Led装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种LED装置（20），其包括至少一个第一和第二LED链（K1；K2），它们分别具有第一和第二数量的LED（11），这些LED布置在至少一个第一安置面（26a；26b）上。此外，LED装置（20）具有电路布置（10），用于将第一或第二LED链（K1；K2）在第一或第二时间点与提供随着时间变化的电压的电源（12）连接，从而在与电源（12）连接的情况下，具有第一或第二平均电流强度的电流流过第一或第二LED链（K1；K2），其中，第二平均电流强度至少因为第一和第二时间点的区别而不同于第一平均电流强度。此外，第一和第二LED链（K1；K2）的LED（11）根据预定的准则取决于它们的平均电流强度来布置。
【专利说明】LED装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的LED装置。
【背景技术】
[0002]由现有技术中公知许多LED装置，其中，串联的LED直接在交流电压网上运行。这导致了对LED进行强烈的光调制，这会有损这种LED装置的外观。此外，LED的这种运行方式能效很低。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于，提供一种尽可能高能效的LED装置，借助它能够同时避免影响LED装置的外观。该目的通过具有权利要求1所述特征的LED装置来实现。
[0004]特别有利的设计方案能在从属权利要求中得出。
[0005]根据本实用新型的LED装置包括至少一个具有串联的第一数量的LED的第一 LED链，和至少一个具有串联的第二数量的LED的第二 LED链，并且包括电路布置，借助它能够将第一和第二 LED链与电源连接。此外，这些LED至少有一部分布置在至少一个第一安置面上。此外，电路布置设计为使得第一 LED链和第二 LED链能够分别与电源连接，并且能够与该电源分离，其中，第一 LED链能够在第一时间点与电源连接，第二 LED链能够在第二时间点与电源连接，其中，第一时间点不同于第二时间点。此外，电路布置设计为使得在LED装置与提供随着时间变化的电压的电源连接时，具有第一平均电流强度的电流流过第一 LED链，具有第二平均电流强度的电流流过第二 LED链，该第二平均电流强度至少由于第一和第二时间点的区别而不同于第一平均电流强度。此外，至少一个第一和第二 LED链的LED根据预定准则取决于它们的平均电流强度来布置。
[0006]在此，通过电路布置实现LED的尽可能高能效的运行，借助该电路布置使得LED链能够分别在不同的时间点与电源连接。这就提供了以下可能性，即，取决于电源的电压高度(例如特别是整流后的正弦形式的电网电压)接通并断开LED链，并且因此使得在某个时间点运行的LED的数量匹配于在该时间点提供的输入电压。
[0007]除了该高能效的优点之外，这样运行LED还有以下优点，S卩，能够避免发生光调制、如通常当LED直接在交流电压上运行时产生的LED的“闪烁”，这是因为例如在低电压值(其可能不足以运行所有LED)时就已经能够运行少量的LED，因此LED至少有一部分能够在电源正弦波(Netzsinus)的大部分周期持续时间内运行。一旦电源正弦波达到对此所需的电压高度，就可以接通其余的LED。
[0008]然而，特别是在不同的时间点接通和断开LED链会导致各个LED链的利用度不同，由此使得LED装置的一些部分通电少于其他部分，特别是由此会在各个LED链中出现不同的平均电流强度，由此也可以决定了各个LED链内的LED的不同光密度。为了不会由此影响这种LED装置的光学外观，根据本实用新型还提出，这些LED根据预定准则取决于它们的平均电流强度来布置。通过在将LED布置在这个安置面或这些安置面上时考虑平均的电流强度，以特别有利的方式使得能够在整个装置上或者至少局部地提供非常均匀的光密度分布。
[0009]于是能够以特别成本低廉并且简单的方式补偿各个LED链的不同光密度的效果，而不必通过例如电路技术上特别耗费成本、昂贵、复杂并且耗费材料的措施实现。此外，在LED的这种布置中提供了许多种可能性，通过它们能够实现特别均匀的光密度，并且能够根据应用场合进行调节使它们满足理想的要求。
[0010]在本实用新型的一种有利的设计方式中，在LED布置到至少一个第一安置面上时，预定准则涉及至少一个第一和第二 LED链的LED的混合。通过在布置时混合各个LED链的LED，能够以特别简单的方式补偿各个LED链的LED的光密度的区别。
[0011 ] 在此，混合设计使得至少一个第一 LED链的至少两个LED分别与至少一个第二 LED链的至少一个LED相邻地布置。在此可以如下地定义布置在第一 LED旁边的第二 LED或与第一 LED相邻的第二 LED，即，从第一 LED的角度观察，在预定的角范围内(例如小于180°，也就是在区间[0° ;180° ]内)的第二 LED到第一 LED的间距与在该角范围内的其他LED至IJ第一 LED的间距相比是最小的。在LED装置不平坦时，预定的角范围也可以达到例如小于2π的空间角范围，即在区间[0;2π]内。此外，预定的角范围可以定义为关于第一和第
二LED之间的连接线对称。
[0012]特别有利的还有一种布置方式，其中，各个LED链的LED在安置面上，或者例如在一种线形布置中分布在安置区域的长度上都尽可能均匀地分布。例如这样，即，使整个安置区域上的每个长度或面积单位内的LED链的LED的数量都恒定。在此也提供了许多种设计可能性，它们都能够取决于应用场合进行调整。例如，LED在这个安置面或这些安置面上的布置可以匹配于特别是各个LED链的LED的数量、LED链的数量和/或LED的类型也或者布置的理想的几何形状。因此，本实用新型的这种设计方式使得为许多照明目的能够以成本特别低并且简单的方式提供能效特别高的照明，同时亮度在整个LED装置上都特别均匀。
[0013]在本实用新型的另一种有利的设计方案中，LED是线形地布置的，于是每个LED都分别具有最多两个相邻的LED。线形的LED装置对于许多照明目的来说都特别有利。然而，正是在线形的LED装置中，装置的各个区域内的亮度区别特别明显。只有通过本实用新型才实现也提供一种具有亮度同时均匀的、特别是高能效且成本低的LED装置。
[0014]在本实用新型的另一种有利的设计方式中，LED装置布置为相互之间具有相应的间距，其中，这些间距的大小确定为使得平均电流强度较大的LED到相邻的LED的间距平均大于平均电流强度较小的LED到相邻LED的平均间距。于是能够如下地设定各个LED之间的间距，即，例如能够达到光强度在每个长度单位的理想值。此外，这些间距的变化还能够产生许多其他的布置可能性，通过它们特别是能够再进一步提高亮度分布的均匀度。
[0015]在本实用新型的另一种特别有利的设计方式中，预定准则涉及分离至少一个第一和第二 LED链的LED。通过在布置LED时对不同LED链的LED进行分离或空间隔离，能够在其中布置着某个LED链的LED的相应区域内实现均匀的亮度。这还能够以特别有利的方式加以利用。例如，因此能够利用在不同的布置区域内存在的不同的亮度，以实现LED装置的理想的照明强度分布。在这里就不需要补偿各个LED链的LED的光差，而是可以有针对性地为了特定的照明目的利用这些光差。这也是根据本实用新型的LED装置的一种能效特别高、节约成本并且精巧的设计方案。[0016]在本实用新型的另一种有利的设计方式中，LED装置具有至少一个第二安置面，其中，至少一个第一和第二安置面布置在至少一个基体上。在此，至少一个第一安置面的法向矢量在其方向上不同于至少一个第二安置面的法向矢量，其中，法向矢量的一个取向于该至少一个基体地指向。此外，分离设计使得至少一个第一 LED链的LED布置在至少一个第一安置面上，至少一个第二 LED链的LED布置在至少一个第二安置面上。
[0017]这是一种LED链的就其平均电流强度而言特别有利的几何布局，因为这样就能够利用由于电路布置决定的各个LED链的不同的平均电流强度和因此造成的不同的亮度，用于例如在不同的空间方向上利用不同的照明强度实现理想的照明强度分布。
[0018]此外，这里还提供许多布置可能性，借助它们能够产生理想的照射特性。在此，该LED装置也可以包括两个以上的LED链和/或还可以包括两个以上的安置面。它们例如可以布置在一个基体上，但是也可以布置在多个基体上。此外还在安置面的几何设计方面，以及还有它们相互之间的布置方面提供了许多种可能性。在这里，LED的主照射方向在其中分别布置有这些LED的区域内可以平行于安置面的法向矢量。特别是LED的主照射方向在此可以与该LED的光学轴线、LED的对称轴线和/或LED的照明强度分布的对称轴线相同。此外，这些LED还可以布置在电路板上，于是电路板的表面就是安置面。这是一种特别简单的设计可能性。特别是由此能够特别简单地通过相应地布置安置面实现期望的照明强度分布。
[0019]此外还能够通过本实用新型的这种设计方案实现一个很大的经济上的优点，因为特别是在生产具有这种LED装置的产品时能够显著节约材料和研发时间。因为提供了以下可能性，即，仅仅通过合适地布置具有不同的平均电流强度的各个LED链的LED就能够在不同的空间方向上产生各种照明强度，而不必为此设置不同的LED。
[0020]在本实用新型的另一种有利的设计方式中，第一多数的LED在其数量上不同于第二多数的LED。于是这里也为LED装置提供了许多种设计可能性。此外还可以通过设置多个具有不同LED数量的LED链，通过接通和断开LED链，使在某个特定的时间点运行的LED数量很好地匹配于在这个时间点接通的电压，由此能够再进一步提升LED的运行能效。优选地，第一 LED链具有的LED可以是第二 LED链的两倍。在具有超过两个LED链的LED装置中有利的是，每两个LED链的LED数量相差的倍数在1.5至2.5的范围内，优选地为倍数2。由此能够能效特别高地运行这些LED。特别是在这样确定各个LED链的LED的数量大小时产生的由电路引起的损耗特别小。
[0021]在本实用新型的另一种有利的设计方式中，第一和第二安置面相对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够射入第一空间角范围内，并且由布置在第二安置面上的LED射出的光大部分都能够射入不同于第一空间角范围的第二空间角范围内。于是能够以特别简单的方式以不同的强度照亮不同的空间角范围。在这里也在利用各个LED链的不同平均电流强度的情况下提供了匹配于期望的照明强度分布的多种调整可能性。例如在照亮不同的空间角范围时，可以将LED链的不同的亮度用于产生直接的和间接的照明效果。被照亮的空间角的大小同样地还可以匹配于期望的要产生的照明效果，特别是通过合适地调整安置面的布置方式。
[0022]在本实用新型的另一种有利的设计方式中，第一和第二安置面设计为平面，并且相对置地布置在至少一个基体的两侧。这提供了一种根据本实用新型的LED装置的特别简单并且低成本的设计可能性，其中以特别有利的方式通过匹配于特定的要求或期望的照明强度分布。它们特别是通过各个LED链的平均电流强度得以确定，并且因此能够通过使用的LED链的数量或某个LED链的LED数量适宜地发生变化。
[0023]在本实用新型的另一种有利的设计方式中，至少一个基体设计为具有底面和外壳面的锥形，并且第一安置面布置在基体的底面上，第二安置面布置在基体的外壳面上。这种设计方式例如特别好地适合用于白炽灯泡形式的LED灯具，相比布置在外壳面上的用于产生间接照明的LED，布置在底面上的用于产生直接照明的LED会具有更大的平均电流强度。
[0024]本实用新型的其他优点、特征和细节从权利要求、以下对优选实施方式的说明中以及借助附图得出。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]下面借助实施例更详尽地阐述本实用新型。附图示出:
[0026]图1根据本实用新型的一种实施例的用于将LED链与电源连接的电路布置的示意图；
[0027]图2a根据本实用新型的一种实施例的LED装置的第一 LED链借助为此设计的电路布置与正弦形式的整流的交流电压连接和分离时随着时间的电流变化曲线；
[0028]图2b根据本实用新型的一种实施例的LED装置的第二 LED链借助为此设计的电路布置与正弦形式的整流的交流电压连接和分离时随着时间的电流变化曲线；
[0029]图2c根据本实用新型的一种实施例的LED装置的第三LED链借助为此设计的电路布置与正弦形式的整流的交流电压连接和分离时随着时间的电流变化曲线；
[0030]图2d根据本实用新型的一种实施例的LED装置的第四LED链借助为此设计的电路布置与正弦形式的整流的交流电压连接和分离时随着时间的电流变化曲线；
[0031]图3根据本实用新型的一种实施例流经LED装置的四个LED链的、通过电容器变平稳的、随着时间的电流变化曲线，这些LED链取决于电网正弦波的电压高度被接通和断开；
[0032]图4a根据本实用新型的一种实施例的具有四个用于产生均匀的亮度的LED链的线形LED装置的第一布置方式的表格描述；
[0033]图4b在图4a中表格表不的第一种布置方式的数值的图形描述；
[0034]图5a根据本实用新型的一种实施例的具有四个用于产生均匀的亮度的LED链的线形LED装置的第二布置方式的表格描述；
[0035]图5b在图5a中表格表示的第二种布置方式的数值的图形描述；
[0036]图6根据本实用新型的一种实施例流经LED装置的三个LED链的、通过电容器变平稳的、随着时间的电流变化曲线的图形描述，这些LED链取决于电网正弦波的电压高度被接通和断开；
[0037]图7a根据本实用新型的一种实施例的具有三个用于产生均匀的亮度的LED链的线形LED装置的一种布置方式的表格描述；
[0038]图7b在图7a中表格表示的这种布置方式的数值的图形描述；
[0039]图8根据本实用新型的一种实施例的具有两个线形地布置在平坦的基体上的LED链的LED装置的示意图，其中，第一 LED链布置在第一安置面上，这个面与其上布置着第二LED链的第二安置面相对置；
[0040]图9根据本实用新型的一种实施例的设计为LED灯的具有两个LED链的LED装置，其中，第一 LED链布置在设计为锥形的基体的底面上，第二 LED链布置在基体的外壳面上；以及
[0041]图10为了提供尽可能好的光照情况的内场和外场亮度关系的示意图。
【具体实施方式】
[0042]图1示出根据本实用新型的第一实施例的用于将LED链K1，K2和K3与电源12连接的电路布置10的示意图。在此，三个LED链Kl，Κ2和Κ3示意性地串联。在此，LED链Κ1，Κ2和Κ3分别具有不同数量的LEDlI，其中例如第一 LED链Kl具有四个LEDlI，第二 LED链Κ2具有两个LEDll并且第三LED链Κ3具有一个LEDlI。特别优选的是，LED链Κ1，Κ2和Κ3具有2χη个LEDlI，其中，η是具有最少数量的LEDll的LED链Κ3的LEDll的数量，并且X是自然数，即特别是如下这样，即，每两个LED链Κ1，Κ2和Κ3的LEDll的数量都相差倍数
2。与每个LED链Kl，Κ2和Κ3并联布置有开关SW1，SW2和SW3，借助其能够将相应的LED链Κ1，Κ2和Κ3与电源12连接，并且与电源12分离。特别是通过合闭开关SW1，SW2或SW3达到桥接与之并列布置的LED链Κ1，Κ2和Κ3的效果。电源12例如可以是正弦形式的交流电压源，其后面连接有整流电路13。
[0043]所示的电路布置10在此示出电路布置的原理简图，借助该电路布置能够取决于电网正弦波的电压高度接通或断开各个LED链Κ1，Κ2和Κ3。这类电路布置10在相同 申请人:的官方申请号为 DE102012207456.2，DE102012207457.0 和 DE102012207454.6 的申请中描述为用于控制半导体照明元件的电路，因此可以全盘接收它们的公开内容。特别是可以将根据申请号为DE102012207456.2的申请的图1至7的电路设计作为LED装置20的电路布置10 (例如参见图8)。
[0044]借助能够取决于电网正弦波的电压高度接通和断开各个LED链Kl，Κ2和Κ3的电路布置10使得能够以很高的能效运行LED11，因为就电网正弦波的振荡周期的周期持续时间来看，大部分由电源12提供的电压都得到利用。此外还可以设计电流调节器14，其例如与LED链Κ1，Κ2和Κ3串联连接，并且在最简单的情况下还可以设计为线形调节器。此外还可以设计电容器(未示出)，它们可以与LED链Kl，Κ2和Κ3并联连接。
[0045]图2a至2d示出根据本实用新型的一种实施例的LED装置20的、四个分别连接、特别是串联的LED链K1，K2和K3 (参见图4a和5a)中的各一个随着时间的电流变化曲线II，12，13和14。这些示图应特别示例性地阐述各个LED链Kl，K2和K3与电源12的连接与分离。以下，第一 LED链Kl应该具有最多的LED11，第二 LED链K2少于第一 LED链，第三LED链K3少于第二 LED链，并且第四LED链K4少于第三LED链。优选地，各两个LED链Kl, K2，K3和K4的LEDll数量相差的倍数在1.5至2.5的范围内，优选地为倍数2。此外，在图2a至2d中在X轴上表示的O至IOms的时间跨度相当于由电源12提供的正弦形式的交流电压的半个周期持续时间，
[0046]图2a示出第一 LED链Kl的随着时间的电流变化曲线II。当电网正弦波的电压值达到某个特定的、对于运行第一 LED链Kl的串联的LEDll来说足够的临界值时，那么例如通过打开与第一 LED链Kl并联连接的开关SWl将第一 LED链Kl与电源12连接。一旦电压值又低于这个特定的临界值时，就例如通过闭合开关SWl并且桥接第一 LED链Kl再次将第一 LED链Kl与电源12分离。
[0047]图2b示出第二 LED链K2的随着时间的电流变化曲线12。因为第二 LED链K2具有的LEDlI少于第一 LED链Kl，所以更少的电压就已经足以运行第二 LED链K2的LEDlI。于是这些LED在更早的时候(相对于电网正弦波的过零点)在电压临界值更小的时候已经与电源12连接。如果整流后的电网正弦波的电压值后来达到第一LED链Kl的临界值，那么该LED链与电源12连接。与此同时，第二 LED链K2与电源12分离，并且仅仅在大约2.5ms时达到另一个临界值时才再次与电源12连接。再次如下地确定该另一个临界值的大小，即，在这个临界值时提供的电压要足以同时运行第一和第二 LED链Kl和K2的LED11。如果在大约7.3ms时又低于该另一个临界值，那么首先将第二 LED链K2再次与电源12分离。如果然后在大约8.3ms时也低于第一 LED链Kl的临界值时，那么将第一 LED链Kl与电源12分离。然而因为在大约8.3ms时的电压足以运行第二 LED链K2的多个LED11，所以第二 LED链在这个时间点再次与电源12连接，并且在大约9.2ms低于第二 LED链K2的临界值时才再次将其与电源12分离。这种连接和分离各个LED链Kl和K2的原理现在可以利用第三和第四LED链K3和K4以类似的方式继续进行下去。
[0048]图2c示出第三LED链K3的随着时间的电流变化曲线13。第三LED链又可以在比第二 LED链K2更早的时间点、也就是在电压临界值还更小的情况下与电源12连接。如果电压然后在大约0.8ms时足以运行第二 LED链K2，那么第三LED链K3又与电源12分离。如果然后电压在大约1.2ms时足以同时运行第二和第三LED链K2和K3，那么第三LED链K3再次与电源12连接，等等。
[0049]图2d以类似的方式示出第三LED链K4的随着时间的电流变化曲线14。此外还可以设置更多的、即超 过四个的LED链K1，K2，K3和K4。通过匹配于电源12的电压高度连续不断地连接和分离各个LED链Kl，Κ2，Κ3和Κ4，能够特别高能效地运行LED11，这是因为由电源12提供的电压在它们大部分的周期持续时间内都能够得到利用。
[0050]图3示出根据本实用新型的一种实施例流经LED装置20的四个LED链Κ1，Κ2，Κ3和Κ4的随着时间的电流变化曲线的图形描述的另一个实例，这些LED链取决于电网正弦波的电压高度被接通和断开。电流变化曲线II，12，13和14在此显示出平滑的变化曲线，这是由例如可以与各个LED链Kl，Κ2，Κ3和Κ4并联连接的电容器决定的。
[0051]LED装置20在此可以包括用于将四个LED链Κ1，Κ2，Κ3和Κ4与电源12连接和分离的电路布置10。在这个实例中，这四个LED链Κ1，Κ2，Κ3和Κ4还是分别具有不同数量的LEDlI。特别是第一 LED链Kl包括48个LEDlI，第二 LED链Κ2包括24个LEDlI，第三个LED链Κ3包括12个LEDll并且第四个LED链Κ4包括6个LEDlI。在这里也取决于整流后的正弦输入电压的电压高度接通和断开各个LED链Kl，Κ2，Κ3和Κ4，正如在先前的实例中阐述的那样。由于不同的连接时间点并且特别是还由于不同的连接持续时间以及由于与各个LED链Kl，Κ2，Κ3和Κ4并联连接的电容器的不同的容量，决定了各个LED链Kl，Κ2，Κ3和Κ4分别具有不同的平均电流强度Tl，12, ?3和14。特别是第一 LED链Kl具有84mA的平均电流强度，第二 LED链K2具有81mA的平均电流强度，第三LED链K3具有73mA的平均电流强度并且第四LED链K4具有67mA的平均电流强度。这些值在此同样只能理解为实例，当然根据使用的LEDll的类型、相应的LED链的LEDll的数量、LED链的数量和用于与电源12连接的电路布置10的设计方式、以及还有由电源12提供的电压，这些值可能发生变化。
[0052]为了让这些不同的平均电流强度?1，12,?3和?4不对LED装置20的外观产生不利影响，根据本实用新型提出，在LEDll布置在一个或多个安置面26a和/或26b (参见图8)上时要考虑到这些区别。在此，根据预定准则实现布置，该准则例如可以涉及各个LED链K1，K2，K3和Κ4的LEDll的混合，和/或还涉及取决于它们的平均电流强度Tl，12, Τ3和
?4分离各个LED链Kl，Κ2，Κ3和Κ4的LEDl I。通过混合LEDl I能够实现亮度在整个LED装置20上的均匀度非常高，而通过分离LEDll能够在相应的安置区域内提供均匀的亮度，其中，各个区域内的亮度彼此不同，并且因此能够通过合适地相对布置这些区域或通过合适地设计安置面26a和26b的几何形状，能够有目的性地为了产生期望的照明强度分布而利用这些区别。
[0053]现在紧接着借助在线形LED装置20的情况下特别有利的布置方式更详尽地阐述各个LED链K1，K2，K3和K4的LEDll的混合。在图3中，除了各个LED链Κ1，Κ2，Κ3和Κ4的电流变化曲线11，12，13和14以外，还额外地示出了所有LED链Kl，Κ2，Κ3和Κ4的平均电流强度 ΙΜ，即 Im= (48.11+24.12+12.13+6.14): (48+24+12+6)，同时平均值为 TVI=80.6mA。
现在为了在LEDll的线形布局时获得在LED装置20的整个纵向上的均匀亮度，有必要相应有意义地分配这些LED11。当在线形布置的各个纵向部段内，这些部段内的平均亮度与整个布置的平均亮度的偏差最小时，或者至少尽可能小时，则就是这种情况。为了能够实现尽可能好的均匀度，例如可以根据像图4a和4b中所示的样式布置这些LED11。
[0054]图4a示出根 据本实用新型的一种实施例的具有四个用于产生均匀亮度的LED链K1，K2，K3和Κ4的线形LED装置20的第一布置方式的表格描述。其中，表格的第一列提供线形布置的一个LEDll的位置索引X，也就是说这个LEDll在线形布置中布置在第几个位置上。第二列表示四个LED链Kl至Κ4的LED链编号η，也就是η=1，…，4。第三列提供链编号为η的LED链Kn的平均电流强度In。于是根据图表如下地布置这些LEDll:第一 LED链Kl的一个LEDll布置在第一位置上，第三LED链Κ3的一个LEDll布置在第二位置上，第一 LED链Kl的一个LEDll布置在第三位置上，第二 LED链Κ2的一个LEDll布置在第四位置上，等等。第四列还提供关于5个相互并排布置的LEDll上的电流强度的平均值Μ5。也就是说，例如在位置x=6上，这个值是由在位置4，5，6，7和8上的平均电流强度?η的总和除以5得出的。第五和第六列分别提供关于在7或9个相邻的LEDll上的电流强度的平均值Μ7和Μ9。假设经过某个LEDll的电流强度In、并且特别也是平均电流强度In，差不多与LEDll的光流成比例，那么从表格中能够看出，该LED装置20在整个布置上显示出亮度的高均匀性，这是因为对于所有观察的区域来说，5个、7个或9个LEDll的电流强度的平均值Μ5，Μ7或Μ9都仅仅略微地偏差于所有LED链Kl，Κ2，Κ3和Κ4的平均电流强度的平均值
?Μ=80.6ηιΑ。位置索引X在表格中仅示出直至位置15，然而这种布置方式周期性地继续，也就是说，位置16相当于位置1，位置17相当于位置2，等等。
[0055]总共90个LEDll根据在表格中所示样式的布置在图4b中再次用图形表示出。在此，X轴相当于位置索引X，并且y轴相当于电流强度。此外，在图表中一方面标明了相应的LED链K1，K2，K3和K4的平均电流强度?1，12, Τ3和14，在这些LED链中有一个LEDll布
置在位置X上。另一方面在位置X上还分别标出了 5个、7个和9个LEDll的电流强度的平均值M5，M7和M9。也就是对应图4a中的表格的第一列标出了图4a中的表格的第3列、4列、5列和6列。从这种图形标注中也能够很好地看出，对于所有观察的区域来说，在5个、7个或9个LEDlI上的电流强度的平均值M5，M7或M9都仅仅略微地偏差于所有LED链Kl，
K2，K3和K4的平均电流强度的平均值?μ=80.6mΑ，并且因此提供了一种亮度在整个布置
上的均匀度很高的LED装置20。
[0056]图5a以类似于图4a的方式示出根据本实用新型的一种实施例的具有四个用于产生均匀的亮度的LED链Kl，K2，K3和K4的线形LED装置20的第二布置方式的表格描述。在此还是在表格的第一列中提供相应的LEDll的位置索引X，在第二列中提供该LEDl I所属的LED链Kn的链编号n，在第三列中提供相应的LED链Kn的平均电流强度In，并且在第5至7列中分别提供在5个、7个或9个相邻的LEDll上的电流强度的平均值M5，M7或M9。
[0057]同样类似于图4b，图5b示出在图5a中表格表示的第二种布置方式的数值的图形描述。同样在这个实例中不仅能够从图5a中的表格中还能够从图5b中的图形标注中看出，通过混合LEDll使得对于所有观察的区域来说，在5个、7个或9个LEDll上的电流强度的平均值M5，M7或M9都仅略微偏差于所有LED链Kl，K2，K3和K4的平均电流强度的平均值 Im =80.6mA,并且因此也通过这种布置方式提供一种亮度在整个布置上的均匀度非常高
的LED装置20。
[0058]在此这样设计根据图4a，4b，5a和5b的布置，即位置x的总数在这些实例中是90，它们被划分成子区域，特别是划分成正好与具有最少LED数量的LED链K4所具有的LEDll一样多，从而在每个子区域内都布置了具有最少LEDll数量的LED链K4的一个LEDlI。此外，其余LED链Kl，K2和K3的LEDll同样在数量上均匀地或者至少尽可能均匀地分布在这些子区域上，从而在每个子区域内布置了第一 LED链、第二 LED链、第三LED链的相同数量的LED11。此外对于亮度的尽可能高的均匀度而言特别有利的是，周期性地布置这些LED11，一个子区域是一个周期区间。
[0059]图6类似于图3示出根据本实用新型的一种实施例然而仅仅流经LED装置20的三个LED链Kl，K2和K3的、通过电容器变平稳的、随着时间的电流变化曲线的图形描述，这些LED链同样取决于电网正弦波的电压高度被接通和断开。在此，这种LED装置20例如总共可以具有84个LED11，其中，第一 LED链Kl包括48个LEDlI，第二 LED链K2包括24个LEDlI，并且第三LED链K3包括12个LEDlI。经过第一 LED链Kl的电流的平均电流强度?1在此达到84mA，经过第二 LED链K2的平均电流强度?2是82mA，并且经过第三LED链K3的平均电流强度?3是74mA。此外在这里还示出了所有LED链Kl，K2和K3的平均电流强度IM，其具有平均值为Τμ=82πιΑ。在图7a和7b中示出了这三个LED链Kl，K2和K3的
LEDll的一种合适的布置方式，特别是作为线形布置，通过它能够实现整个布置的亮度的特别高的均匀度。
[0060]此外，图7a示出这种布置方式的表格描述，特别是类似于图4a和5a中的表格，并且图7b示出了在图7a中用表格表示的这种布置方式的数值的图形描述。从这些描述中也能够看出，通过混合LED11使得对于所有观察的区域而言，在5个、7个或9个LED 11上的电流强度的平均值M5，M7或M9都仅仅略微偏差于所有LED链Kl，K2和K3的平均电流强度的
平均值IM=82mA，于是也通过这种布置方式提供了一种亮度在整个布置上的均匀度非常
高的LED装置20。
[0061]图8示出一种LED装置20，其具有两个LED链Kl和K2的、线形地布置在平坦的基体22上的LED11。LEDll布置在其上的两个安置面26a和26b在此同样设计为平面，并且布置在基体22的相对置的两侧，使得第一 LED链Kl的LEDll的主照射方向与第二 LED链K2的LEDll的主照射方向相反。此外，这些安置面可以由上面布置着LEDll的LED电路板的表面构成。
[0062]LED装置20在此可以包括电路布置10，借助它能够将第一和第二 LED链Kl和K2与电源12连接，特别是与正弦形式的交流电压源连接。此外，这样设计该电路布置10，SP，第一 LED链Kl和第二 LED链2能够在不同的时间点与电源12连接，从而能够尽可能有效地运行LED11。特别是电路布置10在此同样可以设计用于将也多个LED链相互接通，并且分别取决于电网正弦波的电压高度将它们进行接通和断开。此外，LED链Kl和K2可以具有不同数量的LED11。取决于相应的LED链Kl和K2的不同的连接持续时间和时间点，使得LED链Kl和K2具有不同的平均电流强度?1和?2，并且相应地也具有不同的亮度。该效果现在能被完全有目的性地加以利用，例如用于实现期窜的照明分布。在这个实例中，LED装置20能够这样布置在一个空间内，即，平均电流强度12较小的LED链K2的LEDll在其主照射方向上朝向空间的遮盖体27，并且平均电流强度?1较大的LED链Kl的LEDll在其主照射方向上朝向有效面(NutZebene)28。于是，功率较大的LED链Kl就可以用于直接为有效面28照明，并 且功率较小的LED链K2可以用于产生间接的照明。通过根据负荷率和流明输出和在基体22上的相应分布分类或分离LED链Kl和K2，能够以特别有利的方式利用各个LED链Kl和K2的不同的电流强度?1和?2的由电路决定的效果。特别是可以将LED装置20的各个区域的亮度、如在这里例如是两个安置面26a和26b的亮度的不均匀性用于不同的照明目的，例如用于直接和间接照明。在此也可以设置两个以上的LED链Kl和K2，它们在运行时分别具有不同的平均电流强度。其中，可以这样设计上面安置着LED链Kl和K2的LEDll的安置面26a和26b，即，相应的LED链Kl和K2的LEDll照射到相应的空间角范围中，使得例如能够分别以不同的强度照亮不同的空间角范围。
[0063]图9示出根据本实用新型的一种实施例的具有两个LED链Kl和K2的设计为LED灯的LED装置20的示意图，其中，安置面26a上的第一 LED链Kl布置在设计为锥形的基体22的底面上，并且安置面26b上的第二 LED链K2布置在基体22的外壳面上。LED灯在此还可以包括热管29，它连接在基体22上并且将其通过散热体20与灯座31相连接。在灯座31和基体22的区域内可以布置电子构件32，它特别是包括电路布置10，借助该电路布置能够将LED链Kl和K2与电源12连接和分离。在这个实例中，电路布置10也这样设计，即各个LED链Kl和K2的连接和分离能够取决于电源12的电压高度实现，从而使得各个LED链Kl和K2特别是具有不同的连接持续时间、连接时间点并且在运行期间具有不同的平均电流强度?1和?2。因此造成的各个LED链Kl和Κ2的不同亮度在这种LED装置20中也能够特别有利地加以利用。例如平均电流强度Il较大的LED链Kl可以布置安置面26a上，该安置面布置在锥形基体22的底面上。平均电流强度12饺小的LED链K2相应地可以布置在安置面26b上，该安置面位于基体22的外壳面上。于是这里也可以利用各个LED链Kl和K2的几何布置形状取决于相应的平均电流强度?1和?2进行直接或间接照明。
[0064]图8和9中的LED装置20的另一个优点还在于，这样就能够提供这样一种直接和间接的照明，就内场和外场亮度Li和Lu而言，其满足最优化照明效果的要求，例如工作场所照明。在此，在图10中示出了为了提供尽可能好的光照情况的内场和外场亮度1^和1^关系的示意图。内场在这里是指画面范围的中央区域，外场是指画面范围的外围区域。外场亮度Lu、内场亮度Li并且特别还有它们之间的关系在这里会影响对物体感知的质量。所以，当外场亮度Lu与内场亮度Li的比例关系大约为1:3时，实现了最佳的光比例。1:2或2:3的比例也表现了一种很好的亮度比例关系。特别是该比例关系要在1:2和1:10的范围内。相反地，更大和更小的比例关系是不利的光照情况。通过在图8和9中所示的布置能够提供直接的和间接的照明，它满足外场和内场亮度Lu和Li的比例关系的要求，并且因此负责实现最佳的光照 情况。
【权利要求】
1.一种LED装置(20)，具有: -至少一个第一 LED链(Kl)，所述第一 LED链具有串联的第一数量的LED(Il)， -至少一个第二 LED链(K2)，所述第二 LED链具有串联的第二数量的LED(Il)， -用于将所述第一 LED链和所述第二 LED链(ΚΙ ；K2)与电源(12)连接的电路布置(10)，所述电源提供随着时间变化的电压， -其中，这些所述LED(Il)至少部分地布置在至少一个第一安置面(26a)上， 其特征在于， 所述电路布置(10)设计为使得所述第一 LED链(Kl)和所述第二 LED链(K2)分别能够与所述电源(12)连接，并且能够与所述电源(12)分离，其中，所述第一 LED链(Kl)能够在第一时间点与所述电源(12)连接，并且所述第二 LED链(K2)能够在第二时间点与所述电源(12)连接，其中，所述第一时间点不同于所述第二时间点， 其中，所述电路布置(10)设计为使得在所述LED装置(20)与所述电源(12)连接的情况下，具有第一平均电流强度(?1 )的电流流过所述第一 LED链(Kl)，具有第二平均电流强度(?2)的电流流过所述第二 LED链(K2)，所述第二平均电流强度至少因为所述第一时间点和所述第二时间点的不同而与所述第一平均电流强度(Π)不同， 其中，至少一个 所述第一 LED链和所述第二 LED链(K2)的所述LED(Il)根据预定准则取决于所述第一 LED链和所述第二 LED链的平均电流强度(?1; 12) 布置。
2.根据权利要求1所述的LED装置(20)，其特征在于，在所述LED(Il)布置到所述至少一个第一安置面上时，所述预定准则涉及至少一个所述第一 LED链和所述第二 LED链(Kl ；K2)的所述LED(Il)混合。
3.根据权利要求2所述的LED装置(20)，其特征在于，所述混合设计使得至少一个所述第一 LED链(Kl)的至少两个所述LED(Il)分别与至少一个所述第二 LED链(K2)的所述LED(Il)中的至少一个LED (II)相邻地布置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的LED装置(20)，其特征在于，所述LED(Il)线形地布置，使得每个LED(11)分别有最多两个相邻的LED(Il)。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的LED装置(20)，其特征在于，所述LED(Il)布置为相互之间具有相应的间距，其中，所述间距的大小确定为使得平均电流强度(Tl； 12； 13; T4)较大的LED(Il)到相邻的LED(Il)的间距平均大于平均电流强度(?1; 12; ?3; 14)较小的LED(Il)到相邻的LED(Il)的平均间距。
6.根据权利要求4所述的LED装置(20)，其特征在于，所述LED(Il)布置为相互之间具有相应的间距，其中，所述间距的大小确定为使得平均电流强度(--; 12； 13； 14)较大的LED(Il)到相邻的LED(Il)的间距平均大于平均电流强度(--; ?2; ?3; ?4)较小的LED(Il)到相邻的LED(Il)的平均间距。
7.根据权利要求1所述的LED装置(20)，其特征在于，所述预定准则涉及分离至少一个所述第一 LED链和所述第二 LED链(ΚΙ ；Κ2)的所述LED(Il)。
8.根据权利要求7所述的LED装置(20)，其特征在于，所述LED装置(20)具有至少一个第二安置面(26b)，其中，至少一个所述第一安置面和所述第二安置面(26a;26b)布置在至少一个基体(22)上，其中，至少一个所述第一安置面(26a)的法向矢量在所述法向矢量的方向上不同于至少一个所述第二安置面(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个所述基体(22)地指向，并且其中，所述分离设计使得至少一个所述第一LED链(Kl)的所述LED(Il)布置在至少一个所述第一安置面(26a)上，并且至少一个所述第二 LED链(K2)的所述LED(Il)布置在至少一个所述第二安置面(26b)上。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的LED装置(20)，其特征在于，第一多数的LED(Il)在所述LED的数量上不同于第二多数的LED(Il)。
10.根据权利要求8所述的LED装置(20)，其特征在于，第一多数的LED(Il)在所述LED的数量上不同于第二多数的LED(Il)。
11.根据权利要求8所述的LED装置(20)，其特征在于，所述第一安置面和所述第二安置面(26a ；26b)相对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够射入第一空间角范围内，并且使得能够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够射入不同于所述第一空间角范围的第二空间角范围内。
12.根据权利要求10所述的LED装置(20)，其特征在于，所述第一安置面和所述第二安置面(26a ；26b)相对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够射入第一空间角范围内，并且使得能够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够射入不同于所述第一空间角范围的第二空间角范围内。
13.根据权利要求8所述的LED装置(20)，其特征在于，所述第一安置面和所述第二安置面(26a;26b)设计为平面，并且相对置地布置在至少一个所述基体(22)的两侧。
14.根据权利要求12所述的LED装置(20)，其特征在于，所述第一安置面和所述第二安置面(26a;26b)设计为平面，并且相对置地布置在至少一个所述基体(22)的两侧。
15.根据权利要求8所述的LED装置(20)，其特征在于，至少一个所述基体(22)设计为具有底面和外壳面的锥形，并且所述第一安置面(26a)布置在所述基体(22)的所述底面上，所述第二安置面(26b)布置在所述基体(22)的所述外壳面上。
【文档编号】H05B37/00GK203813986SQ201320830894
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年1月4日
【发明者】安德烈亚斯·赛德尔, 哈拉尔德·德利安 申请人:欧司朗有限公司