專(zhuān)利名稱(chēng)：交流發(fā)光二極管照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管照明裝置，特別涉及一種由交流電驅(qū)動(dòng)的發(fā)光二極管照明裝置。
背景技術(shù)：
目前，發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)因具光質(zhì)佳及發(fā)光效率高等特性而被廣泛應(yīng)用在很多領(lǐng)域。由于LED的發(fā)光強(qiáng)度與注入電流幾乎成正比關(guān)系，故大都采用直流電驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光。然而，LED的發(fā)光效率會(huì)隨著注入電流的增大而降低，同時(shí)電流的增大也會(huì)使LED結(jié)面溫度過(guò)高，縮短了 LED的壽命。為了減少LED工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，可采用脈沖寬度調(diào)節(jié)(Pulse Width Modulation Dimming, PWMDimming)的方式來(lái)控制 LED 的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，但PWM控制方式仍需要在定電流的狀態(tài)下進(jìn)行操作，使得LED的驅(qū)動(dòng)電路中至少包括一個(gè)AC-DC轉(zhuǎn)換器，這樣就降低了整個(gè)發(fā)光二極管照明裝置的電源利用效率，提高了成本。有鑒于此，有必要提供一種驅(qū)動(dòng)方式簡(jiǎn)單且電源利用效率較高的交流發(fā)光二極管照明
直ο

發(fā)明內(nèi)容
以下將以實(shí)施例說(shuō)明一種驅(qū)動(dòng)方式簡(jiǎn)單且電源利用效率較高的交流發(fā)光二極管照明裝置。一種交流發(fā)光二極管照明裝置，其包括一個(gè)散熱基板，多個(gè)設(shè)置在該散熱基板上的LED芯片，一個(gè)電路層，一個(gè)封裝層，一個(gè)設(shè)置在該散熱基板上且曝露在該封裝層之外的電極，以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元。該多個(gè)LED芯片與該散熱基板熱性連接，且該多個(gè)LED芯片中的至少兩個(gè)為反向并聯(lián)。該電路層設(shè)置在該散熱基板上，并且該多個(gè)LED芯片與該電路層電性連接。該封裝層包覆該多個(gè)LED芯片及至少部分該電路層。該驅(qū)動(dòng)單元包括一個(gè)變壓器及一個(gè)開(kāi)關(guān)組件，該變壓器具有一個(gè)輸入端及一個(gè)輸出端，該輸入端用于與一交流電源連接，該輸出端藉由該開(kāi)關(guān)組件與該散熱基板上的電極電性連接，該開(kāi)關(guān)組件選擇性的與該變壓器的輸出端接通以使該向該驅(qū)動(dòng)單元向該多個(gè)LED芯片輸出不同大小的驅(qū)動(dòng)電壓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該交流發(fā)光二極管照明裝置的驅(qū)動(dòng)單元可直接與一交流電源相連，以驅(qū)動(dòng)具有至少兩個(gè)反向并聯(lián)LED芯片的多個(gè)LED芯片，故該交流發(fā)光二極管照明裝置的驅(qū)動(dòng)單元相較于現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)電路更為簡(jiǎn)單。進(jìn)一步地，該交流發(fā)光二極管照明裝置中并未使用AC-DC轉(zhuǎn)換器等耗能組件，使得該交流發(fā)光二極管照明裝置的電源利用效率較高。另外，該驅(qū)動(dòng)單元中的開(kāi)關(guān)組件選擇性的與其變壓器的輸出端接通以使該驅(qū)動(dòng)單元向該多個(gè) LED芯片輸出不同大小的驅(qū)動(dòng)電壓，可調(diào)變?cè)摱鄠€(gè)LED芯片的光強(qiáng)度，以適應(yīng)不同的需求。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式提供的交流發(fā)光二極管照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中的交流發(fā)光二極管照明裝置的電路示意圖。
圖3是本發(fā)明第二實(shí)施方式提供的交流發(fā)光二極管照明裝置的電路示意圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明交流發(fā)光二極管照明裝置 100，200散熱基板10LED 芯片20電路層30電極40封裝層50驅(qū)動(dòng)單元60變壓器61開(kāi)關(guān)組件62，262抽頭612第一LED 芯片組221第二LED 芯片組222第三LED芯片組22具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明第一實(shí)施方式提供的一種交流發(fā)光二極管照明裝置100包括一個(gè)散熱基板10，多個(gè)LED芯片20，一個(gè)電路層30，一個(gè)電極40，一個(gè)封裝層50，以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元60。散熱基板10由絕緣的且具有高導(dǎo)熱率的材料制成，例如氮化硅(Si3N4)，碳化硅 (SiC)，氧化鋯(ZrO2)，碳化硼(B4C)，二硼化鈦(TiB2)，氧化鋁(AlxOy)，氮化鋁(AlN)，氧化鈹 (BeO)或前述材料的混合物等。另外，散熱基板10亦可為表面涂覆有絕緣材料的導(dǎo)電基板。該多個(gè)LED芯片20設(shè)置在該散熱基板10的一表面上。該多個(gè)LED芯片20與該散熱基板10熱性連接。相鄰的LED芯片20之間的間距大于等于500 μ m,優(yōu)選的大于等于 900 μ m。每個(gè)LED芯片20的邊長(zhǎng)小于等于350 μ m,優(yōu)選的小于等于300 μ m。每個(gè)LED芯片 20的厚度小于等于200 μ m,優(yōu)選的小于等于150 μ m。LED芯片20可為黃光LED，藍(lán)光LED 或 UV LED。該電路層30可藉由化學(xué)氣相沉積法，或?yàn)R射等物理沈積法形成在該散熱基板10 上，在本實(shí)施例中，該電路層30設(shè)置在該散熱基板10的承載有LED芯片20的表面上。每個(gè)LED芯片20的正負(fù)極(圖未示)與該電路層30電性連接。該電極40設(shè)置在該散熱基板10上，在本實(shí)施例中，該電極40設(shè)置在該散熱基板 10的承載有LED芯片20的表面上。該電極40與該電路層30電連接。該封裝層50設(shè)置在該散熱基板上包覆多個(gè)LED芯片及至少部分電路層30。其中，電極40曝露在封裝層50之外。該封裝層50所用材料包括硅膠(Silicone)，環(huán)氧樹(shù)脂 (Epoxy resin)，PMMA，塑料等熱固形透光材料。該封裝層50中還可摻雜至少一種熒光物質(zhì)， 例如硫化物(Sulfides)，鋁酸鹽(Aluminates)，氧化物(Oxides)，硅酸鹽(Silicates)，氮化物(Nitrides)等物質(zhì)。常見(jiàn)的熒光物質(zhì)有YAG熒光粉，TAG熒光粉等。
請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明驅(qū)動(dòng)單元60包括一個(gè)變壓器61及一個(gè)開(kāi)關(guān)組件62。變壓器 61具有一個(gè)初級(jí)線圈m及一個(gè)次級(jí)線圈N2。初級(jí)線圈m的兩端a，b作為變壓器61的輸入端用于與一交流電源連接，交流電壓通常為100V 230V。次級(jí)線圈N2的兩端c，d之間伸出多個(gè)抽頭(tapped) 612，次級(jí)線圈N2的兩端c，d以及抽頭612構(gòu)成了變壓器61的輸出端。開(kāi)關(guān)組件62的一端選擇性的與次級(jí)線圈N2的端點(diǎn)c或任意一個(gè)抽頭612相連通， 而開(kāi)關(guān)組件62的另一端則與一電容Cl相連，次級(jí)線圈N2的端點(diǎn)d與一電阻Rl相連。電容Cl與電阻Rl的空置端作為驅(qū)動(dòng)單元60的輸出端與設(shè)置在該散熱基板10上的電極40 相連，以給該多個(gè)LED芯片20提供驅(qū)動(dòng)電壓。在此，該開(kāi)關(guān)組件62的一端選擇性的與次級(jí)線圈N2的端點(diǎn)c或任意一個(gè)抽頭612相連通可切換輸出不同大小的驅(qū)動(dòng)電壓，以給不同數(shù)目或數(shù)目固定LED芯片20供電。當(dāng)所切換輸出的驅(qū)動(dòng)電壓較大時(shí)，點(diǎn)亮的LED芯片20數(shù)目較多或電流較大，相對(duì)的光強(qiáng)度亦較大，反之則變小。當(dāng)次級(jí)線圈N2的抽頭612間的線圈數(shù)目較為接近時(shí)，所產(chǎn)生的調(diào)光效果亦較為柔和，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)度太強(qiáng)烈的現(xiàn)象。在本實(shí)施方式中，多個(gè)LED芯片20的連接方式為先兩兩反向并聯(lián)，再串聯(lián)。串聯(lián)后的多個(gè)LED芯片20的兩端與該散熱基板10上的電極40相連。由此可見(jiàn)，交流發(fā)光二極管照明裝置100的驅(qū)動(dòng)單元60可直接與一交流電源相連，以驅(qū)動(dòng)該多個(gè)LED芯片20，故該驅(qū)動(dòng)單元60相較于現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)電路更為簡(jiǎn)單。進(jìn)一步地， 該交流發(fā)光二極管照明裝置100中并未使用AC-DC轉(zhuǎn)換器等耗能組件，使得該交流發(fā)光二極管照明裝置100的電源利用效率較高。另外，該驅(qū)動(dòng)單元60中的開(kāi)關(guān)組件62選擇性的與變壓器61的輸出端接通以使該驅(qū)動(dòng)單元60向該多個(gè)LED芯片20輸出不同大小的驅(qū)動(dòng)電壓，可調(diào)變?cè)摱鄠€(gè)LED芯片20的光強(qiáng)度，以適應(yīng)不同的需求。在本實(shí)施例中，注入該LED 芯片20的操作電流小于等于50mA，優(yōu)選的小于等于30mA。請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明第二實(shí)施方式提供的一種交流發(fā)光二極管照明裝置200，其與上述第一實(shí)施方式提供的交流發(fā)光二極管照明裝置100基本相同，不同之處在于該交流發(fā)光二極管照明裝置200包括第一 LED芯片組221，第二 LED芯片組222，第三LED芯片組 223，三者所包括的LED芯片均為串聯(lián)。第一 LED芯片組221與第二 LED芯片組222并聯(lián)， 第三LED芯片組223的一端連接于第一 LED芯片組221的中央節(jié)點(diǎn)，而第三LED芯片組223 的另一端連接于第二 LED芯片組222的中央節(jié)點(diǎn)。該第一 LED芯片組221與該第二 LED芯片組222分別包括兩個(gè)以上的偶數(shù)個(gè)LED芯片，而該第三LED芯片組223可包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的LED芯片。開(kāi)關(guān)組件沈2的一端直接電連接于該第一 LED芯片組221與第二 LED 芯片組222的共享節(jié)點(diǎn)處。應(yīng)該指出，上述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種交流發(fā)光二極管照明裝置，其包括一個(gè)散熱基板；多個(gè)設(shè)置在該散熱基板上的LED芯片，該多個(gè)LED芯片與該散熱基板熱性連接，該多個(gè)LED芯片中的至少兩個(gè)為反向并聯(lián)；一個(gè)電路層，該電路層設(shè)置在該散熱基板上，并且該多個(gè)LED芯片與該電路層電性連接；一個(gè)封裝層，該封裝層包覆該多個(gè)LED芯片及至少部分該電路層；一個(gè)設(shè)置在該散熱基板上且曝露在該封裝層之外的電極；一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，包括一個(gè)變壓器及一個(gè)開(kāi)關(guān)組件，該變壓器具有一個(gè)輸入端及一個(gè)輸出端，該輸入端用于與一交流電源連接，該輸出端藉由該開(kāi)關(guān)組件與該散熱基板上的電極電性連接，該開(kāi)關(guān)組件選擇性的與該變壓器的輸出端接通以使該驅(qū)動(dòng)單元向該多個(gè)LED芯片輸出不同大小的驅(qū)動(dòng)電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的交流發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該多個(gè)LED芯片中相鄰的LED芯片之間的間距大于等于500 μ m。
3.如權(quán)利要求1所述的交流發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該多個(gè)LED芯片中的每個(gè)LED芯片的邊長(zhǎng)小于等于350 μ m。
4.如權(quán)利要求1所述的交流發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該多個(gè)LED芯片中的每個(gè)LED芯片的厚度小于等于200 μ m。
5.如權(quán)利要求1所述的交流發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該開(kāi)關(guān)組件與該多個(gè) LED芯片相連的端部串聯(lián)一個(gè)電容。
6.如權(quán)利要求1所述的交流發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該開(kāi)關(guān)組件與該多個(gè) LED芯片相連的端部進(jìn)一步串聯(lián)一個(gè)電阻。
7.如權(quán)利要求1所述的交流發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該多個(gè)LED芯片的連接方式為先兩兩反向并聯(lián)，再串聯(lián)，串聯(lián)后的多個(gè)LED芯片的兩端與該散熱基板上的電極相連。
8.如權(quán)利要求1所述的交流發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該多個(gè)LED芯片中包括第一 LED芯片組，第二 LED芯片組，第三LED芯片組，三個(gè)LED芯片組所包括的LED芯片均為串聯(lián)，第一 LED芯片組與第二 LED芯片組并聯(lián)，第三LED芯片組的一端連接于第一 LED 芯片組的中央節(jié)點(diǎn)，而第三LED芯片組的另一端連接于第二 LED芯片組的中央節(jié)點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求8所述的交流發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該第一LED芯片組與該第二 LED芯片組分別包括兩個(gè)以上的偶數(shù)個(gè)LED芯片，而該第三LED芯片組包括兩個(gè)以上的LED芯片。
全文摘要
一種交流發(fā)光二極管照明裝置，包括一散熱基板，多個(gè)LED芯片，一電路層，一封裝層，一曝露在該封裝層之外的電極，以及一驅(qū)動(dòng)單元。該多個(gè)LED芯片與散熱基板熱性連接，且其中的至少兩個(gè)為反向并聯(lián)。該多個(gè)LED芯片與該電路層電性連接。封裝層包覆該多個(gè)LED芯片及至少部分電路層。驅(qū)動(dòng)單元包括一變壓器及一開(kāi)關(guān)組件，變壓器具有一輸入端及一輸出端，輸入端用于與一交流電源連接，輸出端藉由開(kāi)關(guān)組件與電極電性連接，開(kāi)關(guān)組件選擇性的與變壓器的輸出端接通以使驅(qū)動(dòng)單元向LED芯片輸出不同大小的驅(qū)動(dòng)電壓。
文檔編號(hào)F21V23/00GK102338291SQ201010230289
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者孔圣翔, 賴(lài)志銘 申請(qǐng)人:富士邁半導(dǎo)體精密工業(yè)(上海)有限公司, 沛鑫能源科技股份有限公司