CN105423139A - 具有改进的热辐射特性的led照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有改进的热辐射特性的LED照明装置，能够有效地辐射其中产生的热量。所述LED照明装置可包括：包括多个LED组的光源单元，各LED组具有一个或多个LED；和驱动单元，配置为提供对应于所述光源单元的发光的电流通路。所述光源单元和驱动单元可布置在同一基板上并互相分离。在所述多个LED组中，与其它LED组相比，具有最大发热量的LED组可布置为距离所述驱动单元最远。通过上述的布置，所述LED照明装置的热辐射特性能够得以改进。

Description

具有改进的热辐射特性的LED照明装置
技术领域
本发明涉及一种LED照明装置，尤其是涉及一种能够将其中产生的热量有效地辐射的具有改进的热辐射特性的LED照明装置。
背景技术
为降低能源，照明装置设计为使用基于少量能源的具有高发光效率的光源。近来，LED作为照明装置的典型光源使用。LED在诸如能耗、寿命及光的质量等方面与其它光源不同。
由于LED通过电流来驱动，使用LED作为光源的照明装置需要用于电流驱动的大量额外的电路。
为解决上述问题，开发出交流直下式(ACdirect-type)照明装置来向LED提供交流电压。
交流直下式照明装置配置为将交流电压转换为整流电压，并通过使用整流电压的电流驱动操作来控制LED发光。由于交流直下式照明装置使用整流电压而不使用电感器(inductor)和电容器(capacitor)，所述交流直下式照明装置具有良好的功率因数(powerfactor)。整流电压表示通过全波整流交流电压后得到的电压。
照明装置可包括光源单元(lightsourceunit)、能量供给单元(powersupplyunit)和驱动单元(drivingunit)。所述光源单元可包括多个LED组，所述能量供给单元可利用交流电压提供整流电压，所述驱动单元可驱动所述光源单元。
在照明装置的单元中，当发光时，光源单元的LED组在相当高温下产生热量，并且由于对应于发光的驱动电流，驱动单元也在高温下产生热量。
当LED组或驱动单元的热量不能有效释放时，由于线路图形(linepattern)和印刷电路板(PCB)之间的热膨胀系数的差异线路图形会浮动，或者包含于LED组中的LED的寿命因累积的热疲劳(thermalfatigue)而降低。
驱动单元布置在印刷电路板上而没有考虑从LED组辐射的热量的影响。因此，驱动单元会被放置在不适合热辐射的环境中。当热辐射由于这种环境未顺利执行时，驱动单元的驱动性能和可靠性会下降。
由于此类原因，LED的发光特性和亮度会劣化，且照明装置的整体驱动性能和可靠性会劣化。
因此，需要设计一种具有改进的热辐射特性的照明装置。
发明内容
不同的实施例涉及一种LED照明装置，其能够通过改进LED组和驱动单元的布置来改进其热辐射特性，改进LED的发光特征和亮度，并由此改进其驱动性能和可靠性。
另外，不同的实施例涉及一种LED照明装置，其中在多个LED组中具有最大发热量的LED组布置为距离驱动单元最远，由此改进驱动单元的驱动环境。
另外，不同的实施例涉及一种LED照明装置，由发热量(heatvalue)确定多个LED组布置的位置，由此改进其热辐射特性。
在一个实施例中，一种LED照明装置可包括：包括多个LED组的光源单元，各LED组具有一个或多个LED；和驱动单元，配置为提供对应于所述光源单元的发光的电流通路。所述光源单元和所述驱动单元可布置在同一基板上并互相分离。在所述多个LED组中，与其他LED组相比，具有最大发热量的LED组布置为距离所述驱动单元最远。
附图说明
图1是说明根据本发明的实施例的具有改进的热辐射特性的LED照明装置的示意图。
图2是说明根据本发明的实施例的形成LED照明装置的基板的布置结构的示意图。
图3是说明根据本发明的另一实施例的LED照明装置的布置结构的示意图。
图4是说明根据本发明的另一实施例的LED照明装置的布置结构的示意图。
具体实施方式
下文中，根据附图详细说明本发明的例示性实施例。本说明书和权利要求书中使用的术语不限于典型的字典中的定义，但是必须解释为与本发明的技术构思相一致的含义和概念。
本说明书中描述的实施例和附图中所示的配置是本发明的优选实施例，并不代表本发明的全部技术构思。因此，在本申请提交时能够替代这些实施例和配置的各种等同物和变型视为已提供。
图1是说明根据本发明的实施例的具有改进的热辐射特性的LED照明装置的示意图。
根据本发明的实施例的具有改进的热辐射特性的LED照明装置可包括能量供给单元10、光源单元20和驱动单元30。所述光源单元20可包括多个LED组。
所述能量供给单元10可输出经转换交流电压而得到的整流电压，并且包括交流电压源VAC和整流电路12。所述交流电压源VAC可提供交流电压，并且整流电路12可整流交流电压并输出整流电压Vrec。所述交流电压源VAC可包括商业交流电压源。
整流电路12可全波整流交流电压源VAC的正弦波交流电压，并且输出整流电压Vrec。因此，整流电压Vrec可具有其中电压电平以商业交流电压的半周期为基础上升/下降的纹波(ripple)。
光源单元20可包括多个串连连接的LED组。在本发明的实施例中，包括四个LED组的LED照明装置作为例子加以说明。然而，LED组的数量可根据照明装置的容量自由调整。
LED组LED1至LED4的每一个可包括一个或多个串连或并联连接的LED。在本发明的实施例中，假设LED组LED1至LED4的每一个包括多个串连连接的LED。在图1中，多个串连连接的LED中只示出了第一个和最后一个LED，省略了位于中间的LED的连接关系并以虚线表示。
光源单元20的LED组LED1至LED4可响应于整流电压Vrec的变化依次打开或关闭。
驱动单元30可响应于LED组LED1至LED4的发光提供电流通路。此时，驱动单元30可为各LED组LED1至LED4提供不同的电流通路。
驱动单元30可传感流经电流通路的驱动电流，并调节用于依次打开/关闭LED组LED1至LED4的电流通路上的驱动电流。
图2是说明根据本发明的实施例的形成具有改进的热辐射特性的LED照明装置的基板的布置结构的示意图。
参照图2，根据本发明的实施例的LED照明装置可包括布置在基板100的同一表面上的能量供给单元10、光源单元20和驱动单元30。能量供给单元10和驱动单元30可作为芯片实现并安装在基板100上。
基板100可制成圆形(circuitshape)。能量供给单元10可布置在基板100的中心。光源单元20可围绕能量供给单元10布置在基板100上，驱动单元30可布置在基板100的边缘。基板100可包括在其上形成的线路图形，能量供给单元10、光源单元20、和驱动单元30可通过线路图形电气连接。线路图形可包括用于从能量供给单元10向光源单元20施加整流电压Vrec的线路，用于将光源单元20的LED组LED1至LED4分别连接至驱动单元30的端子的线路，用于接地的接地电压线路(groundvoltageline)GND，以及连接至接地电压线路GND以将驱动单元30接地的线路。
能量供给单元10可布置在基板100的中心，并将通过整流交流电压所得到的整流电压Vrec通过形成在基板100上的线路提供至光源单元20和驱动单元30。
在本发明的实施例中，用于提供整流电压Vrec的能量供给单元10可布置在基板100的中心，接地电压线路GND可形成在基板100的边缘。
当接地电压线路GND形成在基板的边缘时，用于LED组的线路的图形易于实施。在能量不稳定的区域，大量的泄露电流(leakagecurrent)会产生。然而，当接地电压线路GND形成在基板的边缘时，接地电压线路GND可保护内部设备免受如泄露电流等噪声之害。因此，照明装置可稳定运行。
光源单元20可包括多个LED组，各LED组均包括多个LED。
在所述多个LED组中，与其它LED组相比，响应于发光具有最大发热量的LED组LED1可布置在基板100的中心。进一步，辐射最小发热量的LED组可布置在基板100的边缘。
当具有最大发热量的LED组LED1布置在靠近基板的中心时，LED组LED1距离位于边缘的驱动单元30的距离最远。这样，从实施为集成电路芯片的驱动单元30上的LED组LED1产生的热量的影响可以最小化。
驱动单元30可布置为距离基板100的中心最远或者在基板100的边缘。当驱动单元30布置在基板100的边缘时，与当驱动单元30布置在靠近基板100的中心时相比，由驱动单元30产生的热量可更容易地释放到基板100的外面。
当集成电路芯片的温度上升时，运行的可靠性可由此发生问题。在本发明的实施例中，由于驱动单元30布置在基板100的边缘，驱动单元30可布置为距离具有最大发热量的LED组LED1最远。因此，驱动单元30能将由此产生的热量有效地释放至外面，而不受从具有最大发热量的LED组LED1产生的热量的影响。因此，驱动单元30可在热疲劳不会累积的稳定的温度环境中被驱动。
只有驱动单元30和光源单元20可布置在基板100上，能量供给单元10可布置在另一个基板上。
光源单元和驱动单元可安装在包括于一个基板中的多个单元区域101至105中的各单元区域。
当大容量照明装置在一个基板上包括一个光源单元和一个驱动单元时，光源单元和驱动单元中的一个或多个会出现问题，照明装置的全部功能不能正常执行或者部分功能如亮度控制不受控制。
为解决上述问题，本发明的实施例公开一种将基板100分为多个单元区域101至105的结构。光源单元和驱动单元可布置在各单元区域101至105，并且独立运行。因此，即使单元区域101发生问题，在其他单元区域102至105的光源单元和驱动单元可正常运行。因此，能够阻止上文描述的照明装置的全部功能不能正常执行或者部分功能如亮度控制不受控制的问题。
在图2中，单元区域102至105以与区域单元101同样的方式配置。因此，省略单元区域102至105中LED组LED1至LED4的说明。
图3是说明根据本发明的另一实施例的具有改进的热辐射性能的LED照明装置的布置结构的示意图。
参照图3，根据本发明的实施例的LED照明装置可包括布置在基板100中心的能量供给单元10、围绕能量供给单元10布置的驱动单元30、以及布置在基板100的边缘的光源单元20。
图3所示的LED照明装置与图2所示LED照明装置的不同之处在于驱动单元30布置在基板100的中心而光源单元20布置在基板100的边缘。
在普通LED照明装置的情况下，驱动单元产生的热量比光源单元多。如图2所示，在这种情况下，光源单元和驱动单元可布置为彼此分离，并且驱动单元可布置在基板的边缘。
然而，在光源单元产生的热量比驱动单元多的LED照明装置的情况下，如图3所示，驱动单元可布置在靠近基板100的中心，并且具有最大发热量的光源单元可布置在基板100的边缘。在这种情况下，基板100的热量可更有效地释放。
此时，具有最大发热量的LED组LED1可布置在基板100的边缘，并且具有最小发热量的LED组可布置在靠近基板100的中心。
也就是说，当具有最大发热量的LED组LED1布置在基板100的边缘时，光源单元20产生的热量可容易地释放到基板100的外面。进一步，具有最大发热量的LED组LED1可布置为距离驱动单元30最远，从而使驱动单元30的集成电路芯片上的LED组LED1产生的热量的影响最小化。
图4是说明根据本发明的另一实施例的具有改进的热辐射特性的LED照明装置的布置结构的示意图。
在图2和图3所示的实施例中，能量供给单元、光源单元和驱动单元可布置在一个基板100上。然而，在图4所示的实施例中，能量供给单元、光源单元和驱动单元布置在两个基板110和120的每一个上，并独立运行。
如图4所示，当能量供给单元10、光源单元20和驱动单元30布置在两个基板110和120的每一个上时，即使另一个基板110由于问题不能运行时，基板120可以独立运行。也就是说，照明装置可通过安装在基板120上的LED组的发光执行照明操作。因此，LED照明装置的全部照明操作可以没有问题地执行。
多个基板110和120可分别分为多个单元区域111至113和多个单元区域121至123，并且光源单元20和驱动单元30可布置在单元区域的每一个中。
由于多个基板互相分离1mm或更多，各基板之间的影响可最小化。也就是说，基板因发热能够伸展的工艺余量(margin)得到保证，并且减少它们之间的热交换。
进一步，布置在基板110的各单元区域111至113中的光源单元20和驱动单元30以及布置在基板120的各单元区域121至123中的光源单元20和驱动单元30可对称布置。
图4说明了两个基板。然而，基于实施例，能量供给单元、光源单元和驱动单元可布置在三个或更多的基板中的每一个上。
图4所示，光源单元20布置在靠近基板的中心而驱动单元布置在基板的边缘。然而，驱动单元30可布置在靠近基板的中心而光源单元20可布置在基板的边缘。
在本发明的实施例中，交流直下式照明装置作为例子加以说明。然而，除交流直下式照明装置外，根据本发明实施例的LED照明装置可应用到普通LED照明装置中。
在本发明的实施例中，光源单元和驱动LED组的驱动单元可布置为互相分离。因此，因为从驱动单元和光源单元产生的热量可有效地释放，可以防止LED组和驱动单元的损害，并且LED照明装置的寿命可以提高。所以LED照明装置的整体性能够得以改进。
进一步，驱动单元和光源单元布置为互相分离，在多个LED组中具有最大发热量的LED组可布置为距离驱动单元最远，从而使该LED组产生的热量对驱动单元的影响最小化。
根据本发明的实施例，驱动单元和光源单元的LED组的布置可由热辐射特性所决定。因此，LED照明装置的热辐射特性能够得以改进，LED的发光特性和亮度能够得以改进，LED照明装置的驱动性能和可靠性能够得以改进。
进一步，在多个LED组中，与其它LED组相比，具有最大发热量的LED组可布置为距离驱动单元最远。因此，当易受热量损害的驱动单元的驱动环境改进时，驱动性能和可靠性能够得以改进。
进一步，布置多个LED组的位置可由发热量决定。因此，LED照明装置的热辐射特性能够得以改进。
尽管上文已经描述了各种实施例，但是本领域的技术人员应当理解所描述的实施例仅是为了示例。因此，本公开不应限于所描述的实施例。

Claims (13)

1.一种LED照明装置，其包括：
包括多个LED组的光源单元，各LED组具有一个或多个LED；以及
驱动单元，配置为提供对应于所述光源单元的发光的电流通路；
其中，所述光源单元和所述驱动单元布置在同一基板并互相分离；以及
在所述多个LED组中，与其它LED组相比，具有最大发热量的LED组布置为距离所述驱动单元最远。
2.根据权利要求1所述的LED照明装置，其中，与所述多个LED组相比，所述驱动单元布置在所述基板的中心。
3.根据权利要求1所述的LED照明装置，进一步包括能量供给单元，配置为提供利用交流电压的整流电压，
其中，所述能量供给单元布置在所述基板的中心，并且所述驱动单元布置为与所述能量供给单元相邻。
4.根据权利要求1所述的LED照明装置，其中，在所述多个LED组中，与其它LED组相比，具有最大发热量的LED组布置在所述基板的中心。
5.根据权利要求1所述的LED照明装置，其中，接地电压线路形成在所述基板的边缘。
6.根据权利要求5所述的LED照明装置，其中，在所述多个LED组中，与其它LED组相比，具有最大发热量的LED组布置在所述基板的中心，以及
所述驱动单元布置为与所述接地电压线路相邻。
7.根据权利要求1所述的LED照明装置，其中，在所述多个LED组中，具有相对较大发热量的LED布置为远离所述驱动单元，具有相对较小发热量的LED布置为靠近所述驱动单元。
8.根据权利要求7所述的LED照明装置，其中，所述多个LED组自布置在距所述驱动单元最远的LED组至布置在距所述驱动单元最近的LED组依次发光。
9.根据权利要求1所述的LED照明装置，其中，所述基板分为多个单元区域，各单元区域包括所述光源单元和所述驱动单元，以及
所述各单元区域中的所述光源单元和所述驱动单元独立运行。
10.根据权利要求1所述的LED照明装置，进一步包括能量供给单元，配置为提供利用交流电压的整流电压，
其中，所述能量供给单元布置在所述基板的中心。
11.根据权利要求1所述的LED照明装置，其中，所述基板包括多个基板，
所述各基板包括所述光源单元和所述驱动单元，以及
在所述各基板中，在所述多个LED组中具有最大发热量的LED组布置为距所述驱动单元最远。
12.根据权利要求11所述的LED照明装置，其中，所述多个基板包括两个基板，以及
包括在各基板中的多个单元区域对称布置。
13.根据权利要求12所述的LED照明装置，其中，所述多个基板互相分离1mm或者更多。
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