Led裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種LED裝置（20），其包括至少一個第一和第二LED鏈（K1；K2），它們分別具有第一和第二數(shù)量的LED（11），這些LED布置在至少一個第一安置面（26a；26b）上。此外，LED裝置（20）具有電路布置（10），用于將第一或第二LED鏈（K1；K2）在第一或第二時間點與提供隨著時間變化的電壓的電源（12）連接，從而在與電源（12）連接的情況下，具有第一或第二平均電流強度的電流流過第一或第二LED鏈（K1；K2），其中，第二平均電流強度至少因為第一和第二時間點的區(qū)別而不同于第一平均電流強度。此外，第一和第二LED鏈（K1；K2）的LED（11）根據(jù)預定的準則取決于它們的平均電流強度來布置。
【專利說明】LED裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種根據(jù)權利要求1的前序部分所述的LED裝置。
【背景技術】
[0002]由現(xiàn)有技術中公知許多LED裝置，其中，串聯(lián)的LED直接在交流電壓網(wǎng)上運行。這導致了對LED進行強烈的光調制，這會有損這種LED裝置的外觀。此外，LED的這種運行方式能效很低。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于，提供一種盡可能高能效的LED裝置，借助它能夠同時避免影響LED裝置的外觀。該目的通過具有權利要求1所述特征的LED裝置來實現(xiàn)。
[0004]特別有利的設計方案能在從屬權利要求中得出。
[0005]根據(jù)本實用新型的LED裝置包括至少一個具有串聯(lián)的第一數(shù)量的LED的第一 LED鏈，和至少一個具有串聯(lián)的第二數(shù)量的LED的第二 LED鏈，并且包括電路布置，借助它能夠將第一和第二 LED鏈與電源連接。此外，這些LED至少有一部分布置在至少一個第一安置面上。此外，電路布置設計為使得第一 LED鏈和第二 LED鏈能夠分別與電源連接，并且能夠與該電源分離，其中，第一 LED鏈能夠在第一時間點與電源連接，第二 LED鏈能夠在第二時間點與電源連接，其中，第一時間點不同于第二時間點。此外，電路布置設計為使得在LED裝置與提供隨著時間變化的電壓的電源連接時，具有第一平均電流強度的電流流過第一 LED鏈，具有第二平均電流強度的電流流過第二 LED鏈，該第二平均電流強度至少由于第一和第二時間點的區(qū)別而不同于第一平均電流強度。此外，至少一個第一和第二 LED鏈的LED根據(jù)預定準則取決于它們的平均電流強度來布置。
[0006]在此，通過電路布置實現(xiàn)LED的盡可能高能效的運行，借助該電路布置使得LED鏈能夠分別在不同的時間點與電源連接。這就提供了以下可能性，即，取決于電源的電壓高度(例如特別是整流后的正弦形式的電網(wǎng)電壓)接通并斷開LED鏈，并且因此使得在某個時間點運行的LED的數(shù)量匹配于在該時間點提供的輸入電壓。
[0007]除了該高能效的優(yōu)點之外，這樣運行LED還有以下優(yōu)點，S卩，能夠避免發(fā)生光調制、如通常當LED直接在交流電壓上運行時產(chǎn)生的LED的“閃爍”，這是因為例如在低電壓值(其可能不足以運行所有LED)時就已經(jīng)能夠運行少量的LED，因此LED至少有一部分能夠在電源正弦波(Netzsinus)的大部分周期持續(xù)時間內運行。一旦電源正弦波達到對此所需的電壓高度，就可以接通其余的LED。
[0008]然而，特別是在不同的時間點接通和斷開LED鏈會導致各個LED鏈的利用度不同，由此使得LED裝置的一些部分通電少于其他部分，特別是由此會在各個LED鏈中出現(xiàn)不同的平均電流強度，由此也可以決定了各個LED鏈內的LED的不同光密度。為了不會由此影響這種LED裝置的光學外觀，根據(jù)本實用新型還提出，這些LED根據(jù)預定準則取決于它們的平均電流強度來布置。通過在將LED布置在這個安置面或這些安置面上時考慮平均的電流強度，以特別有利的方式使得能夠在整個裝置上或者至少局部地提供非常均勻的光密度分布。
[0009]于是能夠以特別成本低廉并且簡單的方式補償各個LED鏈的不同光密度的效果，而不必通過例如電路技術上特別耗費成本、昂貴、復雜并且耗費材料的措施實現(xiàn)。此外，在LED的這種布置中提供了許多種可能性，通過它們能夠實現(xiàn)特別均勻的光密度，并且能夠根據(jù)應用場合進行調節(jié)使它們滿足理想的要求。
[0010]在本實用新型的一種有利的設計方式中，在LED布置到至少一個第一安置面上時，預定準則涉及至少一個第一和第二 LED鏈的LED的混合。通過在布置時混合各個LED鏈的LED，能夠以特別簡單的方式補償各個LED鏈的LED的光密度的區(qū)別。
[0011 ] 在此，混合設計使得至少一個第一 LED鏈的至少兩個LED分別與至少一個第二 LED鏈的至少一個LED相鄰地布置。在此可以如下地定義布置在第一 LED旁邊的第二 LED或與第一 LED相鄰的第二 LED，即，從第一 LED的角度觀察，在預定的角范圍內(例如小于180°，也就是在區(qū)間[0° ;180° ]內)的第二 LED到第一 LED的間距與在該角范圍內的其他LED至IJ第一 LED的間距相比是最小的。在LED裝置不平坦時，預定的角范圍也可以達到例如小于2π的空間角范圍，即在區(qū)間[0;2π]內。此外，預定的角范圍可以定義為關于第一和第
二LED之間的連接線對稱。
[0012]特別有利的還有一種布置方式，其中，各個LED鏈的LED在安置面上，或者例如在一種線形布置中分布在安置區(qū)域的長度上都盡可能均勻地分布。例如這樣，即，使整個安置區(qū)域上的每個長度或面積單位內的LED鏈的LED的數(shù)量都恒定。在此也提供了許多種設計可能性，它們都能夠取決于應用場合進行調整。例如，LED在這個安置面或這些安置面上的布置可以匹配于特別是各個LED鏈的LED的數(shù)量、LED鏈的數(shù)量和/或LED的類型也或者布置的理想的幾何形狀。因此，本實用新型的這種設計方式使得為許多照明目的能夠以成本特別低并且簡單的方式提供能效特別高的照明，同時亮度在整個LED裝置上都特別均勻。
[0013]在本實用新型的另一種有利的設計方案中，LED是線形地布置的，于是每個LED都分別具有最多兩個相鄰的LED。線形的LED裝置對于許多照明目的來說都特別有利。然而，正是在線形的LED裝置中，裝置的各個區(qū)域內的亮度區(qū)別特別明顯。只有通過本實用新型才實現(xiàn)也提供一種具有亮度同時均勻的、特別是高能效且成本低的LED裝置。
[0014]在本實用新型的另一種有利的設計方式中，LED裝置布置為相互之間具有相應的間距，其中，這些間距的大小確定為使得平均電流強度較大的LED到相鄰的LED的間距平均大于平均電流強度較小的LED到相鄰LED的平均間距。于是能夠如下地設定各個LED之間的間距，即，例如能夠達到光強度在每個長度單位的理想值。此外，這些間距的變化還能夠產(chǎn)生許多其他的布置可能性，通過它們特別是能夠再進一步提高亮度分布的均勻度。
[0015]在本實用新型的另一種特別有利的設計方式中，預定準則涉及分離至少一個第一和第二 LED鏈的LED。通過在布置LED時對不同LED鏈的LED進行分離或空間隔離，能夠在其中布置著某個LED鏈的LED的相應區(qū)域內實現(xiàn)均勻的亮度。這還能夠以特別有利的方式加以利用。例如，因此能夠利用在不同的布置區(qū)域內存在的不同的亮度，以實現(xiàn)LED裝置的理想的照明強度分布。在這里就不需要補償各個LED鏈的LED的光差，而是可以有針對性地為了特定的照明目的利用這些光差。這也是根據(jù)本實用新型的LED裝置的一種能效特別高、節(jié)約成本并且精巧的設計方案。[0016]在本實用新型的另一種有利的設計方式中，LED裝置具有至少一個第二安置面，其中，至少一個第一和第二安置面布置在至少一個基體上。在此，至少一個第一安置面的法向矢量在其方向上不同于至少一個第二安置面的法向矢量，其中，法向矢量的一個取向于該至少一個基體地指向。此外，分離設計使得至少一個第一 LED鏈的LED布置在至少一個第一安置面上，至少一個第二 LED鏈的LED布置在至少一個第二安置面上。
[0017]這是一種LED鏈的就其平均電流強度而言特別有利的幾何布局，因為這樣就能夠利用由于電路布置決定的各個LED鏈的不同的平均電流強度和因此造成的不同的亮度，用于例如在不同的空間方向上利用不同的照明強度實現(xiàn)理想的照明強度分布。
[0018]此外，這里還提供許多布置可能性，借助它們能夠產(chǎn)生理想的照射特性。在此，該LED裝置也可以包括兩個以上的LED鏈和/或還可以包括兩個以上的安置面。它們例如可以布置在一個基體上，但是也可以布置在多個基體上。此外還在安置面的幾何設計方面，以及還有它們相互之間的布置方面提供了許多種可能性。在這里，LED的主照射方向在其中分別布置有這些LED的區(qū)域內可以平行于安置面的法向矢量。特別是LED的主照射方向在此可以與該LED的光學軸線、LED的對稱軸線和/或LED的照明強度分布的對稱軸線相同。此外，這些LED還可以布置在電路板上，于是電路板的表面就是安置面。這是一種特別簡單的設計可能性。特別是由此能夠特別簡單地通過相應地布置安置面實現(xiàn)期望的照明強度分布。
[0019]此外還能夠通過本實用新型的這種設計方案實現(xiàn)一個很大的經(jīng)濟上的優(yōu)點，因為特別是在生產(chǎn)具有這種LED裝置的產(chǎn)品時能夠顯著節(jié)約材料和研發(fā)時間。因為提供了以下可能性，即，僅僅通過合適地布置具有不同的平均電流強度的各個LED鏈的LED就能夠在不同的空間方向上產(chǎn)生各種照明強度，而不必為此設置不同的LED。
[0020]在本實用新型的另一種有利的設計方式中，第一多數(shù)的LED在其數(shù)量上不同于第二多數(shù)的LED。于是這里也為LED裝置提供了許多種設計可能性。此外還可以通過設置多個具有不同LED數(shù)量的LED鏈，通過接通和斷開LED鏈，使在某個特定的時間點運行的LED數(shù)量很好地匹配于在這個時間點接通的電壓，由此能夠再進一步提升LED的運行能效。優(yōu)選地，第一 LED鏈具有的LED可以是第二 LED鏈的兩倍。在具有超過兩個LED鏈的LED裝置中有利的是，每兩個LED鏈的LED數(shù)量相差的倍數(shù)在1.5至2.5的范圍內，優(yōu)選地為倍數(shù)2。由此能夠能效特別高地運行這些LED。特別是在這樣確定各個LED鏈的LED的數(shù)量大小時產(chǎn)生的由電路引起的損耗特別小。
[0021]在本實用新型的另一種有利的設計方式中，第一和第二安置面相對布置使得由布置在第一安置面上的LED射出的光大部分都能夠射入第一空間角范圍內，并且由布置在第二安置面上的LED射出的光大部分都能夠射入不同于第一空間角范圍的第二空間角范圍內。于是能夠以特別簡單的方式以不同的強度照亮不同的空間角范圍。在這里也在利用各個LED鏈的不同平均電流強度的情況下提供了匹配于期望的照明強度分布的多種調整可能性。例如在照亮不同的空間角范圍時，可以將LED鏈的不同的亮度用于產(chǎn)生直接的和間接的照明效果。被照亮的空間角的大小同樣地還可以匹配于期望的要產(chǎn)生的照明效果，特別是通過合適地調整安置面的布置方式。
[0022]在本實用新型的另一種有利的設計方式中，第一和第二安置面設計為平面，并且相對置地布置在至少一個基體的兩側。這提供了一種根據(jù)本實用新型的LED裝置的特別簡單并且低成本的設計可能性，其中以特別有利的方式通過匹配于特定的要求或期望的照明強度分布。它們特別是通過各個LED鏈的平均電流強度得以確定，并且因此能夠通過使用的LED鏈的數(shù)量或某個LED鏈的LED數(shù)量適宜地發(fā)生變化。
[0023]在本實用新型的另一種有利的設計方式中，至少一個基體設計為具有底面和外殼面的錐形，并且第一安置面布置在基體的底面上，第二安置面布置在基體的外殼面上。這種設計方式例如特別好地適合用于白熾燈泡形式的LED燈具，相比布置在外殼面上的用于產(chǎn)生間接照明的LED，布置在底面上的用于產(chǎn)生直接照明的LED會具有更大的平均電流強度。
[0024]本實用新型的其他優(yōu)點、特征和細節(jié)從權利要求、以下對優(yōu)選實施方式的說明中以及借助附圖得出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]下面借助實施例更詳盡地闡述本實用新型。附圖示出:
[0026]圖1根據(jù)本實用新型的一種實施例的用于將LED鏈與電源連接的電路布置的示意圖；
[0027]圖2a根據(jù)本實用新型的一種實施例的LED裝置的第一 LED鏈借助為此設計的電路布置與正弦形式的整流的交流電壓連接和分離時隨著時間的電流變化曲線；
[0028]圖2b根據(jù)本實用新型的一種實施例的LED裝置的第二 LED鏈借助為此設計的電路布置與正弦形式的整流的交流電壓連接和分離時隨著時間的電流變化曲線；
[0029]圖2c根據(jù)本實用新型的一種實施例的LED裝置的第三LED鏈借助為此設計的電路布置與正弦形式的整流的交流電壓連接和分離時隨著時間的電流變化曲線；
[0030]圖2d根據(jù)本實用新型的一種實施例的LED裝置的第四LED鏈借助為此設計的電路布置與正弦形式的整流的交流電壓連接和分離時隨著時間的電流變化曲線；
[0031]圖3根據(jù)本實用新型的一種實施例流經(jīng)LED裝置的四個LED鏈的、通過電容器變平穩(wěn)的、隨著時間的電流變化曲線，這些LED鏈取決于電網(wǎng)正弦波的電壓高度被接通和斷開；
[0032]圖4a根據(jù)本實用新型的一種實施例的具有四個用于產(chǎn)生均勻的亮度的LED鏈的線形LED裝置的第一布置方式的表格描述；
[0033]圖4b在圖4a中表格表不的第一種布置方式的數(shù)值的圖形描述；
[0034]圖5a根據(jù)本實用新型的一種實施例的具有四個用于產(chǎn)生均勻的亮度的LED鏈的線形LED裝置的第二布置方式的表格描述；
[0035]圖5b在圖5a中表格表示的第二種布置方式的數(shù)值的圖形描述；
[0036]圖6根據(jù)本實用新型的一種實施例流經(jīng)LED裝置的三個LED鏈的、通過電容器變平穩(wěn)的、隨著時間的電流變化曲線的圖形描述，這些LED鏈取決于電網(wǎng)正弦波的電壓高度被接通和斷開；
[0037]圖7a根據(jù)本實用新型的一種實施例的具有三個用于產(chǎn)生均勻的亮度的LED鏈的線形LED裝置的一種布置方式的表格描述；
[0038]圖7b在圖7a中表格表示的這種布置方式的數(shù)值的圖形描述；
[0039]圖8根據(jù)本實用新型的一種實施例的具有兩個線形地布置在平坦的基體上的LED鏈的LED裝置的示意圖，其中，第一 LED鏈布置在第一安置面上，這個面與其上布置著第二LED鏈的第二安置面相對置；
[0040]圖9根據(jù)本實用新型的一種實施例的設計為LED燈的具有兩個LED鏈的LED裝置，其中，第一 LED鏈布置在設計為錐形的基體的底面上，第二 LED鏈布置在基體的外殼面上；以及
[0041]圖10為了提供盡可能好的光照情況的內場和外場亮度關系的示意圖。
【具體實施方式】
[0042]圖1示出根據(jù)本實用新型的第一實施例的用于將LED鏈K1，K2和K3與電源12連接的電路布置10的示意圖。在此，三個LED鏈Kl，Κ2和Κ3示意性地串聯(lián)。在此，LED鏈Κ1，Κ2和Κ3分別具有不同數(shù)量的LEDlI，其中例如第一 LED鏈Kl具有四個LEDlI，第二 LED鏈Κ2具有兩個LEDll并且第三LED鏈Κ3具有一個LEDlI。特別優(yōu)選的是，LED鏈Κ1，Κ2和Κ3具有2χη個LEDlI，其中，η是具有最少數(shù)量的LEDll的LED鏈Κ3的LEDll的數(shù)量，并且X是自然數(shù)，即特別是如下這樣，即，每兩個LED鏈Κ1，Κ2和Κ3的LEDll的數(shù)量都相差倍數(shù)
2。與每個LED鏈Kl，Κ2和Κ3并聯(lián)布置有開關SW1，SW2和SW3，借助其能夠將相應的LED鏈Κ1，Κ2和Κ3與電源12連接，并且與電源12分離。特別是通過合閉開關SW1，SW2或SW3達到橋接與之并列布置的LED鏈Κ1，Κ2和Κ3的效果。電源12例如可以是正弦形式的交流電壓源，其后面連接有整流電路13。
[0043]所示的電路布置10在此示出電路布置的原理簡圖，借助該電路布置能夠取決于電網(wǎng)正弦波的電壓高度接通或斷開各個LED鏈Κ1，Κ2和Κ3。這類電路布置10在相同 申請人:的官方申請?zhí)枮?DE102012207456.2，DE102012207457.0 和 DE102012207454.6 的申請中描述為用于控制半導體照明元件的電路，因此可以全盤接收它們的公開內容。特別是可以將根據(jù)申請?zhí)枮镈E102012207456.2的申請的圖1至7的電路設計作為LED裝置20的電路布置10 (例如參見圖8)。
[0044]借助能夠取決于電網(wǎng)正弦波的電壓高度接通和斷開各個LED鏈Kl，Κ2和Κ3的電路布置10使得能夠以很高的能效運行LED11，因為就電網(wǎng)正弦波的振蕩周期的周期持續(xù)時間來看，大部分由電源12提供的電壓都得到利用。此外還可以設計電流調節(jié)器14，其例如與LED鏈Κ1，Κ2和Κ3串聯(lián)連接，并且在最簡單的情況下還可以設計為線形調節(jié)器。此外還可以設計電容器(未示出)，它們可以與LED鏈Kl，Κ2和Κ3并聯(lián)連接。
[0045]圖2a至2d示出根據(jù)本實用新型的一種實施例的LED裝置20的、四個分別連接、特別是串聯(lián)的LED鏈K1，K2和K3 (參見圖4a和5a)中的各一個隨著時間的電流變化曲線II，12，13和14。這些示圖應特別示例性地闡述各個LED鏈Kl，K2和K3與電源12的連接與分離。以下，第一 LED鏈Kl應該具有最多的LED11，第二 LED鏈K2少于第一 LED鏈，第三LED鏈K3少于第二 LED鏈，并且第四LED鏈K4少于第三LED鏈。優(yōu)選地，各兩個LED鏈Kl, K2，K3和K4的LEDll數(shù)量相差的倍數(shù)在1.5至2.5的范圍內，優(yōu)選地為倍數(shù)2。此外，在圖2a至2d中在X軸上表示的O至IOms的時間跨度相當于由電源12提供的正弦形式的交流電壓的半個周期持續(xù)時間，
[0046]圖2a示出第一 LED鏈Kl的隨著時間的電流變化曲線II。當電網(wǎng)正弦波的電壓值達到某個特定的、對于運行第一 LED鏈Kl的串聯(lián)的LEDll來說足夠的臨界值時，那么例如通過打開與第一 LED鏈Kl并聯(lián)連接的開關SWl將第一 LED鏈Kl與電源12連接。一旦電壓值又低于這個特定的臨界值時，就例如通過閉合開關SWl并且橋接第一 LED鏈Kl再次將第一 LED鏈Kl與電源12分離。
[0047]圖2b示出第二 LED鏈K2的隨著時間的電流變化曲線12。因為第二 LED鏈K2具有的LEDlI少于第一 LED鏈Kl，所以更少的電壓就已經(jīng)足以運行第二 LED鏈K2的LEDlI。于是這些LED在更早的時候(相對于電網(wǎng)正弦波的過零點)在電壓臨界值更小的時候已經(jīng)與電源12連接。如果整流后的電網(wǎng)正弦波的電壓值后來達到第一LED鏈Kl的臨界值，那么該LED鏈與電源12連接。與此同時，第二 LED鏈K2與電源12分離，并且僅僅在大約2.5ms時達到另一個臨界值時才再次與電源12連接。再次如下地確定該另一個臨界值的大小，即，在這個臨界值時提供的電壓要足以同時運行第一和第二 LED鏈Kl和K2的LED11。如果在大約7.3ms時又低于該另一個臨界值，那么首先將第二 LED鏈K2再次與電源12分離。如果然后在大約8.3ms時也低于第一 LED鏈Kl的臨界值時，那么將第一 LED鏈Kl與電源12分離。然而因為在大約8.3ms時的電壓足以運行第二 LED鏈K2的多個LED11，所以第二 LED鏈在這個時間點再次與電源12連接，并且在大約9.2ms低于第二 LED鏈K2的臨界值時才再次將其與電源12分離。這種連接和分離各個LED鏈Kl和K2的原理現(xiàn)在可以利用第三和第四LED鏈K3和K4以類似的方式繼續(xù)進行下去。
[0048]圖2c示出第三LED鏈K3的隨著時間的電流變化曲線13。第三LED鏈又可以在比第二 LED鏈K2更早的時間點、也就是在電壓臨界值還更小的情況下與電源12連接。如果電壓然后在大約0.8ms時足以運行第二 LED鏈K2，那么第三LED鏈K3又與電源12分離。如果然后電壓在大約1.2ms時足以同時運行第二和第三LED鏈K2和K3，那么第三LED鏈K3再次與電源12連接，等等。
[0049]圖2d以類似的方式示出第三LED鏈K4的隨著時間的電流變化曲線14。此外還可以設置更多的、即超 過四個的LED鏈K1，K2，K3和K4。通過匹配于電源12的電壓高度連續(xù)不斷地連接和分離各個LED鏈Kl，Κ2，Κ3和Κ4，能夠特別高能效地運行LED11，這是因為由電源12提供的電壓在它們大部分的周期持續(xù)時間內都能夠得到利用。
[0050]圖3示出根據(jù)本實用新型的一種實施例流經(jīng)LED裝置20的四個LED鏈Κ1，Κ2，Κ3和Κ4的隨著時間的電流變化曲線的圖形描述的另一個實例，這些LED鏈取決于電網(wǎng)正弦波的電壓高度被接通和斷開。電流變化曲線II，12，13和14在此顯示出平滑的變化曲線，這是由例如可以與各個LED鏈Kl，Κ2，Κ3和Κ4并聯(lián)連接的電容器決定的。
[0051]LED裝置20在此可以包括用于將四個LED鏈Κ1，Κ2，Κ3和Κ4與電源12連接和分離的電路布置10。在這個實例中，這四個LED鏈Κ1，Κ2，Κ3和Κ4還是分別具有不同數(shù)量的LEDlI。特別是第一 LED鏈Kl包括48個LEDlI，第二 LED鏈Κ2包括24個LEDlI，第三個LED鏈Κ3包括12個LEDll并且第四個LED鏈Κ4包括6個LEDlI。在這里也取決于整流后的正弦輸入電壓的電壓高度接通和斷開各個LED鏈Kl，Κ2，Κ3和Κ4，正如在先前的實例中闡述的那樣。由于不同的連接時間點并且特別是還由于不同的連接持續(xù)時間以及由于與各個LED鏈Kl，Κ2，Κ3和Κ4并聯(lián)連接的電容器的不同的容量，決定了各個LED鏈Kl，Κ2，Κ3和Κ4分別具有不同的平均電流強度Tl，12, ?3和14。特別是第一 LED鏈Kl具有84mA的平均電流強度，第二 LED鏈K2具有81mA的平均電流強度，第三LED鏈K3具有73mA的平均電流強度并且第四LED鏈K4具有67mA的平均電流強度。這些值在此同樣只能理解為實例，當然根據(jù)使用的LEDll的類型、相應的LED鏈的LEDll的數(shù)量、LED鏈的數(shù)量和用于與電源12連接的電路布置10的設計方式、以及還有由電源12提供的電壓，這些值可能發(fā)生變化。
[0052]為了讓這些不同的平均電流強度?1，12,?3和?4不對LED裝置20的外觀產(chǎn)生不利影響，根據(jù)本實用新型提出，在LEDll布置在一個或多個安置面26a和/或26b (參見圖8)上時要考慮到這些區(qū)別。在此，根據(jù)預定準則實現(xiàn)布置，該準則例如可以涉及各個LED鏈K1，K2，K3和Κ4的LEDll的混合，和/或還涉及取決于它們的平均電流強度Tl，12, Τ3和
?4分離各個LED鏈Kl，Κ2，Κ3和Κ4的LEDl I。通過混合LEDl I能夠實現(xiàn)亮度在整個LED裝置20上的均勻度非常高，而通過分離LEDll能夠在相應的安置區(qū)域內提供均勻的亮度，其中，各個區(qū)域內的亮度彼此不同，并且因此能夠通過合適地相對布置這些區(qū)域或通過合適地設計安置面26a和26b的幾何形狀，能夠有目的性地為了產(chǎn)生期望的照明強度分布而利用這些區(qū)別。
[0053]現(xiàn)在緊接著借助在線形LED裝置20的情況下特別有利的布置方式更詳盡地闡述各個LED鏈K1，K2，K3和K4的LEDll的混合。在圖3中，除了各個LED鏈Κ1，Κ2，Κ3和Κ4的電流變化曲線11，12，13和14以外，還額外地示出了所有LED鏈Kl，Κ2，Κ3和Κ4的平均電流強度 ΙΜ，即 Im= (48.11+24.12+12.13+6.14): (48+24+12+6)，同時平均值為 TVI=80.6mA。
現(xiàn)在為了在LEDll的線形布局時獲得在LED裝置20的整個縱向上的均勻亮度，有必要相應有意義地分配這些LED11。當在線形布置的各個縱向部段內，這些部段內的平均亮度與整個布置的平均亮度的偏差最小時，或者至少盡可能小時，則就是這種情況。為了能夠實現(xiàn)盡可能好的均勻度，例如可以根據(jù)像圖4a和4b中所示的樣式布置這些LED11。
[0054]圖4a示出根 據(jù)本實用新型的一種實施例的具有四個用于產(chǎn)生均勻亮度的LED鏈K1，K2，K3和Κ4的線形LED裝置20的第一布置方式的表格描述。其中，表格的第一列提供線形布置的一個LEDll的位置索引X，也就是說這個LEDll在線形布置中布置在第幾個位置上。第二列表示四個LED鏈Kl至Κ4的LED鏈編號η，也就是η=1，…，4。第三列提供鏈編號為η的LED鏈Kn的平均電流強度In。于是根據(jù)圖表如下地布置這些LEDll:第一 LED鏈Kl的一個LEDll布置在第一位置上，第三LED鏈Κ3的一個LEDll布置在第二位置上，第一 LED鏈Kl的一個LEDll布置在第三位置上，第二 LED鏈Κ2的一個LEDll布置在第四位置上，等等。第四列還提供關于5個相互并排布置的LEDll上的電流強度的平均值Μ5。也就是說，例如在位置x=6上，這個值是由在位置4，5，6，7和8上的平均電流強度?η的總和除以5得出的。第五和第六列分別提供關于在7或9個相鄰的LEDll上的電流強度的平均值Μ7和Μ9。假設經(jīng)過某個LEDll的電流強度In、并且特別也是平均電流強度In，差不多與LEDll的光流成比例，那么從表格中能夠看出，該LED裝置20在整個布置上顯示出亮度的高均勻性，這是因為對于所有觀察的區(qū)域來說，5個、7個或9個LEDll的電流強度的平均值Μ5，Μ7或Μ9都僅僅略微地偏差于所有LED鏈Kl，Κ2，Κ3和Κ4的平均電流強度的平均值
?Μ=80.6ηιΑ。位置索引X在表格中僅示出直至位置15，然而這種布置方式周期性地繼續(xù)，也就是說，位置16相當于位置1，位置17相當于位置2，等等。
[0055]總共90個LEDll根據(jù)在表格中所示樣式的布置在圖4b中再次用圖形表示出。在此，X軸相當于位置索引X，并且y軸相當于電流強度。此外，在圖表中一方面標明了相應的LED鏈K1，K2，K3和K4的平均電流強度?1，12, Τ3和14，在這些LED鏈中有一個LEDll布
置在位置X上。另一方面在位置X上還分別標出了 5個、7個和9個LEDll的電流強度的平均值M5，M7和M9。也就是對應圖4a中的表格的第一列標出了圖4a中的表格的第3列、4列、5列和6列。從這種圖形標注中也能夠很好地看出，對于所有觀察的區(qū)域來說，在5個、7個或9個LEDlI上的電流強度的平均值M5，M7或M9都僅僅略微地偏差于所有LED鏈Kl，
K2，K3和K4的平均電流強度的平均值?μ=80.6mΑ，并且因此提供了一種亮度在整個布置
上的均勻度很高的LED裝置20。
[0056]圖5a以類似于圖4a的方式示出根據(jù)本實用新型的一種實施例的具有四個用于產(chǎn)生均勻的亮度的LED鏈Kl，K2，K3和K4的線形LED裝置20的第二布置方式的表格描述。在此還是在表格的第一列中提供相應的LEDll的位置索引X，在第二列中提供該LEDl I所屬的LED鏈Kn的鏈編號n，在第三列中提供相應的LED鏈Kn的平均電流強度In，并且在第5至7列中分別提供在5個、7個或9個相鄰的LEDll上的電流強度的平均值M5，M7或M9。
[0057]同樣類似于圖4b，圖5b示出在圖5a中表格表示的第二種布置方式的數(shù)值的圖形描述。同樣在這個實例中不僅能夠從圖5a中的表格中還能夠從圖5b中的圖形標注中看出，通過混合LEDll使得對于所有觀察的區(qū)域來說，在5個、7個或9個LEDll上的電流強度的平均值M5，M7或M9都僅略微偏差于所有LED鏈Kl，K2，K3和K4的平均電流強度的平均值 Im =80.6mA,并且因此也通過這種布置方式提供一種亮度在整個布置上的均勻度非常高
的LED裝置20。
[0058]在此這樣設計根據(jù)圖4a，4b，5a和5b的布置，即位置x的總數(shù)在這些實例中是90，它們被劃分成子區(qū)域，特別是劃分成正好與具有最少LED數(shù)量的LED鏈K4所具有的LEDll一樣多，從而在每個子區(qū)域內都布置了具有最少LEDll數(shù)量的LED鏈K4的一個LEDlI。此外，其余LED鏈Kl，K2和K3的LEDll同樣在數(shù)量上均勻地或者至少盡可能均勻地分布在這些子區(qū)域上，從而在每個子區(qū)域內布置了第一 LED鏈、第二 LED鏈、第三LED鏈的相同數(shù)量的LED11。此外對于亮度的盡可能高的均勻度而言特別有利的是，周期性地布置這些LED11，一個子區(qū)域是一個周期區(qū)間。
[0059]圖6類似于圖3示出根據(jù)本實用新型的一種實施例然而僅僅流經(jīng)LED裝置20的三個LED鏈Kl，K2和K3的、通過電容器變平穩(wěn)的、隨著時間的電流變化曲線的圖形描述，這些LED鏈同樣取決于電網(wǎng)正弦波的電壓高度被接通和斷開。在此，這種LED裝置20例如總共可以具有84個LED11，其中，第一 LED鏈Kl包括48個LEDlI，第二 LED鏈K2包括24個LEDlI，并且第三LED鏈K3包括12個LEDlI。經(jīng)過第一 LED鏈Kl的電流的平均電流強度?1在此達到84mA，經(jīng)過第二 LED鏈K2的平均電流強度?2是82mA，并且經(jīng)過第三LED鏈K3的平均電流強度?3是74mA。此外在這里還示出了所有LED鏈Kl，K2和K3的平均電流強度IM，其具有平均值為Τμ=82πιΑ。在圖7a和7b中示出了這三個LED鏈Kl，K2和K3的
LEDll的一種合適的布置方式，特別是作為線形布置，通過它能夠實現(xiàn)整個布置的亮度的特別高的均勻度。
[0060]此外，圖7a示出這種布置方式的表格描述，特別是類似于圖4a和5a中的表格，并且圖7b示出了在圖7a中用表格表示的這種布置方式的數(shù)值的圖形描述。從這些描述中也能夠看出，通過混合LED11使得對于所有觀察的區(qū)域而言，在5個、7個或9個LED 11上的電流強度的平均值M5，M7或M9都僅僅略微偏差于所有LED鏈Kl，K2和K3的平均電流強度的
平均值IM=82mA，于是也通過這種布置方式提供了一種亮度在整個布置上的均勻度非常
高的LED裝置20。
[0061]圖8示出一種LED裝置20，其具有兩個LED鏈Kl和K2的、線形地布置在平坦的基體22上的LED11。LEDll布置在其上的兩個安置面26a和26b在此同樣設計為平面，并且布置在基體22的相對置的兩側，使得第一 LED鏈Kl的LEDll的主照射方向與第二 LED鏈K2的LEDll的主照射方向相反。此外，這些安置面可以由上面布置著LEDll的LED電路板的表面構成。
[0062]LED裝置20在此可以包括電路布置10，借助它能夠將第一和第二 LED鏈Kl和K2與電源12連接，特別是與正弦形式的交流電壓源連接。此外，這樣設計該電路布置10，SP，第一 LED鏈Kl和第二 LED鏈2能夠在不同的時間點與電源12連接，從而能夠盡可能有效地運行LED11。特別是電路布置10在此同樣可以設計用于將也多個LED鏈相互接通，并且分別取決于電網(wǎng)正弦波的電壓高度將它們進行接通和斷開。此外，LED鏈Kl和K2可以具有不同數(shù)量的LED11。取決于相應的LED鏈Kl和K2的不同的連接持續(xù)時間和時間點，使得LED鏈Kl和K2具有不同的平均電流強度?1和?2，并且相應地也具有不同的亮度。該效果現(xiàn)在能被完全有目的性地加以利用，例如用于實現(xiàn)期竄的照明分布。在這個實例中，LED裝置20能夠這樣布置在一個空間內，即，平均電流強度12較小的LED鏈K2的LEDll在其主照射方向上朝向空間的遮蓋體27，并且平均電流強度?1較大的LED鏈Kl的LEDll在其主照射方向上朝向有效面(NutZebene)28。于是，功率較大的LED鏈Kl就可以用于直接為有效面28照明，并 且功率較小的LED鏈K2可以用于產(chǎn)生間接的照明。通過根據(jù)負荷率和流明輸出和在基體22上的相應分布分類或分離LED鏈Kl和K2，能夠以特別有利的方式利用各個LED鏈Kl和K2的不同的電流強度?1和?2的由電路決定的效果。特別是可以將LED裝置20的各個區(qū)域的亮度、如在這里例如是兩個安置面26a和26b的亮度的不均勻性用于不同的照明目的，例如用于直接和間接照明。在此也可以設置兩個以上的LED鏈Kl和K2，它們在運行時分別具有不同的平均電流強度。其中，可以這樣設計上面安置著LED鏈Kl和K2的LEDll的安置面26a和26b，即，相應的LED鏈Kl和K2的LEDll照射到相應的空間角范圍中，使得例如能夠分別以不同的強度照亮不同的空間角范圍。
[0063]圖9示出根據(jù)本實用新型的一種實施例的具有兩個LED鏈Kl和K2的設計為LED燈的LED裝置20的示意圖，其中，安置面26a上的第一 LED鏈Kl布置在設計為錐形的基體22的底面上，并且安置面26b上的第二 LED鏈K2布置在基體22的外殼面上。LED燈在此還可以包括熱管29，它連接在基體22上并且將其通過散熱體20與燈座31相連接。在燈座31和基體22的區(qū)域內可以布置電子構件32，它特別是包括電路布置10，借助該電路布置能夠將LED鏈Kl和K2與電源12連接和分離。在這個實例中，電路布置10也這樣設計，即各個LED鏈Kl和K2的連接和分離能夠取決于電源12的電壓高度實現(xiàn)，從而使得各個LED鏈Kl和K2特別是具有不同的連接持續(xù)時間、連接時間點并且在運行期間具有不同的平均電流強度?1和?2。因此造成的各個LED鏈Kl和Κ2的不同亮度在這種LED裝置20中也能夠特別有利地加以利用。例如平均電流強度Il較大的LED鏈Kl可以布置安置面26a上，該安置面布置在錐形基體22的底面上。平均電流強度12餃小的LED鏈K2相應地可以布置在安置面26b上，該安置面位于基體22的外殼面上。于是這里也可以利用各個LED鏈Kl和K2的幾何布置形狀取決于相應的平均電流強度?1和?2進行直接或間接照明。
[0064]圖8和9中的LED裝置20的另一個優(yōu)點還在于，這樣就能夠提供這樣一種直接和間接的照明，就內場和外場亮度Li和Lu而言，其滿足最優(yōu)化照明效果的要求，例如工作場所照明。在此，在圖10中示出了為了提供盡可能好的光照情況的內場和外場亮度1^和1^關系的示意圖。內場在這里是指畫面范圍的中央?yún)^(qū)域，外場是指畫面范圍的外圍區(qū)域。外場亮度Lu、內場亮度Li并且特別還有它們之間的關系在這里會影響對物體感知的質量。所以，當外場亮度Lu與內場亮度Li的比例關系大約為1:3時，實現(xiàn)了最佳的光比例。1:2或2:3的比例也表現(xiàn)了一種很好的亮度比例關系。特別是該比例關系要在1:2和1:10的范圍內。相反地，更大和更小的比例關系是不利的光照情況。通過在圖8和9中所示的布置能夠提供直接的和間接的照明，它滿足外場和內場亮度Lu和Li的比例關系的要求，并且因此負責實現(xiàn)最佳的光照 情況。
【權利要求】
1.一種LED裝置(20)，具有: -至少一個第一 LED鏈(Kl)，所述第一 LED鏈具有串聯(lián)的第一數(shù)量的LED(Il)， -至少一個第二 LED鏈(K2)，所述第二 LED鏈具有串聯(lián)的第二數(shù)量的LED(Il)， -用于將所述第一 LED鏈和所述第二 LED鏈(ΚΙ ；K2)與電源(12)連接的電路布置(10)，所述電源提供隨著時間變化的電壓， -其中，這些所述LED(Il)至少部分地布置在至少一個第一安置面(26a)上， 其特征在于， 所述電路布置(10)設計為使得所述第一 LED鏈(Kl)和所述第二 LED鏈(K2)分別能夠與所述電源(12)連接，并且能夠與所述電源(12)分離，其中，所述第一 LED鏈(Kl)能夠在第一時間點與所述電源(12)連接，并且所述第二 LED鏈(K2)能夠在第二時間點與所述電源(12)連接，其中，所述第一時間點不同于所述第二時間點， 其中，所述電路布置(10)設計為使得在所述LED裝置(20)與所述電源(12)連接的情況下，具有第一平均電流強度(?1 )的電流流過所述第一 LED鏈(Kl)，具有第二平均電流強度(?2)的電流流過所述第二 LED鏈(K2)，所述第二平均電流強度至少因為所述第一時間點和所述第二時間點的不同而與所述第一平均電流強度(Π)不同， 其中，至少一個 所述第一 LED鏈和所述第二 LED鏈(K2)的所述LED(Il)根據(jù)預定準則取決于所述第一 LED鏈和所述第二 LED鏈的平均電流強度(?1; 12) 布置。
2.根據(jù)權利要求1所述的LED裝置(20)，其特征在于，在所述LED(Il)布置到所述至少一個第一安置面上時，所述預定準則涉及至少一個所述第一 LED鏈和所述第二 LED鏈(Kl ；K2)的所述LED(Il)混合。
3.根據(jù)權利要求2所述的LED裝置(20)，其特征在于，所述混合設計使得至少一個所述第一 LED鏈(Kl)的至少兩個所述LED(Il)分別與至少一個所述第二 LED鏈(K2)的所述LED(Il)中的至少一個LED (II)相鄰地布置。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的LED裝置(20)，其特征在于，所述LED(Il)線形地布置，使得每個LED(11)分別有最多兩個相鄰的LED(Il)。
5.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的LED裝置(20)，其特征在于，所述LED(Il)布置為相互之間具有相應的間距，其中，所述間距的大小確定為使得平均電流強度(Tl； 12； 13; T4)較大的LED(Il)到相鄰的LED(Il)的間距平均大于平均電流強度(?1; 12; ?3; 14)較小的LED(Il)到相鄰的LED(Il)的平均間距。
6.根據(jù)權利要求4所述的LED裝置(20)，其特征在于，所述LED(Il)布置為相互之間具有相應的間距，其中，所述間距的大小確定為使得平均電流強度(--; 12； 13； 14)較大的LED(Il)到相鄰的LED(Il)的間距平均大于平均電流強度(--; ?2; ?3; ?4)較小的LED(Il)到相鄰的LED(Il)的平均間距。
7.根據(jù)權利要求1所述的LED裝置(20)，其特征在于，所述預定準則涉及分離至少一個所述第一 LED鏈和所述第二 LED鏈(ΚΙ ；Κ2)的所述LED(Il)。
8.根據(jù)權利要求7所述的LED裝置(20)，其特征在于，所述LED裝置(20)具有至少一個第二安置面(26b)，其中，至少一個所述第一安置面和所述第二安置面(26a;26b)布置在至少一個基體(22)上，其中，至少一個所述第一安置面(26a)的法向矢量在所述法向矢量的方向上不同于至少一個所述第二安置面(26b)的所述法向矢量，其中，所述法向矢量的取向反向于至少一個所述基體(22)地指向，并且其中，所述分離設計使得至少一個所述第一LED鏈(Kl)的所述LED(Il)布置在至少一個所述第一安置面(26a)上，并且至少一個所述第二 LED鏈(K2)的所述LED(Il)布置在至少一個所述第二安置面(26b)上。
9.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的LED裝置(20)，其特征在于，第一多數(shù)的LED(Il)在所述LED的數(shù)量上不同于第二多數(shù)的LED(Il)。
10.根據(jù)權利要求8所述的LED裝置(20)，其特征在于，第一多數(shù)的LED(Il)在所述LED的數(shù)量上不同于第二多數(shù)的LED(Il)。
11.根據(jù)權利要求8所述的LED裝置(20)，其特征在于，所述第一安置面和所述第二安置面(26a ；26b)相對布置使得由布置在所述第一安置面(26a)上的所述LED(Il)射出的光大部分都能夠射入第一空間角范圍內，并且使得能夠由布置在所述第二安置面(26b)上的所述LED(Il)射出的光大部分都能夠射入不同于所述第一空間角范圍的第二空間角范圍內。
12.根據(jù)權利要求10所述的LED裝置(20)，其特征在于，所述第一安置面和所述第二安置面(26a ；26b)相對布置使得由布置在所述第一安置面(26a)上的所述LED(Il)射出的光大部分都能夠射入第一空間角范圍內，并且使得能夠由布置在所述第二安置面(26b)上的所述LED(Il)射出的光大部分都能夠射入不同于所述第一空間角范圍的第二空間角范圍內。
13.根據(jù)權利要求8所述的LED裝置(20)，其特征在于，所述第一安置面和所述第二安置面(26a;26b)設計為平面，并且相對置地布置在至少一個所述基體(22)的兩側。
14.根據(jù)權利要求12所述的LED裝置(20)，其特征在于，所述第一安置面和所述第二安置面(26a;26b)設計為平面，并且相對置地布置在至少一個所述基體(22)的兩側。
15.根據(jù)權利要求8所述的LED裝置(20)，其特征在于，至少一個所述基體(22)設計為具有底面和外殼面的錐形，并且所述第一安置面(26a)布置在所述基體(22)的所述底面上，所述第二安置面(26b)布置在所述基體(22)的所述外殼面上。
【文檔編號】H05B37/00GK203813986SQ201320830894
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權日:2013年1月4日
【發(fā)明者】安德烈亞斯·賽德爾, 哈拉爾德·德利安 申請人:歐司朗有限公司