CN104246366A - Led模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LED模块(10)，所述LED模块基于使用至少一个热管(15)作为导热元件并且同时作为用于至少一个电路板(11，13)的承载元件实现LED模块(10)的明显更紧凑且更节省空间的设计方案。根据本发明的LED模块(10)包括至少一个LED(12)、至少一个第一电路板(11)和承载元件，在所述第一电路板上设置有至少一个LED(12)，所述承载元件构成为用于承载至少一个第一电路板(11)。在此承载元件构成为热管装置(18)，所述热管装置包括至少一个热管(15)。

Description

LED模块
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的LED模块。
背景技术
从现有技术中已知如下LED模块，所述LED模块具有在其上设置有LED的电路板和一个或多个在其上设置有用于LED的驱动电子装置的其它的电路板。这些电路板设置在壳体中，所述壳体用作为用于电路板的固持装置。在此壳体由具有高的热导率的材料制成、例如由铝制成，使得壳体同时能够用于散热。此外壳体向外是电绝缘的、例如通过另一个塑料壳体电绝缘。
在这类模块中不利的是：所述模块是相对大的，因为尽管设有散热的铝壳体，但是对于充分的热耗散而言在壳体中还必须留有一定的自由空间。
发明内容
本发明的目的是。提供一种LED模块，所述LED模块更紧凑并且更节省空间地构成。
该目的通过具有权利要求1的特征的LED模块来实现。
尤其有利的设计方案在从属权利要求中得到。
根据本发明的LED模块包括至少一个LED、至少一个在其上设置有至少一个LED的电路板和构成用于承载至少一个第一电路板的承载元件。此外承载元件构成为热管装置，所述热管装置包括至少一个热管。
因此承载元件同时承担散热的功能。不同于现有技术，热管的使用一方面实现了有效得多的散热，因为热管与例如铝壳体相比具有好得多的热导体，并且热管的使用另一方面在热管的设置可行性中并且在LED模块的其余的部件中与在使用沉重的铝壳体相比提供高得多的灵活性。由此根据本发明的LED模块能够节省更多空间地构成。另一个优点在于：通过多样的设置可行性，热管装置能够直接设置在如下部位上，在所述部位上产生最多热量。这也提高了散热的效率，由此此外也可行的是，更紧凑地构成根据本发明的LED模块，而不必担心因部件紧凑设置而引起的过强的加热。
在本发明的一个有利的设计方案中，LED模块包括壳体，所述壳体由电绝缘的材料形成并且所述壳体至少部分地构成为LED模块朝向外部的限界部。因为承载和导热功能通过热管装置来承担，所以作为壳体，电绝缘元件、例如塑料壳体是足够的并且不再需要厚的沉重的铝壳体，由此同样减小了LED模块的大小。
此外LED模块能够包括基本元件，其中至少一个热管借助于一端以热接触的方式设置在至少一个第一电路板上并且借助于另一端设置在LED模块的基本元件上。特别地，基本元件是LED模块朝向下部的、即朝向与第一电路板相对置的一侧的限界部。通过第一电路板与基本元件通过至少一个热管的热连接，确保了朝向外部的尽可能好的热传输。
在本发明的另一个设计方案变型形式中，LED模块包括至少一个第二电路板和设置在至少一个第二电路板上的用于至少一个LED的驱动电子装置。在此至少一个第二电路板设置在至少一个第一电路板和LED模块的基本元件之间。此外通过热管在至少一个第二电路板和基本元件之间产生热连接并且在至少一个第二电路板和一个第一电路板之间产生热连接。因此用于至少一个LED的驱动电子装置能够集成到LED模块中，其中通过热管装置也同时确保了第二电路板和驱动电子装置的冷却。附加地，至少一个热管能够用作为用于电路板之间的电连接的引导部。
有利的是，热管装置能够包括基本元件和覆盖元件，所述基本元件和覆盖元件与至少一个热管一件式地构成并且其中至少一个第一电路板设置在覆盖元件上。通过热管装置的在空间上延展的该结构，在散热时、特别是从第一电路板向基本元件散热时附加地提高了效率。
此外热管装置的基本元件能够是LED模块的基本元件或者能够以热接触的方式设置在该LED模块上。因此LED模块的基本元件例如能够构成为铝板或者构成为用于热管装置的基本元件的面状的镶框。可选地，基本元件作为LED模块的限界部也能够通过热管装置本身形成。在这两种情况中确保了朝向外部的良好的散热。
在本发明的一个设计方案变型形式中，热管装置的基本元件和/或覆盖元件至少部分地构成为面状的热管。
在本发明的另一个设计方案可行性中，热管装置的基本元件和/或覆盖元件至少部分地构成为螺旋状的热管。
此外，基本元件和覆盖元件的该构成方案变型形式也可彼此组合。
此外，LED模块能够包括连接元件，驱动电子装置的至少一个电子部件经由所述连接元件与热管装置、特别是与其基本元件热耦合。因此能够完成驱动电子装置到热管装置上的更好的热连接，这实现了对驱动电子装置的更好的冷却。
在本发明的另一个有利的设计方案中，热管装置构成为LED模块的壳体，其中壳体具有至少一个开口，其中第一电路板在至少一个开口上以热接触的方式设置在壳体上，其中至少一个第二电路板设置在壳体中并且其中壳体由电绝缘的材料包封。因此热管装置例如能够直接集成到电绝缘的塑料壳体中，这同样实现了LED模块的非常节省空间的设计方案。
此外，热管装置能够构成为LED模块的壳体的承载体。一般而言，LED模块的壳体能够具有固定元件，借助于所述固定元件，壳体可固定在热管装置上。特别地，通过该固定能够提供作为用于电绝缘壳体的承载体的热管装置的功能。
此外，热管装置(18)能够构成为在空间上延展的结构、特别是构成为空心柱体和/或方形地构成。优选热管在构成为LED模块的壳体或者构成为电绝缘壳体的承载体的情况下杯状地构成，即构成为具有底部的空心柱体。但是热管装置的延展的结构也能够构成为不同的形状，优选匹配于LED模块的形状。特别地，一个单一的热管也能够构成为在空间上延展的结构。
在本发明的另一个有利的设计方案中，热管装置的基本元件包括底座元件，所述底座元件构成为，将LED模块固定在底座***上。优选能够通过将所述元件锁定在底座***中来将LED模块与底座元件固定。因此热管装置也能够同时用作为固定设备。
本发明的其它的优点、特征和细节从下面对优选的实施方式的描述中以及根据附图得出。
附图说明
下面应根据实施例详细阐述本发明。附图示出：
图1根据本发明的一个实施例示出具有热管的LED模块的示意图；
图2a根据本发明的一个实施例示出具有热管装置的LED模块的示意图，所述热管装置具有中央地设置的热管和基本元件以及覆盖元件；
图2b根据本发明的一个实施例示出具有LED模块的热管装置的螺旋状的热管的基本元件和/或覆盖元件的俯视示意图；
图3a根据本发明的一个实施例示出具有热管装置的LED的示意图，所述热管装置具有侧向设置的热管和基本元件以及覆盖元件；
图3b根据本发明的一个实施例示出基本元件和/或覆盖元件与LED模块的热管装置的面状的热管的俯视示意图；
图4a根据本发明的一个实施例示出具有热管装置和用于热连接驱动电子装置的连接元件的LED模块；
图4b根据本发明的一个实施例示出LED模块的具有面状的热管作为基本元件和覆盖元件的热管装置的俯视示意图；
图5根据本发明的一个实施例示出具有集成在绝缘壳体中的热管装置的LED模块的示意图；
图6根据本发明的一个实施例示出具有热管装置、金属的基本元件和在侧向伸展的热管连同底座元件的LED模块的示意图；
图7根据本发明的一个实施例示出具有热管装置的LED模块的示意图，所述热管装置具有侧向伸展的热管和具有固定元件的壳体；
图8a根据本发明的一个实施例示出热管装置和壳体的俯视示意图，所述壳体借助于固定元件固定在热管装置上；以及
图8b根据本发明的一个实施例示出热管装置和壳体的另一俯视示意图，所述壳体借助于固定元件固定在热管装置上。
具体实施方式
图1根据本发明的一个实施例示出具有热管15的LED模块10的示意图。LED模块10在此包括第一电路板11和第二电路板13，在所述第一电路板上设置有LED 12，在所述第二电路板上设置有用于LED 12的驱动电子装置14。此外，LED模块10朝向侧部通过由电绝缘材料、例如塑料构成的绝缘壳体17限界。LED模块10朝向下通过铝基本元件16限界。作为用于电路板11、13的、尤其是用于第一电路板11的承载元件，热管15相对中央地设置在第一电路板11和铝基本元件16之间，使得热量能够从第一电路板11直接向外经由铝基本元件引出。为此热管15以热接触的方式设置在第一电路板11和铝基本元件16上。此外热管15也与第二电路板13热连接以便也能够冷却驱动电子装置14。此外，LED模块10即使在此未绘出，仍能够包括其它的热管，所述热管同样竖直地伸展并且与电路板11、13和铝基本元件16热连接。
图2a根据本发明的一个实施例示出具有热管装置18的LED模块10的示意图，所述热管装置具有中央地设置的热管15和基本元件19以及覆盖元件20。具有LED 12的第一电路板11在此以热接触的方式设置在覆盖元件20上并且基本元件19以热接触的方式设置在LED模块10的铝基本元件16上。此外在其上设置有驱动电子装置14的第二电路板13也能够与中央的热管18热连接。此外热管装置18，如在所有的实施例中那样同时构成为第一电路板11和第二电路板13的承载元件。因此通过基本元件19和覆盖元件20的在空间上延展的结构实现更好的散热，因为热量能够更大面积地耦合输入到热管中并且再次耦合输出。
图2b根据本发明的一个实施例示出基本元件19和/或覆盖元件20与LED模块10的热管装置18的螺旋状的热管15的俯视示意图。通过热管15的螺旋状的构成方案也能够实现最佳的导热，因为通过在空间上延展的结构实现更好的热量耦合输入和耦合输出。热管15在此一件式地构成、尤其是基本元件19、覆盖元件20和连接基本元件19和覆盖元件20的中央的热管15一件式地构成。
图3a根据本发明的一个实施例示出具有如在图2a中那样的热管装置18的LED模块10的示意图，所述热管装置仅具有侧向设置的热管15来代替中央的热管。该设置可行性也能够包括其它的热管15，例如其它的侧向地或者中央地设置的热管15。在该实施例中，热管装置18的基本元件19和/或覆盖元件20如在图3b中所示出的那样构成。
图3b根据本发明的一个实施例示出LED模块10的热管装置18的基本元件19和/或覆盖元件20的另一设计方案可行性的俯视示意图。在此基本元件19和/或覆盖元件19能够构成为面状的热管15。在此基本元件19和覆盖元件19也与侧向的、竖直伸展的热管15一件式地构成。
图4a示出具有如在图3a中那样的热管装置18的LED模块10的示意图。此外LED模块具有连接元件21，驱动电子装置14的各个部件能够经由所述连接元件与热管装置18热耦合。优选地，在此至少驱动电子装置14的待耦合的部件在下侧设置在第二电路板13上。因此所述部件能够直接与热管装置18的基本元件19热耦合，由此实现对驱动电子装置14的尤其有效的冷却。此外在该情况下热管装置18的基本元件19同时是LED模块10的朝向下部的限界部。基本元件19和覆盖元件20在此能够如在图4b中所示出的那样构成。
图4b示出具有面状的热管作为基本元件和覆盖元件的热管装置的俯视示意图。在该实例中，面状地构成的热管具有圆形的形状。此外基本元件19也能够具有底座元件22，以便能够简单地将LED模块10固定在底座***中。
图5示出具有集成在绝缘壳体17中的热管装置18的LED模块10的示意图。在此外套能够由塑料构成并且内套能够由金属、优选由铜或者铝构成。热管装置18因此能够由不同的材料组合物构成，以便一方面提供良好的热耦合输入面，另一方面引起电绝缘。此外热管装置18构成为在空间上延展的本体，如在该实例中杯状地构成、即构成为具有底部的空心柱体。特别地，在此热管装置18能够构成为壳体并且以绝缘材料来包封。在此电路板11、13也与热管装置热接触。由于热管装置18与例如铝壳体相比提供从LED模块10中明显更好的散热，在此LED模块10的明显更紧凑的设置也是可行的，而该紧凑的设置不会导致LED模块10中的热量聚集从而不会导致LED模块10和其部件的过热。
图6根据本发明的一个实施例示出具有热管装置18、金属的基本元件16和在侧向伸展的热管15连同底座元件22的LED模块10的示意图。在该实例中，热管装置18仅包括覆盖元件20，在所述覆盖元件上设置有具有LED 12的第一电路板11。LED模块10的基本元件16在此通过金属的基板形成以用于面状地分布热量，由此能够完成更好地将热量传输到设置在下游的冷却体24(未示出)上。此外竖直伸展的热管15在侧向上设置在覆盖元件20上并且在基本元件16的区域中朝向外部具有底座元件22以锁入到底座***中。该底座元件能够直接由热管15构成。
图7根据本发明的一个实施例示出具有热管装置18的LED模块10的示意图，所述热管装置具有在侧向伸展的热管15和带有固定元件23的壳体17。借助于能够与电绝缘壳体17一件式地构成的该固定元件23，壳体17例如能够通过夹上的方式固定在热管装置18上。因此热管装置18也能够同时用作为用于电绝缘壳体17的承载体。此外在该实例中还示出冷却体24，LED模块10能够设置在所述冷却体上以更好地散热。
图8a根据本发明的一个实施例示出热管装置18和壳体17的俯视示意图，所述壳体借助于固定元件23固定在热管装置18上。在此示出热管装置18的面状地构成的且矩形的基本元件19和/或覆盖元件20连同在侧向上设置在其上的热管15。电绝缘壳体17能够借助于固定元件23夹紧在该侧向的热管15上。图8b如图8a那样示出热管装置18的俯视示意图，所述热管装置仅具有圆形地并且面状地构成的热管15作为基本元件19和/或覆盖元件20。
此外LED模块10的各个部件的所有在此所描述的特征和设计方案可行性、例如基本元件19和覆盖元件20的造型和结构以及竖直的热管15的数量和设置、电路板11、13的设置以及在驱动电子装置的在上侧上和/或在下侧上设置在所述电路板上的部件和其到热管装置18上的可行的热连接等能够彼此组合。
因此整体上提供一种LED模块，所述LED模块通过使用用于散热的并且同时构成为用于模块的电路板的承载元件的热管装置实现模块的各个部件的设置可行性中的明显更好的灵活性，实现了明显更有效的散热并且实现了这样的LED模块的紧凑得多并且更节省空间的设计方案。

Claims (14)

1.一种LED模块(10)，具有至少一个LED(12)、至少一个第一电路板(11)和承载元件，在所述第一电路板上设置有至少一个所述LED(12)，所述承载元件构成为用于承载至少一个所述第一电路板(11)，
其特征在于，
所述承载元件构成为热管装置(18)，所述热管装置包括至少一个热管(15)。
2.根据权利要求1所述的LED模块(10)，
其特征在于，
所述LED模块(10)包括壳体(17)，所述壳体由电绝缘材料形成并且所述壳体至少部分地构成为对所述LED模块(10)朝向外部的限界部。
3.根据上述权利要求中任一项所述的LED模块(10)，
其特征在于，
所述LED模块(10)包括基本元件(16，19)，其中至少一个所述热管(15)借助于一端以热接触的方式设置在至少一个所述第一电路板(11)上并且借助于另一端设置在所述LED模块(10)的所述基本元件(16，19)上。
4.根据权利要求3所述的LED模块(10)，
其特征在于，
所述LED模块(10)包括至少一个第二电路板(13)和设置在至少一个所述第二电路板(13)上的用于至少一个所述LED(12)的驱动电子装置(14)，其中至少一个所述第二电路板(13)设置在至少一个所述第一电路板(11)和所述LED模块(10)的所述基本元件(16，19)之间，其中通过所述热管(15)在至少一个所述第二电路板(13)和所述基本元件(16，19)之间产生热连接并且在至少一个所述第二电路板(13)和一个所述第一电路板(11)之间产生热连接。
5.根据上述权利要求中任一项所述的LED模块(10)，
其特征在于，
所述热管装置(18)包括基本元件(19)和覆盖元件(20)，所述基本元件和覆盖元件与至少一个所述热管(15)一件式地构成并且其中至少一个所述第一电路板(11)设置在所述覆盖元件(20)上。
6.根据权利要求5所述的LED模块(10)，
其特征在于，
所述热管装置(18)的所述基本元件(19)是所述LED模块(10)的所述基本元件(16，19)或者以热接触的方式设置在所述LED模块上。
7.根据权利要求5或6所述的LED模块(10)，
其特征在于，
所述热管装置(18)的所述基本元件(19)和/或所述覆盖元件(20)至少部分地构成为面状的热管。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的LED模块(10)，
其特征在于，
所述热管装置(18)的所述基本元件(19)和/或所述覆盖元件(20)至少部分地构成为螺旋状的热管(15)。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的LED模块(10)，
其特征在于，
所述LED模块(10)包括连接元件，所述驱动电子装置的至少一个电子部件经由所述连接元件与所述热管装置、尤其是与所述热管装置的基本元件热耦合。
10.根据权利要求4至9中任一项所述的LED模块(10)，
其特征在于，
所述热管装置(18)构成为所述LED模块(10)的壳体，其中所述壳体具有至少一个开口，其中所述第一电路板(11)在至少一个所述开口处以热接触的方式设置在所述壳体上，其中至少一个所述第二电路板(13)设置在所述壳体中并且其中所述壳体由电绝缘材料(17)包封。
11.根据权利要求2至9中任一项所述的LED模块(10)，
其特征在于，
所述热管装置(18)构成为所述LED模块(10)的所述壳体(17)的承载体。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的LED模块(10)，
其特征在于，
所述LED模块(10)的所述壳体(17)具有固定元件(23)，所述壳体(27)能借助于所述固定元件固定在所述热管装置(18)上。
13.根据上述权利要求中任一项所述的LED模块(10)，
其特征在于，
所述热管装置(18)构成为在空间上延展的结构、尤其是构成为空心柱体和/或方形地构成。
14.根据权利要求5至12中任一项所述的LED模块(10)，
其特征在于，
所述热管装置(18)的所述基本元件(19)包括底座元件(22)，所述底座元件构成为将所述LED模块(10)固定在底座***上。
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