ES2627558B1 - Dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia. - Google Patents

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Abstract

La presente invención muestra un dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia que comprende una base de cobre (207) recubierta en plata (206), una resina fluorescente (209) sobre dicha base de cobre (207) dispuesta para generar diferentes temperaturas de color y un recubrimiento de polímero (100) de dicha base de cobre (207), donde dicho recubrimiento de polímero (100) presenta dos puntos de conexión diferentes (300) a dicha base de cobre (207), polos positivo y negativo, y dos agujeros dispuestos para pasar cables hacia la parte de atrás del microled y poder conectarlos a la toma de tensión, donde presenta cuatro agujeros para permitir la sujeción de dicho microled a un soporte, y donde sobre dicha base de cobre (207) se disponen un conjunto de diodos (500), donde dichos diodos está conexionados entre ellos con hilo de oro en forma mulfiliar (204) del tal forma que se conectan en varias líneas en serie para conseguir voltaje y estas líneas en paralelo para alcanzar los vatios necesarios para su funcionamiento una vez conectado dicho microled (1) a la red eléctrica.

Description

Concretamente, la presente invención muestra un dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia que comprende una base de cobre recubierta en plata, una resina fluorescente sobre dicha base de cobre dispuesta para generar diferentes 5 temperaturas de color y un recubrimiento de polímero de dicha base de cobre, donde dicho recubrimiento de polímero presenta dos puntos de conexión diferentes a dicha base de cobre, polos positivo y negativo, y dos agujeros dispuestos para pasar cables hacia la parte de atrás del microled y poder conectarlos a la toma de tensión, donde presenta cuatro agujeros para permitir la sujeción de dicho microled a un soporte, y donde sobre dicha base 10 de cobre se disponen un conjunto de diodos, donde dichos diodos está conexionados entre ellos con hilo de oro en forma mulfiliar del tal forma que se conectan en varias líneas en serie para conseguir voltaje y estas líneas en paralelo para alcanzar los vatios necesarios para su funcionamiento una vez conectado dicho microled a la red eléctrica..
Uno de los problemas técnicos que resuelve la invención es el menor consumo de energía. 15 Adicionalmente, tal y como se estructura el dispositivo, se gestiona eficientemente la generación del calor generado durante la emisión de la luz a través de la pletina o base de cobre, alargando la vida útil del dispositivo de iluminación.
Otra ventaja respecto a otras soluciones es que en este dispositivo los diodos emisores de luz están conectados de tal forma que aunque alguno de ellos tenga algún problema, el 20 resto sigue operativo, lo que igualmente aumenta la vida operativa y prestaciones de dicho dispositivo.
Por tanto, se puede enfocar que la principal ventaja de este dispositivo es su rendimiento lumínico y durabilidad, siendo un rendimiento puro en torno a los 200 Lm/W, y una durabilidad con pruebas y ensayos realizados en laboratorio de hasta 100.000h.
25 Breve descripción de las figuras
Con el objetivo de ayudar a comprender las características de la invención, según una realización práctica preferida de la misma y con el fin de complementar esta descripción, se adjunta las siguientes figuras como parte integral de la misma, que tienen un carácter ilustrativo y no limitativo:
30 Figura 1.Muestra una representación correspondiente a una vista superior del dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia.
Figura 2. Muestra una vista de perfil esquemática del dispositivo con los distintos elementos que lo componen. Se incluye el disipador de calor a modo de información aunque no forma parte del dispositivo reivindicado como tal.
Figura 3. Muestra una vista lateral del dispositivo emisor de luz par luminarias con microled 5 de alta eficiencia cuando incorpora, adicionalmente una lente divergente. Por claridad también se muestra el disipador.
Figura 4. Muestra una vista en inferior del dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia cuando incorpora, adicionalmente una lente divergente. Por claridad también se muestra el disipador.
10 Las figuras 5A y 5B muestran ejemplos, de forma no excluyente, de las distintas formas de lentes que pueden usarse en el conjunto microled de alta eficiencia.
Descripción detallada de la invención
Como se puede ver en las figuras adjuntas, el dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia (1) se compone de una base de cobre (207), que preferiblemente 15 tiene 4 mm de espesor.
Dicha lámina, pletina o base de cobre tiene un tratamiento o recubrimiento de pintura de plata, donde se va a fijar y posicionar todos los componentes que realizaran la función iluminadora del dispositivo. Ese tratamiento de plata proporciona una buena conservación dado que el cobre en contacto con la atmósfera adquiere propiedades oxidantes y de esta 20 manera se evita.
Dicha base o lámina de cobre es además el elemento principal conductor del calor hacia una superficie disipadora de calor (3).
Encima de esta pletina o base de cobre se instala un recubrimiento de polímero con un diseño especial que protege el inserto de los chips interiores así como la resina fluorescente 25 (209) que es la que permite obtener un buen grado de protección IP (Internal Protection)
sobre los chips y también genera las diferentes temperaturas de color establecidas con grados kelvin.
Dichas temperaturas de color pueden variar desde los 1.800K hasta los 5.500K, siendo temperaturas de color preferidas para esta implementación 1.800K, 2.400K, 3.000K, 3.800K, 30 4.500K y 5.500K. Adicionalmente su modo de emisión es en 120° de apertura de la luz,
generando una espectro visible entre los 380 y los 800nm.
En esta disposición del polímero sobre el cobre existen dos contactos al descubierto (300) de positivo y negativo para la entrada y salida en paralelo para otro dispositivo emisor y a su vez hay dos agujeros transversales para poder pasar los cables de resina hacia la parte de 5 atrás del microled para diferentes opciones de conexión.
Este dispositivo microled de alta eficiencia posee en los cuatro extremos cuatro agujeros (400), preferiblemente de unos 4,5 mm, para poder fijarlo con una tornillería especial e interponiendo pasta térmica (208) en contacto con el aluminio que actúa como disipador (3) y dicho dispositivo microled, para que quede perfectamente fijado y estructuralmente de 10 gran robusted, siendo este un factor diferencial con los llamados COB (chip on board / chip en placa), que presentan una estructura de aluminio en vez de cobre, generalmente de 1mm de espesor y que su estructura es muy débil y con solo dos tornillos de sujeción lo hace vulnerable con el calor por lo tanto pone en peligro su durabilidad.
La pasta térmica (208), por tanto, permite la transmitancia térmica del calor generado 15 durante en funcionamiento del dispositivo hacia el disipador (3) para que pueda pasar entre los poros que pueda haber entre dicho disipador (3) incrementando y potenciando dicha disipación.
Sobre dicha base de (207) recubierta en plata (206) se disponen una o varias líneas en serie (500) donde, en función de la cantidad de líneas que se dispongan sobre dicha base, se 20 pueden obtener diferentes potencias para los microled de alta eficiencia.
Dichas líneas en serie disponen de varios diodos de iluminación (201) cada una, preferiblemente 10 o más, dispuestos para generar como mínimo 5W de potencia y están compuestos por Nitruro de Galio (GaN) (202) y Zafiro (Al2O3) (203) que son materiales semiconductores dispuestos sobre la placa de cobre (207).
25 De forma preferida habrá al menos 3 líneas en paralelo con conexión en cada línea de 10 diodos en serie para generar al menos 5W de potencia que es el microled de menor potencia.
Dichos diodos (500) se encuentran conexionados entre ellos con hilo de oro en forma multifilar (204) generando una malla para su alta resistencia y flexibilidad. Dichas líneas se 30 alimentan, durante el funcionamiento, en corriente continua, de forma preferida con un voltaje de 32VDC para un correcto funcionamiento. Al aplicar esta tensión, en función de la potencia, se produce una intensidad de corriente que hace que a través de estas líneas
pasen cientos de miliamperios, siendo en cada línea la intensidad en cualquier caso inferior a los 500 mA, lo cual convierte a los elementos semiconductores en micropuntos luminosos dentro del conjunto del microled de alta eficiencia.
Otra particularidad del dispositivo es que dentro de cada uno de los diodos hay una 5 conexión en paralelo para que en caso de que uno de los diodos sufriese una perturbación, la línea que conecta los diodos entre sí siguiese operativa y en funcionamiento al dejar pasar la intensidad de corriente y además de seguir absorbiendo intensidad lo cual no repercute indirectamente en el correcto funcionamiento del microled y presenta una sustancial ventaja sobre la tecnología led anteriormente mencionada, cuyas conexiones en 10 línea no permiten esta distinción y hace que las placas se quemen, impidiendo que los diodos estropeados absorban la intensidad y con ello el correcto funcionamiento de la placa. Las líneas de conexión transportan la intensidad de corriente de positivo a negativo, uniéndose una o varias líneas para conformar, en serie para conseguir el voltaje y luego en paralelo para conseguir los watios, la conexión final que necesita de los 32VDC.
15 El recubrimiento de polímero (100), que además de poder ir serigrafiada con la marca de la empresa fabricante, y también incorpora un marcado de seguridad que indica las conexiones que deben hacerse en el microled de alta eficiencia en los polos positivo, representado por un +, y negativo, representado por un -.
El microled de alta eficiencia se complementa a través de una lente divergente (2) que 20 preferiblemente puede ser de vidrio (borosilicato), de cristal o de silicona (SIO3), la cual le confiere, en función del tipo de lente a utilizar (A, B, B1, C, D, E, F, G y H) una dispersión de la luz, modificando su apertura de los 120° del microled a oscilar, en función de cada lente a utilizar, entre los 50° hasta los 175° de apertura, siguiendo el principio de poderse utilizar en las luminarias, sin generar contaminación lumínica directa hacia el hemisferio superior. En la 25 figura 5 se muestran distintos modelos de lentes preferidas para ser usadas de forma conjunta con dicho microled de alta eficaccia.
De forma preferida, en el caso de que dicha lente sea de borosilicato, presenta un 96% de pureza.
REIVINDICACIONES
1. Dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia (1) caracterizado porque comprende
- una base de cobre (207) recubierta en plata (206),
5 - una resina fluorescente (209) sobre dicha base de cobre (207) dispuesta para
generar diferentes temperaturas de color,
- un recubrimiento de polímero (100) de dicha base de cobre (207)
donde dicho recubrimiento de polímero (100) presenta dos puntos de conexión 10 diferentes (300) a dicha base de cobre (207), polos positivo y negativo, y dos agujeros
dispuestos para pasar cables hacia la parte de atrás del microled y poder conectarlos a la toma de tensión y donde presenta cuatro agujeros para permitir la sujeción de dicho microled a un soporte,
15 y donde sobre dicha base de cobre (207) se disponen un conjunto de diodos (500),
donde dichos diodos está conexionados entre ellos con hilo de oro en forma mulfiliar (204) del tal forma que se conectan en varias líneas en serie para conseguir voltaje y estas líneas en paralelo para alcanzar los vatios necesarios para su funcionamiento una vez conectado dicho microled (1) a la red eléctrica.
20
2. Dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia según la reivindicación 1 caracterizado porque al menos hay 3 de dichas líneas en paralelo.
3. Dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia según la reivindicación 2 caracterizado porque cada una de dichas líneas en paralelo conectan
25 al menos 10 diodos de iluminación en serie dispuesto, el conjunto total de diodos de
todas las líneas, para generar al menos 5 W de potencia.
4. Dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia según la reivindicación 1 caracterizado porque dichos diodos (201) están compuestos por Nitruro de Galio (GaN) (202) y Zafiro (Al2O3) (203) dispuestos sobre la pletina de
30 cobre (207).
5. Dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia según la

Claims (7)

  1. reivindicación 1 caracterizado porque la tensión de funcionamiento que se aplica sobre dichos cables de cobre para alimentar dichos diodos es una corriente continua con un voltaje de 32VDC.
  2. 6. Dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia según la
    5 reivindicación 1 caracterizado porque dicho microled está dispuesto para aportar una
    temperatura de color de entre 1.800K hasta los 5.500K.
  3. 7. Dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia según la reivindicación 6 caracterizado porque dichas temperaturas de color de dicho microled son 1.800K, 2.400K, 3.000K, 3.800K, 4.500K o 5.500K.
    10 8. Dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia según la
    reivindicación 1 caracterizado porque el modo de emisión de dicho microled es en 120° de apertura de la luz, generando una espectro visible entre los 380 y los 800nm.
  4. 9. Dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia según la reivindicación 1 caracterizado porque dicho recubrimiento de polímero incorpora un 15 marcado de seguridad que indica las conexiones que deben hacerse en dicho microled
    de alta eficiencia en los polos positivo, representado por un +, y negativo, representado por un -.
    20
  5. 10. Dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia según la reivindicación 1 caracterizado porque adicionalmente incorpora una lente divergente (2).
  6. 11. Dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia según la reivindicación 10 caracterizado porque dicha lente divergente (2) es de vidrio, de cristal o de silicona.
    25
  7. 12. Dispositivo emisor de luz para luminarias con microled de alta eficiencia según la reivindicación 10 caracterizado porque dicha lente está realizada en borosilicado con un 96% de pureza.
    1
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