或“晶片(die)”指的是這種單個電路，而“封裝芯片”指的是半導體晶片經(jīng)過封裝后的物理結(jié)構(gòu)，在典型的這種物理結(jié)構(gòu)中，半導體晶片例如被安裝在支架上并且用密封材料封裝。
[0048]術(shù)語“發(fā)光二極管單元”指的是包含電致發(fā)光材料的單元，這種單元的例子包括但不限于P-N結(jié)無機半導體發(fā)光二極管和有機發(fā)光二極管(0LED和聚合物發(fā)光二極管(PLED))。
[0049]P-N結(jié)無機半導體發(fā)光二極管可以具有不同的結(jié)構(gòu)形式，例如包括但不限于發(fā)光二極管管芯和發(fā)光二極管單體。其中，“發(fā)光二極管管芯”指的是包含有P-N結(jié)構(gòu)的、具有電致發(fā)光能力的半導體晶片，而“發(fā)光二極管單體”指的是將管芯封裝后形成的物理結(jié)構(gòu)，在典型的這種物理結(jié)構(gòu)中，管芯例如被安裝在支架上并且用密封材料封裝。
[0050]術(shù)語“陶瓷材料”泛指需高溫處理或致密化的非金屬無機材料，包括但不限于硅酸鹽、氧化物、碳化物、氮化物、硫化物、硼化物等。
[0051]術(shù)語“布線”、“布線圖案”和“布線層”指的是在絕緣表面上布置的用于元器件間電氣連接的導電圖案，包括但不限于走線(trace)和孔(如焊盤、元件孔、緊固孔和金屬化孔
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[0052]“電氣連接”應當理解為包括在兩個單元之間直接傳送電能量或電信號的情形，或者經(jīng)過一個或多個第三單元間接傳送電能量或電信號的情形。
[0053]“驅(qū)動電源”或“LED驅(qū)動電源”指的是連接在照明裝置外部的交流(AC)或直流(DC)電源與作為光源的發(fā)光二極管之間的“電子控制裝置”，用于為發(fā)光二極管提供所需的電流或電壓(例如恒定電流、恒定電壓或恒定功率等)。在具體的實施方案中，驅(qū)動電源可以模塊化的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，例如其包含印刷電路板和一個或多個安裝在印刷電路板上并通過布線電氣連接在一起的元器件，這些元器件的例子包括但不限于LED驅(qū)動控制器芯片、整流芯片、電阻器、電容器、電感器和變壓器等。
[0054]諸如“包含”和“包括”之類的用語表示除了具有在說明書和權(quán)利要求書中有直接和明確表述的單元和步驟以外，本發(fā)明的技術(shù)方案也不排除具有未被直接或明確表述的其它單元和步驟的情形。
[0055]諸如“第一”和“第二”之類的用語并不表示單元在時間、空間、大小等方面的順序而僅僅是作區(qū)分各單元之用。
[0056]諸如“物體A設置在物體B的表面”之類的用語應該廣義地理解為將物體A直接放置在物體B的表面，或者將物體A放置在與物體B有接觸的其它物體的表面。
[0057]以下借助附圖描述本發(fā)明的實施例。
[0058]圖1為按照本發(fā)明一個實施例的提供定向光束的發(fā)光二極管(LED)照明裝置的分解示意圖。圖2為圖1所示發(fā)光二極管照明裝置的剖面示意圖。
[0059]按照圖1和2所示的實施例，提供定向光束的LED照明裝置I包括玻璃燈杯10、燈頭20、LED驅(qū)動電源30、光源組件40和蓋板50。以下對上述各個單元作進一步的描述。
[0060]玻璃燈杯10呈漏斗狀，其內(nèi)表面為高反射率面從而構(gòu)成凹面鏡。例如可以通過在玻璃燈杯10的表面形成金屬膜層來獲得高反射率的表面。優(yōu)選地，在本實施例中可以采用各種鹵素射燈的燈杯。在本實施例中，LED驅(qū)動電源30和光源組件40的熱量以熱傳導方式傳遞至玻璃燈杯10，并經(jīng)玻璃燈杯散發(fā)到環(huán)境中。由于玻璃對于紅外輻射有較高的透射率，因此熱量還可以熱輻射的方式透過燈杯散發(fā)。
[0061]燈頭20附接在玻璃燈杯10的底部，其包含外殼21和從外殼底部引出一對金屬引腳22A、22B。燈頭20提供了外部電源與LED驅(qū)動電源30之間的電氣接口。在本實施例中，燈頭的外殼21采用陶瓷材料制作，但是可選地，其也可以采用玻璃材料制作以實現(xiàn)玻璃燈杯10與外殼21的一體成型。
[0062]LED驅(qū)動電源30包括殼體31和驅(qū)動電路板32。殼體31由導熱性能良好的材料制成，例如包括但不限于金屬、陶瓷和石墨等。參見圖2，殼體31的下部位于玻璃燈杯10的底部，其外表面與玻璃燈杯10的內(nèi)表面緊密接觸，從而在二者之間形成良好的熱傳導。優(yōu)選地，利用導熱膠將殼體31固定于玻璃燈杯10的底部，或者通過緊配合將殼體31嵌入玻璃燈杯10的底部。值得指出的是，雖然這里所示殼體呈筒狀，但是這僅是示意性的，根據(jù)玻璃燈杯10內(nèi)腔形狀的不同其可以具有不同的外形。
[0063]在本實施例中，殼體31在玻璃燈杯10內(nèi)的高度被設置為使得位于殼體頂部表面的光源組件40恰好位于玻璃燈杯10構(gòu)成的凹面鏡的焦點附近。
[0064]如圖2所示，驅(qū)動電路板32設置在殼體31內(nèi)部，其包含一對輸入引線321A、321B和一對輸出引線322A、322B。輸入引線321A、321B插入燈頭20的金屬引腳22A、22B內(nèi)腔，這一方面在燈頭20與LED驅(qū)動電源30之間建立電氣連接，而且還使驅(qū)動電路板32的位置得以固定。輸出引線322A和322B穿過殼體31上表面開設的通孔311并與設置在殼體31上表面的光源組件40電氣連接。
[0065]可選地，可以在殼體31內(nèi)填充絕緣導熱膠，其一方面有助于驅(qū)動電路板32的熱量傳遞至殼體31，另一方面也使驅(qū)動電路板32的位置更為穩(wěn)固。
[0066]根據(jù)外部供電的方式，驅(qū)動電路板32可采用各種拓撲架構(gòu)的電路，例如包括但不限于非隔離降壓型拓撲電路結(jié)構(gòu)、反激式拓撲電路結(jié)構(gòu)和半橋LLC拓撲電路結(jié)構(gòu)等。驅(qū)動電路可以多種驅(qū)動方式(例如恒壓供電、恒流供電和恒壓恒流供電等方式)向光源組件40提供合適的電流或電壓。有關驅(qū)動電源電路的詳細描述可參見人民郵電出版社2011年5月第I版的《LED照明驅(qū)動電源與燈具設計》一書，該出版物以全文引用方式包含在本說明書中。
[0067]可選地，在本實施例中，LED驅(qū)動電源30還包括覆蓋殼體31頂部的絕緣套(未畫出)，其僅使光源組件或光源組件的發(fā)光部分露出。
[0068]參見圖2，光源組件40固定于殼體31的頂部。以下借助圖3A-3E描述光源組件40的結(jié)構(gòu)。
[0069]如圖3A所不，光源組件40包括多個LED管芯41、金屬載板42和框架43。
[0070]金屬載板42包括第一圖案區(qū)421A、421B和位于第一圖案區(qū)412A、421B之間的第二圖案區(qū)422。LED管芯41的P型電極和N型電極都設置在管芯的上表面，其下表面例如通過共晶焊接技術(shù)被固定于第二圖案區(qū)422。由于金屬良好的導熱性能，LED管芯41與第二圖案區(qū)422之間的熱阻接近于零，因此前者產(chǎn)生的熱量可以高效地傳遞給光源組件40下面的殼體31?？蚣?3由絕緣材料制成，其例如通過注壓或注塑工藝與金屬載板42固定在一起，并且將LED管芯41包圍其中。由于第一和第二圖案區(qū)都被固定在框架43上，因此它們的相對位置關系得以固定。
[0071]如圖3A所示，第一圖案區(qū)421A、421B相互之間以及與第二圖案區(qū)422均不連通，第一圖案區(qū)421A、421B的每一個包含延伸至框架43外部的電極或輸入引腳421A'和421B,以作為LED管芯41與外部的電氣接口。
[0072]參見圖3A，LED管芯41通過引線44實現(xiàn)它們之間的互連以及與第一圖案區(qū)421A、421B的連接，引線例如可以由金、銅、鋁或合金材料構(gòu)成。在本實施例中，多個LED管芯41被分為三組并且每組內(nèi)的LED管芯以串聯(lián)方式連接，由此實現(xiàn)了混聯(lián)方式的連接。LED管芯之間也可以采用諸如串聯(lián)、并聯(lián)或交叉陣列之類的其它連接形式。再者，圖3A所示的實施例以多個LED管芯為例，然而采用單個LED管芯作為發(fā)光元件也是可行的。
[0073]為了避免LED管芯41和引線44直接暴露在空氣中，可以在框架43內(nèi)注入透明硅膠以將它們包封起來。如圖3A所示，由于框架43的設置，硅膠的流動受到限制而僅分布在LED管芯的周圍。
[0074]可選地，通過用混合熒光粉(例如釔鋁石榴石(YAG)熒光粉、氮化物熒光粉、硅酸鹽熒光粉和硫化物熒光粉等)的硅膠包圍住LED管芯或者在LED管芯的表面依次涂覆熒光粉和硅膠來改變光源組件發(fā)出光線的顏色。可選地