, und einer Systembaugruppe 300. Die Sys¬ tembaugruppe 300 umfasst eine EVG-Haltevorrichtung 610 und eine LED-Haltevorrichtung 620. Die EVG-Haltevorrichtung 610 ist plat- tenförmig ausgeführt, und ein elektronisches Betriebsgerät 310 ist auf der EVG-Haltevorrichtung 610 befestigt. Das elektronische Betriebsgerät 310 kann mit einer AC-Versor- gungsleitung (in Figur 1 nicht gezeigt) verbunden sein, um einer Vielzahl von LED-Leuchtmitteln 321 eine Versorgungsspannung und einen Versorgungsstrom bereitzustellen. Gegen symmetrischen Stoßspannungen in der AC-Versorgungsleitung wird ein dem Stand der Technik entsprechender Surgeprotector, bestehend aus Varistoren zur Spannungsklemmung, verwendet.
Das elektronische Betriebsgerät 310 kann einen AC/DC-Konverter umfassen, der eingerichtet ist, um basierend auf der AC-Versor- gungsspannung eine DC-Versorgungsspannung an die LED-Leuchtmittel 321 auszugeben.
Das elektronische Betriebsgerät 310 kann als LED-Konverter aus¬ gestaltet sein. Das elektronische Betriebsgerät 310 kann einen Gleichrichter zum Gleichrichten der AC-Versorgungsspannung, beispielsweise der Netzspannung, aufweisen. Das Betriebsgerät 310 kann weiter eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung aufweisen. Eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung stellt eine Ausgangsspannung für nachgeschaltete Komponenten des Betriebsgeräts 310 bereit. Eine weitere Spannungsumsetzung und/oder Dimmfunktionen kann beispielsweise über einen DC/DC-Wandler, der als LLC-Reso- nanzwandler ausgestaltet sein kann, und/oder einen Ausgangstreiber erreicht werden. Eine Steuereinrichtung kann verschiedene Steuer- oder Regelfunktionen erfüllen, beispielsweise zur Um- setzung von Dimmbefehlen, die über einen Bus an die Steuereinrichtung übertragen werden.
Die LED-Haltevorrichtung 620 umfasst einen Kühlkörper 621, welcher mehrere Kühlrippen aufweist und mit winkelförmigen, seit- liehen Montageelementen 622 mit den Isolierelementen 400 verbunden ist. Auf dem Kühlkörper 621 ist ein LED-Modul 320 mit einer Vielzahl von LED-Leuchtmitteln angeordnet. Das LED-Modul 320 ist thermisch mit dem Kühlkörper 621 gekoppelt. Das Halterungselement 200 und die seitlichen Montageelemente 622 sind mit zwei Isolierelementen 400 derart verbunden, dass die Isolierelemente 400 mit ihren Stirnseiten jeweils das Halte¬ rungselement 200 und die seitlichen Montageelemente 622 kontak- tieren. In jedes Isolierelement 400 greifen zwei Befestigungs¬ elemente 500 ein. Die Isolierelemente 400 sind säulenförmig aus¬ gebildet und weisen eine Länge 401 auf, wobei weiter je ein Befestigungselement 500 in eine Stirnseite eines Isolierelemen¬ tes 400 eingreift. Die Länge 401 der Isolierelemente implemen- tiert die Luftstrecke 410 der Systembaugruppe 300 zu dem Halte¬ rungselement 200. Das Halterungselement 200 ist daher durch die Isolierelemente 400 von der Systembaugruppe 300 beabstandet. Die Systembaugruppe 300 erstreckt sich weiter entlang der Längsachse 420 jedes Isolierelementes 400, wobei das Halterungselement 200 zudem plattenförmig ausgebildet ist und die Systembaugruppe 300 zumindest teilweise in der Aussparung des Halterungselements 200 angeordnet ist. Das LED Modul 320 befindet sich in dem Ausfüh¬ rungsbeispiel der Figur 1 in einer Ebene mit dem Halterungsele¬ ment 200 (in dem Beispiel der Figur 1 ist diese Ebene senkrecht zur Zeichenebene orientiert) .
Die Leuchtenbaugruppe 120 ist derart aufgebaut, dass die Sys¬ tembaugruppe 300 durch eine Luftstrecke 410, welche durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, von dem Halterungselement 200 beabstandet ist. Eine Luftstrecke ist der kürzeste Abstand zwischen zwei leitenden Komponenten. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Systembaugruppe 300 entlang des gesamten Umfangs der Systembaugruppe 300 durch mindestens die Luftstrecke 410 von dem Halterungselement 200 beabstandet. Die Luftstrecke 410 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch die Isolierelemente 400 im¬ plementiert, wobei sich die Luftstrecke entlang der Längsachse der Isolierelemente 400 erstreckt.
Die EVG-Haltevorrichtung 610 ist von der LED-Haltevorrichtung 620 durch einen thermischen Luftspalt 630 beabstandet. Der ther¬ mische Luftspalt 630 ist durch die Befestigungselemente 500 im¬ plementiert, wobei die Befestigungselemente 500 zusammen mit den Isolierelementen 400 auch die Luftstrecke 410 implementieren. Figur 2 zeigt eine schematische Aufsicht der Leuchtenbaugruppe 120 der Figur 1.
Das Halterungselement 200 weist zur Befestigung an einem Leuch- tengehäuse 110 (in Figur 2 nicht gezeigt) runde oder eckige Aussparungen auf. Befestigungselemente 500 greifen in das Hal¬ terungselement 200 und die seitlichen Montageelemente 622 ein. In einer ringförmigen Aussparung 210 des Halterungselements 200 ist die Systembaugruppe 300 angeordnet. In der Aufsicht der Figur 2 ist das LED Modul 320, umfassend eine Vielzahl von LED-Leucht¬ mitteln 321, auf einem Kühlkörper 621 befestigt. Der Kühlkörper 621 ist über die seitlichen Montageelemente 622 verbunden mit den Befestigungselementen 500 verbunden. Das LED-Modul 320 ist zentral in der ringförmigen Aussparung 210 des Halterungsele- ments ist 200 angeordnet.
Figur 3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Iso¬ lierelementes 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Isolierelement 400 ist säulenförmig ausgebildet und weist eine Längsachse 420, sowie zwei Stirnseiten 430 auf. Entlang der Längsachse 420 hat das Isolierelement eine Länge 401. Weiter ist das Isolierelement so ausgebildet, dass Befestigungselemente 500 in die Stirnseiten 430 mechanisch eingreifen.
Figur 4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer hoch¬ spannungsfesten LED-Leuchte 100 mit der Leuchtenbaugruppe 120 der Figur 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die LED-Leuchte 100 umfasst ein Leuchtengehäuse 110 und eine Leuchtenabdeckung 130. Das Halterungselement 200 ist an plat- tenförmigen Enden des Leuchtengehäuses 110 befestigt. Innerhalb des Leuchtengehäuses 110 ist die Leuchtenbaugruppe 120 derart angeordnet, dass die Systembaugruppe 300 durch die Luftstrecke 410 von dem Leuchtengehäuse 110 und der Leuchtenabdeckung 130 beabstandet ist.
Durch geeignete Wahl der Materialien und Länge der Isolierele¬ mente 400 kann die LED-Leuchte derart ausgelegt werden, dass sie gegenüber hohen asymmetrischen Stoßspannungen bis 30 kV abgesichert ist beispielsweise können derartige hohe Stoßspannungen auftreten wenn ein Blitzeinschlag in eine Straßenleuchte statt¬ findet .
Zusammenfassend wird eine Leuchtenbaugruppe für eine LED-Leuchte und eine hochspannungsfeste LED-Leuchte bereitgestellt, welche zumindest ein elektrisches Betriebsgerät und ein LED-Modul um¬ fassen, wobei mindestens ein Isolierelement eine Luftstrecke zwischen einer Systembaugruppe, umfassend das elektrische Be¬ triebsgerät und das LED-Modul, und einem Halterungselement be¬ reitstellt.
Erfindungsgemäß wird dadurch eine verbesserte, einfach ausleg- bare Störfestigkeit gegen asymmetrischen Störspannungen und eine verbesserte thermische Entkopplung der Treiberelektronik in dem elektronischen Betriebsgerät von dem thermisch belasteten LED- Kühlkörper und dem vor allem im Outdoorbereich thermisch belasteten Leuchtengehäuse erreicht. Die Luftstrecke der Leuchten- baugruppe zum Leuchtengehäuse, d.h. die Isolationsbarriere, kann durch die Auswahl geeigneter Isolationselemente variabel defi¬ niert werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
100 LED-Leuchte
110 Leuchtengehäuse
120 Leuchtenbaugruppe
130 Leuchtenabdeckung
200 Halterungselement
210 Aussparung des Halterungselements
300 Systembaugruppe
310 elektrisches Betriebsgerät
320 LED-Modul
321 LED-Leuchtmittel
400 Isolierelement
401 Länge des Isolierelementes
410 Luftstrecke um Halterungselement
420 Längsachse des Isolierelementes
430 Stirnseiten
500 Befestigungselement
610 EVG-Halte orrichtung
620 LED-Halte orrichtung
621 Kühlkörper
622 seitliche Montageelemente
630 thermischer Luftspalt

Claims

ANSPRÜCHE
Leuchtenbaugruppe für eine hochspannungsfeste LED-Leuchte
(100), umfassend:
ein Halterungselement (200), welches ausgebildet ist, um mit einem Leuchtengehäuse (110) der LED-Leuchte (100) verbunden zu werden und um auf demselben Potential wie das Leuchtengehäuse zu liegen;
eine Systembaugruppe (300), welche ein elektrisches Be¬ triebsgerät (310) und ein LED-Modul (320) umfasst;
mindestens ein Isolierelement (400), das zwischen der Systembaugruppe (300) und dem Halterungselement (200) angeordnet ist;
wobei die Systembaugruppe (300) durch eine Luftstrecke (410) von dem Halterungselement (200) beabstandet ist.
Leuchtenbaugruppe nach Anspruch 1, wobei jedes Isolierele¬ ment (400) des mindestens einen Isolierelements (400) säu¬ lenförmig ausgebildet ist und optional eine Länge (401) ent¬ lang einer Längsachse (420) aufweist, die nicht kleiner als 0,5 cm, weiter optional nicht kleiner als 1,5 cm ist.
Leuchtenbaugruppe nach Anspruch 2, wobei für jedes Isolie¬ relement (400) des mindestens einen Isolierelements zwei ge¬ genüberliegende Befestigungselemente (500) mechanisch je in eine Stirnseite des entsprechenden säulenförmigen Isolierelements (400) eingreifen, wobei die beiden Befestigungs¬ elemente (500) durch das entsprechende säulenförmige Isolie¬ relement (400) voneinander elektrisch isoliert sind.
Leuchtenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Isolierelement (400) des mindestens einen Iso¬ lierelements (400) freistehend ausgebildet ist und entlang seiner Länge die Luftstrecke (410) implementiert.
Leuchtenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Halterungselement (200) plattenförmig ausgebildet ist und eine Aussparung aufweist, in welcher die Systembau¬ gruppe zumindest teilweise angeordnet ist.
Leuchtenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das LED-Modul (320) und das Halterungselement (200) in einer Ebene liegen.
Leuchtenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein radialer Abstand entlang des gesamten Umfangs der Systembaugruppe zwischen der Systembaugruppe und einem Um¬ fang der Aussparung im Bereich von 50 % - 150 % der Länge des mindestens einen Isolierelements liegt, optional 80 % - 120 %.
Leuchtenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich das mindestens eine Isolierelement weg von dem Halterungselement auf einer erste Seite erstreckt, wobei die Systembaugruppe zumindest teilweise auf der erste Seite an¬ geordnet ist, und wobei das LED-Modul eingerichtet ist, um eine Umfeldbeleuchtung auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite bereitzustellen.
Leuchtenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Systembaugruppe zumindest teilweise entlang der Länge des mindestens einen Isolierelements erstreckt.
0. Leuchtenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Isolierelement (400) aus einem Keramik-Material besteht.
1. Leuchtenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtenbaugruppe (120) weiter umfasst:
eine LED-Haltevorrichtung (620), an welcher das LED-Modul (320) befestigt ist;
ein EVG-Haltevorrichtung (610), an welcher das elektrische Betriebsgerät (310) befestigt ist;
wobei die LED-Haltevorrichtung (620) entlang des gesamten Umfangs der LED-Haltevorrichtung durch einen thermischen Luftspalt (630) von der EVG-Haltevorrichtung (610) beabstandet ist.
12. Leuchtenbaugruppe nach Anspruch 11, wobei eine Länge des thermischen Luftspalts (630) optional nicht größer als 50 % der Länge der Luftstrecke ist, weiter optional nicht größer als 20 % der Länge der Luftstrecke ist.
13. Leuchtenbaugruppe nach Anspruch 11 oder 12, wobei die LED- Haltevorrichtung (620) einen Kühlkörper (621) mit mehreren
Kühlrippen umfasst, auf welchem das LED-Modul (320) montiert ist, und welcher durch seitliche Montageelemente (622), wel¬ che winkelförmig und radial zu dem LED-Modul (320) angeord¬ net sind, mit dem Halterungselement (200) verbunden ist.
14. Leuchtenbaugruppe nach Anspruch 13, wobei der Kühlkörper zwischen der EVG-Haltevorrichtung und dem LED-Modul angeordnet ist. 15. Leuchtenbaugruppe nach einem der Ansprüche 11 bis 14, sowie nach Anspruch 3, wobei ein Befestigungselement (500) in die LED-Haltevorrichtung (620), die EVG-Haltevorrichtung (610) und ein Isolierelement (400) eingreift. 16. Hochspannungsfeste LED-Leuchte, welche mindestens eine Leuchtenbaugruppe (120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
17. Hochspannungsfeste LED-Leuchte nach Anspruch 16, wobei die LED-Leuchte (100) weiter eine lichtdurchlässige Leuchtenab¬ deckung (130) umfasst, welche durch die Luftstrecke (410) von der Systembaugruppe (300) beabstandet ist.
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