用于替换荧光灯管的LED阵列制造技术

一种LED照明组件被提供作为用于标准荧光灯管的插入式替换。LED照明组件和用于其装配的对应方法包括具有安装在其上的LED阵列的基板。LED阵列可以以传统引线键合或倒装芯片的布置被安装。组件还包括散热层、光漫射层、UV滤光层和用于支撑组件的结构框架。结构框架可以被调整用于替换任何长度的荧光灯管。电压控制器被提供用于过滤掉来自电源的电压尖峰。微控制器被提供用于接收任何控制指令。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于替换荧光灯管的LED阵列
本专利技术涉及照明阵列领域。更具体地，本专利技术涉及用于荧光灯管的插入式(drop-in)替换的LED照明阵列的领域。
技术介绍
荧光灯是用于在商业和住宅环境二者中提供光的众所周知和成本高效的装置。荧光灯有许多尺寸可容易获得。然而，荧光灯承受许多固有缺陷。例如，荧光灯是负微分电阻设备，所以当更多电流流过它们时，荧光灯的电阻下降，从而允许甚至更多电流流动。直接连接到恒压电源，由于不可控的电流，荧光灯会迅速自毁。为了防止这样，荧光灯必须使用辅助设备镇流器以调节流过灯管的电流。用于交流用途的最简单的镇流器是串联放置的电感器，其通常在层叠磁芯上具有绕线。该绕线的电感限制AC电流的流动。例如，在120伏特工作的使用相对短的灯的台灯中仍旧使用这一类型。针对灯的尺寸和功率频率分级镇流器。在市电电压不足以启动长的荧光灯的情况中，镇流器经常是具有大量泄露电感(以便限制电流)的升压自耦变压器(step-upautotransformer)。感应镇流器的任一形式还可以包括用于功率因子纠正的电容器。自然地，必须间歇地替换的镇流器是昂贵的物件。而且，荧光灯的光输出和性能受到灯泡壁的温度以及其对灯内汞蒸汽的分压的作用的关键影响。每个灯都含有少量汞，其必须气化以支持灯电流并生成光。在低温下，汞处于分散液滴的形式。随着灯升温，更多的汞处于蒸气形式。在较高温度下，蒸汽中的自吸收降低了UV和可见光的产生。由于汞在灯中的最冷点处凝结，要求仔细设计以保持该点处于约40℃的最佳温度。由于荧光灯管导致汞泄漏到垃圾填埋地中并且因此造成污染，再次自然地应该采取专门步骤以用于荧光灯管的处理。发光二极管(LED)是基于半导体的光源。在它们的制造中可以使用诸如硅、砷化镓、铜铟镓硒或者其它之类的许多不同的半导体。在发光二极管正向偏置(打开)时，电子能够与器件内的空穴重新结合，从而以光子的形式释放能量。这一效应被称作电致发光。对应于光子能量的光颜色由所使用的特定半导体基板的能隙确定。LED通常面积小，大约2平方毫米，并且可以使用集成光学组件以整形其辐射图案。与荧光光源相比，LED呈现出许多优点，包括较低的能耗、较长的寿命、改善的稳健性、较小的尺寸以及较快的切换性。需要高效照明以用于可持续的架构。典型的13瓦LED灯可以发射450到650流明，这等于标准40瓦的白炽灯泡。LED已经变得更高效，使得6瓦LED可以容易地实现同样结果。荧光灯的寿命取决于许多因素，包括工作电压、制造缺陷、暴露于电压尖峰、机械冲击、循环开关的频率、灯的定向和环境工作温度等其他因素。通常，寿命是6000到10000小时。如在住宅和一些商业应用中的情形，如果其被频繁打开和关闭，荧光灯的寿命显著较短。另一方面，LED具有50000小时的寿命。因为它们非常长的寿命，基于LED的照明对于照明居家或办公空间可以是成本高效的选项。消费者使用LED作为对传统照明系统的替换过去一直受到现有产品的高成本和低效率的阻碍。然而，虽然存在可用的如150lm/W高效的LED，并且更加便宜的低端型号通常超过50lm/W，但是它们不可用作用于荧光灯的插入式替换。
技术实现思路
所提供的是一种使得能够在使用荧光灯管的任何地方对荧光灯管进行插入式替换的方法和对应装置。换句话说，消费者可以购买这种如下面提供的基于LED的组件以用于直接替换，就像它们是通常的荧光灯管，而无需任何支持电系统、如下面提供的基于LED的照明装置的任何附加组件、安装或拆装。组件提供了标准连接器，因此组件的安装在关于标准荧光灯管方面对用户是显而易见的。在本专利技术的第一方面中，一种形成照明组件的方法，包括将至少一个LED安装到基板上、将散热层安装在基板上以及将基板安装在结构框架中。优选地，方法还包括将滤光层安装在基板上、将光漫射层安装在基板上，以便至少一个LED被定向为发射光通过滤光层和光漫射层。在一些实施例中，至少一个LED是LED阵列的一部分。LED可以以倒装芯片的方式安装，以便LED发光的活性区域被定向朝向基板中的孔以便光可以通过孔、滤光层和光漫射层。替代地，LED可以利用引线键合以标准定向被安装，以便光被发射远离基板。优选地，散热器被安装。散热器可以是被安装在由LED发射的光路径中的光学透明层，或者替代地如果它们已经以倒装芯片的方式被安装，可以被安装到LED的背面。方法还包括将一组诸如两脚连接器之类的连接器安装在基板上。替代地，连接器可以被安装在支撑基板的结构框架上。在一些实施例中，被配置为与基板上的第一连接器配合的至少一组第二连接器被安装在结构框架上。这些第二连接器可以是通常用于连接荧光灯的标准两脚连接器。第二连接器可以是可替换的以用于允许不同的外形规格、尺寸和标准。此外，诸如扼流线圈之类的电压控制器可以被安装到基板上，以用于吸收电压尖峰、瞬变、或其它电异常。微控制器可以被安装用于控制诸如亮度或暗度、工作持续时间、支持远程控制功能等之类的任何电功能。微控制器是高度适用和灵活的，并且可以用于实现一系列广泛的专用要求。在本专利技术的另一方面中，LED照明阵列包括基板、被安装在基板上的LED阵列、被安装到基板的散热器、被安装到基板的紫外滤光器以及被安装到基板的光漫射层。优选地，LED阵列被定位成发射光通过紫外滤光器和光漫射层。散热器优选为光学透明的，并且LED阵列被定位成发射光通过光学透明的散热器。替代地，标准翅片型散热器、活动液体或空气冷却的散热器等可以被安装在热耦合到LED阵列的非发光表面上。散热器应该由导热并且电绝缘的材料构造。在一些实施例中，电压控制器被包括用于吸收来自电源或镇流器的瞬态电压尖峰。电压控制器可以是诸如降压/升压转换器或开关转换器之类的有源电路，或者诸如变压器、电感器、扼流线圈之类的无源元件，或者用于抵制电源中瞬变的任何其它已知或专用组件。微控制器被包括用于接受控制信号。控制信号可以包括诸如暗度、亮度、工作时间、远程控制、存储器特征等之类的任何用户可控的光特征。LED照明阵列优选配备有标准两脚连接器。由于两脚连接器在标准尺寸中可用，所以本文中实施例的两脚连接器优选具有可替换或可变的连接器，以便LED光阵列可以与任何尺寸的接受器一起使用。此外，可变连接器允许使用任何外形规格的连接器。LED照明阵列被安装在结构支撑上。结构支撑可以是平面的并且在其上容纳多个LED照明阵列，或者可以是圆柱形的，以紧密类似荧光灯的用户习惯于的外形规格。在一些实施例中，结构支撑包括用于调整结构框架长度的滑动部件，以使得LED照明阵列能够被使用在任何尺寸的已经被配置为接受荧光灯管的照明器材中。附图说明图1A示出根据当前专利技术的一个实施例的LED照明阵列。图1B示出根据当前专利技术的一个实施例的LED照明阵列。图2示出具有用于尺寸配置的滑动部件的LED照明阵列。图3示出LED照明阵列的形成中的示例性装配步骤。图4示出圆柱形外形规格的LED照明阵列。具体实施方式在以下描述中，为了说明的目的阐述了众多细节。然而，本领域普通技术人员将了解的是，可以在不使用这些具体细节的情况下实践本专利技术。因此，本专利技术不旨在于受限于所示出的实施例，而是赋予与本文中描述的原理和特征或者与等效替代一致的最宽范围。例如，在附图中示出的并且由说明书支持的几个实施例的元件在其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成照明组件的方法，包括：a.将至少一个LED安装到基板上；b.将散热层安装在所述基板上；c.将滤光层安装在所述基板上；d.将光漫射层安装在所述基板上；以及e.将所述基板安装在结构框架中，使得所述至少一个LED被定向为发射光通过所述滤光层和光漫射层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.08 US 13/415,5831.一种形成照明组件的方法，包括：a.将至少一个LED安装到基板上；b.将散热层安装在所述基板上；c.将滤光层安装在所述基板上；d.将光漫射层安装在所述基板上；以及e.将所述基板安装在结构框架中，使得所述至少一个LED被定向为发射光通过所述滤光层和光漫射层，其中所述结构框架包括滑动部件，其中所述滑动部件沿着固定路径与所述基板可滑动地耦合，使得所述滑动部件能够在沿着所述固定路径相对于所述基板滑动的同时仍然耦合至所述基板，其中所述滑动部件包括两个平行边和耦合至所述两个平行边的端部的第三边，从而形成“U”形，其中所述基板的端部被配置为装配到所述滑动部件中。2.根据权利要求1所述的方法，其中安装至少一个LED包括将LED阵列安装到所述基板上。3.根据权利要求1所述的方法，其中安装至少一个LED包括将焊料球安装到所述至少一个LED，并且以倒装芯片的方式安装所述至少一个LED使得光被发射通过所述基板中的对应孔。4.根据权利要求1所述的方法，其中安装至少一个LED包括将键合引线安装到所述至少一个LED，并且安装所述至少一个LED使得光被发射远离所述基板。5.根据权利要求1所述的方法，还包括将至少一组第一连接器安装在所述基板上，其中所述连接器是标准荧光灯管连接器。6.根据权利要求1所述的方法，还包括将电压控制器安装到所述基板上。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述电压控制器被配置用于吸收初始电压尖峰。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述电压控制器包括扼流线圈。9.根据权利要求1所述的方法，还包括将微控制器安装到所述基板上。10.一种LED照明阵列，包括：a.基板；b.安装在所述基板上的LED阵列；c.安装到所述基板的散热器；d.安...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·P·里奇，G·方，
申请(专利权)人：弗莱克斯电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US