FI127768B - Valaisinkortti ja menetelmä valaisinkortin valmistamiseksi - Google Patents

Valaisinkortti ja menetelmä valaisinkortin valmistamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI127768B
FI127768B FI20175331A FI20175331A FI127768B FI 127768 B FI127768 B FI 127768B FI 20175331 A FI20175331 A FI 20175331A FI 20175331 A FI20175331 A FI 20175331A FI 127768 B FI127768 B FI 127768B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
light source
source components
components
luminaire
component
Prior art date
Application number
FI20175331A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20175331A1 (fi
Inventor
Harri Mattila
Original Assignee
Teknoware Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teknoware Oy filed Critical Teknoware Oy
Priority to FI20175331A priority Critical patent/FI127768B/fi
Priority to EP18166318.8A priority patent/EP3389341B1/en
Priority to ES18166318T priority patent/ES2734923T3/es
Priority to PL18166318T priority patent/PL3389341T3/pl
Priority to US15/949,742 priority patent/US10690331B2/en
Publication of FI20175331A1 publication Critical patent/FI20175331A1/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI127768B publication Critical patent/FI127768B/fi

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B44/00—Circuit arrangements for operating electroluminescent light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V19/00—Fastening of light sources or lamp holders
    • F21V19/04—Fastening of light sources or lamp holders with provision for changing light source, e.g. turret
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V19/00—Fastening of light sources or lamp holders
    • F21V19/001—Fastening of light sources or lamp holders the light sources being semiconductors devices, e.g. LEDs
    • F21V19/0015—Fastening arrangements intended to retain light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/003—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
    • F21V23/004—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board
    • F21V23/005—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board the substrate is supporting also the light source
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/303—Surface mounted components, e.g. affixing before soldering, aligning means, spacing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/10—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/32—Pulse-control circuits
    • H05B45/325—Pulse-width modulation [PWM]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10106—Light emitting diode [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10431—Details of mounted components
    • H05K2201/10507—Involving several components
    • H05K2201/10522—Adjacent components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Fastening Of Light Sources Or Lamp Holders (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Valaisinkortti ja menetelmä valaisinkortin valmistamiseksi. Valaisinkortti käsittää ensimmäisen joukon valonlähdekomponentteja kiinnitettynä piirilevylle ja kytkettynä virtapiiriin valaistuksen tuottamiseksi. Valaisinkortti käsittää lisäksi toisen joukon valonlähdekomponentteja, joilla on olennaisesti sama värilämpötila kuin ensimmäisen joukon valonlähdekomponenteilla ja jotka on kiinnitetty piirilevylle sähköisesti erotettuna mainitusta virtapiiristä.

Description

Valaisinkortti ja menetelmä valaisinkortin valmistamiseksi
Keksinnön ala
Keksintö liittyy valaisinkortteihin ja erityisesti valaisinkortteihin, jotka sisältävät LED-valonlähteitä.
Keksinnön tausta
Useissa valaistuskohteissa käytetään valon tuottamiseen LEDkomponentteja näihin liittyvien etujen vuoksi. LED-komponenttien etuina on hyvä valotehokkuus, energian säästö, pitkä käyttöikä ja yksinkertainen säädettävyys. Lisäksi verrattuna hehku- tai loistelamppuratkaisuihin LED-pohjaiset valaisimet ovat fyysisiltä mitoiltaan pienempiä ja tämän vuoksi myös painoltaan kevyitä. Esimerkiksi julkisen liikenteen sisävalaistuksessa LED-pohjaiset valaisimet ovat yleistyneet käytössä edellä esitettyjen etujen vuoksi.
Eräs tapa LED-pohjaisten valaisimien toteuttamiseen on sijoittaa LEDvalonlähteet ja näiden ohjaamiseen tarvittava kytkentä piirikortille tai vastaavalle. Tällaiseen piirikorttiin muodostetaan tarvittava kytkentä ja kiinnitetään LEDkomponentit osaksi kytkentää. Kun näin aikaansaatu valaisinkortti yhdistetään teholähteeseen, LED-komponentit tuottavat valoa. Valaisinkorttia käytetään edelleen valaisimen muodostamiseen esimerkiksi siten, että valaisinkortti sijoitetaan tai suljetaan erillisen runko-osan ja kupu-osan väliin. Yhden tyyppistä valaisinkorttia voidaan käyttää useissa erilaisissa valaisimissa.
LED-pohjaisten valaisinten ongelmana on tuotettavan valkoisen valon värilämpötilan hajonta eri LED-komponenttien välillä. Yhdellä valaisinkortilla on useita LED-komponentteja valaistusta tuottamassa. LED-komponentteja voi olla esimerkiksi 5 cm:n välein 50 cm pitkässä kortissa ja tarkoituksena on tuottaa värilämpötilaltaan yhtenäistä valoa kullakin LED-komponentilla. Valaisin ei näytä yhtenäiseltä mikäli yhden tai useamman valoa tuottavan komponentin värilämpötila poikkeaa muiden komponenttien värilämpötilasta merkittävällä tavalla.
LED valmistajat ovat pyrkineet pienentämään värilämpötilahajontaa eri valmistuserien välillä (ns. väribinnausj, mutta ongelmaa ei ole saatu poistettua kokonaan. Havaittavien värierojen kuvaamiseen on kehitetty MacAdamdn ellipsit. Kahden LED-komponentin värilämpötilan ollessa yhden MacAdamdn askeleen sisällä, värilämpötilassa ei ole havaittavaa eroa. Kun komponenttien tuottaman valon värilämpötilan välillä on 2 - 3 MacAdam askelta, on värilämpötilassa tuskin havaittavaa eroa ja eron ollessa yli 3 MacAdam askelta, väriero on havaittavissa.
Komponenttivalmistajat pystyvät tarjoamaan 3 MacAdarmin sisällä olevia väribinnauksia. Kuitenkin, osa ihmisistä pystyy näkemään värieroja myös 3 MacAdarmin sisällä olevien LED-komponenttien välillä.
LED-komponentit ovat toiminnaltaan hyvin luotettavia ja yhden LEDkomponentin MTBF-arvo on noin 10 000 000 h. Katastrofaalinen komponenttivika ilmenee tavanomaisesti käyttöiän alkupäässä johtuen esimerkiksi vääränlaisesta mekaanisesta rasituksesta LED-kortin asennusvaiheessa. Käytön aikana LED-komponentin värilämpötila ei muutu merkittävästi vaikka komponentin tuottama valovirta pieneneekin ajan myötä.
Valaisinkortilla olevan LED-komponentin vikaantuessa kyseinen komponentti voidaan vaihtaa uuteen vastaavaan komponenttiin. Vaikka komponenttivalmistajat pyrkivät tuottamaan komponentit siten, että valmistuserien välillä ei ole yli 3 MacAdarmin askeleen suuruista poikkeamaa värilämpötiloissa, on uuden samalla väribinnauksella olevan komponentin löytäminen usein ongelmallista. Tämä johtuu nopeasti kehittyvistä LED-komponenttien valmistusprosesseista ja LED-komponenttien suhteellisen lyhyestä kaupallisesta saatavuudesta. Tämän vuoksi joko valaisinkorttien valmistajilla tai valaisinkorttien käyttäjillä on usein varastossa varaosakortteja, joilla korvataan vikaantuneita kortteja sen sijaan että yritettäisiin etsiä värilämpötilaltaan soveltuvaa LED-komponenttia vikaantuneeseen korttiin. Varaosakortit kuitenkin sitovat tarpeettomasti valmistajien pääomaa niin varastointi- kuin komponenttikustannusten muodossa.
Tekniikan tasosta tunnetaan julkaisu US 2015/0338041 AI, jossa valaisinkortin LED-komponentit on järjestetty ryhmiksi niin, että ryhmiä on mahdollista syöttää eri syöttöliitännöistä normaalitilan tai sähkökatkon aikana.
Tekniikan tasosta tunnetaan myös julkaisu CN 204739513 U, jossa on niin ikään ensimmäinen ja toinen joukko LED-komponentteja, joista muodostuu normaalitilan piiri ja varapiiri.
Tekniikan tasosta tunnetaan myös julkaisu US 2016/0010834 AI, jossa piirilevylle sijoitetut LED-komponentit muodostavat sarjaan ja rinnan kytkettyjä piirejä. Osa LED-komponenteista on sijoitettu piirilevyn toiselle puolelle, jotta piirilevy soveltuisi riippuvalaisimeen, jonka on tuotettava valoa alas- ja ylöspäin.
Muita tekniikan tasosta tunnettuja viitejulkaisuja ovat esimerkiksi US 2014/183575 AI, JP 2006303283, WO 2008/036873 A2, US 2008/130275 AI ja WO 2011/105670 AI.
Keksinnön lyhyt selostus
Keksinnön tavoitteena on kehittää valaisinkortti ja valaisinkortin valmistusmenetelmä siten, että yllä mainittu ongelma saadaan ratkaistua. Keksinnön tavoite saavutetaan valaisinkortilla ja menetelmällä valaisinkortin valmistamiseksi, joille on tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.
Keksintö perustuu siihen, että valaisinkortille sijoitetaan valaistusta tuottavien LED-komponenttien lisäksi ylimääräisiä LED-komponentteja, jotka eivät tuota valaistusta. Mahdollisen LED-komponentin vikaantumisen yhteydessä vikaantunut LED-komponentti voidaan korvata valaisinkortilla olevalla ylimääräisellä LED-komponentilla. Valaisinkortin valmistuksen yhteydessä käytettävät LED-komponentit voidaan valita varmuudella samasta valmistuserästä, jolloin komponenttien tuottama värilämpötila on yhden MacAdamdn sisällä. Kun vikaantunut komponentti korvataan ylimääräisellä valaisinkorttiin kiinnitetyllä komponentilla, on kaikki valaisinkortilla käytössä olevat LED-komponentit edelleen samasta valmistuserästä ja siten myös värilämpötilaltaan mahdollisimman lähellä toisiaan.
Keksinnön mukaisen valaisinkortin etuna on se, että valaisinkortin LED-komponenttien yhtenäinen värilämpötila voidaan varmistaa vielä yhden tai useamman LED-komponentin vikaantumisen ja vaihtamisen jälkeen. Valaisinkortille kiinnitettyjen ylimääräisten LED-komponenttien irrottaminen kortilta kiinnitettäväksi sähköiseen piiriin voidaan toteuttaa yksinkertaisilla välineillä. Edelleen, komponentin kiinnittäminen voidaan myös toteuttaa yksinkertaisella tavalla. Keksinnön mukaisella valaisinkortilla voidaan eliminoida varaosakorttien varastointi, sillä vikaantunut valaisinkortti voidaan korjata aikaisempaa yksinkertaisemmalla tavalla.
Kuvioiden lyhyt selostus
Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista:
Kuvio 1 esittää esimerkkiä komponenttien sijoittelusta piirilevylle; ja
Kuvio 2 esittää keksinnön erään suoritusmuodon piirikaaviota.
Keksinnön yksityiskohtainen selostus
Kuviossa 1 on esitetty periaatteellisella tasolla keksinnön erään suoritusmuodon valaisinkortin komponenttien sijoittelu piirilevylle. Valaisinkortti kä sittää ensimmäisen joukon valonlähdekomponentteja, kuten LED-komponentteja Dl - D6 kiinnitettynä piirilevylle 1 ja kytkettynä virtapiiriin valaistuksen tuottamiseksi. Kuvion 1 esittäessä komponenttien sijoittelua piirilevylle ei virtapiiri itsessään ole esillä. Ensimmäisen joukon valonlähdekomponentit on kytketty virtapiiriin siten, että syötettäessä virtapiiriin sähkötehoa, alkavat valonlähdekomponentit tuottamaan valoa. Valonlähdekomponentit ovat esimerkiksi sarjassa keskenään tai kytkettynä kahteen tai useampaan rinnakkaiseen sarjapiiriin. Koska valonlähdekomponenttien tuottama valovirta on verrannollinen komponentin läpi kulkevaan virtaan, on virtapiiri toteutettu niin, että virtapiirissä olevien valonlähdekomponenttien läpi kulkee haluttu virta.
Keksintöä selostetaan seuraavassa siten, että käytetty valonlähdekomponentti on LED-komponentti. Kuten kuviossa on periaatteellisesti esitetty, on ensimmäisen joukon LED-komponentit sijoitettu valaisinkortille tasaisten välimatkojen välein kortin pituussuunnassa. On kuitenkin selvää, että LEDkomponentit voivat olla sijoitettuna myös poikkeavin välimatkoin hajautettuna koko kortin pinta-alalle valaistussovellutuksen niin vaatiessa. Vastaavasti, valaisinkortin muoto ei rajoitu esitettyyn suorakulmaiseen muotoon, vaan muoto voi vaihdella tarvittavan valaistussovelluksen mukaan.
Keksinnön mukaisesti valaisinkortti käsittää lisäksi toisen joukon valonlähdekomponentteja, kuten esimerkiksi LED-komponentteja Dll - D15, joilla on olennaisesti sama värilämpötila kuin ensimmäisen joukon valonlähdekomponenteilla Dl - D6 ja jotka on kiinnitetty piirilevylle sähköisesti erotettuna mainitusta virtapiiristä. Toinen joukko valonlähdekomponentteja, kuten LEDkomponentteja Dll - D15 on kiinnitetty piirilevylle valmistettaessa valaisinkorttia, eli samassa prosessissa kuin ensimmäinen joukko. Näin ollen toisen joukon LED-komponenteilla ja ensimmäisen joukon LED-komponenteilla on olennaisesti sama värilämpötila. Kuvion 1 mukaisesti toinen joukko LED-komponentteja on sijoitettu valaisinkortin reunaan yhteen ryhmään. Toisen joukon sijoittamisella ei ole valaisinkortin toiminnan kannalta merkitystä, sillä toisen joukon LEDkomponentit eivät ole aktiivisessa käytössä.
Kuvion 1 esimerkissä on esitetty, että ensimmäisessä joukossa on 6 LED-komponenttia Dl - D6 ja toisessa joukossa on 5 LED-komponenttia Dll D15. Kuten yllä on esitetty, ensimmäisen joukon LED-komponentit ovat aktiivisesti käytössä valon tuottamiseksi kun piirilevylle muodostettu virtapiiriin kytketään tehonsyöttö. Toisen joukon LED-komponentit sijaitsevat puolestaan virtapiirin ulkopuolella sähköisesti erotettuna virtapiiristä. Kun tehonsyöttö kytketään valaisinkortin virtapiiriin jonka osana ensimmäisen joukon LED-komponentit ovat, toisen joukon LED-komponentit säilyvät virrattomina. Toinen joukko LEDkomponentteja muodostaa LED-komponenttien varaston, josta LEDkomponentteja voidaan irrottaa ja sijoittaa osaksi virtapiiriä mikäli virtapiirissä oleva LED-komponentti lakkaa toimimasta.
Kun ensimmäisen ja toisen joukon LED-komponentit on ladottu piirilevylle samassa valmistusprosessissa tai ladontaprosessissa, LED-komponentit ovat samasta valmistuserästä. Näin ollen komponenttien värilämpötila on olennaisesti sama ensimmäisen ja toisen joukon välillä. Kuten edellä esitettiin, yhden valmistuserän sisällä olevien LED-komponenttien välillä olevat erot värilämpötilassa on minimoitu komponenttien valmistajan toimesta. Käyttämällä saman valmistuserän LED-komponentteja voidaan varmistaa, että varalla olevia toisen joukon LED-komponentteja voidaan käyttää korvaamaan ensimmäisessä joukossa olevia LED-komponentteja. Edellä on esitetty, että ensimmäisen ja toisen joukon LED-komponentit ovat samasta valmistuserästä. Voi myös olla mahdollista, että komponenttivalmistaja voi toteuttaa komponenttien värilämpötilojen täsmäämisen myös valmistuserien välillä. Näin ollen LED-komponenttien ei välttämättä tarvitse olla samasta valmistuserästä, jos niiden välilämpötilat on muutoin täsmätty vastaamaan toisiaan.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti piirilevy käsittää välineet ohituskanavan muodostamiseksi yhdelle tai useammalle ensimmäisen joukon valonlähdekomponentille. Edullisesti nämä välineet käsittävät kiinnityspisteet ohituskanavakomponenteille siten, että kiinnityspisteisiin kiinnitetty ohituskanavakomponentti muodostaa rinnakkaisen virtatien ensimmäisen joukon valonlähdekomponentille. Ohituskanavakomponentti voi olla esimerkiksi resistiivinen komponentti kuten vastus.
Tunnetulla tavalla virtapiirin johtimet on muodostettu piirilevylle kuparivedoilla, joihin sähköiset komponentit on kiinnitetty osaksi virtapiiriä. Suoritusmuodon mukaisesti virtapiirin osana olevien LED-komponenttien rinnalle on muodostettu valmiit vedot, joihin voidaan kytkeä ohituskanavakomponentit ohituskanavan muodostamiseksi.
Ohituskanavakomponentit voidaan kytkeä valonlähdekomponenttien rinnalle silloin, kun toisesta joukosta otetaan valonlähdekomponentti käyttöön ja asennetaan osaksi virtapiiriä tuottamaan valoa. Useille valonlähdekomponenteille, kuten esimerkiksi LED-komponenteille, on ominaista niiden tuottaman valovirran pienentyminen näiden käytön myötä. Kun käytössä ollut LED-komponentti korvataan toisessa joukossa varastoidulla komponentilla, saattaa tämän tuottama valovirta poiketa muiden virtapiiriin kytkettyjen komponenttien tuottamasta valovirrasta, ja siten tuottaa epäyhtenäisen vaikutuksen. Samalla kun vikaantunut LED-komponentti korvataan käyttämättömällä komponentilla, voidaan tämän rinnalle kytkeä ohituskanavakomponentti, joka siten pienentää LEDkomponentin läpi kulkevaa virtaa ja siten tämän tuottamaa valovirtaa. Yhdellä tai useammalla ohituskanavakomponentilla vastuksella voidaan siten huomioida ikääntymisen vaikutukset ja saada aikaan yhtenäinen valaistus valaisinkortista.
Valaisinkortille on suoritusmuodon mukaisesti järjestetty valmiit paikat ohituskanavakomponenteille. Kytkettäessä ohituskanavakomponentti tällaiseen paikkaan, kytkeytyy se sähköisesti valonlähdekomponentin rinnalle. Kuviossa 1 on esitetty ohituskanavakomponenttien paikat Rl - R6, jotka sijaitsevat LEDkomponenttien läheisyydessä.
Kuviossa 2 on esitetty esimerkkinä kolme sarjaankytkettyä LEDkomponenttia D31 - D33, joista yhden rinnalle on kytketty vastus R31 ohituskanavakomponenttina ohituskanavan muodostamiseksi. Muiden LEDkomponenttien yhteydessä on esitetty kaaviomaisesti kytkentäpaikat rinnakkaisille vastuksille, joilla voidaan muodostaa rinnakkainen virtatie muille LEDkomponenteille.
Jos esimerkiksi vaurioituneella valaisinkortilla on 10000 käyttötuntia siten, että sähköisessä piirissä olevien LED-komponenttien valovirta on pudonnut noin 10% alkuperäisestään, voidaan korvaavan LED-komponentin virrasta osa ohjata rinnakkaisen vastuksen kautta. Esimerkiksi jos LED-komponenttien virraksi on asetettu 100 mA, niin rinnalle kytkettävän vastuksen resistanssin pitää olla noin LED-komponentin ylimenojännite jaettuna rinnakkaisen vastuksen virralla. Rinnakkaisen vastuksen virta on 10% LED-komponenttien virrasta, eli 10 mA, ja olettaen ylimenojännitteeksi 3V, saadaan kytkettävän vastuksen resistanssin suuruudeksi 300 Ohmia. On huomattava, että todellisen vastuksen arvon ei tarvitse olla juuri lasketun suuruinen, vaan lähellä kyseistä arvoa.
Yllä on esitetty, kuinka mainittu ohituskanavakomponentti toteutetaan resistiivisellä komponentilla, kuten vastuksella. Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan välineet ohituskanavan muodostamiseksi käsittää kytkennän, joka on sovitettu muokattavaksi siten, että muokattaessa kytkentää muodostuu mainittu virtatie, joka ohittaa ensimmäisen joukon valonlähdekomponentin. Tällainen kytkennän muokkaaminen voi tarkoittaa komponentin lisäämistä, poistamista tai korvaamista toisella sähköisellä komponentilla. Valonlähdekomponen tin rinnakkainen virtapiiri, eli ohituskanava voidaan toteuttaa myös useamman erilaisen sähköisen komponentin yhdistelmänä tai tarkoitukseen kehitetyillä puolijohdepiireillä.
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan toisen joukon valonlähdekomponentit on kiinnitetty valaisinkorttiin ainoastaan yhdestä kiinnityspisteestä. Kuten yllä on todettu, toisen joukon valonlähdekomponentit toimivat varaosina eivätkä ole siten käytössä valaistuksen tuottamiseksi. Tämän vuoksi on edullista kiinnittää toisen joukon valonlähdekomponentit ainoastaan yhdestä kiinnityspisteestä korttiin, jotta niiden irrottaminen kortilta käytettäväksi osana virtapiiriä voidaan tehdä yksinkertaisesti ja komponenttia vioittamatta. Edullisesti ensimmäisen ja toisen joukon valonlähdekomponentit ovat pintaliitoskomponentteja, jotka kiinnitetään piirilevyn pintaan ilman kortille porattuja reikiä. Keksintö ei kuitenkaan rajoitu pintaliitoskomponentteihin, vaan kaikki komponenttien kiinnitystavat piirilevylle ovat mahdollisia keksinnön puitteissa.
Toisen joukon LED-komponentit eli varaosina toimivat LEDit on kiinnitetty piirilevyyn juottamalla tai liimaamalla. Tyypillisessä piirilevyn valmistusprosessissa sähköiset komponentit ladotaan piirilevylle ja kiinnitetään osaksi virtapiiriä juottamalla. Koska toisen joukon LED-komponentit eivät ole osa sähköistä virtapiiriä, näiden kiinnittämiseen ei tarvitse käyttää sähköä johtavaa tinaa tai muuta juotosmateriaalia. Jos piirilevyn valmistusprosessi mahdollistaa komponenttien tai osien liimaamiseen, voi varaosina toimivat LED-komponentit kiinnittää myös liimaamalla.
Kuviossa 1 on esitetty valaisinkortin komponenttiasettelu, jossa on esitetty ainoastaan valonlähdekomponenttien, kuten LED-komponenttien ja mainittujen resistiivisten komponenttien paikat. On kuitenkin selvää, että valaisinkortti sisältää myös muita sähkökomponentteja, kuten liittimiä, kondensaattoreita, vastuksia, diodeja ja kytkimiä toiminnallisen kokonaisuuden aikaansaamiseksi, valonlähdekomponenttien virtapiiriin syötettävä virta voi olla luonteeltaan tasavirtaa tai moduloitua virtaa, kuten esimerkiksi LED-komponenttien yhteydessä usein käytettyä pulssinleveysmoduloitua (PWM) virtaa.
Valaisinkortilla oleva ensimmäinen joukko valonlähdekomponentteja käsittää kaksi tai useampia valonlähdekomponentteja, jotka tuottavat valaistuksen valaisinkortilta. Valaisinkortilla oleva toinen joukko valonlähdekomponentteja käsittää yhden tai useamman valonlähdekomponentin, joita voidaan käyttää korvaamaan yksi tai useampi vikaantunut valonlähdekomponentti valaistusta tuottavista ensimmäisen joukon valonlähdekomponenteista. Pyrittäessä valaisin kortin pitkään käyttöikään toisen joukon muodostavien varaosakomponenttien lukumäärä voidaan valita suureksi, jolloin vikaantuneita valaisevia valonlähdekomponentteja voidaan vaihtaa useampaan kertaan.
Keksinnön mukainen valaisinkortti on sovitettu asennettavaksi valai5 simen kuvun ja rungon yhteyteen, jolloin saadaan aikaan valaisin. Lisäksi valaisinkortti on sovitettu kytkettäväksi tehonsyöttöön. Tehonsyöttö voidaan tuoda valaisinkortille suoraan korttiin liitetyillä johtimilla, liittimillä tai langattomalla tehosyötöllä siten, että tehonsyötössä on tunnettu jännite tai virta, ja valaisinkortilla sovitettu virtapiiri huolehtii virransyötöstä valonlähdekomponenteille.
Yllä on esitetty keksinnön mukaisen ratkaisun rakennetta ja toimintaa pääasiallisesti siten, että valonlähdekomponentit ovat LED-komponentteja. LEDkomponenttien lisäksi valonlähdekomponentit voivat olla esimerkiksi laserkomponentti, OLED-komponentti tai valoa tuottava kalvo (field-induced polymer electroluminescent technology).
Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (14)

  1. Patenttivaatimukset
    1. Valaisinkortti, joka käsittää ensimmäisen joukon valonlähdekomponentteja (Dl, D
  2. 2, D3, D4, D5, D6J kiinnitettynä piirilevylle ja kytkettynä virtapiiriin valaistuksen tuottamiseksi, jolloin valaisinkortti käsittää lisäksi toisen jou5 kon valonlähdekomponentteja (Dll, D12, D13, D14, D15), joilla on olennaisesti sama värilämpötila kuin ensimmäisen joukon valonlähdekomponenteilla ja jotka on kiinnitetty piirilevylle sähköisesti erotettuna mainitusta virtapiiristä, tunnettu siitä, että toisen joukon valonlähdekomponentit on sovitettu irrotettaviksi ja korvaamaan vikaantuneen ensimmäisen joukon valonlähdekomponentin.
    10 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valaisinkortti, tunnettu siitä, että ensimmäisen ja toisen joukon valonlähdekomponenttien värilämpötila on 3 MacAdam askeleen sisällä.
  3. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen valaisinkortti, tunnettu siitä, että toisen joukon valonlähdekomponentit (Dll, D12, D13, D14, D15) on
    15 kiinnitetty piirilevyyn yhdestä tai useammasta kiinnityspisteestä.
  4. 4. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen valaisinkortti, tunnettu siitä, että piirilevy käsittää välineet ohituskanavan muodostamiseksi yhdelle tai useammalle ensimmäisen joukon valonlähdekomponentille.
  5. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen valaisinkortti, tunnettu siitä
    20 välineet ohituskanavan muodostamiseksi käsittävät kiinnityspisteet ohituskanavakomponenteille (R31) siten, että kiinnityspisteeseen kiinnitetty ohituskanavakomponentti muodostaa rinnakkaisen virtatien ensimmäisen joukon valonlähdekomponentille.
  6. 6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen valaisinkortti, tunnettu siitä
    25 välineet ohituskanavan muodostamiseksi käsittää kytkennän, joka on sovitettu muokattavaksi siten, että muokattaessa kytkentää muodostuu rinnakkainen virtatie ensimmäisen joukon valonlähdekomponentille.
  7. 7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen valaisinkortti, tunnettu siitä, että piirilevylle on järjestetty kiinnityspisteitä ohituskanavakomponenteille siten,
    30 että rinnakkainen virtatie voidaan muodostaa mille hyvänsä ensimmäisen joukon valonlähdekomponentille ja siitä, että ohituskanavan virta on säädettävissä.
  8. 8. Patenttivaatimuksen 5 tai 7 mukainen valaisinkortti, tunnettu siitä, että ohituskanavakomponentti (R31) on resistiivinen komponentti.
  9. 9. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 1 - 8 mukainen valaisinkortti,
    35 tunnettu siitä, että ensimmäinen joukko valonlähdekomponentteja käsittää
    20175331 prh 05 -01- 2018 kaksi tai useampia valonlähdekomponentteja ja toinen joukko valonlähdekomponentteja käsittää yhden tai useamman valonlähdekomponentin.
  10. 10. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 1 - 9 mukainen valaisinkortti, tunnettu siitä, että valaisinkortti on sovitettu kytkettäväksi tehonsyöttöön
    5 ja on sovitettu asennettavaksi valaisimen rungon ja kuvun yhteyteen.
  11. 11. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 1-10 mukainen valaisinkortti, tunnettu siitä, että ensimmäisen ja toisen joukon valonlähdekomponentit on valittu joukosta, joka käsittää LED-komponentin, OLED-komponentin, laser-komponentin ja valoa tuottavan kalvon.
    10
  12. 12. Menetelmä valaisinkortin valmistamiseksi, joka menetelmä käsittää vaiheen, jossa kiinnitetään ensimmäisen joukko (Dl, D2, D3, D4, D5, D6) valonlähdekomponentteja piirilevylle osaksi virtapiiriä valaistuksen tuottamiseksi, jolloin menetelmä käsittää lisäksi vaiheen, jossa
    15 kiinnitetään toinen joukko valonlähdekomponentteja (Dll, D12, D13,
    D14, D15) piirilevylle siten, että toisen joukon valonlähdekomponentit ovat sähköisesti erotettuna mainitusta virtapiiristä, ja joilla toisen joukon valonlähdekomponenteilla on olennaisesti sama värilämpötila kuin ensimmäisen joukon valonlähdekomponenteilla, tunnettu siitä, että toisen joukon valonlähdekom20 ponentit (Dll, D12, D13, D14, D15) on sovitettu irrotettaviksi ja korvaamaan vikaantuneen ensimmäisen joukon valonlähdekomponentin (Dl, D2, D3, D4, D5, D6).
  13. 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisen joukon valonlähdekomponenttien kiinnittäminen käsittää vaiheen,
    25 jossa valonlähdekomponentit kiinnitetään yhdestä tai useammasta kiinnityspisteestä.
  14. 14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen menetelmä, tunnett u siitä, että menetelmä käsittää vaiheen, jossa muodostetaan piirilevylle kiinnityspisteet ohituskanavakomponenteil30 le siten, että kiinnityspisteeseen kiinnitetty ohituskanavakomponentti muodostaa rinnakkaisen virtatien ensimmäisen joukon valonlähdekomponentille.
FI20175331A 2017-04-10 2017-04-10 Valaisinkortti ja menetelmä valaisinkortin valmistamiseksi FI127768B (fi)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20175331A FI127768B (fi) 2017-04-10 2017-04-10 Valaisinkortti ja menetelmä valaisinkortin valmistamiseksi
EP18166318.8A EP3389341B1 (en) 2017-04-10 2018-04-09 Luminaire circuit board and method for manufacturing a luminaire circuit board
ES18166318T ES2734923T3 (es) 2017-04-10 2018-04-09 Placa de circuito de luminaria y procedimiento para fabricar una placa de circuito de luminaria
PL18166318T PL3389341T3 (pl) 2017-04-10 2018-04-09 Płytka obwodu drukowanego oprawy oświetleniowej i sposób wytwarzania płytki obwodu drukowanego oprawy oświetleniowej
US15/949,742 US10690331B2 (en) 2017-04-10 2018-04-10 Luminaire circuit board and method for manufacturing a luminaire circuit board

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20175331A FI127768B (fi) 2017-04-10 2017-04-10 Valaisinkortti ja menetelmä valaisinkortin valmistamiseksi

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20175331A1 FI20175331A1 (fi) 2018-10-11
FI127768B true FI127768B (fi) 2019-02-15

Family

ID=61913095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20175331A FI127768B (fi) 2017-04-10 2017-04-10 Valaisinkortti ja menetelmä valaisinkortin valmistamiseksi

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10690331B2 (fi)
EP (1) EP3389341B1 (fi)
ES (1) ES2734923T3 (fi)
FI (1) FI127768B (fi)
PL (1) PL3389341T3 (fi)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200037628A (ko) * 2018-10-01 2020-04-09 삼성전자주식회사 디스플레이 장치 및 그 제조방법
DE102019105031B4 (de) * 2019-02-27 2022-03-17 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung und Verfahren zum Ersatz von mindestens einem Chip

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5309336A (en) * 1991-02-06 1994-05-03 Millennia Corporation Universal connector and automotive cigarette lighter assemblies and rechargeable flashlight incorporating same
US20090129077A1 (en) * 1995-06-26 2009-05-21 Jlj, Inc. Series-wired led light string with unidirectional shunts
US6354715B1 (en) * 1998-01-26 2002-03-12 Bison Sportslights, Inc. Flashlight
US6561673B2 (en) * 2001-05-14 2003-05-13 Integrated Power Components, Inc. Decorative light string with storage compartment for replacement components
US20100109538A1 (en) * 2005-02-23 2010-05-06 Mei-Ling Peng Continuous current control circuit modules of series string bulbs type
JP2006303283A (ja) 2005-04-22 2006-11-02 Fujikura Ltd 発光ダイオード実装フレキシブル配線板
WO2008036873A2 (en) 2006-09-21 2008-03-27 Cree Led Lighting Solutions, Inc. Lighting assemblies, methods of installing same, and methods of replacing lights
US7549786B2 (en) 2006-12-01 2009-06-23 Cree, Inc. LED socket and replaceable LED assemblies
US7851981B2 (en) * 2006-12-22 2010-12-14 Seasonal Specialties, Llc Visible perception of brightness in miniature bulbs for an ornamental lighting circuit
GB2469794B (en) * 2009-04-24 2014-02-19 Photonstar Led Ltd High colour quality luminaire
US8511851B2 (en) * 2009-12-21 2013-08-20 Cree, Inc. High CRI adjustable color temperature lighting devices
KR101064146B1 (ko) * 2010-02-26 2011-09-16 박재순 표면 실장형 발광유니트 어레이, 이의 리페어 방법 및 리페어용 발광유니트
DE102012223945A1 (de) 2012-12-20 2014-07-10 Tridonic Jennersdorf Gmbh LED-Modul mit LED-Chip Gruppen
JP6065586B2 (ja) 2012-12-28 2017-01-25 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
AT13884U1 (de) 2013-03-28 2014-11-15 Zumtobel Lighting Gmbh Leiterplatte mit Leuchtdioden
CN204739513U (zh) 2015-06-13 2015-11-04 林云师 一种led节能应急灯

Also Published As

Publication number Publication date
ES2734923T3 (es) 2019-12-12
EP3389341A1 (en) 2018-10-17
US10690331B2 (en) 2020-06-23
US20180292073A1 (en) 2018-10-11
PL3389341T3 (pl) 2019-12-31
FI20175331A1 (fi) 2018-10-11
EP3389341B1 (en) 2019-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8398261B2 (en) Lighting strips with improved manufacturability
US10342082B2 (en) Linear lighting with distributed power conversion and reduced flicker
US9791112B2 (en) Serial and parallel LED configurations for linear lighting modules
US8729809B2 (en) Voltage regulating devices in LED lamps with multiple power sources
US7322718B2 (en) Multichip LED lighting device
WO2013131002A1 (en) Electrical connector header for an led-based light
US8611057B2 (en) LED module for sign channel letters and driving circuit
US20080295327A1 (en) Flexible circuit
JP2010009972A (ja) 発光モジュール及び発光装置
CN103392382A (zh) 电力供给装置
RU2594293C2 (ru) Источник света, содержащий ленту сид
US8004216B2 (en) Variable intensity LED illumination system
JP2006196684A (ja) Ｌｅｄモジュール、照明器具、及びｌｅｄモジュールの製造方法
JP2006237409A (ja) 発光ダイオード及びその製造方法
FI127768B (fi) Valaisinkortti ja menetelmä valaisinkortin valmistamiseksi
US10356862B2 (en) Printed circuit board, corresponding lighting module, lighting system and method for implementing lighting modules
US10847701B2 (en) Semi-flexible lighting module
US20130033857A1 (en) Led light bar
US20210162911A1 (en) Electronic assembly, lighting device and method for manufacturing a lighting device
JP6173468B2 (ja) Ｌｅｄアレイからのｌｅｄの除去を補償する方法及び装置
JP2010129508A (ja) Ｌｅｄランプ
US11997771B2 (en) Series connected parallel array of LEDs with output resistor
US11359775B2 (en) Series connected parallel array of LEDs
KR101469819B1 (ko) 간판용 3구 led 모듈
KR102352411B1 (ko) 차량 램프용 led 패키지

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 127768

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B