FR2926947A1 - Source lumineuse a diodes led - Google Patents

Abstract

Source lumineuse à diode LED comportant une enveloppe (20) délimitant une enceinte contenant un fluide isolant électrique, caloporteur (30) en contact de conduction thermique au moins avec la face arrière de la plaquette (11) de la diode LED (10).

Description

Domaine de l'invention La présente invention concerne une source lumineuse à diode LED comportant un support recevant la diode. Une telle source peut se composer d'une ou plusieurs diodes LED émettant une lumière identi- que ou différente pour l'éclairage et/ou des effets de décoration. Etat de la technique Les diodes LED sont utilisées comme source de lumière de faible puissance servant, par exemple, pour des voyants mais également comme des diodes dites de puissance, c'est-à-dire d'une puissance de 1 ou 5 voire 50 watts, générant un flux lumineux très important. Les diodes LED sont intéressantes par leur rendement lumineux et leur durée de vie. Toutefois, la chaleur dégagée très localement par les diodes LED de puissance conditionne leur durée de vie. Pour évacuer autant que faire se peut la chaleur, les plaquettes des diodes sont, en général, équipées d'un dissipateur métallique formant une surface d'échange de chaleur plus efficace que la seule plaquette de la diode. Ces échangeurs de chaleur travaillent par convection et rayonnement. Ces dissipateurs habituels sont généralement coûteux et peu faciles à intégrer dans un montage à cause de leur encombrement et leur assemblage à la diode n'assure pas une isolation électrique suffisante vis-à-vis des normes de sécurité électriques, par exemple lorsque les diodes LED sont alimentées directement par le réseau électrique ou par un convertisseur insuffisamment protégé vis-à-vis du réseau. Il existe donc un danger potentiel de choc électrique. 25 But de l'invention La présente invention a pour but de développer une source lumineuse à diode LED permettant une protection thermique efficace de la diode ou de l'ensemble des diodes et assurant une isolation électrique compatible avec les normes de sécurité électrique. 30 Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention concerne une source lumineuse à diode LED caractérisée par une enveloppe délimitant une enceinte contenant un fluide isolant électrique, caloporteur en contact de conduction thermique au moins avec la face arrière de la plaquette de la 35 diode LED. La source lumineuse est ainsi isolée par le fluide isolant et le refroidissement de la diode est assuré de façon très efficace par le fluide caloporteur échangeant la chaleur avec l'enveloppe qui la dissipe à l'extérieur. Cela permet de maintenir la température de la diode à un ni-veau très bas, même pour un fonctionnement prolongé. Cette température basse de l'enceinte évite tout problème de surchauffe locale et les risques liés à une telle surchauffe.

Suivant une caractéristique avantageuse, l'enveloppe est elle-même isolante électrique. La diode est ainsi entourée d'une double isolation, le fluide isolant caloporteur et l'enveloppe. Suivant une autre caractéristique, l'enveloppe transparente entoure la diode LED pour former une surface de sortie de la lumière, la diode étant au moins partiellement immergée dans le fluide caloporteur de l'enceinte. Suivant une autre caractéristique, la diode LED est équipée d'une optique occupant l'intervalle entre la diode et la surface transparente de sortie de lumière de l'enveloppe. Ainsi, la source lumineuse est directionnelle ou avec un grand angle d'ouverture en fonction de l'optique combinée à la diode. De façon particulièrement avantageuse, la source lumineuse comporte un culot logeant le circuit d'alimentation de la diode LED pour se fixer dans une douille électrique alimentée à partir du réseau de distribution électrique. Cela permet d'utiliser cette source lumineuse à diode comme une ampoule classique, avec un culot de type baïonnette ou à vis. L'ampoule pourra ainsi s'installer en remplacement d'une ampoule traditionnelle dans un culot alimenté à partir du réseau électrique, c'est-à-dire sous la tension du réseau 110-220-230 volts.

Selon une autre caractéristique, la source lumineuse est en forme d'ampoule et comporte une double enveloppe, le volume entre l'enveloppe entourant la diode et la double enveloppe étant remplie au moins partiellement d'un fluide caloporteur. Ce fluide n'est pas nécessairement électroisolant et il s'agit, de préférence, d'eau. Dans ces conditions, même en cas de rupture de l'enveloppe intérieure contenant le liquide caloporteur et électroisolant qui est, en général, de l'huile ou un alcool, celui-ci ne risque pas de se répandre à l'extérieur puisqu'il reste confiné dans la double enveloppe. Inverse-ment, en cas de rupture de l'enveloppe extérieure, le seul liquide qui se répand est de l'eau, en général, l'enveloppe entourant le volume rempli de liquide électroconducteur et caloporteur étant intacte. Cette solution est particulièrement intéressante si l'enveloppe et la double enveloppe sont en verre car cela permet d'utiliser les techniques traditionnelles de fabrication des ampoules en verre pour fabriquer la source lumineuse selon l'invention au prix de quelques modifications légères s'intégrant dans la chaîne de fabrication des ampoules traditionnelles. Cela permet de bénéficier des potentiels énormes des chaînes de fabrication d'ampoules traditionnelles pour la fabrication de sources lumineuses à diode LED. Suivant une caractéristique plus particulière, la double enveloppe est munie d'une enveloppe extérieure transparente ou translucide en matière plastique. Cette enveloppe extérieure constitue une protection supplémentaire de la double enveloppe même si celle-ci est en verre. L'enveloppe extérieure est réalisable en matière plastique puisque la double enveloppe ou l'enveloppe même de la source lumineuse ne subissent pratiquement aucune élévation de température par rapport à la température ambiante. La seule élévation de température que subit en pratique la source lumineuse est celle des variations de température du local dans lequel est installée la source lumineuse. Il est, par ailleurs, très intéressant d'utiliser le verre pour la ou les enveloppes car le verre a une stabilité importante et confirmée dans le temps. Or, comme la durée de vie des sources lumineuses à diode LED est particulièrement longue, pouvant atteindre 20 000 voire 50 000 heures suivant les conditions d'utilisation et surtout la gestion de température de la diode, ce qui est le cas dans la présente invention, on évite tout risque de vieillissement d'une enveloppe en matière plastique, vieillissement qui pourrait rendre celle-ci translucide, tachetée voire opaque en fonction des conditions d'utilisation et des agents extérieurs auxquels elle pourrait être exposée. Dans le cas d'une ampoule en verre, de tels problèmes et risques n'existent pas sur le long terme. Suivant une autre caractéristique, l'invention concerne une source lumineuse à diode LED composée d'une enveloppe délimitant une enceinte contenant un fluide caloporteur en contact de conduction thermique au moins avec la face arrière de la plaquette de la diode LED, placée dans l'enveloppe, et dont les éléments de branchement électriques sont isolés électriquement au moins jusqu'à leur traversée de l'enceinte par exemple, du bouchon portant la diode et fermant l'enceinte. Cette source lumineuse peut être réalisée comme une ampoule traditionnelle et recevoir un culot pour son vissage dans une douille classique. Dans le cas ci-dessus, la diode et la plaquette sont avantageusement revêtues d'une couche de silicone transparent ou translucide et l'arrière de la plaquette est muni d'un élément thermoconducteur traversant la couche de silicone pour être au contact du fluide caloporteur de l'enceinte. Enfin, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une 5 source lumineuse à diode LED en forme d'ampoule caractérisé en ce qu' - on place la diode LED avec ses deux branches dans les orifices d'un bouchon en verre, - on réalise une enveloppe intérieure en verre, en forme de tube, - on met du fluide électroisolant et caloporteur dans le tube puis, 10 - on met la diode avec son bouchon dans le tube et on sertit le bou- chon pour emprisonner la diode et fermer l'enceinte contenant le li- quide caloporteur et électroisolant, - on place le sous-ensemble obtenu dans une enveloppe extérieure en forme d'ampoule, 15 - on introduit un liquide caloporteur dans l'intervalle entre l'enveloppe intérieure et l'enveloppe extérieure et on sertit l'enveloppe extérieure sur l'enveloppe, et - on termine en installant un culot. Selon une autre caractéristique, dans le cas d'une 20 diode LED de forte puissance, celle-ci peut être équipée d'un radiateur immergé dans le fluide caloporteur augmentant la surface d'échange entre la diode et le fluide caloporteur. Suivant une autre caractéristique avantageuse, dans le cas d'une diode de forte puissance, pour réduire l'encombrement au niveau de 25 la source lumineuse, l'enceinte est réduite à un volume minimum et communique par un circuit de fluide caloporteur avec une enceinte de dimensions plus grandes, déportée, le fluide caloporteur étant mis en circulation pour arriver dans l'enceinte déportée qui échange la chaleur avec l'extérieur. Une telle application concerne par exemple les projecteurs et 30 notamment, les systèmes d'éclairage de véhicules automobiles. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation 35 d'une source lumineuse selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe d'un second mode de réalisation d'une source lumineuse munie d'un culot à visser, - la figure 3 est une vue en coupe d'une autre variante d'une source lumineuse selon l'invention destinée à remplacer directement une ampoule à douille, - la figure 4 est une autre variante d'une source lumineuse en forme d'ampoule à douille, - la figure 5 montre une quatrième variante d'une source lumineuse à douille, - la figure 6 montre une source lumineuse à plusieurs diodes LED, - la figure 6A est une vue de détails en coupe de la liaison entre l'enceinte et le culot de la source lumineuse de la figure 6, - la figure 7 montre une source lumineuse à encastrer dans un pan- neau montrant deux formes de réalisation l'une, dans sa moitié gauche et l'autre, dans sa moitié droite, - la figure 8 montre schématiquement une source lumineuse selon l'invention comportant un circuit de refroidissement, - la figure 9 montre une variante de source lumineuse selon l'invention comportant une double enveloppe, - la figure 10 est une autre variante de source lumineuse à double enveloppe, - la figure 11 montre une troisième variante de la source lumineuse selon l'invention, -les figures 12A-12D montrent différentes étapes de fabrication de la source lumineuse à double enveloppe en forme d'ampoule selon la figure 9, - les figures 13A-13E montrent différentes étapes de fabrication de la source lumineuse à double enveloppe de la figure 10, - la figure 13DD est une variante des étapes de fabrication des figures 13A-13E, - la figure 14 montre l'élément de base de la source lumineuse en forme d'ampoule de la figure 11. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre schématiquement et de façon générale, une source lumineuse à diode LED 100 selon l'invention. Cette source est présentée avec une seule diode LED.

Par convention, il sera en général question de diode au singulier dans la description sachant que ce singulier peut désigner une diode unique ou plusieurs diodes utilisées dans les mêmes conditions.

La diode LED 10 est portée par un support 11 intégrant la diode proprement dite. Cette diode sur son support 11, est placée dans une enveloppe 20 formant une enceinte contenant un fluide isolant électrique et caloporteur 30. Ce fluide 30 est un liquide non électrolytique, tel qu'un alcool ou une huile, en contact de conduction thermique avec la diode, c'est-à-dire la face arrière de la plaquette 11 portant la diode 10. Dans l'exemple représenté, la diode 10 est immergée dans le fluide isolant, caloporteur 30.

Le support 11 de la diode est relié par une branche de support 12 à un bouchon 21 fermant l'enceinte dont l'enveloppe 20 est au moins partiellement transparente ; le liquide caloporteur 30 est lui-même transparent ou translucide. Le bouchon 21 fermant l'enceinte est traversé par les deux conducteurs d'alimentation 13, 14 de la diode 10. Les moyens de fixation de cette source lumineuse dans une lampe, un lustre ou, plus générale-ment, une installation d'éclairage ou de décoration, ne sont pas détaillés. Selon une variante non représentée, le circuit l'alimentation de la diode est directement associée à l'enveloppe 20, par exemple à son bouchon 21. La chaleur dégagée par la diode 10 est échangée avec le fluide caloporteur 30, lui-même en contact avec l'enveloppe 20 formant une surface d'échange de chaleur importante. La masse du fluide caloporteur constitue en soi un puits de 25 chaleur. Pour une diode 10 d'une puissance de un ou de quelques watts, la chaleur dégagée, au niveau de la face arrière de la plaquette 11, est ponctuellement importante mais, dissipée dans la masse de fluide caloporteur 30, elle n'en provoque pas une élévation de température signif - 30 cative et l'enceinte avec le fluide caloporteur reste pratiquement à la température ambiante. Il en est de même de son enveloppe 20. La figure 2 montre une variante de réalisation 100A concernant la partie de fixation et de branchement de la source lumineuse. Les éléments de cette variante, identiques à ceux du mode de réalisation de la 35 figure 1, portent les mêmes références et leur description ne sera pas reprise. Le bouchon 21 et l'enveloppe 20 sont munis d'un culot 40 pour le branchement électrique ; il est destiné à se visser dans une douille, elle-même reliée à l'alimentation électrique pour une diode. L'avant de la diode 10 est équipé d'une optique 15, encore appelée réflecteur ou collimateur, pour définir l'angle d'émission du faisceau lumineux. Cette optique 15 est directement en contact avec la face avant 22 de l'enveloppe 20. La figure 3 montre une autre variante 100B de forme glo- baie identique à celle des variantes précédentes et pour laquelle on utilisera les mêmes références qu'à la figure 1 pour désigner les mêmes éléments ou éléments analogues. Cela est également vrai pour les différents autres modes de réalisation décrits ci-après. La variante 100B diffère par l'intégration du circuit d'alimentation 51 dans le bouchon 21, à l'intérieur du culot 40 ce qui permet de brancher une telle source lumineuse dans une douille alimentée à la tension du réseau électrique, par exemple 220 ou 230 volts. La figure 4 montre une autre variante de source lumineuse 100C dans la quelle la surface transparente de sortie de lumière de la diode 10 devant l'optique 15 est constituée par une pastille 23 intégrée dans l'enveloppe 20 qui peut être dans ce cas, opaque. La figure 5 montre une autre variante de source lumineuse 100D en forme d'ampoule, qui diffère des modes de réalisation précédents par le dissipateur 16 ou puits de chaleur fixé à la plaquette 11 de la diode 10 pour augmenter la surface d'échange de chaleur entre la diode 10 et le fluide caloporteur isolant 30 dans lequel baignent la partie arrière de la plaquette 11 de la diode et son dissipateur 16. Le dissipateur 16 est en forme de manchon perforé pour permettre la circulation du fluide caloporteur 30 par convection dans l'enceinte délimitée par l'enveloppe 20. A l'avant, l'enveloppe 20 porte la plaquette 11 de la diode 10 de façon que la face arrière de la plaquette 11 et son dissipateur 16 soient dans l'enceinte. La face avant de la plaquette de la diode n'est pas immergée dans le liquide caloporteur 30. Une optique 15 en amont de la diode 10 est représentée en pointillés et l'avant de l'ampoule est occupé par un bulbe 24 en forme de dôme. Une telle source lumineuse 100D en forme d'ampoule également équipée du circuit d'alimentation 50 de la diode 10 peut se visser dans une douille alimentée normalement à partir du réseau électrique.

La figure 6 montre une source lumineuse 100E à plusieurs diodes installées dans une enceinte dont l'enveloppe 20E de forme sphérique est terminée par un culot 40. Les supports 11 des diodes 10 disposés en grappes portés par des branches de maintien 12E à l'intérieur du bain de liquide isolant, caloporteur 30 et leurs fils d'alimentation 13, 14 sont reliés au culot 40 soit par l'intermédiaire du circuit d'alimentation intégré soit pour être branchés sur un circuit d'alimentation externe. L'enveloppe 20E est transparente ou translucide et le liquide 30 est lim- pide. Le liquide et/ou l'enveloppe peuvent être colorés en fonction de l'effet d'éclairage ou de décoration à réaliser. L'intérieur 26 de la partie supérieure de l'enveloppe peut être réfléchissant pour constituer un réflecteur renvoyant la lumière dans la moitié inférieure de l'enceinte.

Si le liquide est limpide, les points lumineux apparaissent comme autant de sources lumineuses pratiquement ponctuelles, émettant chacune une forte intensité lumineuse et si le liquide est trouble, il peut créer un effet de diffusion répartissant la lumière dans les différentes di-rections de façon plus régulière que des points lumineux.

La figure 6A montre l'assemblage entre l'enveloppe 20E, le bouchon 21 portant les diodes et le culot 40. L'enveloppe 20E est en une matière isolante électrique de même que le bouchon 21. Le culot 40 est relié à la jonction de l'enveloppe par une virole 41 elle-même isolante. L'assemblage est scellé ou fermé de manière étanche comme les assem- blages des autres modes de réalisation.. La figure 7 montre une forme de réalisation d'une source lumineuse à diode 100F destinée à être encastrée dans une découpe D réalisée dans une plaque P, par exemple une plaque de plafond ou de mur.

La structure de cette source lumineuse 100F est analogue aux structures précédentes. Elle se compose d'une (ou plusieurs) diode LED 10 portée par un support 11 relié à une branche 12 fixée à un bouchon 21, l'ensemble étant placé dans une enveloppe 20 au moins partiellement transparente sur sa face avant et terminée à l'arrière par un filetage extérieur 27 sur lequel se visse un couvercle extérieur 28 traversé par les conducteurs d'alimentation 13, 14 de la diode 10. Ce couvercle extérieur 28 qui bloque la fermeture de l'enceinte, porte d'un côté, sur la variante de gauche, une languette élastique 29 pour la fixation de la source lumineuse dans l'orifice D du panneau P. Dans la variante repré- sentée à droite, l'enveloppe 20F est déformée et constitue des points d'appui périphériques, continus ou discontinus pour l'encastrement de cette partie arrière de l'enveloppe 20F dans l'orifice D du panneau P.

Comme la température de l'enceinte et de l'enveloppe 21F reste très basse, il n'y a aucun point chaud au niveau de la paroi d'encastrement, ni d'élévation locale de température à l'arrière de la source lumineuse.

La figure 8 montre un mode de réalisation d'une source lumineuse 100H selon l'invention pour des diodes 10 de forte puissance. Un groupe de telles diodes 10 est placé dans une enveloppe 20H au moins par la face arrière de la plaquette 11 qui porte les diodes 10. Cette enveloppe 20H contient un fluide électroisolant et caloporteur 30 tel que de l'alcool ou de l'huile. Cette partie de l'enceinte 20H est reliée à un circuit de refroidissement 50 relié à un volume déporté 51 constituant l'échangeur de chaleur avec l'extérieur. Le fluide caloporteur 30 est mis en circulation par un moyen de circulation 52 tel qu'une pompe schématisée par une hélice.

La figure 9 montre un mode de réalisation d'une source lumineuse à diode LED 200 selon l'invention, en forme d'ampoule à double enveloppe. Comme précédemment, cette source est représentée par une seule diode LED 210 mais elle pourrait être constituée par plusieurs diodes en fonction de la puissance d'éclairage voulue.

La diode 210 est portée par un support 211, placé dans une enveloppe 220 (enveloppe intérieure) formant une enceinte contenant un fluide isolant électrique et caloporteur 230. Ce fluide peut être un liquide tel que de l'huile ou un alcool. Il peut également s'agir d'un gel. Ce fluide est en contact de conduction thermique avec la diode et, en particulier, avec la plaquette 211 portant la diode 210. Le support 211 de la diode est relié à un bouchon 221 par l'intermédiaire des deux branches 213, 214 des conducteurs électriques de la diode. Ces conducteurs sont suffisamment rigides pour tenir le support 211. Les conducteurs traversent de manière étanche le bou-30 chon 221, lui-même fixé de manière étanche dans l'enveloppe 220, ici en forme de tube ou éprouvette. Cette enveloppe 220 est elle-même placée dans une enveloppe extérieure ou double enveloppe 260, délimitant avec l'enveloppe 220, une enceinte contenant un fluide caloporteur 270, par exemple de l'eau ou 35 un gel. Ce fluide caloporteur n'est pas nécessairement électroisolant. De manière préférentielle, on réserve un volume d'air 271 dans l'enceinte extérieure occupée par le fluide caloporteur 270 pour per- i0

mettre d'absorber des effets de dilatation dus à une éventuelle élévation de température ou variation de température même légère. Cette source lumineuse en forme globale d'ampoule comme une ampoule traditionnelle, est munie d'un culot 240 auquel est relié di- rectement le conducteur 214 et le bouchon du culot portant l'extrémité du conducteur 213. Cette ampoule peut ainsi se placer dans une douille alimentée en tension du réseau. Pour cela, la diode est munie d'un circuit d'alimentation 250, logé dans le culot 240. L'enveloppe extérieure 260 est scellée de manière étanche par un scellement 261 à l'enveloppe 220. Au niveau de la jonction, cet assemblage reçoit le bord du culot 240 lui- même fixé de préférence partiellement. La figure 10 montre une autre variante de source lumineuse à diode LED en forme d'ampoule avec une enveloppe extérieure ou 15 double enveloppe. Cette source lumineuse 300 a globalement la même structure que celle de la figure 9 avec une forme différente de la double enveloppe 360, délimitant avec l'enveloppe intérieure 320 une enceinte recevant un fluide caloporteur 370, par exemple un liquide tel que de l'eau 20 ou un gel, non nécessairement isolant électrique puisque l'isolation électrique est assurée par l'enveloppe 320, le fluide isolant 330, caloporteur, dans lequel baigne la diode 310 et surtout la plaquette 311 qui la porte. L'enveloppe intérieure est en forme d'éprouvette, par exemple voire, de préférence, en verre, logeant un bouchon 321, traversé par 25 les branches conductrices 313, 314 d'alimentation électrique de la diode. Ce bouchon 321 est un bouchon en verre serti dans l'enveloppe 320. Après introduction du fluide caloporteur 370 dans l'intervalle entre les deux enveloppes 320, 360, celles-ci sont scellées l'une à l'autre près des bords, par exemple soudées l'une à l'autre dans le cas 30 d'enveloppes 320, 360 en verre. L'ensemble reçoit un culot 340 qui se visse dans une douille d'appareil électrique. Dans la mesure où la diode est munie de son alimentation 350, l'ampoule peut être reliée directement à la tension du réseau de distribution électrique, par exemple 230 volts. 35 La figure 11 montre un autre mode de réalisation d'une source lumineuse 400, également en forme d'ampoule, munie d'un culot 440 qui, si la diode est équipée d'un circuit d'alimentation 450, se visse dans une douille d'appareil électrique classique, branchée directement sur la tension du réseau. Ce mode de réalisation de la source lumineuse se compose d'une enveloppe 460 définissant une enceinte contenant la source lumi- neuse proprement dite et un fluide caloporteur 470 qui n'est pas nécessairement isolant électrique. Ce fluide qui peut être de l'eau ou un gel, assure le refroidissement de la diode 410 portée par sa plaquette 411 et entourée et isolée électriquement par une goutte de matière plastique transparente ou translucide, par exemple une boule de silicone 420. L'arrière de la plaquette 411 est en contact avec un élément conducteur de chaleur 412 baignant dans le fluide caloporteur 470. Les deux branches 413, 414 sont isolées chacune par une gaine 422, jusqu'à la traversée du bouchon 421 fermant l'enceinte 470. Le bouchon ou le prolongement du bouchon 21 porte le culot 440. 15 Comme précédemment, le volume de fluide caloporteur 470 laisse, de préférence, une partie libre 471, remplie d'air ou d'un gaz inerte, de façon à former un coussin permettant d'absorber d'éventuelles différences de dilatation entre les éléments constituant l'ampoule, même sous les faibles variations de température que l'ampoule peu subir dans ses 20 conditions d'utilisation/non-utilisation. Les figures 12A-12E montrent différentes étapes de fabrication de la source lumineuse 200. La première étape de fabrication (figure 12A) consiste à réaliser l'intérieur de la source lumineuse, c'est-à-dire l'enceinte 220 dans 25 laquelle on place la diode LED 210 avec sa plaquette 211 dont les branches 213, 214 traversent le bouchon 221 qui est fixé de manière étanche dans l'enceinte 220 une fois celle-ci remplie partiellement ou totalement du fluide caloporteur 230 électroisolant. Puis, on place le sous-ensemble ainsi réalisé dans une am- 30 poule (figure 12B) formant l'enceinte extérieure 260 et, après avoir introduit le fluide caloporteur 270, par exemple de l'eau, en laissant éventuellement une bulle d'air 271 pour la dilatation, on scelle l'assemblage de l'enveloppe extérieure 261 et de l'enceinte 220 (figure 12C). Pour introduire le liquide caloporteur 270 dans l'enveloppe ex- 35 térieure 260, on retourne cette enveloppe pour que la partie recevant le culot soit tournée vers le haut, avant que l'on scelle l'enveloppe extérieure 260 à l'enveloppe intérieure 220.

Puis, on met en place le culot 240 après avoir branché les deux conducteurs 213, 241 aux deux endroits appropriés du culot 240 (figure 12D). L'ampoule est ainsi terminée.

Les figures 13A-13E montrent différentes étapes de fabrica- tion de la source lumineuse en forme d'ampoule 300 selon la figure 10. Ce procédé de fabrication est assez voisin de celui représenté aux figures 12A-12D.

La première étape consiste à prendre la diode LED 310 avec lo sa plaquette 311 et ses deux branches 313, 314 (figure 13A) et d'introduire les deux branches dans les orifices traversants 322, 323 du bouchon 321 (figure 13B). Puis, on place l'assemblage ainsi réalisé dans l'enveloppe 320 (figure 13C). Après avoir mis le fluide caloporteur 330 dans 15 l'enveloppe 320 et introduit le sous-ensemble formé du bouchon 321 et de la diode 310 avec sa plaquette, on bloque le bouchon 321 dans l'enveloppe 320 par compression à chaud pour fermer les orifices ou pas-sages 322, 323 sur les conducteurs 313, 314 de façon étanche et souder le bouchon de manière étanche dans l'enveloppe 320. On obtient le sous- 20 ensemble représenté à la figure 13D. Ce sous-ensemble se place ensuite dans l'enveloppe extérieure 360 dans laquelle on a préalablement placé le fluide caloporteur 370. On scelle l'enveloppe extérieure 360 sur l'arrière de l'enveloppe intérieure 320 suivant le bord 361 et on met en place le culot 340.

25 La figure 13DD montre une variante du procédé selon laquelle à la place du bouchon 321 scellé sur les branches 313, 314 et dans l'enveloppe 320 par fusion locale du verre, le bouchon étant en verre, on procède selon cette variante par un simple pincement à chaud. En effet, selon cette variante, on place la diode LED 310 30 dans l'enveloppe 320 remplie de liquide caloporteur et on pince l'enveloppe 320 transversalement dans la zone 324 pour la sceller sur les branche 313, 314 et fermer hermétiquement l'enveloppe 320. L'étape suivante est la même que celle présentée à al figure 13E. L'ampoule 400 selon le mode de réalisation de la figure 11 35 se réalise dans des conditions plus simple. Ainsi (figure 14) après avoir surmoulé une boule de silicone 420 sur la diode LED 410 et sa pla- quette 411 et isolé les branches conductrices de la diode éventuellement par des gaines entourant les deux conducteurs sur une longueur suffi- sante, on place ce sous-ensemble dans le bouchon 421 et l'ensemble ainsi réalisé dans l'enveloppe 460 chargée du fluide caloporteur 470. Puis, on scelle et on met en place le culot 440. La fabrication des sources lumineuses en forme d'ampoule ronde ou ellipsoïdale, permet d'utiliser les moyens de fabrication connus des ampoules à incandescence, puisque seul l'élément central est légère-ment modifié par le remplacement des filaments par une diode LED. La fragilité de l'ampoule et surtout les inconvénients en cas de rupture de l'enveloppe contenant le fluide électroisolant, au contact de la diode, sont évités grâce à la protection extérieure et à l'utilisation alors possible d'un liquide pratiquement sans conséquence puisqu'il s'agit de l'eau contenant, de préférence, une faible dose d'antigel. Ces différents modes de réalisation de source lumineuse en forme d'ampoule et, en particulier, selon les figures 9, 10, 11, permettent de conserver l'esthétique traditionnelle des ampoules surtout au cas où cette forme particulière des ampoules est intégrée dans le concept du luminaire ; il s'agit par exemple d'ampoules en forme de flamme qui ne pourraient pas être remplacées dans certains luminaires par des ampoules ayant un aspect différent des ampoules dites flammes . Cette situa- tion existe également pour les ampoules de grandes dimensions, ayant une surface translucide et constituant une surface de diffusion de lumière plus importante qu'une surface ponctuelle. En outre, la source lumineuse réalisée dans une enveloppe en verre bénéficie alors de tous les avantages du verre par rapport aux matières plastiques : l'enveloppe n'est pas électrostatique et ne se charge pas de poussières autrement que par dépôt ; elle se nettoie facilement et sans précautions particulières sans risque d'influencer ou de détériorer la surface de la matière plastique voire de la teinter. Le vieillissement de l'ampoule en verre n'a aucune conséquence sur sa transparence et sa couleur contrairement au plastique qui peut changer de couleur, devenir poreux voire devenir plus ou moins opaque et nécessite le remplacement prématuré de l'ampoule alors que celle-ci est destinée à des durées de vie extrêmement importantes, de l'ordre de 30 000 voire 50 000 heures. Enfin et à titre de précaution supplémentaire, dans le cas d'une ampoule comme celle de la figure 10, l'enveloppe extérieure 360 peut être munie d'une gaine en matière plastique transparent ou translucide, solution parfaitement possible puisque l'enveloppe extérieure comme pratiquement l'enveloppe intérieure, restent à la température étant donné la faible puissance électrique de la source lumineuse c'est-à-dire la diode LED et la forte surface de dissipation thermique.5

Claims (6)

REVENDICATIONS

1 °) Source lumineuse à diode LED, caractérisée par une enveloppe (20) délimitant une enceinte contenant un fluide isolant 5 électrique, caloporteur (30) en contact de conduction thermique au moins avec la face arrière de la plaquette (11) de la diode LED (10).

2°) Source lumineuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que 10 le circuit d'alimentation (50) de la diode est combiné à l'enveloppe (20), notamment à un bouchon (21) fermant l'enveloppe.

3°) Source lumineuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que 15 l'enveloppe (20) est transparente et entoure la diode LED (10) pour former une surface de sortie de la lumière (22), la diode (10) étant au moins partiellement immergée dans le fluide caloporteur (30) de l'enceinte.

4°) Source lumineuse selon la revendication 1, 20 caractérisée en ce que l'enveloppe (20) est isolante électrique.

5°) Source lumineuse selon la revendication 2, caractérisée en ce que 25 la diode LED (10) est équipée d'une optique (15) occupant l'intervalle entre la diode et la surface transparente (22) de sortie de lumière de l'enveloppe (20).

6°) Source lumineuse selon la revendication 1, 30 caractérisée en ce qu' elle comporte un culot (40) logeant le circuit d'alimentation (50) de la diode LED (10) pour se fixer dans une douille électrique (40) alimentée à partir du réseau de distribution électrique. 35 7°) Source électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaquette (11) de la diode (10) est munie d'un radiateur (16) immergé dans le fluide caloporteur (30).8°) Source lumineuse selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'enceinte (20H) contenant le fluide caloporteur (30) est reliée à un circuit de refroidissement (50) comportant un échangeur de chaleur (51) et une 5 pompe de circulation (52) déportés. 9°) Source lumineuse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' elle comporte une double enveloppe (260, 360) et le volume entre 10 l'enveloppe (220, 320) et la double enveloppe (260, 360) est rempli au moins partiellement d'un fluide caloporteur (270, 370). 10°) Source lumineuse selon la revendication 9, caractérisée en ce que 15 l'enveloppe (220, 320) et la double enveloppe (260, 360) sont en verre. 11 °) Source lumineuse selon la revendication 10, caractérisée en ce que la double enveloppe (360) est munie d'une enveloppe extérieure transpa-20 rente ou translucide en matière plastique (362). 12°) Source lumineuse à diode LED, caractérisée en ce qu' elle se compose d'une enveloppe (420) délimitant une enceinte contentant 25 un fluide caloporteur (430) en contact de conduction thermique au moins avec la face arrière de la plaquette (411) de la diode LED (410) placée dans l'enveloppe dont les éléments de branchement électrique (413, 414) sont isolés électriquement au moins jusqu'à leur traversée de l'enceinte (420). 30 13°) Source lumineuse selon la revendication 12, caractérisée en ce que la diode (410) et la plaquette (411) sont revêtues d'une couche de silicone (LRO) transparent ou translucide et l'arrière de la plaquette (411) est muni d'un élément (412) thermoconducteur, traversant la couche de silicone 35 pour être au contact du fluide caloporteur (470). 14°) Procédé de fabrication d'une source lumineuse à diode LED selon les revendications 9 et 10, ayant une forme d'ampoule,caractérisé en ce qu' -on place la diode LED (310) avec ses deux branches (313, 314) dans les orifices (322, 323) d'un bouchon en verre (321), - on réalise une enveloppe (320) en verre, en forme de tube, 5 - on met du fluide électroisolant et caloporteur dans le tube (320) puis, - on met la diode (310) avec son bouchon (321) dans le tube et on sertit le bouchon pour emprisonner la diode et fermer l'enceinte contenant le liquide caloporteur et électroisolant (330), 10 - on place le sous-ensemble obtenu dans une enveloppe extérieure en forme d'ampoule (360), - on introduit un liquide caloporteur dans l'intervalle entre l'enveloppe (320) et l'enveloppe extérieure (360) et on sertit l'enveloppe extérieure (360) sur l'enveloppe (320), et 15 - on termine en installant un culot (340).