專利名稱：發(fā)光二極管的穩(wěn)定長效照明指示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管的穩(wěn)定長效照明指示裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)作為將電能直接轉(zhuǎn)化為光能和輻射能的半導(dǎo)體器件，它具有低電壓、低耗電、高效發(fā)光響應(yīng)、色彩較豐富、且性能穩(wěn)定可靠、重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)牢固等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛用于照明信號指示和圖象顯示等領(lǐng)域。
作為照明的發(fā)光二極管，一般采用并聯(lián)或串聯(lián)，也可采用并聯(lián)后再串聯(lián)，或串聯(lián)后再并聯(lián)。一般發(fā)光二極管的壓降約為2-3伏左右，特別是當(dāng)電源電壓較高時，就需要多只同電流的發(fā)光二極管串聯(lián)工作，當(dāng)其中一只發(fā)光二極管斷路就會影響整串發(fā)光二極管不亮而失效。盡管在每只發(fā)光二極管并聯(lián)上一只合適的電阻，是可以解決問題，但功耗太大。若將兩只或多只同電壓的發(fā)光二極管并聯(lián)后再串聯(lián)，或者選用二芯片或多芯片并聯(lián)的發(fā)光二極管來串聯(lián)，則會增大損壞的機(jī)率，當(dāng)其中一只發(fā)光二極管斷路時，則會使與之并聯(lián)的發(fā)光二極管的電流增大，使這只發(fā)光二極管更容易損壞，從而使整串電路發(fā)光失效。如照明燈或紅綠交通信號燈等，所用的發(fā)光二極管串聯(lián)結(jié)構(gòu)，使用的發(fā)光二極管較多，工作電流較大，個別發(fā)光二極管極易損壞，特別是當(dāng)其中一只發(fā)光二極管斷路，就會使整串發(fā)光二極管不亮；或當(dāng)電源電壓不穩(wěn)，尤其是低于工作電壓，整串發(fā)光二極管也會不亮，若采用降壓和穩(wěn)壓，則常常會引起效率降低和電磁輻射干擾等。這些問題長期以來卻未能得到有效解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)光二極管的穩(wěn)定長效照明指示裝置，以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明是對已有技術(shù)的改進(jìn)，技術(shù)方案是采用在至少一個發(fā)光二極管上并聯(lián)相應(yīng)的穩(wěn)壓二極管作為一個發(fā)光單元相串并以透明罩封內(nèi)，且供以電源而構(gòu)成最基本的照明指示裝置?？紤]到節(jié)省穩(wěn)壓二極管，又可將穩(wěn)壓二極管跨接在至少一只串聯(lián)的發(fā)光二極管的兩端組成的發(fā)光單元，顯然，此時應(yīng)選穩(wěn)壓二極管的額定電壓大于所跨接的兩只或三只發(fā)光管的電壓之和。因此，它包括透明罩內(nèi)的發(fā)光二極管與相配的電源，其特征是它還包括至少一個發(fā)光二極管上并聯(lián)相應(yīng)的穩(wěn)壓二極管作為一個發(fā)光單元，并且有多個該發(fā)光單元相串聯(lián)而成。
為成本減低和使用起來更方便，可將上述一個發(fā)光單元的穩(wěn)壓二極管的芯片與發(fā)光二極管的芯片利用半導(dǎo)體封裝工藝在同一只管殼中。
進(jìn)而，將上述穩(wěn)壓二極管與發(fā)光二極管組成的發(fā)光單元多個相串聯(lián)的兩端分別接穩(wěn)流三極管的集電極和電源的正極，該穩(wěn)流三極管的基極與電源之間有降壓電阻，基極與地之間有至少二只二極管，發(fā)射極與地之間有穩(wěn)流電阻，構(gòu)成發(fā)光單元的有穩(wěn)流結(jié)構(gòu)的電路照明指示裝置。
進(jìn)一步考慮到當(dāng)電源電壓過低，低于串聯(lián)發(fā)光二極管的電壓總和時，為避免整串發(fā)光二極管會全部熄滅而失去必要的照明或指示信息。在靠近穩(wěn)流三極管的各發(fā)光單元上再分別加控制三極管，該控制三極管的集電極接發(fā)光單元的正極，該控制三極管的發(fā)射極接發(fā)光單元的負(fù)極，該控制三極管的基極經(jīng)限流電阻和保護(hù)二極管接由降壓電阻和四個二極管D3至D6產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓一端的A點(diǎn)上。
同樣，為了結(jié)構(gòu)緊湊和使用方便，本發(fā)明將三極管芯片、發(fā)光二極管芯片和穩(wěn)壓二極管芯片封裝在同一只管殼中并引出連線。
顯然，由此構(gòu)筑的本發(fā)明作為照明或指示，其性能穩(wěn)定可靠，節(jié)電，使用壽命長，能充分有效地保證必要的照明或指示信息。


圖1、本發(fā)明的最基本的發(fā)光單元的照明指示總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、本發(fā)明的另一發(fā)光單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3、本發(fā)明的有穩(wěn)流結(jié)構(gòu)的電路示意圖。
圖4、本發(fā)明的有穩(wěn)流結(jié)構(gòu)和控制支流的電路示意圖。
圖5、本發(fā)明的控制支流的示例示意圖。
圖6、本發(fā)明的應(yīng)用示例結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1透明罩2發(fā)光二極管(LED)3穩(wěn)壓二極管(Z)4電源5發(fā)光單元。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的技術(shù)方案是采用在發(fā)光二極管2上并聯(lián)一只穩(wěn)壓二極管3作為一個發(fā)光單元5，并且有多個發(fā)光單元5相串之，且以透明罩1封內(nèi)，并供以電源4而構(gòu)成最基本的照明裝置。因此它包括透明罩1內(nèi)的發(fā)光二極管2與相配的電源4，其特征是它還包括至少一個發(fā)光二極管2上并聯(lián)相應(yīng)的穩(wěn)壓二極管3作為一個發(fā)光單元5，并且有多個該發(fā)光單元5相串聯(lián)而成。
技術(shù)上應(yīng)該保證穩(wěn)壓二極管Z的額定電壓必須稍大于發(fā)光二極管的工作電壓。正常工作時穩(wěn)壓二極管Z無電流通過，一旦其中一只發(fā)光二極管斷路，與其相并接的穩(wěn)壓二極管便導(dǎo)通，這樣就保證了整串電路的導(dǎo)通功效。顯然，若是在工藝上將上述發(fā)光單元5中的穩(wěn)壓二極管3的芯片與發(fā)光二極管2的芯片封裝在一只管殼中，使用起來就更方便了。
如圖2所示，考慮到節(jié)省穩(wěn)壓二極管Z，可將穩(wěn)壓二極管Z跨接在兩只或三只串聯(lián)的發(fā)光二極管的兩端，此時同樣應(yīng)選穩(wěn)壓二極管Z的額定電壓大于兩只或三只發(fā)光管的電壓之和。如圖2為穩(wěn)壓二極管Z跨接兩只串聯(lián)的發(fā)光二極管。
如圖3所示，考慮到當(dāng)電源電壓不穩(wěn)而在一定范圍內(nèi)變化時，為避免發(fā)光亮度不穩(wěn)或燒壞發(fā)光管，將上述穩(wěn)壓二極管3與發(fā)光二極管2的發(fā)光單元相串的兩端分別接穩(wěn)流三極管T的集電極和電源4的正極，該穩(wěn)流三極管T的基極與電源4之間有降壓電阻R3，基極與地之間至少有二只二極管D3、D4，發(fā)射極與地之間有穩(wěn)流電阻R5，構(gòu)成有穩(wěn)流結(jié)構(gòu)電路的照明指示裝置。
如圖4所示，進(jìn)一步考慮到當(dāng)電源電壓過低，低于串聯(lián)發(fā)光二極管的電壓總和時，為避免整串發(fā)光二極管會全部熄滅而失去必要的照明或指示信息。本發(fā)明在圖3的基礎(chǔ)上，在靠近穩(wěn)流三極管T的各發(fā)光單元上再分別加控制三極管T1，該控制三極管T1的集電極接發(fā)光單元的正極，該控制三極管T1的發(fā)射極接發(fā)光單元的負(fù)極，該控制三極管T1的基極經(jīng)限流電阻R1和保護(hù)二極管D1接由降壓電阻R3和四個二極管D3、D4、D5、D6產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓一端的A點(diǎn)上。
如圖5所示，是控制三極管T1和控制三極管T2跨接兩個或三個發(fā)光單元的圖示當(dāng)電源電壓高于發(fā)光二極管的總電壓時，多余的電壓被穩(wěn)流電路降掉，這時穩(wěn)流三極管T的集電極管壓變高，使受控制的三極管T1和T2等截止，以保證發(fā)光二極管正常工作。當(dāng)電源電壓降低時，使穩(wěn)流三極管T的集電極電壓相應(yīng)降低，當(dāng)?shù)陀贏點(diǎn)二個PN結(jié)電壓時，T1逐漸導(dǎo)通，而將發(fā)光二極管LED1短路，當(dāng)電源電壓進(jìn)一步降低時，則T2也逐漸導(dǎo)通，并將LED2短路等等。所需控制的發(fā)光二極管的個數(shù)，要視電源電壓的最高值和最低值而定。所應(yīng)控制的發(fā)光二極管的個數(shù)占總發(fā)光二極管的百分比應(yīng)等于或稍大于電源電壓波動的百分比，如電源電壓的變化為±10％，則被控制的發(fā)光二極管的個數(shù)應(yīng)占總個數(shù)的10％。
同樣，為了結(jié)構(gòu)緊湊和使用方便，可將三極管芯片、發(fā)光二極管芯片和穩(wěn)壓二極管Z芯片封裝在同一只管殼中。
作為實(shí)施例，圖6是一個照明指示裝置或照明燈的綜合實(shí)例。帶有穩(wěn)壓二極管Z1等和控制三極管T1的發(fā)光二極管LDE1的多個發(fā)光單元相串聯(lián)結(jié)構(gòu)的上端接直流電源的正極，而下端接穩(wěn)流三極管T的集電極，T的發(fā)射極則通過電位器R4和電阻R5接到直流電源的負(fù)極。使用R4電位器可以方便調(diào)光。D3、34為1N4007硅二極管，兩只二極管可產(chǎn)生約1.3V的穩(wěn)定電壓提供給穩(wěn)流管的基極。D5與D6和D3D4一樣也可提供約1.3V的穩(wěn)定電壓，使A點(diǎn)有約2.6V的穩(wěn)定電壓提供給控制三極管T1、T2等的基極。D1D2等是保護(hù)T1T2等的。R1R2等是限流電阻。R3是降壓電阻，D3、D4和D5、D6可提供穩(wěn)定的電壓。整個照明燈效率較高，發(fā)熱少且工作穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管的穩(wěn)定長效照明指示裝置，它包括透明罩(1)內(nèi)的發(fā)光二極管(2)與相配的電源(4)，其特征是它還包括至少一個發(fā)光二極管(2)上并聯(lián)相應(yīng)的穩(wěn)壓二極管(3)的一個發(fā)光單元(5)，并且有多個該發(fā)光單元(5)相串聯(lián)而成。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的穩(wěn)定長效照明指示裝置，其特征是在上述穩(wěn)壓二極管(3)與發(fā)光二極管(2)的發(fā)光單元(5)相串的兩端分別接穩(wěn)流三極管(T)的集電極和電源(4)的正極，該穩(wěn)流三極管(T)的基極與電源(4)之間有降壓電阻R3，基極與地之間至少有二只二極管D3、D4，發(fā)射極與地之間有穩(wěn)流電阻R5，構(gòu)成有穩(wěn)流結(jié)構(gòu)電路的照明指示裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的穩(wěn)定長效照明指示裝置，其特征是在上述靠近穩(wěn)流三極管(T)的各發(fā)光單元上再分別加控制三極管(T1)，該控制三極管(T1)的集電極接發(fā)光單元的正極，該控制三極管(T1)的發(fā)射極接發(fā)光單元(5)的負(fù)極，該控制三極管(T1)的基極經(jīng)限流電阻R1和保護(hù)二極管D1接由降壓電阻R3和四個二極管D3、D4、D5、D6產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓一端(A)上。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的穩(wěn)定長效照明指示裝置，其特征是上述的每個發(fā)光單元(5)的穩(wěn)壓二極管(3)的芯片與發(fā)光二極管(2)的芯片封裝在同一只管殼中。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的穩(wěn)定長效照明指示裝置，其特征是上述控制三極管(T1)芯片、發(fā)光二極管(2)芯片和穩(wěn)壓二極管(3)芯片封裝在同一只管殼中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管的穩(wěn)定長效照明指示裝置。它包括透明罩內(nèi)的發(fā)光二極管與相配的電源，其特征是它還包括至少一個發(fā)光二極管上并聯(lián)相應(yīng)的穩(wěn)壓二極管作為一個發(fā)光單元，并且有多個該發(fā)光單元相串聯(lián)而成。上述一個發(fā)光單元的穩(wěn)壓二極管的芯片與發(fā)光二極管的芯片封裝在同一只管殼中，將發(fā)光單元多個相串聯(lián)的兩端分別接穩(wěn)流三極管的集電極和電源的正極，發(fā)射極與地之間有穩(wěn)流電阻而構(gòu)成有穩(wěn)流結(jié)構(gòu)的發(fā)光單元的照明裝置。進(jìn)而加有控制三極管等以避免電壓降低時整串發(fā)光二極管熄滅。顯然，由此構(gòu)筑的本發(fā)明作為照明或指示，其性能穩(wěn)定可靠，節(jié)電，使用壽命長，能充分有效地保證必要的照明或指示信息。
文檔編號F21Y101/02GK1816234SQ20061004256
公開日2006年8月9日 申請日期2006年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月25日
發(fā)明者孫志楷, 孫原 申請人:孫志揩