專利名稱：共振型發(fā)光二極管光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光源裝置，尤其涉及一種共振型發(fā)光二極管光源裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)是利用半導(dǎo)體材料中的電子空穴結(jié)合時能量帶(Energy Gap) 位階的改變來發(fā)光顯示其所釋放出的能量，具有體積小、壽命長、驅(qū)動電壓低、耗電量低、反 應(yīng)速度快、耐震性佳等優(yōu)點(diǎn)。隨著LED材料不斷地進(jìn)步，亮度、功率及熱量亦隨之提高；高功 率LED輸入功率僅有15 % 20 %轉(zhuǎn)換成光，其余80 % 85 %則轉(zhuǎn)換成熱；當(dāng)LED熱源無法 有效導(dǎo)出，將導(dǎo)致LED界面溫度升高，這不僅會造成亮度下降，且溫度超過100°C時將加速 組件的劣化。一般高功率LED單晶粒的封裝模塊中使用的散熱片，整體封裝模塊的結(jié)構(gòu)包 括光學(xué)透鏡、LED晶粒、透明封裝樹脂、熒光、電極導(dǎo)線及散熱片等，其通常作法是以焊料或 散熱膏將LED晶粒黏貼在散熱片上，經(jīng)由散熱片來降低封裝模塊的熱阻抗，其在應(yīng)用時常 成一背光條與數(shù)組形或圓形排列成一照明光源。不過對于攜帶型投影機(jī)、車用頭燈及照明 燈源，在特定面積下所需要的流明量遠(yuǎn)超過一千流明，因此需要多晶粒LED封裝模塊與LOB 封裝方式才能滿足其需求，但這里的散熱基板，依然扮演整體LED模塊散熱最關(guān)鍵的角色; 當(dāng)散熱基板無法全面性的適時把大量的熱傳導(dǎo)出去，那么將會影響LED模塊的發(fā)光效率及 造成組件的損壞。如圖1，常用為解決散熱基板的熱傳導(dǎo)出去的問題，是將叢聚式LED發(fā)光 模塊1的散熱基板2貼附在銅金屬或鋁金屬或石墨的散熱座3上，利用自然空氣或風(fēng)扇送 風(fēng)通過散熱座3的散熱部(散熱鰭片)的方式來達(dá)到散熱座散熱的目的，然而，受工作環(huán)境 條件的因素影響，多數(shù)這種高功率的多晶粒LED發(fā)光模塊1僅靠著散熱座3來散熱，已無法 得到良好的散熱效率，尤指LED發(fā)光模塊1的工作電源，如圖2，為純DC直流電源，LED發(fā) 光模塊1相當(dāng)于電阻，電源的熱會不斷的累積，空間環(huán)境溫度過高，亦影響散熱座的散熱性 能；只有工作電源溫度不累積、LED發(fā)光模塊1的工作溫度可快速被移除，這才能真正確保 LED發(fā)光模塊1的發(fā)光效率不受影響及組件不被毀損。常用中國臺灣發(fā)明公開公報第2007^707號《用于解析系統(tǒng)電路的頻譜器》專利 案，可以被用來動態(tài)阻抗匹配，并推導(dǎo)建構(gòu)出無窮級共振艙，解開系統(tǒng)對偶性難題，有利非 線性動態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定化，并包括動態(tài)因素調(diào)整、動態(tài)適應(yīng)性阻尼，適應(yīng)性全通濾波器均可獲得 完整解析；有了無窮級共振艙，將使LED發(fā)光二極管的工作電源得到型態(tài)上的進(jìn)展，但如何 完全解決熱的問題，仍有待技術(shù)上作全面性突破。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種共振型發(fā)光二極管光源裝置，該共振 型發(fā)光二極管光源裝置結(jié)構(gòu)簡單，具有高效率的散熱效果。本實(shí)用新型為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種共振型發(fā)光二極管光 源裝置，該共振型發(fā)光二極管光源裝置至少包括一散熱模塊、一 LED發(fā)光模塊及一電源控 制部；該散熱模塊由一溫度阻尼器和與該溫度阻尼器的兩電極端電性連接的一電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器組成，且該電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器至少包含一介電電感；該LED發(fā)光模塊設(shè)在該溫度阻尼器 上與該電源控制部電性連接；該電源控制部至少包含一共振電源電路，且該共振電源電路 是由一電性阻尼器并聯(lián)一實(shí)體電容及一實(shí)體電感建構(gòu)出無窮級共振艙來產(chǎn)生RF射頻型態(tài) 電源；電源控制部的共振電源電路輸出有極性脈沖電源驅(qū)動LED發(fā)光模塊發(fā)光，除工作電 源具有不累積熱的效益外，LED發(fā)光模塊的工作溫度傳導(dǎo)給散熱模塊的溫度阻尼器，溫度阻 尼器將溫場轉(zhuǎn)為電場時，即可透過電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器的介電效應(yīng)及電納值隨著頻率增加而增 加的電感特性，能在電場轉(zhuǎn)為磁場的作用過程，以不斷產(chǎn)生的短路動作吸收電子流，瞬間形 同熱的移除，使LED發(fā)光模塊得到高效率的散熱效果。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，該電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器包含一介電電感，該介電電感 的兩個電極上設(shè)有介電材料，且該介電電感為金屬氧化物介電材料導(dǎo)體，具有介電特性，該 電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器等效于相互串聯(lián)的一可變電感及一可變電阻，形成電抗阻抗；該介電材料， 為納米碳管CNT等介電材料涂裝在該介電電感的兩個電極上，具有介電特性；當(dāng)溫度阻尼 器吸收LED發(fā)光模塊的工作溫度有溫差發(fā)電(溫場轉(zhuǎn)電場)時，電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器的電子流 介電材料快速吸收電流轉(zhuǎn)成電子流，利用介電電感的電納值隨著頻率增加而增加的電感特 性，即能由電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器與溫度阻尼器的溫度形成共振(將電場轉(zhuǎn)為磁場)，因此介電電 感振蕩的不斷產(chǎn)生短路動作吸收電子流，瞬間形同將溫度阻尼器上的熱移除作用，達(dá)到高 效率散熱效果。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，該介電電感為鐵、錳、鎂等復(fù)合金屬氧化物介電材 料導(dǎo)體。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述介電材料為納米碳管CNT或其它具相同特性的 介電材料。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，該散熱模塊的溫度阻尼器具有一電荷產(chǎn)生端芯片 及一電子產(chǎn)生端芯片，該電荷產(chǎn)生端芯片與電子產(chǎn)生端芯片的非電極端面上相互連接的設(shè) 有一熱源吸熱片，而該電荷產(chǎn)生端芯片與電子產(chǎn)生端芯片的電極端各設(shè)有焊錫面，該兩焊 錫面上各設(shè)有一室溫感知片，并且該兩焊錫面分別接出導(dǎo)線與電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器電性連接； 由于熱源吸熱片與LED發(fā)光模塊接觸，當(dāng)熱源吸熱片的溫度高于室溫感知片溫度時，溫度 阻尼器的溫差發(fā)電，即能由電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器迅速吸收電子流，形同熱源吸熱片上的熱瞬間 被移除與室溫感知片等溫的作用，達(dá)到LED發(fā)光模塊高效率的散熱效果。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，該電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器包含一介電電感與一介電電容 共同組接成的一電性阻尼器，并由該電性阻尼器并聯(lián)一實(shí)體電容及一實(shí)體電感建構(gòu)出無窮 級共振艙，等效于相互串聯(lián)的一可變電感及一可變電阻，形成為一凹形濾波器；且該介電電 感為金屬氧化物介電材料導(dǎo)體，該介電電容是為金屬鹽介電材料導(dǎo)體，而介電電感與介電 電容間以納米碳管CNT等介電材料作為金屬接面；利用電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器的電納值隨著頻率 加而增加的電感特性，無窮級共振艙介電效應(yīng)所產(chǎn)生的共振作用使電磁消失，瞬間形同溫 度阻尼器上的熱完全被移除，得到極佳的LED發(fā)光模塊散熱效益。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，該實(shí)體電感包含一個超級電感。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，該介電電感為鐵、錳、鎂等復(fù)合金屬氧化物介電材 料導(dǎo)體。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，該介電電容為三五族金屬鹽介電材料或?yàn)槠渌呦嗤匦缘慕殡姴牧蠈?dǎo)體。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，該LED發(fā)光模塊上串聯(lián)的封裝有若干個包含紅 光、綠光、藍(lán)光的發(fā)光二極管芯片；電源控制部的共振電源電路產(chǎn)生RF射頻型態(tài)電源，并 輸出定電流型有極性脈動直流電源驅(qū)動LED發(fā)光模塊的每一發(fā)光二極管芯片發(fā)光，據(jù)以紅 光、綠光、藍(lán)光發(fā)光二極管芯片的光波長有效準(zhǔn)確控制，能使LED發(fā)光模塊的封裝可免熒光 或熒光粉處理，即能產(chǎn)生自然白光。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，該LED發(fā)光模塊上并聯(lián)的封裝有若干個包含紅 光、綠光、藍(lán)光的發(fā)光二極管芯片；電源控制部的共振電源電路產(chǎn)生RF射頻型態(tài)電源，并 輸出定電流型有極性脈動直流電源驅(qū)動LED發(fā)光模塊的每一發(fā)光二極管芯片發(fā)光，據(jù)以紅 光、綠光、藍(lán)光發(fā)光二極管芯片的光波長控制，能使LED發(fā)光模塊的封裝可免熒光或熒光粉 處理，即能產(chǎn)生全彩光。本實(shí)用新型的有益效果是該共振型發(fā)光二極管光源裝置設(shè)有散熱模塊、LED發(fā) 光模塊及電源控制部；該散熱模塊設(shè)有溫度阻尼器及電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器，該電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器 上設(shè)有介電電感，該電源控制部設(shè)有共振電源電路，且該共振電源電路是由一電性阻尼器 并聯(lián)一實(shí)體電容及一實(shí)體電感建構(gòu)出無窮級共振艙來產(chǎn)生RF射頻型態(tài)電源；電源控制部 的共振電源電路輸出有極性脈沖電源驅(qū)動LED發(fā)光模塊發(fā)光，除工作電源具有不累積熱的 效益外，LED發(fā)光模塊的工作溫度傳導(dǎo)給散熱模塊的溫度阻尼器，溫度阻尼器將溫場轉(zhuǎn)為 電場時，即可透過電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器的介電效應(yīng)及電納值隨著頻率增加而增加的電感特性， 能在電場轉(zhuǎn)為磁場的過程中以不斷產(chǎn)生的短路動作吸收電子流，瞬間形同熱的移除，使LED 發(fā)光模塊得到高效率的散熱效果。

圖1是常用LED發(fā)光模塊散熱構(gòu)造示意圖；圖2是常用LED發(fā)光模塊工作電源的電路示意圖；圖3是本實(shí)用新型構(gòu)造示意圖；圖4是本實(shí)用新型構(gòu)造的等效電路示意圖；圖5是本實(shí)用新型電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器的介電電感法拉第效應(yīng)圖；圖6是本實(shí)用新型電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器的介電電感電導(dǎo)圖；圖7是本實(shí)用新型另一實(shí)施例構(gòu)造示意圖；圖8是本實(shí)用新型另一實(shí)施例電性阻尼器示意圖；圖9是本實(shí)用新型另一實(shí)施例電性阻尼器的符號示意圖；圖10是本實(shí)用新型LED發(fā)光模塊的發(fā)光二極管芯片串聯(lián)狀態(tài)示意圖；圖11是本實(shí)用新型LED發(fā)光模塊的發(fā)光二極管芯片光波示意圖；圖12是本實(shí)用新型LED發(fā)光模塊的發(fā)光二極管芯片并聯(lián)狀態(tài)示意圖。對照以上附圖作以下說明I——LED發(fā)光模塊2——散熱基板 3——散熱座 10——散熱模塊II—溫度阻尼器110—電荷產(chǎn)生端芯片III—電子產(chǎn)生端芯片112——熱源吸熱片[0034]113—一焊錫面114—一導(dǎo)線115-一室溫感制片12——一電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器13——一電性阻尼器13A-介電電感13B-一介電電容130—一可變電感131-一可變電阻14——一電子流介電材料15——一實(shí)體電容16——一實(shí)體電感20——-LED發(fā)光模塊30—一電源控制部31——一共振電源電路32——一電性阻尼器33——一實(shí)體電容34——一實(shí)體電感21、22、23——發(fā)光二極I 芯片具體實(shí)施方式
結(jié)合圖1 12對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述一種共振型發(fā)光二極管光源裝置，如圖3、4，至少包括一散熱模塊10、一 LED發(fā)光 模塊20及一電源控制部30 ；該散熱模塊10主要由一溫度阻尼器11的兩電極端電性連接一 電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器12組成，且該電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器12至少包含一介電電感13A ；該LED發(fā)光模 塊20設(shè)在該溫度阻尼器11上與該電源控制部30電性連接；該電源控制部30至少包含一 共振電源電路31，且該共振電源電路31是由一電性阻尼器32并聯(lián)一實(shí)體電容33及一實(shí)體 電感34建構(gòu)出無窮級共振艙來產(chǎn)生RF射頻型態(tài)電源；電源控制部30的共振電源電路31 輸出有極性脈沖電源驅(qū)動LED發(fā)光模塊20發(fā)光，除工作電源具有不累積熱量的效益外，LED 發(fā)光模塊20的工作溫度傳導(dǎo)給散熱模塊10的溫度阻尼器11，溫度阻尼器11將溫場轉(zhuǎn)為電 場時，即可透過電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器12的介電效應(yīng)及電納值隨著頻率增加而增加的電感特性， 能在電場轉(zhuǎn)為磁場的作用過程，以不斷產(chǎn)生的短路動作吸收電子流，瞬間形同熱量的移除， 使LED發(fā)光模塊得到高效率的散熱效果。如圖3、4，該散熱模塊10的溫度阻尼器11兩電極端電性連接一電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器 12，該電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器12包含一介電電感13A，該介電電感13A的兩個電極上設(shè)有電子流介 電材料14，且該介電電感13A為金屬氧化物介電材料導(dǎo)體，具介電特性，等效于相互串聯(lián)的 一可變電感130及一可變電阻131，形成電抗阻抗；該介電材料22，為納米碳管CNT介電材 料，涂裝在該介電電感組件13A的兩個電極上，具介電特性；當(dāng)溫度阻尼器11吸收LED發(fā)光 模塊20的工作溫度有溫差發(fā)電產(chǎn)生時，介電材料14快速吸收電流轉(zhuǎn)成電子流，及利用介電 電感13A的電納值隨著頻率增加而增加的電感特性，即能由電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器12與溫度阻尼 器11的溫度形成共振，由于介電電感13A振蕩的不斷產(chǎn)生短路動作吸收電子流，瞬間形同 將溫度阻尼器11上的熱量移除作用，達(dá)到LED發(fā)光模塊20高效率的散熱效果；且上述介電 電感13A為鐵、錳、鎂等復(fù)合金屬氧化物介電材料導(dǎo)體；又上述介電材料14也可以是納米碳 管CNT，或其它具相同特性的介電材料。如圖3，電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器12的介電材料14理想為納米碳管CNT類，且永久呈負(fù)電 阻性并對電流敏感，是很好的介電效應(yīng)材料，但不能單獨(dú)存在使用，因?yàn)殡娏餍铇?gòu)成電子回 路。將納米碳管CNT類介電材料涂裝在介電電感13A的兩個電極上，用于快速吸收電流轉(zhuǎn)成電子流，且構(gòu)成有對偶穿隧效應(yīng)；該對偶穿隧效應(yīng)，是由于電荷介電有負(fù)阻穿隧效 應(yīng)，現(xiàn)與電子流介電做補(bǔ)償，同時作用下形成電壓、電流的對偶穿隧或共軛穿隧；在此情形下，介電電感13A的介電特性，是電納值隨著頻率增加而增加的特性電感①、在純直流下視同短路。②、電感器對電流有慣性，瞬間無法改變電流值稱為瞬時電流(愣次效應(yīng)產(chǎn)生的 電子流)，簡稱勞倫斯力。③、在交流狀態(tài)下，頻率越高、電抗值越大。據(jù)法拉第定律得知儲存于電感器內(nèi)的能為磁場做負(fù)功。電感是一時變組件XL = 2 π fL(磁通量)磁場強(qiáng)度λ= ΝΨ = Li、Φ稱為導(dǎo)磁系數(shù)
權(quán)利要求1.一種共振型發(fā)光二極管光源裝置，其特征在于該共振型發(fā)光二極管光源裝置至少 包括一散熱模塊、一 LED發(fā)光模塊及一電源控制部；該散熱模塊由一溫度阻尼器和與該溫 度阻尼器的兩電極端電性連接的一電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器組成，該電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器至少包含一介 電電感；該LED發(fā)光模塊設(shè)在該溫度阻尼器上與該電源控制部電性連接；該電源控制部至 少包含一共振電源電路，該共振電源電路由一電性阻尼器并聯(lián)一實(shí)體電容及一實(shí)體電感建 構(gòu)出無窮級共振艙來產(chǎn)生RF射頻型態(tài)電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共振型發(fā)光二極管光源裝置，其特征在于該電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換 器包含一介電電感，該介電電感的兩個電極上設(shè)有介電材料，該介電材料涂裝在該介電電 感的兩個電極上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的共振型發(fā)光二極管光源裝置，其特征在于該介電電感至少 為鐵、錳和鎂之一構(gòu)成的復(fù)合金屬氧化物介電材料導(dǎo)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的共振型發(fā)光二極管光源裝置，其特征在于該介電材料為納 米碳管CNT。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共振型發(fā)光二極管光源裝置，其特征在于該散熱模塊的溫 度阻尼器具有一電荷產(chǎn)生端芯片及一電子產(chǎn)生端芯片，該電荷產(chǎn)生端芯片與電子產(chǎn)生端芯 片的非電極端面上相互連接的設(shè)有一熱源吸熱片，而該電荷產(chǎn)生端芯片與電子產(chǎn)生端芯片 的電極端各設(shè)有焊錫面，該兩焊錫面上各設(shè)有一室溫感知片，并且該兩焊錫面分別接出導(dǎo) 線與電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器電性連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共振型發(fā)光二極管光源裝置，其特征在于該電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換 器包含一介電電感與一介電電容共同組接成的一電性阻尼器，并由該電性阻尼器并聯(lián)一實(shí) 體電容及一實(shí)體電感建構(gòu)出無窮級共振艙；該介電電感是為金屬氧化物介電材料導(dǎo)體，該 介電電容為金屬鹽介電材料導(dǎo)體，而介電電感與介電電容以納米碳管CNT類介電材料作為 金屬接面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的共振型發(fā)光二極管光源裝置，其特征在于該實(shí)體電感包含 一個超級電感。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的共振型發(fā)光二極管光源裝置，其特征在于該介電電感至少 為鐵、錳和鎂之一構(gòu)成的復(fù)合金屬氧化物介電材料導(dǎo)體。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的共振型發(fā)光二極管光源裝置，其特征在于該介電電容為 三五族金屬鹽介電材料。
10.根據(jù)權(quán)利1至9中任一項(xiàng)所述的共振型發(fā)光二極管光源裝置，其特征在于該LED 發(fā)光模塊上以串聯(lián)和并聯(lián)之一的方式封裝有若干個包含紅光、綠光、藍(lán)光的發(fā)光二極管芯 片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種共振型發(fā)光二極管光源裝置，至少包括一散熱模塊、一LED發(fā)光模塊及一電源控制部；該散熱模塊由一溫度阻尼器的兩電極端電性連接一電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器組成，且該電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換器至少包含一介電電感；該LED發(fā)光模塊設(shè)在該溫度阻尼器上與該電源控制部電性連接；該電源控制部至少包含一共振電源電路，且該共振電源電路是由一電性阻尼器并聯(lián)一實(shí)體電容及一實(shí)體電感建構(gòu)出無窮級共振艙來產(chǎn)生RF射頻型態(tài)電源；該裝置不僅工作電源的熱不累積，而且LED發(fā)光模塊在溫度阻尼器將溫場轉(zhuǎn)化為電場時，能不斷的吸收電子流，形同熱的移除，得到高效率的散熱效果。
文檔編號F21V23/00GK201827676SQ20102022558
公開日2011年5月11日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者徐夫子 申請人:凃杰生, 徐夫子