專利名稱：一種ac led照明光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種LED照明光源，特別涉及一種用交流電驅(qū)動(dòng)的LED 照明光源。
背景技術(shù)：
LED光源作為綠色、節(jié)能、省電、長(zhǎng)壽命的第四代照明燈具而異軍突起、廣 受關(guān)注、如火如荼迅速發(fā)展。目前的LED照明光源是低電壓(VF二2—3.6V)、 大電流(IF=200—1500mA)工作的半導(dǎo)體器件，必須提供合適的直流電流才能 正常發(fā)光。
由于我們?nèi)粘Ｕ彰魇褂玫碾娫词歉邏航涣麟?AC100-220V)，所以必須使 用降壓的技術(shù)來(lái)獲得較低的電壓，常用的是變壓器或開(kāi)關(guān)電源降壓，然后將交 流電(AC)變換成直流電(DC)，再變換成恒流源才能促使LED光源發(fā)光。因 此直流驅(qū)動(dòng)LED光源的系統(tǒng)應(yīng)用方案必然是變壓器+整流(或開(kāi)關(guān)電源)+恒 流源。
目前的DC LED在蓄電池等直流供電系統(tǒng)中已得到普遍的推廣、低電壓直流 驅(qū)動(dòng)(即DC驅(qū)動(dòng))LED光源發(fā)光的技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越成熟。
但在交流供電系統(tǒng)，特別是在市電供電系統(tǒng)中必須經(jīng)過(guò)降壓，整流變換成 直流供電才能正常使用。不僅提高了 LED的應(yīng)用成本，也增加了 LED的體積， 增加了交流變換成直流的損耗。如對(duì)于E27標(biāo)準(zhǔn)螺口的燈具來(lái)說(shuō)空間十分有限， 就很難安置變壓器+整流(或開(kāi)關(guān)電源)+恒流源。同時(shí)無(wú)論是變壓器+整流或 是開(kāi)關(guān)電源降壓，系統(tǒng)都會(huì)有一定量的損耗。DC LED在交流、直流電之間轉(zhuǎn)換 時(shí)約有15 30%的電力被損耗，系統(tǒng)效率很難做到90%以上。使得LED作為照明光源的普及應(yīng)用受到了很大的限制。如果能用交流電(即AC)直接驅(qū)動(dòng)LED光 源發(fā)光，系統(tǒng)應(yīng)用方案將大大簡(jiǎn)化，系統(tǒng)效率將很容易達(dá)到90%以上。
能否有直接用交流驅(qū)動(dòng)的LED (即稱為AC LED)，特別是市電驅(qū)動(dòng)的LED 光源器件己是必須要解決的一個(gè)問(wèn)題。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種可用于交流電的LED光源 器件，該光源器件是用LED模塊組成的發(fā)光電路封裝后所制成。其原理是利 用LED PN結(jié)的二極管的單向?qū)ㄌ匦约孀髡?、預(yù)制成可通過(guò)不同直流電 壓、電流的LED模塊，再將多塊LED模塊連接組成發(fā)光電路，使AC電流可 單向或雙向?qū)ㄉ鲜霭l(fā)光電路，從而將電能轉(zhuǎn)換成光能，達(dá)到通電發(fā)光的目的。 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的-
一種AC LED照明光源，是由印刷電路板、帶有交流發(fā)光電路的熱沉及封 裝層組成，所述的交流發(fā)光電路是由多個(gè)LED模塊連接組成的使得交流電可單 向或雙向?qū)úⅡ?qū)動(dòng)LED模塊通體發(fā)光的電路，所述的LED模塊是由多個(gè)LED 芯片在采用串聯(lián)或并聯(lián)排列整合而成。
為了進(jìn)一步提高光效，所述的LED模塊是由多個(gè)LED芯片菱形排列后用金 屬導(dǎo)電材料串聯(lián)共晶在一襯底上的模塊。
作為優(yōu)選，所述的襯底、熱沉都是由高導(dǎo)熱金屬或陶瓷材料制成，其厚度 小于2mm。采用了金屬或陶瓷材料制成的薄形襯底、熱沉更有利于LED散熱， 延長(zhǎng)其使用壽命。
為了適應(yīng)發(fā)光的需要，作為優(yōu)選，襯底的形狀為矩形或扇形，在襯底的兩 端設(shè)有相互絕緣的正、負(fù)電極，正、負(fù)電極分別與各自相鄰的LED芯片電連接。 襯底上固晶的LED芯片陣列的數(shù)量可根據(jù)發(fā)光電路的需要和襯底的大小來(lái)確定，相互絕緣的LED模塊正、負(fù)電極保證了LED模塊的安全性能。
作為優(yōu)選，所述的交流發(fā)光電路為半波發(fā)光電路。所述的半波發(fā)光電路是 由至少兩個(gè)反向并聯(lián)連接的LED模塊組成。
作為優(yōu)選，所述的交流發(fā)光電路為至少5個(gè)LED模塊根據(jù)電橋原理連接形 成的橋式發(fā)光電路。
為了使得交流電壓在波動(dòng)時(shí)，LED的工作電流變化控制在正常的工作狀態(tài)， 作為優(yōu)選，所述的交流發(fā)光電路連接有半導(dǎo)體限流器件。
作為優(yōu)選，所述的半導(dǎo)體限流器件為電阻、電容或電感中的任一種器件。
作為優(yōu)選，所述的印刷電路板是由高導(dǎo)熱材料制成，在印刷電路板上設(shè)置 有交流輸入電極及多個(gè)半導(dǎo)體限流器件連接點(diǎn)。具有集成度高，安裝使用方便 的優(yōu)點(diǎn)。
作為優(yōu)選，所述的印刷電路板為平面或曲面電路板。因此可根據(jù)配光及照 明需要來(lái)選擇不同形狀的印刷電路板。
采用了上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)是
1、 本實(shí)用新型是擴(kuò)展了 LED供電系統(tǒng)從直流驅(qū)動(dòng)到交流驅(qū)動(dòng)，同時(shí)在實(shí) 際應(yīng)用時(shí)也不會(huì)由于LED器件的電壓極性接反而不能正常工作。特別是省去了 直流驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步降低了 ACLED光源器件的制作成本。DCLED在交流、直流 電之間轉(zhuǎn)換時(shí)約15 30%的電力被損耗，用交流電(AC)直接驅(qū)動(dòng)LED光源發(fā)光， 系統(tǒng)應(yīng)用方案將大大簡(jiǎn)化，系統(tǒng)效率可很輕松地達(dá)到90%以上。
2、 本實(shí)用新型的照明光源是用預(yù)制LED模塊在封裝時(shí)組成可由交流驅(qū)動(dòng)的 發(fā)光電路所制成的，發(fā)光電路使AC電流可雙向?qū)?，只需要二根引線導(dǎo)入交流 電源即能發(fā)光工作。3、本實(shí)用新型的LED照明光源是交替發(fā)光，并且利用了LED斷電有余輝續(xù) 光的特性，使人眼幾乎感覺(jué)不到發(fā)光有中斷，LED交替發(fā)光可以減少熱量，使用 壽命較DC LED壽命更長(zhǎng)。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型LED模塊的結(jié)構(gòu)示意圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2中半波發(fā)光電路的連接結(jié)構(gòu)圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1中橋式發(fā)光電路的連接結(jié)構(gòu)圖。
本實(shí)用新型中1，印刷電路板；2，交流發(fā)光電路；3，熱沉；4，封裝層；
5，正、負(fù)電極；6， LED芯片；7， LED模塊；8，熱沉固定區(qū)；9，半導(dǎo)體限流 器件連接點(diǎn)；10，襯底；11，交流輸入電極。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
如下
實(shí)施例l:如圖l、圖2所示， 一種ACLED照明光源，是由印刷電路板l、 帶有交流發(fā)光電路2的熱沉3及封裝層4組成，所述的印刷電路板1是由高導(dǎo)
熱材料制成，在印刷電路板1上設(shè)置有交流輸入電極11及多個(gè)半導(dǎo)體限流器件
連接點(diǎn)9，且根據(jù)實(shí)際照明與配光需要，所述的印刷電路板l可以為平面或曲面 電路板。所述的交流發(fā)光電路2是由多個(gè)LED模塊7組成的使得交流電可單向 或雙向?qū)úⅡ?qū)動(dòng)LED模塊7通體發(fā)光的電路，如圖2所示，所述的LED模塊 7是由多個(gè)LED芯片6菱形排列后用導(dǎo)線串聯(lián)共晶在一襯底10上。
所述的襯底10是由高導(dǎo)熱陶瓷材料制成，其厚度小于2mm， 一般為1.5mm。 襯底10的形狀為矩形，在襯底10的左右兩端設(shè)有相互絕緣的正、負(fù)電極5，正、 負(fù)電極5分別與各自相鄰的LED芯片電連接。本實(shí)施例的熱沉2是直接設(shè)置在印刷電路板1中的高導(dǎo)熱金屬材料薄層，
如圖4所示，LED模塊7在熱沉3的上面固定連接成橋式發(fā)光電路，然后用高 透光材料制成的封裝層4進(jìn)行保護(hù)。所述的橋式發(fā)光電路是根據(jù)電橋原理，先 用四塊LED模塊7，通過(guò)LED模塊正、負(fù)電極5連接組成一個(gè)發(fā)光電橋，發(fā)光 電橋的交流輸入端D1、 D2分別聯(lián)接交流輸入電極11，發(fā)光電橋另外兩個(gè)直流 輸出端D3、 D4之間通過(guò)導(dǎo)線Pl連接有一塊共用的LED模塊7e。
所述的橋式發(fā)光電橋如圖4進(jìn)行連接，即LED模塊7a的正極連接LED模 塊7d的正極，LED模塊7b的負(fù)極連接LED模塊7c的負(fù)極，LED模塊7a的負(fù) 極連接LED模塊7b的正極，LED模塊7c的正極連接LED模塊7d的負(fù)極；亦 即LED模塊7a與LED模塊7d的導(dǎo)通方向相反，LED模塊7b與LED模塊7c 的導(dǎo)通方向相反，LED模塊7a與LED模塊7b的導(dǎo)通方向相同，LED模塊7c 與LED模塊7d的導(dǎo)通方向相同。LED模塊7a與LED模塊7b之間的連接端 Dl、 LED模塊7c與LED模塊7d之間的連接端D2為交流輸入端，其連接交流 電源AC; LED模塊7a與LED模塊7d之間的連接端D3 、 LED模塊7b與LED 模塊7c之間的連接端D4為直流輸出端，直流輸出端D3、 D4間連接一塊共用 LED模塊7e，直流輸出端D3連接LED模塊7e的負(fù)極、直流輸出端D4連接 LED模塊7e的正極。
如圖4所示，交流電的正半周沿實(shí)線P2通路流動(dòng)，負(fù)半周沿虛線P3通路 流動(dòng)，四個(gè)橋臂上的LED模塊輪番發(fā)光，相對(duì)橋臂上的LED模塊同時(shí)發(fā)光，中 間的共用LED模塊7e因共用而一直在發(fā)光；即交流電的正半周時(shí)，LED模塊 7c、 7e、 7a、、發(fā)光；交流電的負(fù)半周時(shí)，LED模塊7b、 7e、 7d發(fā)光。在50Hz 的交流電中會(huì)以每秒50次的頻率輪替點(diǎn)亮。雖然發(fā)光電橋取得的直流是脈動(dòng)直 流，LED的發(fā)光也是閃動(dòng)的，但由于LED及熒光粉有斷電余輝續(xù)光的特性，余輝可保持幾十微秒，因人眼對(duì)流動(dòng)光點(diǎn)記憶是有惰性的，結(jié)果人眼對(duì)LED光源 的發(fā)光+余輝的工作模式解讀是連續(xù)在發(fā)光。為了使得交流電壓在波動(dòng)時(shí)，LED 的工作電流變化控制在正常的工作狀態(tài)。在印刷電路板1中的半導(dǎo)體器件連接 點(diǎn)9設(shè)置電阻限流器件，這樣從交流輸入電極11輸入的定壓交流電經(jīng)過(guò)電阻限 流輸入發(fā)光電橋的兩個(gè)交流輸入端D1、 D2，由發(fā)光電橋的直流輸出端D3、 D4 供給一塊共用LED模塊7e，將電能轉(zhuǎn)換成光能、達(dá)到通電發(fā)光的目的。
并且部分LED模塊有一半時(shí)間在工作，有一半時(shí)間在休息，因而發(fā)熱得以 減少40-20°/。。因此AC LED的使用壽命較DC LED長(zhǎng)。
實(shí)施例2:本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于AC LED照明光源的發(fā)光電 路采用的是半波發(fā)光電路，如圖3所示，LED模塊在熱沉3的上面固定連接成半 波發(fā)光電路。所述的半波發(fā)光電路是用一對(duì)LED模塊反向并聯(lián)聯(lián)接方式組成AC LED光源的發(fā)光電路。反向并聯(lián)聯(lián)接方式指的是將兩個(gè)預(yù)制LED模塊的正極與 負(fù)極聯(lián)接，負(fù)極與正極聯(lián)接。把兩個(gè)預(yù)制LED模塊反向并聯(lián)聯(lián)接，在交流供電 系統(tǒng)的交流電電壓供電時(shí)使交流定電壓的正負(fù)半周均有一個(gè)LED模塊發(fā)光。當(dāng) 交流電電壓E在0-7t時(shí)間內(nèi)、交流定電壓E上正、下負(fù)，以LED模塊7f和LED 模塊7g為一組給予說(shuō)明，其中LED模塊7f在交流定電壓正向驅(qū)動(dòng)下發(fā)光，而 LED模塊7g交流定電壓反向截止不發(fā)光，在兀-2tt的時(shí)間內(nèi)交流定電壓E上負(fù)、 下正。LED模塊7g在交流定電壓驅(qū)動(dòng)下發(fā)光，LED模塊7f交流定電壓反向截 止不發(fā)光，在交流定電壓驅(qū)動(dòng)時(shí)兩個(gè)LED模塊交替發(fā)光、達(dá)到通電發(fā)光的目的。 實(shí)施例3:本實(shí)施例與實(shí)施例l、實(shí)施例2、的不同之處在于熱沉3不是直接 制成在印刷電路板1上，在印刷電路板1上設(shè)置有熱沉固定區(qū)8，可以先在熱沉 3上按不同的發(fā)光電路連接LED模塊7，然后將熱沉3固定在印刷電路板1的 熱沉固定區(qū)8內(nèi)。最后還需注意的是以上列舉的僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，顯然本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的變形均勻認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種AC LED照明光源，是由印刷電路板(1)、帶有交流發(fā)光電路(2)的熱沉(3)及封裝層(4)組成，其特征是所述的交流發(fā)光電路(2)是由多個(gè)LED模塊(7)組成的使得交流電可單向或雙向?qū)úⅡ?qū)動(dòng)LED模塊(7)通體發(fā)光的電路，所述的LED模塊(7)是由多個(gè)LED芯片(6)采用串聯(lián)或并聯(lián)排列整合而成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ACLED照明光源，其特征是所述的LED模 塊(7)是由多個(gè)LED芯片(6)菱形排列后用金屬導(dǎo)電材料串聯(lián)共晶在一襯底 (IO)上的模塊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種AC LED照明光源，其特征是所述的襯底(IO)、 熱沉(3)是由高導(dǎo)熱金屬或陶瓷材料制成，其厚度小于2mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種AC LED照明光源，其特征是襯底(IO) 的形狀為矩形或扇形，在襯底(10)的兩端設(shè)有相互絕緣的正、負(fù)電極(5)，正、 負(fù)電極(5)分別與各自相鄰的LED芯片電連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AC LED照明光源，其特征是所述的交流發(fā) 光電路(2)為半波發(fā)光電路。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AC LED照明光源，其特征是所述的交流發(fā) 光電路(2)為至少5個(gè)LED模塊(7)連接形成的橋式發(fā)光電路。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或5或6所述的一種AC LED照明光源，其特征是所述 的交流發(fā)光電路(2)連接有半導(dǎo)體限流器件。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種AC LED照明光源，其特征是所述的半導(dǎo)體 限流器件為電阻、電容或電感中的任一種器件。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AC LED照明光源，其特征是所述的印刷電路板(l)是由高導(dǎo)熱材料制成，在印刷電路板(l)上設(shè)置有交流輸入電極(ll) 及多個(gè)半導(dǎo)體限流器件連接點(diǎn)(9)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的一種AC LED照明光源，其特征是所述的印刷電路板(l)為平面或曲面電路板。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種AC LED照明光源，是由印刷電路板、帶有交流發(fā)光電路的熱沉及封裝層組成，所述的交流發(fā)光電路是由多個(gè)LED模塊連接組成的使得交流電可單向或雙向?qū)úⅡ?qū)動(dòng)LED模塊通體發(fā)光的電路，所述的LED模塊是由多個(gè)LED芯片在采用串聯(lián)或并聯(lián)排列整合而成。本實(shí)用新型的原理是利用LED PN結(jié)的二極管的單向?qū)ㄌ匦约孀髡?、預(yù)制成可通過(guò)不同直流電壓、電流的LED模塊，再將多塊LED模塊連接組成發(fā)光電路，使AC電流可單向或雙向?qū)ㄉ鲜霭l(fā)光電路，從而將電能轉(zhuǎn)換成光能，達(dá)到通電發(fā)光的目的。
文檔編號(hào)F21V19/00GK201386933SQ20092011538
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者嚴(yán)錢軍, 吳明番, 徐志純, 靈 章 申請(qǐng)人:嚴(yán)錢軍;吳明番