WO2011124469A1 - Halbleiterlampe - Google Patents

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WO2011124469A1
WO2011124469A1 PCT/EP2011/054373 EP2011054373W WO2011124469A1 WO 2011124469 A1 WO2011124469 A1 WO 2011124469A1 EP 2011054373 W EP2011054373 W EP 2011054373W WO 2011124469 A1 WO2011124469 A1 WO 2011124469A1
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WO
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light source
heat sink
driver
semiconductor lamp
source substrate
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Application number
PCT/EP2011/054373
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Mahler
Steffen Tegethoff
Tom Preuschl
Günter HOETZL
Nicole Breidenassel
Original Assignee
Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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Publication date
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    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/232—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating an essentially omnidirectional light distribution, e.g. with a glass bulb
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a semiconductor lamp which has a driver cavity for receiving driver electronics and a light source source equipped with at least one semiconductor light source .
  • a semiconductor lamp which has a driver cavity for receiving driver electronics and a light source source equipped with at least one semiconductor light source .
  • Fig.l has a known LED retrofit lamp
  • the 101 has a heat sink 102, which has a driver cavity 103 for accommodating driver electronics 104.
  • the driver cavity 103 has a rear opening 103a which is closed by a base 105.
  • the base 105 has electrical contacts 106 in order to establish an electrical connection between a lamp socket (o.Fig.) And the driver electronics 104.
  • the driver cavity 103 is inserted into the heat sink by means of a
  • the LED module includes a substrate 109 and at least one light ⁇ diode, LED, 110, wherein the at least one light-emitting diode is arranged on the front side of the substrate 109. 110 and the substrate 109 rests with its back side flat on the base ⁇ plate 107th
  • the substrate 109 may be configured as a circuit board.
  • a cable bushing (o.Fig.) In the base plate 107 is present.
  • the driver electronics 104 is thus located on the other side of the base plate 107 in the interior of the common heat sink 102 with respect to the LED (s) 110.
  • the driver electronics 104 can only be introduced from the rear h through the opening 103a in the driver cavity 103.
  • the outer contour of retrofit lamps is also subject to regulations which require the retrofit lamps to reduce their lateral or electrical contact. have sectional area. If one places as far as possible a separation plane between an upper lamp part and a lower lamp part for aesthetic, production-related or thermal reasons (as in the example shown here between the heat sink 102 and the base 105), the area of a driver electronics board carrying the driver electronics 104 must be 111 be correspondingly small, so that it can always be inserted from behind h in the rear opening 103 a for mounting.
  • the LED retrofit lamp 101 must forward extended toward v ⁇ the to the drive electronics 104 to accommodate a larger height dimension in the heat sink.
  • the prescribed outer contour of the LED retrofit lamp 101 may in some cases no longer be complied with.
  • the object is achieved by a semiconductor lamp, aufwei ⁇ send akulturerkavtician for receiving a driver and a mounted with at least one semiconductor light source ⁇ source substrate, wherein the source substratemaschineerkavmaschine is closed by the light.
  • This semiconductor lamp has the advantage that the dri ⁇ berplatine can now be introduced due to the absence of the base plate from the front in themaschineerkavtician, where in particular in a rearwardly tapered housing has a larger opening is available than in a conventional introduction in the area of rear socket. So can one non-functional driver with wide driver board housed in a compact lamp.
  • the driver may also be referred to as driver electronics, Treiberschal- tung, drive logic, control circuit, etc., and serves, in particular, provided on the base electrical power for driving the at least one semiconductor light source suitable electrical signals ⁇ zuatn.
  • the driver electronics may comprise a plurality of electronic components, which are arranged in particular on a common driver board ⁇ .
  • the driver cavity may also be described as a cavity for receiving the driver.
  • the at least one semiconductor light source ⁇ comprises at least one light emitting diode. If several LEDs are present, they can be lit in the same color or in different colors. A color can be monochrome (eg red, green, blue etc.) or multichrome (eg white).
  • the light emitted by the at least one light-emitting diode can also be an infrared light (IR LED) or an ultraviolet light (UV LED).
  • IR LED infrared light
  • UV LED ultraviolet light
  • Several light emitting diodes can produce a mixed light; eg a white mixed light.
  • the at least one light-emitting diode may contain at least one wavelength-converting phosphor (conversion LED).
  • the at least one light-emitting diode can be present in the form of at least one individually light-emitting diode or in the form of at least one LED chip. Several LED chips can be mounted on a common substrate ("submount").
  • the at least one light-emitting diode may be equipped with at least one own and / or ge ⁇ common optical system for beam guidance, for example, at least one Fresnel lens, collimator, and so on.
  • OLEDs organic LEDs
  • diode lasers are used.
  • the mini- at least one light source for example, have at least one diode laser.
  • the light source substrate may in particular be a printed circuit board or circuit board.
  • the semiconductor lamp comprises two mutually attachable on ⁇ housing parts and at least egg ⁇ nes of the housing parts which at least partially encloses grasperkavtician.
  • TheDeutscherkavtician can thus only by means of a housing part or two housing parts formed by the ⁇ .
  • the housing parts can be easily connected to each other by the placement, and the driver cavity can be correspondingly easily closed.
  • the semiconductor lamp can have a common cavity for receiving a driver and a populated with at least one semiconductor light source, the light source substrate, wherein the common cavity is defined by two, in particular separable or attachable to each other, housing parts, in particular as a heat sink formed housing parts, gebil ⁇ det ,
  • a rear housing part comprises the base currency ⁇ rend a front housing part has a light transmission opening on ⁇ .
  • none of the two hous ⁇ parts has a partition (eg, the base plate 8) on which the light source substrate is fully seated with its back and which conducts heat from the at least one semicon ⁇ terlichtetti in the heat sink.
  • a partition eg, the base plate 8
  • a parting plane is perpendicular to a main emission direction of the light or to a longitudinal axis of the semiconductor lamp, in particular parallel to the plane of the light source substrate.
  • the housing parts are designed as a heat sink, of which a front heat sink has at least one light passage opening and of which a rear heat sink has a base (area) or is connected thereto.
  • the driver and at least one semiconductor light source can be minimized because the heat of the more strongly he ⁇ warming heat sink, in particular the front heat sink is worse transferred to the less heated heat sink and the sitting in the less heated heat sink driver , at least on its side facing away from the light source, undergoes less heating by the light ⁇ source.
  • the rear heat sink encloses the driver cavity at least partially.
  • the rear heat sink thus serves mainly or entirely to accommodate the driver, while the front heat sink primarily serves to close the driver cavity and to cool the light source (s).
  • At least one of the heat sinks has projections, in particular cooling fins or cooling struts etc., which extend over the other heat sink.
  • the projections of the front heat sink which significantly cools the light source, fingersartiq or crenellated on the rear heat sink, which significantly cools the driver protrude.
  • both heat sinks in the direction of the respective other heat sink directed Vorsprün ⁇ ge have, which mesh with each other like a comb.
  • the projections can also serve as fastening projections, for example by being designed as clamping contacts.
  • the Fixed To ⁇ -cleaning function of the heat sink or housing parts is also different realized, for example, by a circumferential projecting edge.
  • the front heat sink has at least one material with a thermal conductivity of at least 10 W / (m-K), e.g. with Al, Cu or alloys thereof, with ceramics, or thermally conductive plastic.
  • the rear heat sink has an electrically insulating material with a thermal conductivity of at least 0.5 W / (m-K).
  • the driver need not be electrically isolated by an additional plastic sleeve or foil, which improves the cooling of the driver components.
  • the rear heat sink can also be made of a simple standard plastic.
  • the two housing parts fix the light source substrate between them.
  • the light source substrate may be clamped or pressed in between the two housing parts, in particular for a single fastening.
  • the connected in a loading ⁇ trachtunglander together Scheme- through both housing parts cavity is then by the light source substrate in a front region with the at least one semiconductor light source and divided into a rear region with the driver.
  • the front heat sink is in surface contact with the light source substrate, in particular with its front side carrying the at least one semiconductor light source. This contact surface is as wide as possible constructed around the at least one semiconductor light source and possibly zugehö ⁇ rige optical elements around to realize the best possible heat transfer from the light source substrate to the front heat sink.
  • the front heat sink is in surface contact with the light source substrate via a thermal interface material (TIM) in order to further increase the heat output to the heat sink.
  • TIM may be, for example, a phase change TIM, a thermally conductive adhesive, a TIM tape and / or a heat conducting film.
  • Al ternatively ⁇ the light source substrate can also be a flexible substrate is laminated on the front heatsink.
  • the rear heat sink is in a substantially point and / or line-shaped contact with the light source substrate.
  • the contact of the light source substrate to the rear heat sink is so mini ⁇ mized to a thermal connection between the at least one semiconductor light source and the rear heat sink and thus a thermal load for critical driver components (integrated components, electrolytic capacitors, etc.) on ⁇ due to heating on the part to minimize the at least one semicon ⁇ terlichtée.
  • the light source substrate can be designed, for example, as a metal core board, ceramic board, suitably designed FR4 board and / or flexible board (flex).
  • a metal core board in particular when using an electrically insulating TIM for optimizing the heat conduction from the metal core board into the front heat sink, a solder resist in the region of the contact can also be omitted.
  • one of the housing parts at least partially encloses the driver cavity and the light source substrate is attached to the other of the housing parts (in particular ⁇ special the front heat sink), eg by means of a thermal adhesive or a TIM tape is glued.
  • the light source substrate can be mounted ⁇ on the other housing part and does not need to be specially aligned when assembling the housing parts. In particular, such a direct contact of the light source substrate with the rear heat sink or the like. be avoided.
  • the Lichtierinsub ⁇ strat against the driver cavity enclosing housing part is thermally insulated, for example by a thermally insulating layer and / or by an air gap.
  • the accommodated in themaschinerkavtician driver can be shielded against the min ⁇ least one light source emitted from the waste heat, or vice versa.
  • a front side of the light source substrate is equipped with the at least one semiconductor ⁇ light source and the back of the light source substrate is at least ⁇ with a part of the driver electronics is ⁇ . This allows a particularly compact design.
  • a driver board equipped at least with a part of the driver electronics is a board provided for bending. This allows the Trei ⁇ berplatine particularly compact in Treiberkavmaschine be underweight body ⁇ introduced, eg circulating also on the side walls.
  • the driving board may be performed with the light source substrate einstü ⁇ one piece, for example as a said at least one semiconductor light source and the driver blocks populated printed circuit board. The results in a particularly compact and component- ⁇ -saving design.
  • the at least one semiconductor light source and the driver blocks are arranged on different under ⁇ union sides of the board, resulting in particular ⁇ sondere in a flexible circuit board particularly com pact ⁇ design.
  • at least one connection contact of the semiconductor lamp ⁇ A press connector (press-fit connector) is electrically connected to an equipped at least with a part of the drive electronics of at least one driver board.
  • At least an optical element (lens Re ⁇ Flektor etc.) irreversibly incorporated in the forehand heat exchanger, in particular clamped, to, and comparable cover for example for together ⁇ human rob the two heat sink screws used, for example, a non-destructive opening of the lamp through a Prevent users.
  • screws for assembling the semiconductor lamp can be completely dispensed with, with the front heat sink, the rear heat sink, and the light source sub ⁇ strate, for example, being connected to one another only by gluing and / or clamping.
  • the semiconductor lamp is preferably a retrofit lamp, in particular incandescent retrofit lamp or halogen lamp retrofit lamp.
  • Ele ⁇ elements may be provided with the same reference numerals for clarity.
  • FIG. 2 shows a sectional side view of a semiconductor lamp according to the invention according to a first embodiment; shows an oblique view of a front heat sink of the semiconductor lamp according to the first embodiment ⁇ form;
  • the semiconductor lamp 1 has amaschineerkavtician 2 for receiving a Schwarzerelekt ⁇ ronik 3 and a mounted with at least one semiconductor light source in the form of several LEDs 4 light source substrate 5 (here, a metal core PCB) on.
  • TheDeutscherkavtician 2 is formed within a rear half ⁇ heat sink 6 or vice ben thereof.
  • the driver cavity 2 is bounded behind h by a So ⁇ ckel region 7 of the rear heat sink 6 and v closed by the light source substrate 5 forward.
  • At the base region 7 there are two pin contacts 7a which lead to the driver electronics 3 and supply them with a supply voltage.
  • the driver electronics 3 in turn drives the LEDs 4.
  • a front heat sink 8 is attached from the front v, so that the light source substrate 5 is clamped between the front heat sink 8 and the rear heat sink 6 and fixed so.
  • the front heat sink 8 at its perennial cooling and to obtain a tight fit on the rear cooling body 6, the front heat sink 8 at its perennial cooling and to obtain a tight fit on the rear cooling body 6, the front heat sink 8 at its perennial cooling and to obtain a tight fit on the rear cooling body 6, the front heat sink 8 at its perennial cooling and to obtain a tight fit on the rear cooling body 6, the front heat sink 8 at its perennial cooling and to obtain a tight fit on the rear cooling body 6, the front heat sink 8 at its beidessei- te equidistant to a plurality of cooling fins 9, which protrude to the rear h and serve with respect to the rear heat sink 6 as clamping elements.
  • the rear heat sink 6 and the front heat sink 8 may additionally or alternatively, for example, also glued together, locked and / or screwed.
  • the front heat sink 8 which is provided in Figure 3 in an oblique view DAR, lies with its edge portion 10 over a large area on the front side of the light source substrate 5 in order to kuh ⁇ development of the LEDs 4 to ermögli ⁇ chen a high heat transfer thereof optionally via a heat conducting material (o.Fig.).
  • the rear heat sink 6 contacts the rear side of the light source substrate 5 only with its narrow upper edge (corresponding essentially to a linear contact) in order to minimize heat transfer to itself and thus to the driver cavity 2.
  • a driver board 11, which is equipped with the driver electronics 3, is substantially parallel to the light ⁇ source substrate 5 in the driver cavity 2.
  • the driver electronics 3 can be arranged so that grasperbau ⁇ stones 3a, which are neither sensitive nor even a ho - He generate heat radiation, are arranged on a side facing the light source substrate 5 side of the driver board 11. This avoids overheating the delicate Trei ⁇ berbausteine by the LEDs 4 and the light source substrate 5 and overheating of the light source substrate 5 locally in the region of a highly heat-radiating driver module.
  • the sensitive and / or highly heat lossy driver blocks 3b may be arranged at the 5 the light source substrate from ⁇ facing rear side of the driver board. 11
  • the front heat sink 8 has at least one light ⁇ outlet opening 14, into which the LEDs are inserted 4 from below.
  • a reflector 12 is used with a plurality of LED 4-specific reflector regions 13 in order to be able to form a light emission of the semiconductor lamp 1 in a targeted manner. This results in an optical axis or main emission along a longitudinal axis L of the semiconductor lamp 1.
  • the front heat sink 8 and the reflector 12 can be covered by a translucent cover plate 15 with or without an optical function (lens ⁇ function, diffuser, etc.).
  • the front heat sink 8 consists essentially of a material with a thermal conductivity of at least 10 W / (mK). This material may be electrically conductive and be, for example, an aluminum alloy. Due to the lower heat development of the driver electronics 3, the rear heat sink 6 can in particular be an electrically insulating material with a thermal conductivity of at least 0.5 W / (mK), eg plastic.
  • the driver 3 can be inserted 11 through the large front in themaschineerkavmaschine 2 so that the driver 3, 11 need not be so limited in size and comparatively ⁇ be configured freely. Thus, in particular a slightest ⁇ processing performance driver 3, are provided. 11 By WAIVED assembly so the size limitation, wel ⁇ che eliminated so far results from an introduction by the rear base area.
  • the assembled light source substrate can be placed on the front opening of the rear heat sink 6 5, followed by a plugging of the front heat sink 8 on the rearward heat exchanger 6.
  • the front heat sink 8 and the rear heat sink 6 form a common cavity, which has the light ⁇ outlet openings 14 towards the front.
  • both the populated light source substrate 5 and the driver 3, 11 are accommodated, wherein the driver board 11 divides the common cavity into a rear area and a front area.
  • 4 shows a sectional side view of a semiconductor lamp 21 according to the invention in accordance with a second embodiment .
  • the semiconductor lamp 21 has a similar basic structure as the semiconductor lamp 1. However, now (for wires or the like, for example, alternatively) between the base region 7 and the driver board 11 press-fit pins 22 are provided as electrical connection leads, which themselves ⁇ -supporting after from the base area 7 stand in front. When inserting the driver board 11 this is placed with corresponding hollow vias on the press-fit pins 22.
  • the driver board 11 may similarly have upstanding press-fitting pins 23 which are brought into interference fit with a hollow via of the light source substrate 5 when the light source substrate 5 is placed on the rear heat sink 6. The interference fit connection allows a particularly simple installation.
  • FIG. 5 is a sectional side view of a semiconductor lamp 31 in the form of an incandescent retrofit lamp.
  • the semiconductor lamp 31 can in particular comply with a shape factor of an incandescent lamp and, for example, have a piston 36 which is substantially spherical in section.
  • the pedestal area or pedestal 32 is here formed as an Edison socket with a central electrical contact 33 at a rear tip and a screw thread 34 as the second electrical contact. From the central electrical contact 33 as well as the side of the screw thread 34 is in each case from a press-fit pin 22, which forward from the base 32 protrudes.
  • the press-fit pins 22 can be led, for example, to the driver board 11 which in turn is re-wide ⁇ press-fit pins or otherwise, for example by Ka ⁇ bel 38, electrically connected to the light source substrate.
  • the base 32 shown is optionally filled by a elekt ⁇ driven insulating potting compound 35 to give additional mechanical stability.
  • a elekt ⁇ driven insulating potting compound 35 In the sealing compound 35 optional electrical and / or electronic Bauelemen ⁇ te 39 such as capacitors, resistors, ICs, etc. may be embedded, allowing for even more compact design.
  • the Ver ⁇ casting compound 35 can also be used to form a forwardly projecting guide pin 37 in order to facilitate a correct positioning to the driver board.
  • the LED 11 6 is a sectional side view of a semiconductor lamp 41 according to a third embodiment.
  • the light source substrate 5 and the driver board 11 are now in the form of a single, here: flexible, circuit board 42 before.
  • the printed circuit board 42 is equipped on its outer side or front side 43 with the LEDs 4 and on its inside or back ⁇ side 44 with the driver chips 3.
  • the flexible printed circuit board 42 is about an axis perpendicular to the longitudinal axis L so ge ⁇ bent that the LEDs projecting upward into the light passage opening 14 and the driver modules 3 are directed inwards in the direction of the driver cavity 2.
  • the reaching through the Sockelbe ⁇ rich 7 pins 7a can be connected directly to the circuit board 42.
  • Such a configuration is particularly compact and re ⁇ alisierbar with comparatively few components. So own connection elements between the driver board and the light source substrate can be omitted.
  • FIG. 7 shows a sectional side view of a semiconductor lamp 51 according to a fourth embodiment.
  • the semiconductor lamp 51 has the light source substrate 5 and the driver board 52 as separate components.
  • the driver board 52 is designed as a flexible board and arranged around the longitudinal axis L in the driver cavity 2 angeord- net, where it rests flat on the walls of the driver cavity 2 for effective heat dissipation.
  • a lower tab 53 it can be connected directly to the contact pins 7a, and by means of an upper tab 54 with the Lichtquel- lens substrate 5, for example on Löthöcker 55.
  • This also a compact and inexpensive configuration is achieved, in which now the positioning of the light source substrate 5 and the driver board 52 can be performed separately.
  • the present invention is not limited to the embodiments shown.
  • features of the various execution ⁇ shapes may also be additionally or alternatively exchanged.

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Abstract

Die Halbleiterlampe (1; 21; 31; 41; 51) weist eine Treiberkavität (2) zur Aufnahme einer Treiberelektronik (3) und ein mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle (4) bestücktes Lichtquellensubstrat (5) auf, wobei die Treiberkavität (2) durch das Lichtquellensubstrat (5) verschlossen ist.

Description

Beschreibung Halbleiterlampe Die Erfindung betrifft eine Halbleiterlampe, welche eine Treiberkavität zur Aufnahme einer Treiberelektronik und ein mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle bestücktes Licht¬ quellensubstrat aufweist. Wie in Fig.l gezeigt, weist eine bekannte LED-Retrofitlampe
101 einen Kühlkörper 102 auf, welcher eine Treiberkavität 103 zur Unterbringung einer Treiberelektronik 104 aufweist. Die Treiberkavität 103 weist eine rückwärtige Öffnung 103a auf, welche durch einen Sockel 105 verschlossen ist. Der Sockel 105 weist elektrische Kontakte 106 auf, um eine elektrische Verbindung zwischen einer Lampenfassung (o.Abb.) und der Treiberelektronik 104 herzustellen. An einem vorderen Bereich ist die Treiberkavität 103 mittels einer in den Kühlkörper
102 integrierten Basisplatte 107 abgeschlossen; die Rückseite der Basisplatte 107 stellt somit eine Wand der Treiberkavität
103 dar, während ihre Vorderseite ein LED-Modul trägt. Das LED-Modul weist ein Substrat 109 und mindestens eine Leucht¬ diode, LED, 110 auf, wobei die mindestens eine Leuchtdiode 110 an der Vorderseite des Substrats 109 angeordnet ist und das Substrat 109 mit seiner Rückseite flächig auf der Basis¬ platte 107 aufliegt. Das Substrat 109 kann als eine Platine ausgestaltet sein. Zur elektrischen Versorgung der LEDs 110 ist eine Kabeldurchführung (o.Abb.) in der Basisplatte 107 vorhanden. Die Treiberelektronik 104 befindet sich also auf der bezüglich der LED(s) 110 anderen Seite der Basisplatte 107 im Inneren des gemeinsamen Kühlkörpers 102.
Die Treiberelektronik 104 kann nur von hinten h durch die Öffnung 103a in die Treiberkavität 103 eingebracht werden. Die Außenkontur von Retrofitlampen unterliegt ferner Vorschriften, die bedingen, dass die Retrofitlampen zum Sockel bzw. elektrischen Kontakt hin eine Verringerung ihrer Quer- schnittsfläche aufweisen. Legt man eine Trennebene zwischen einem oberen Lampenteil und einem unteren Lampenteil etwa aus ästhetischen, fertigungstechnischen oder thermischen Gründen möglichst tief (wie in dem hier gezeigten Beispiel zwischen dem Kühlkörper 102 und dem Sockel 105) , muss die Fläche einer die Treiberelektronik 104 tragenden Treiberelektronik-Platine 111 entsprechend klein sein, damit sie stets von hinten h in die rückwärtige Öffnung 103a zur Montage eingeführt werden kann. Häufig muss dann entweder auf bestimmte Funktionalitä- ten der Treiberelektronik 104 verzichtet werden, oder die LED-Retrofitlampe 101 muss nach vorne v hin verlängert wer¬ den, um die Treiberelektronik 104 mit einer größeren Höhenausdehnung in dem Kühlkörper unterzubringen. Die vorgeschriebene Außenkontur der LED-Retrofitlampe 101 kann in letztem Fall unter Umständen nicht mehr eingehalten werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zum Unterbringen auch eines vergleichsweise großen Trei¬ bers in einer kompakten Halbleiterlampe, insbesondere Retro- fitlampe, bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesonde¬ re den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Halbleiterlampe, aufwei¬ send eine Treiberkavität zur Aufnahme eines Treibers und ein mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle bestücktes Licht¬ quellensubstrat, wobei die Treiberkavität durch das Licht- quellensubstrat verschlossen ist.
Diese Halbleiterlampe weist den Vorteil auf, dass die Trei¬ berplatine nun aufgrund des Fehlens der Basisplatte von vorne in die Treiberkavität eingeführt werden kann, wo insbesondere bei einem sich nach hinten verjüngenden Gehäuse eine größere Öffnung zur Verfügung steht als bei einer herkömmlichen Einführung im Bereich des hinteren Sockels. So kann auch ein nicht funktional eingeschränkter Treiber mit breiter Treiberplatine in einer kompakten Lampe untergebracht werden.
Der Treiber kann auch als Treiberelektronik, Treiberschal- tung, Treiberlogik, Steuerschaltung usw. bezeichnet werden und dient insbesondere dazu, über den Sockel bereitgestellte elektrische Leistung in für die Ansteuerung der mindestens einen Halbleiterlichtquelle geeignete elektrische Signale um¬ zuwandeln. Die Treiberelektronik kann mehrere elektronische Bauelemente umfassen, welche insbesondere auf einer gemeinsa¬ men Treiberplatine angeordnet sind.
Die Treiberkavität kann auch als ein Hohlraum zur Aufnahme des Treibers beschrieben werden.
Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlicht¬ quelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z.B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z.B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z.B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED) . Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln ge- häusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder ge¬ meinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse , Kollimator, und so weiter. An¬ stelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs ) einsetzbar. Auch können z. B. Diodenlaser verwendet werden. Alternativ kann die min- destens eine Lichtquelle z.B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen .
Das Lichtquellensubstrat kann insbesondere eine Leiterplatte oder Platine sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Halbleiterlampe zwei auf¬ einander aufsetzbare Gehäuseteile aufweist und mindestens ei¬ nes der Gehäuseteile die Treiberkavität zumindest teilweise umschließt. Die Treiberkavität kann somit mittels nur eines Gehäuseteils oder mittels beider Gehäuseteile gebildet wer¬ den. Die Gehäuseteile können durch das Aufsetzen auf einfache Weise miteinander verbunden werden, und die Treiberkavität kann so entsprechend einfach verschlossen werden.
Anders dargestellt kann die Halbleiterlampe eine gemeinsame Kavität zur Aufnahme eines Treibers und eines mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle bestückten Lichtquellensubstrats aufweisen, wobei die gemeinsame Kavität durch zwei, insbeson- dere trennbare bzw. aufeinander aufsetzbare, Gehäuseteile, insbesondere als Kühlkörper ausgebildete Gehäuseteile, gebil¬ det wird. Ein hinteres Gehäuseteil weist den Sockel auf, wäh¬ rend ein vorderes Gehäuseteil eine Lichtdurchlassöffnung auf¬ weist. Diese Halbleiterlampe löst die Aufgabe auch eigenstän- dig.
Es ist besonders vorteilhaft, falls keiner der beiden Gehäu¬ seteile eine Trennwand (z.B. die Basisplatte 8) aufweist, auf der das Lichtquellensubstrat mit seiner Rückseite vollflächig aufsitzt und welche Wärme von der mindestens einen Halblei¬ terlichtquelle in den Kühlkörper leitet.
Es ist eine Weiterbildung, dass eine Trennebene senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung des Lichtes oder zu einer Längs- achse der Halbleiterlampe liegt, insbesondere parallel zur Ebene des Lichtquellensubstrats. Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Gehäuseteile als Kühlkörper ausgestaltet sind, von denen ein vorderer Kühlkörper mindestens eine Lichtdurchlassöffnung aufweist und von denen ein hinterer Kühlkörper einen Sockel (bereich) aufweist oder damit verbunden ist. Dadurch lässt sich eine besonders einfache Montage erreichen. Auch können so thermische Beein¬ flussungen des Treibers und der mindestens einen Halbleiterlichtquelle minimiert werden, da Wärme des sich stärker er¬ wärmenden Kühlkörpers, insbesondere des vorderen Kühlkörpers, schlechter auf den sich weniger erwärmenden Kühlkörper übertragen wird und damit der im weniger erwärmenden Kühlkörper sitzende Treiber, zumindest auf seiner von der Lichtquelle abgewandten Seite, eine geringere Aufheizung durch die Licht¬ quelle erfährt.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass vor allem der hintere Kühlkörper die Treiberkavität zumindest teilweise umschließt. Der hintere Kühlkörper dient somit insbesondere hauptsächlich oder gänzlich der Aufnahme des Treibers, während der vordere Kühlkörper vor allem dem Verschluss der Treiberkavität und der Kühlung der Lichtquelle (n) dient.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass zumindest einer der Kühlkörper Vorsprünge, insbesondere Kühlrippen oder Kühlstre- ben usw., aufweist, welche über den anderen Kühlkörper reichen. Beispielsweise können insbesondere die Vorsprünge des vorderen Kühlkörpers, der maßgeblich die Lichtquelle kühlt, fingerartiq oder zinnenartig über den hinteren Kühlkörper, der maßgeblich den Treiber kühlt, hinausragen. Dies ermög- licht einen guten Kompromiss aus einer genügend großen, ins¬ besondere elektrisch isolierten Treiberkavität und einer gro¬ ßen Kühloberfläche für den vorderen Kühlkörper, der häufig mehr Verlustleistung abführen muss als der hintere Kühlkörper. Es ist eine Weiterbildung, dass beide Kühlkörper in Richtung des jeweils anderen Kühlkörpers gerichtete Vorsprün¬ ge aufweisen, welche kammartig ineinandergreifen. So wird eine Wärmekonvektion von beiden Kühlkörpern verstärkt. Die Vorsprünge können auch als Befestigungsvorsprünge dienen, z.B. indem sie als Klemmkontakte ausgelegt sind. Die Befesti¬ gungsfunktion der beiden Kühlkörper oder Gehäuseteile ist auch anders realisierbar, z.B. durch einen umlaufend überstehenden Rand.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der vordere Kühlkörper mindestens ein Material mit einer Wärmeleitfähig- keit von mindestens 10 W/ (m-K) aufweist, z.B. mit AI, Cu oder Legierungen davon, mit Keramiken, oder thermisch leitfähigem Kunststoff .
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der hintere Kühlkörper ein elektrisch isolierendes Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens 0,5 W/(m-K) aufweist. In diesem Fall muss der Treiber nicht durch eine zusätzliche Kunststoffhülse oder Folien elektrisch isoliert werden, was die Kühlung der Treiberbauteile verbessert. In einer Variante kann der hintere Kühlkörper aber auch aus einem einfachen Standardkunststoff gefertigt sein.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die zwei Gehäuseteile das Lichtquellensubstrat zwischen sich fixieren. So kann eine sichere und einfache Befestigung des Lichtquellensubstrats erreicht werden. Das Lichtquellensubstrat kann für eine ein¬ fache Befestigung insbesondere zwischen den beiden Gehäuseteilen eingeklemmt oder eingepresst sein. Die in einer Be¬ trachtungsweise durch beide Gehäuseteile gemeinsam einge- schlossene Kavität wird dann durch das Lichtquellensubstrat in einen vorderen Bereich mit der mindestens einen Halbleiterlichtquelle und in einen hinteren Bereich mit dem Treiber unterteilt . Es ist eine zur effektiven Wärmeabfuhr bevorzugte spezielle Ausgestaltung, dass der vordere Kühlkörper in einem flächigen Kontakt mit dem Lichtquellensubstrat steht, insbesondere mit seiner die mindestens eine Halbleiterlichtquelle tragenden Vorderseite. Diese Kontaktfläche ist möglichst breitflächig um die mindestens eine Halbleiterlichtquelle und ggf. zugehö¬ rige optische Elemente herum konstruiert, um einen möglichst guten Wärmeübergang vom Lichtquellensubstrat zu dem vorderen Kühlkörper zu realisieren.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der vordere Kühlkörper über ein Wärmeleitmaterial (TIM; "Thermal Interface Materi- al") in flächigem Kontakt mit dem Lichtquellensubstrat steht, um die Wärmeabgabe an den Kühlkörper weiter zu verstärken. Das TIM kann z.B. ein Phasenwechsel-TIM, ein wärmeleitfähiger Kleber, ein TIM-Tape und/oder eine Wärmeleitfolie sein. Al¬ ternativ kann das Lichtquellensubstrat auch ein flexibles Substrat sein, das auf den vorderen Kühlkörper auflaminiert wird .
Es ist noch eine Weiterbildung, dass der hintere Kühlkörper in einem im Wesentlichen punkt- und/oder linienförmigen Kon- takt mit dem Lichtquellensubstrat steht. Der Kontakt von dem Lichtquellensubstrat zu dem hinteren Kühlkörper wird so mini¬ miert, um eine thermische Anbindung zwischen der mindestens einen Halbleiterlichtquelle und dem hinteren Kühlkörper und damit eine thermische Belastung für kritische Treiberbauteile (integrierte Bauelemente, Elektrolytkondensatoren usw.) auf¬ grund einer Aufheizung seitens der mindestens einen Halblei¬ terlichtquelle zu minimieren.
Das Lichtquellensubstrat kann beispielsweise als Metallkern- platine, Keramikplatine, geeignet ausgestaltete FR4-Platine und/oder flexible Platine (Flex) ausgestaltet sein. Zur ther¬ mischen Optimierung der Wärmeleitung von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle durch das Lichtquellensubstrat hinein in den vorderen Kühlkörper wird es im Falle der Verwendung eines FR4-Platinenmaterials bevorzugt, dass mindestens eine doppellagige, besser mehr als doppel lagige , Platine als das Lichtquellensubstrat eingesetzt wird, wobei eine Kupfer- Schicht vorzugsweise mindestens 75 μιη dick ist und/oder durchgehende thermische Vias (Kontaktdurchführungen) um die Halbleiterlichtquelle (n) herum und/oder im gesamten Kontaktbereich zwischen der FR4-Platine und vorderen Kühlkörper auf- weist. Im Falle der Verwendung einer Metallkernplatine kann insbesondere bei Verwendung eines elektrisch isolierenden TIM zur Optimierung der Wärmeleitung von der Metallkernplatine in den vorderen Kühlkörper hinein auch ein Lötstopplack im Bereich des Kontaktes weggelassen werden.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass eines der Gehäuseteile die Treiberkavität zumindest teilweise umschließt und das Lichtquellensubstrat an dem anderen der Gehäuseteile (insbe¬ sondere dem vorderen Kühlkörper) befestigt ist, z.B. mittels eines Wärmeleitklebers oder eines TIM-Tapes geklebt ist. So kann das Lichtquellensubstrat an dem anderen Gehäuseteil vor¬ montiert werden und braucht bei einem Zusammensetzen der Gehäuseteile nicht eigens ausgerichtet zu werden. Insbesondere kann so ein direkter Kontakt des Lichtquellensubstrats mit dem hinteren Kühlkörper o.ä. vermieden werden.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das das Lichtquellensub¬ strat gegen das die Treiberkavität umschließende Gehäuseteil thermisch isoliert ist, z.B. durch eine thermisch isolierende Lage und/oder durch einen Luftspalt. Dadurch kann der in der Treiberkavität untergebrachte Treiber gegen die von der min¬ destens einen Lichtquelle abgegebene Verlustwärme abgeschirmt werden, oder umgekehrt. Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass eine mit zumin¬ dest einem Teil der Treiberelektronik bestückte Treiberplati¬ ne im Wesentlichen parallel zu dem Lichtquellensubstrat lie¬ gend in der Treiberkavität (bzw. in dem hinteren Bereich der gemeinsamen Kavität) untergebracht ist. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, heißere Elektronikbauteile auf der von dem Lichtquellensubstrat weggerichteten Seite der Treiberplatine zu platzieren und damit lokale Wärmespitzen ('Hotspots') an dem Lichtquellensubstrat zu vermeiden. Auch ergibt sich die Möglichkeit, die thermisch empfindlichen Elektronikbauteile auf der von dem Lichtquellensubstrat weggerichteten Seite zu platzieren, und damit die Aufheizung dieser Bauteile durch die Halbleiterlichtquelle (n) zu minimieren.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass eine Vorderseite des Lichtquellensubstrats mit der mindestens einen Halbleiter¬ lichtquelle bestückt ist und die Rückseite des Lichtquellen- Substrats zumindest mit einem Teil der Treiberelektronik be¬ stückt ist. Dadurch wird eine besonders kompakte Ausführung ermöglicht .
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass eine zumindest mit ei- nem Teil der Treiberelektronik bestückte Treiberplatine eine zur Biegung vorgesehene Platine ist. Dadurch kann die Trei¬ berplatine besonders kompakt in der Treiberkavität unterge¬ bracht werden, z.B. umlaufend auch an deren Seitenwänden. Die Treiberplatine kann mit dem Lichtquellensubstrat einstü¬ ckig ausgeführt sein, z.B. als eine mit der mindestens einen Halbleiterlichtquelle und den Treiberbausteinen bestückte Leiterplatte. Die ergibt eine besonders kompakte und bauteil¬ sparende Ausgestaltung. Vorzugsweise sind die mindestens eine Halbleiterlichtquelle und die Treiberbausteine auf unter¬ schiedlichen Seiten der Leiterplatte angeordnet, was insbe¬ sondere bei einer flexiblen Leiterplatte eine besonders kom¬ pakte Bauform ergibt. Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Anschlusskontakt der Halbleiterlampe über mindestens einen Ein¬ pressstecker ( Pressfit-Stecker) mit einer zumindest mit einem Teil der Treiberelektronik bestückten Treiberplatine elektrisch verbunden ist.
Insbesondere können in einer Variante Kontaktpins oder Kon¬ taktstifte in dem Sockel des hinteren Kühlkörpers linear her- ausgeführt sein und die Treiberplatine und/oder das Licht¬ quellensubstrat mittels einer Pressfitverbindung kontaktie¬ ren . Es ist auch eine Weiterbildung, dass der vordere Kühlkörper im Bereich seiner Lichtdurchlassöf fnung (en) bzw. Aussparung (en) zumindest teilweise reflektierend ausgestaltet ist, z.B. reflektierend beschichtet ist. So können ein optisches Bauteil und dessen Montage eingespart werden.
Alternativ kann mindestens ein optisches Element (Linse, Re¬ flektor usw.) irreversibel in den vorderen Kühlkörper eingebracht, insbesondere eingeklemmt, werden und z.B. zum Zusam¬ menschrauben der beiden Kühlkörper verwendete Schrauben ver- decken, um beispielsweise ein zerstörungsfreies Öffnen der Lampe durch einen Nutzer zu verhindern.
In einer Variante kann ganz auf Schrauben zum Zusammenbau der Halbleiterlampe verzichtet werden, wobei z.B. der vordere Kühlkörper, der hintere Kühlkörper und das Lichtquellensub¬ strat nur durch eine Klebung und/oder eine Klemmung miteinander verbunden sind.
Die Halbleiterlampe ist vorzugsweise eine Retrofitlampe, ins- besondere Glühlampen-Retrofitlampe oder Halogenlampen-Retro- fitlampe .
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Ele¬ mente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Fig.2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Halbleiterlampe gemäß einer ersten Ausführungsform; zeigt in Schrägansicht einen vorderen Kühlkörper der Halbleiterlampe gemäß der ersten Ausführungs¬ form;
skizziert als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Halbleiterlampe gemäß einer zweiten Ausführungsform;
skizziert als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Halbleiterlampe gemäß einer dritten Ausführungsform;
skizziert als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Halbleiterlampe gemäß einer vierten Ausführungsform; und
skizziert als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Halbleiterlampe gemäß einer fünften Ausführungsform.
Fig.2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Halbleiterlampe 1 gemäß einer ersten Ausführungsform in Form einer Halogenlampen-Retrofitlampe . Die Halbleiterlampe 1 weist eine Treiberkavität 2 zur Aufnahme einer Treiberelekt¬ ronik 3 und ein mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle in Form mehrerer LEDs 4 bestücktes Lichtquellensubstrat 5 (hier eine Metallkernplatine) auf. Die Treiberkavität 2 wird inner¬ halb eines hinteren Kühlkörpers 6 gebildet bzw. davon umge- ben. Die Treiberkavität 2 wird nach hinten h durch einen So¬ ckelbereich 7 des hinteren Kühlkörpers 6 begrenzt und nach vorne v durch das Lichtquellensubstrat 5 verschlossen. An dem Sockelbereich 7 sind zwei Stiftkontakte 7a vorhanden, welche zu der Treiberelektronik 3 führen und diese mit einer Versor- gungsspannung speisen. Die Treiberelektronik 3 treibt wiederum die LEDs 4 an.
Auf den hinteren Kühlkörper 6 ist von vorne v ein vorderer Kühlkörper 8 aufgesteckt, so dass das Lichtquellensubstrat 5 zwischen dem vorderen Kühlkörper 8 und dem hinteren Kühlkörper 6 eingeklemmt und so fixiert ist. Zur effektiven Kühlung und zur Erlangung eines festen Sitzes an dem hinteren Kühl- körper 6 weist der vordere Kühlkörper 8 an seiner Umfangssei- te gleichbeabstandet mehrere Kühlrippen 9 auf, welche nach hinten h überstehen und bezüglich des hinteren Kühlkörpers 6 als Klemmelemente dienen. Der hintere Kühlkörper 6 und der vordere Kühlkörper 8 können zusätzlich oder alternativ z.B. auch miteinander verklebt, verrastet und/oder verschraubt sein .
Der vordere Kühlkörper 8, der in Fig.3 in Schrägansicht dar- gestellt ist, liegt mit seinem Randbereich 10 großflächig auf der Vorderseite des Lichtquellensubstrats 5 auf, um zur Küh¬ lung der LEDs 4 einen hohen Wärmeübertrag davon zu ermögli¬ chen, ggf. über ein Wärmeleitmaterial (o.Abb.). Der hintere Kühlkörper 6 kontaktiert die Rückseite des Lichtquellensub- strats 5 jedoch nur mit seinem schmalen oberen Rand (entsprechend im Wesentlichen einem linienförmigen Kontakt) , um eine Wärmeübertragung auf sich und damit auf die Treiberkavität 2 zu minimieren. Eine Treiberplatine 11, welche mit der Treiberelektronik 3 bestückt ist, liegt im Wesentlichen parallel zu dem Licht¬ quellensubstrat 5 in der Treiberkavität 2. Dadurch kann die Treiberelektronik 3 so angeordnet werden, dass Treiberbau¬ steine 3a, welche weder empfindlich sind noch selbst eine ho- he Wärmeabstrahlung erzeugen, an einer dem Lichtquellensubstrat 5 zugewandten Seite der Treiberplatine 11 angeordnet sind. Dies vermeidet eine Überhitzung der empfindlichen Trei¬ berbausteine durch die LEDs 4 bzw. das Lichtquellensubstrat 5 als auch eine Überhitzung des Lichtquellensubstrats 5 lokal im Bereich eines stark wärmeabstrahlenden Treiberbausteins. Die empfindlichen und/oder stark wärmeverlustbehafteten Treiberbausteine 3b können an der dem Lichtquellensubstrat 5 ab¬ gewandten Rückseite der Treiberplatine 11 angeordnet sein. Der vordere Kühlkörper 8 weist mindestens eine Lichtdurch¬ lassöffnung 14 auf, in welche die LEDs 4 von unten eingeführt sind. In die Lichtdurchlassöffnung 14 ist wiederum von vorne ein Reflektor 12 mit mehreren LED 4-spezifischen Reflektorbereichen 13 eingesetzt, um eine Lichtabstrahlung der Halbleiterlampe 1 gezielt formen zu können. Hier ergibt sich daraus eine optische Achse bzw. Hauptabstrahlrichtung entlang einer Längsachse L der Halbleiterlampe 1. Der vordere Kühlkörper 8 und der Reflektor 12 können mittels einer lichtdurchlässigen Abdeckplatte 15 mit oder ohne eine optische Funktion (Linsen¬ funktion, Diffusor usw.) abgedeckt sein. Der vordere Kühlkörper 8 besteht im Wesentlichen aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens 10 W/ (m-K) . Dieses Material kann elektrisch leitend sein und z.B. eine Aluminiumlegierung sein. Der hintere Kühlkörper 6 kann aufgrund der geringeren Wärmeentwicklung der Treiber- elektronik 3 insbesondere ein elektrisch isolierendes Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens 0,5 W/ (m-K) sein, z.B. Kunststoff.
Bei einem Zusammenbau der Halbleiterlampe 1 kann der Treiber 3, 11 über die großflächige Vorderseite in die Treiberkavität 2 eingeführt werden, so dass der Treiber 3, 11 nicht deshalb in seiner Größe beschränkt zu werden braucht und vergleichs¬ weise frei gestaltbar ist. So kann insbesondere ein leis¬ tungsfähiger Treiber 3, 11 bereitgestellt werden. Durch die- sen Zusammenbau entfällt also die Baugrößenbeschränkung, wel¬ che sich bisher aus einer Einführung durch den hinteren Sockelbereich ergibt.
Im Folgenden kann das bestückte Lichtquellensubstrat 5 auf die vordere Öffnung des hinteren Kühlkörpers 6 aufgesetzt werden, gefolgt von einen Aufstecken des vorderen Kühlkörpers 8 auf den hinteren Kühlkörper 6. Alternativ kann das bestückte Lichtquellensubstrat 5 auf den vorderen Kühlkörper 8 auf¬ geklebt und dann zusammen mit diesem auf den hinteren Kühl- körper 6 aufgesetzt werden. Die Halbleiterlampe 1 kann auch so beschrieben werden, dass der vordere Kühlkörper 8 und der hintere Kühlkörper 6 eine gemeinsame Kavität bilden, welche nach vorne hin die Licht¬ durchlassöffnungen 14 aufweist. In der gemeinsamen Kavität sind sowohl das bestückte Lichtquellensubstrat 5 als auch der Treiber 3, 11 untergebracht, wobei die Treiberplatine 11 die gemeinsame Kavität in einen hinteren Bereich und einen vorderen Bereich unterteilt. Fig.4 skizziert als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Halbleiterlampe 21 gemäß einer zweiten Aus¬ führungsform. Die Halbleiterlampe 21 weist einen ähnlichen Grundaufbau auf wie die Halbleiterlampe 1. Jedoch sind nun als elektrische Verbindungsleitungen (z.B. alternativ zu Drähten o.ä.) zwischen dem Sockelbereich 7 und der Treiberplatine 11 Presspassungsstifte 22 vorgesehen, welche selbst¬ tragend von dem Sockelbereich 7 nach vorne stehen. Bei einem Einsetzen der Treiberplatine 11 wird diese mit entsprechenden hohlen Durchkontaktierungen auf die Presspassungsstifte 22 aufgesetzt. Die Treiberplatine 11 kann analog davon nach oben abstehende Presspassungsstifte 23 aufweisen, welche in einen Presssitz mit einer hohlen Durchkontaktierung des Lichtquellensubstrats 5 gebracht werden, wenn das Lichtquellensubstrat 5 auf den hinteren Kühlkörper 6 aufgesetzt wird. Die Press- passungsverbindung erlaubt eine besonders einfache Montage.
Fig.5 skizziert als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Halbleiterlampe 31 in Form einer Glühlampen-Retrofitlampe . Die Halbleiterlampe 31 kann dazu insbesondere einen Formfak- tor einer Glühlampe einhalten und z.B. einen im Wesentlichen kugelschnittförmigen Kolben 36 aufweisen. Der Sockelbereich oder Sockel 32 ist hier als ein Edison-Sockel ausgebildet mit einem zentralen elektrischen Kontakt 33 an einer hinteren Spitze und einem Schraubengewinde 34 als dem zweiten elektri- sehen Kontakt. Von dem zentralen elektrischen Kontakt 33 als auch seitlich von dem Schraubengewinde 34 geht jeweils ein Presspassungsstift 22 ab, welcher nach vorne aus dem Sockel 32 hervorsteht. Die Presspassungsstifte 22 können z.B. zu der Treiberplatine 11 geführt werden, welche wiederum über weite¬ re Presspassungsstifte oder auf andere Weise, z.B. durch Ka¬ bel 38, mit dem Lichtquellensubstrat 5 elektrisch verbunden ist. Der gezeigte Sockel 32 ist optional durch eine elekt¬ risch isolierende Vergussmasse 35 gefüllt, um ihm eine höhere mechanische Stabilität zu verleihen. In der Vergussmasse 35 können optional elektrische und/oder elektronische Bauelemen¬ te 39 wie Kondensatoren, Widerstände, ICs usw. eingebettet sein, was eine noch kompaktere Bauweise ermöglicht. Die Ver¬ gussmasse 35 kann auch dazu verwendet werden, einen nach vorne vorstehenden Führungsbolzen 37 zu bilden, um einen korrekte Positionierung zu der Treiberplatine 11 zu erleichtern. Fig.6 skizziert als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Halbleiterlampe 41 gemäß einer dritten Ausführungsform. Das Lichtquellensubstrat 5 und die Treiberplatine 11 liegen nun in Form einer einzigen, hier: flexiblen, Leiterplatte 42 vor. Die Leiterplatte 42 ist an ihrer Außenseite oder Vorderseite 43 mit den LEDs 4 bestückt und an ihrer Innenseite oder Rück¬ seite 44 mit den Treiberbausteinen 3. Die flexible Leiterplatte 42 ist um eine Achse senkrecht zur Längsachse L so ge¬ bogen, dass die LEDs 4 nach oben in die Lichtdurchlassöffnung 14 ragen und die Treiberbausteine 3 nach Innen in Richtung der Treiberkavität 2 gerichtet sind. Die durch den Sockelbe¬ reich 7 reichenden Kontaktstifte 7a können direkt mit der Leiterplatte 42 verbunden sein. Eine solche Ausgestaltung ist besonders kompakt und mit vergleichsweise wenig Bauteilen re¬ alisierbar. So können eigene Verbindungselemente zwischen der Treiberplatine und dem Lichtquellensubstrat entfallen.
Fig.7 skizziert als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Halbleiterlampe 51 gemäß einer vierten Ausführungsform. Die Halbleiterlampe 51 weist das Lichtquellensubstrat 5 und die Treiberplatine 52 als getrennte Bauteile auf. Dabei ist die Treiberplatine 52 als eine flexible Platine ausgestaltet und um die Längsachse L gedreht in der Treiberkavität 2 angeord- net, wobei sie für eine effektive Wärmeabfuhr flächig an den Wänden der Treiberkavität 2 aufliegt. Mittels einer unteren Lasche 53 kann sie direkt mit den Kontaktstiften 7a verbunden werden, und mittels einer oberen Lasche 54 mit dem Lichtquel- lensubstrat 5, z.B. über Löthöcker 55. Hierdurch wird ebenfalls eine kompakte und preiswerte Ausgestaltung erreicht, bei der nun die Positionierung des Lichtquellensubstrats 5 und der Treiberplatine 52 getrennt durchgeführt werden kann. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Beispielsweise können Merkmale der verschiedenen Ausführungs¬ formen auch zusätzlich oder alternativ ausgetauscht werden.
Bezugs zeichenliste
1 Halbleiterlampe
2 Treiberkavitat
3 Treiberelektronik / Tr<
4 LED
5 Lichtquellensubstrat
6 hinterer Kühlkörper
7 Sockelbereich
7a Stiftkontakt
8 vorderer Kühlkörper
9 Kühlrippe
10 Randbereich
11 Treiberplatine
12 Reflektor
13 Reflektorbereich
14 Lichtdurchlassöffnung
15 Abdeckplatte
21 Halbleiterlampe
22 Presspassungsstift
23 Presspassungsstift
31 Halbleiterlampe
32 Sockel / Sockelbereich
33 Kontakt
34 Schraubengewinde
35 Vergussmasse
36 Kolben
37 Führungsbolzen
38 Kabel
39 Bauelement
41 Halbleiterlampe
42 Leiterplatte
43 Vorderseite
44 Rückseite
51 Halbleiterlampe
52 Treiberplatine
53 untere Lasche 54 obere Lasche
55 Löthöcker
101 LED-Retrofitlampe
102 Kühlkörper
103 Treiberkavitat
103a Öffnung
104 Treiberelektronik
105 Sockel
106 Kontakt
107 Basisplatte
109 Substrat
110 LED
111 Treiberelektronik
L Längsachse h hinten
V vorne

Claims

Halbleiterlampe (1; 21; 31; 41; 51), aufweisend eine Treiberkavität (2) zur Aufnahme einer Treiberelektronik
(3) und ein mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle
(4) bestücktes Lichtquellensubstrat (5), wobei die Trei¬ berkavität (2) durch das Lichtquellensubstrat (5) ver¬ schlossen ist.
Halbleiterlampe (1; 21; 31; 41; 51) nach Anspruch 1, wo¬ bei die Halbleiterlampe (1; 21; 31; 41; 51) zwei aufein¬ ander aufsetzbare Gehäuseteile (6, 8) aufweist und min¬ destens eines der Gehäuseteile (6, 8) die Treiberkavität (2) zumindest teilweise umschließt.
Halbleiterlampe (1; 21; 31; 41; 51) nach Anspruch 2, wo¬ bei die Gehäuseteile als Kühlkörper (6; 8) ausgestaltet sind, von denen ein vorderer Kühlkörper (8) mindestens eine Lichtdurchlassöffnung (14) aufweist und von denen ein hinterer (8) Kühlkörper einen Sockel (7; 32) aufweist oder damit verbunden ist.
Halbleiterlampe (1; 21; 31; 41; 51) nach den Anspruch 3, wobei der hintere Kühlkörper (6) die Treiberkavität (2) zumindest teilweise umschließt.
Halbleiterlampe (1; 21; 31; 41; 51) nach einem der An¬ sprüche 3 bis 4, wobei zumindest einer der Kühlkörper (6; 8) Vorsprünge, insbesondere Kühlrippen (9), auf¬ weist, welche über den anderen Kühlkörper (6; 8) reichen .
Halbleiterlampe (1; 21; 31; 41; 51) nach einem der An¬ sprüche 3 bis 5, wobei der vordere Kühlkörper (8) min¬ destens ein Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens 10 W/ (m-K) und der hintere Kühlkörper (6) ein elektrisch isolierendes Material mit einer Wärmeleitfä¬ higkeit von mindestens 0,5 W/(m-K) aufweist.
Halbleiterlampe (1; 21; 31; 41; 51) nach einem der An¬ sprüche 2 bis 6, wobei die zwei Gehäuseteile (6, 8) das Lichtquellensubstrat (5) zwischen sich fixieren.
Halbleiterlampe (1; 21; 31; 41; 51) nach Anspruch 7 in Kombination mit einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der vordere Kühlkörper (8) in flächigem Kontakt mit dem Lichtquellensubstrat (5) steht und der hintere Kühlkör¬ per (6) in einem im Wesentlichen punkt- und/oder linien- förmigen Kontakt mit dem Lichtquellensubstrat (5) steht.
Halbleiterlampe (1; 21; 31; 41; 51) nach Anspruch 8, wo¬ bei der vordere Kühlkörper (8) über ein Wärmeleitmaterial in flächigem Kontakt mit dem Lichtquellensubstrat (5) steht .
Halbleiterlampe (1; 21; 31; 41; 51) nach einem der An¬ sprüche 2 bis 6, wobei eines der Gehäuseteile (6, 8) die Treiberkavität (2) zumindest teilweise umschließt und das Lichtquellensubstrat (5) an dem anderen der Gehäuse¬ teile (8, 6) befestigt ist und gegen das die Treiberka¬ vität (2) umschließende Gehäuseteil (6, 8) thermisch isoliert ist.
Halbleiterlampe (1; 21; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine mit zumindest einem Teil der Treiberelektronik (3) bestückte Treiberplatine (11) im Wesentlichen parallel zu dem Lichtquellensubstrat (5) liegend in der Treiberkavität (2) untergebracht ist.
Halbleiterlampe (41) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Vorderseite (43) des Lichtquellensubstrats (42) mit der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (4) bestückt ist und die Rückseite (44) des Lichtquellensub- strats (42) zumindest mit einem Teil der Treiberelektro¬ nik (3) bestückt ist.
13. Halbleiterlampe (41; 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine zumindest mit einem Teil der Trei¬ berelektronik (3) bestückte Treiberplatine (42; 52) eine zur Biegung vorgesehene Platine (42; 52) ist.
14. Halbleiterlampe (21; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Anschlusskontakt (33) der Halbleiterlampe (21; 31) über mindestens einen Ein¬ pressstecker (22) mit einer zumindest mit einem Teil der Treiberelektronik (3) bestückten Treiberplatine (52) elektrisch verbunden ist.
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