專利名稱：一種增加分立led光源使用可靠性的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于LED照明技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增加分立LED光源使用可靠性的電路。
技術(shù)背景 LED (發(fā)光二級(jí)管)光源的出現(xiàn)是繼白熾燈后的第二次偉大發(fā)明，它將成為光世界的創(chuàng)新。LED作為一種固態(tài)的半導(dǎo)體冷光源，有著傳統(tǒng)光源所不具備的優(yōu)點(diǎn)高效節(jié)能、超長壽命、綠色環(huán)保、色彩豐富以及安全系數(shù)高等。隨著國家節(jié)能減排政策的推行，LED燈具已成為目前最流行的半導(dǎo)體光源之一，大有取代傳統(tǒng)光源的發(fā)展勢(shì)頭。目前的LED燈具，作為新興燈具，很多產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用于實(shí)際生活中。但在實(shí)際使用過程中，出現(xiàn)了壽命與理論相差太大、換燈率高、以及維護(hù)成本高等問題。LED光衰和死燈是目前其失效最主要的兩種形式，一般都是由熱損傷和電損傷所引起。目前LED的發(fā)光效率僅能達(dá)到30%左右，也就是說70%的能量轉(zhuǎn)換成了熱能，在正常使用時(shí)，若不能及時(shí)將熱量散發(fā)出來，這種熱損傷將會(huì)造成LED芯片的溫度上升，從而導(dǎo)致光強(qiáng)減少、發(fā)光效率降低、加速LED的光衰，嚴(yán)重影響LED的使用壽命，最后成為死燈；同時(shí)，封裝材料在高溫下也會(huì)快速老化而造成透光率的下降。為了降低LED的發(fā)熱量，減少熱損傷，可以通過合理設(shè)計(jì)散熱裝置來避免。目前市場上LED的散熱技術(shù)已比較成熟，主要分為主動(dòng)散熱方式、被動(dòng)散熱方式或者兩者相結(jié)合的方式，其中主動(dòng)散熱方式主要采用風(fēng)扇等強(qiáng)制散熱方式，例如實(shí)用新型專利授權(quán)公告號(hào)CN202118739U所公開的名稱為“一種LED燈具的散熱結(jié)構(gòu)”，被動(dòng)散熱方式主要采用翅片式散熱，這種散熱方式利用了金屬熱傳導(dǎo)效應(yīng)，例如實(shí)用新型專利授權(quán)公告號(hào)CN202118606U所公開的名稱為“一種合金散熱的LED燈泡”。本技術(shù)方案主要討論的是電損傷，LED作為一種半導(dǎo)體器件，主要參數(shù)有正向壓降Vf、正向直流電流If和功率等，另外還有兩個(gè)重要參數(shù)反向擊穿電壓Vbr和反向峰值電流Irm。當(dāng)LED正常工作時(shí)，不會(huì)涉及到這兩個(gè)參數(shù)，但是在電壓脈動(dòng)、驅(qū)動(dòng)電源通電/斷電瞬間及雷擊浪涌時(shí)，如果施加在LED兩端的電壓超出這兩個(gè)參數(shù)的標(biāo)稱值，LED將受到不可逆電損傷，這種電損傷是表現(xiàn)為光衰的主要原因。見圖I、圖2、圖3，圖I是正常的無反向保護(hù)LED等效電路圖，圖2是正常的帶反向保護(hù)LED等效電路圖，圖3是LED被反向損傷后的等效電路圖。由圖可見，當(dāng)LED被反向電壓和電流損傷后，施加在LED兩端的電流會(huì)有一部分流過等效電阻Rx，其電阻值與LED損壞程度有關(guān)損壞程度小時(shí)，電阻值可達(dá)十幾千歐姆，損壞程度大時(shí)，電阻值僅有I 2kΩ ;損壞很嚴(yán)重時(shí)，電阻值僅有幾百甚至幾十歐姆。這部分能量只能用來發(fā)熱而不再發(fā)光，從而形成LED的光衰。并且，當(dāng)損傷越嚴(yán)重，等效電阻Rx的電阻值越小，當(dāng)?shù)刃щ娮鑂x接近0Ω時(shí)，LED表現(xiàn)為短路狀態(tài)，不再發(fā)光。圖4是分立LED光源的鋁基板分布電容示意圖，該分布電容在鋁基板上由于正負(fù)極電壓發(fā)生脈動(dòng)或者由于感應(yīng)電壓，都有反向擊穿分立LED光源的可能。為此，能否提供一種能有效提聞LED抗電損傷能力的電路是目如有待解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要提供一種增加分立LED光源使用可靠性的電路，它不僅電路簡單實(shí)用、可靠性高、成本低廉，而且能有效降低LED的電損傷，減小LED的光衰和死燈。本實(shí)用新型的目的是這樣來達(dá)到的，一種增加分立LED光源使用可靠性的電路，其特點(diǎn)是包括一鋁基覆銅板、分立LED光源D11、二極管D21、壓敏電阻Rl和可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2，所述的鋁基覆銅板由絕緣材料分隔并形成正極端、負(fù)極端，所述的分立LED光源D11、二極管D21、壓敏電阻Rl和可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2固定在鋁基覆銅板上，可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2的一端接鋁基覆銅板的正極端，可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2的另一端接分立LED光源Dll的正極、二極管D21的負(fù)極和壓敏電阻Rl的一端，分立LED光源Dll的負(fù)極、二極管D21的正極和壓敏電阻Rl的另一端接鋁基覆銅板的負(fù)極端。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的分立LED光源Dll的數(shù)量有多個(gè)，多個(gè)分立LED光源Dll之間構(gòu)成為串聯(lián)連接。在本實(shí)用新型的另一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的二極管D21的數(shù)量與所述的分立LED光源Dll的數(shù)量相同，且每一分立LED光源Dll上對(duì)應(yīng)并聯(lián)有一二極管D21。在本實(shí)用新型的再一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的二極管D21優(yōu)選采用肖特基二極管。在本實(shí)用新型的進(jìn)而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的壓敏電阻Rl的動(dòng)作電壓應(yīng)不小于nXVf，其中，η為鋁基覆銅板上的分立LED光源的個(gè)數(shù)，Vf為分立LED光源Dll的正向壓降。在本實(shí)用新型的更而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2的斷開電流為分立LED光源Dll的工作電流If的I. 5 2倍。本實(shí)用新型通過采用上述電路結(jié)構(gòu)后，克服了分立LED光源在運(yùn)行過程中由于遭受雷擊浪涌和通/斷電瞬間對(duì)LED沖擊所產(chǎn)生的光衰問題，使LED光源所具有的節(jié)能、長壽、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)得以真正發(fā)揮出來，并且降低了由于更換燈具所帶來的運(yùn)行費(fèi)用，有利于分立LED光源的大規(guī)模生產(chǎn)及使用。

圖I為正常的無反向保護(hù)LED等效電路圖。圖2為正常的帶反向保護(hù)LED等效電路圖。圖3為LED被反向損傷后的等效電路圖。圖4為分立LED光源板分布電容示圖。圖5為本實(shí)用新型的一實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施方式
為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)和有益效果，申請(qǐng)人將在下面以實(shí)施例的方式結(jié)合附圖作詳細(xì)說明，但是對(duì)實(shí)施例的描述均不是對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案的限制，任何依據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所作出的僅僅為形式上的而非實(shí)質(zhì)性的等效變換都應(yīng)視為本實(shí)用新型的技術(shù)方案范疇。請(qǐng)參閱圖5，一種增加分立LED光源使用可靠性的電路，包括一鋁基覆銅板I、分立LED光源D11、二極管D21、壓敏電阻Rl和可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2，所述的鋁基覆銅板I為一種電子玻纖布或其它增強(qiáng)型材料浸以樹脂，一面或雙面覆以銅箔并經(jīng)熱壓而制成的板狀材料，主要起互聯(lián)導(dǎo)通、絕緣、支撐作用，在鋁基覆銅板上形成有正極端、負(fù)極端，且正、負(fù)極端之間由絕緣材料分隔開來，所述的分立LED光源D11、二極管D21、壓敏電阻Rl和可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2焊接在所述的鋁基覆銅板I上，可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2的一端接鋁基覆銅板I的正極端，可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2的另一端接分立LED光源Dll的正極、二極管D21的負(fù)極和壓敏電阻Rl的 一端，分立LED光源Dll的負(fù)極、二極管D21的正極和壓敏電阻Rl的另一端接鋁基覆銅板I的負(fù)極端。所述的分立LED光源Dll的數(shù)量可以有多個(gè)，多個(gè)分立LED光源Dll之間構(gòu)成串聯(lián)連接，并且在每一分立LED光源Dll上對(duì)應(yīng)并聯(lián)有一二極管D21。具體是首個(gè)分立LED光源Dll的正極與二極管D21的負(fù)極、壓敏電阻Rl的一端連接后接可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2的一端，末個(gè)分立LED光源Dll的負(fù)極與末個(gè)二極管D21的正極連接后接鋁基覆銅板I的負(fù)極端。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖5，在每個(gè)分立LED光源Dll的兩端并聯(lián)的二極管D21起反向保護(hù)作用，二極管D21優(yōu)先選用肖特基二極管，其恢復(fù)時(shí)間為納秒級(jí)，反向擊穿電壓選擇不小于
I.5倍的分立LED光源Dll的正向壓降Vf，壓敏電阻Rl的動(dòng)作電壓應(yīng)采用不小于nX Vf，其中，η為鋁基覆銅板I上的分立LED光源的個(gè)數(shù)，可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2的斷開電流應(yīng)為分立LED光源Dll的工作電流If的I. 5 2倍。本實(shí)用新型的工作原理當(dāng)焊接有分立LED光源Dll的鋁基覆銅板I上瞬態(tài)正負(fù)極電壓高于壓敏電阻Rl的動(dòng)作電壓時(shí)，壓敏電阻Rl吸收此脈沖能量，但當(dāng)脈沖電流大于可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2的熔斷電流時(shí)，可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2斷開，以保護(hù)分立LED光源D11，經(jīng)過一段時(shí)間的延時(shí)，可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2恢復(fù)。當(dāng)有反向的感應(yīng)電壓加到焊接有分立LED光源Dll的鋁基覆銅板I的正負(fù)極時(shí)，二極管D21正向?qū)?，起反向保護(hù)作用，吸收此能量。綜上所述，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案克服了已有技術(shù)中的欠缺，達(dá)到了發(fā)明目的，體現(xiàn)了申請(qǐng)人所述的技術(shù)效果。
權(quán)利要求1.一種增加分立LED光源使用可靠性的電路，其特征在于包括一鋁基覆銅板(I)、分立LED光源D11、二極管D21、壓敏電阻Rl和可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2，所述的鋁基覆銅板(I)由絕緣材料分隔并形成正極端、負(fù)極端，所述的分立LED光源D11、二極管D21、壓敏電阻Rl和可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2固定在鋁基覆銅板(I)上，可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2的一端接鋁基覆銅板(I)的正極端，可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2的另一端接分立LED光源Dll的正極、二極管D21的負(fù)極和壓敏電阻Rl的一端，分立LED光源Dll的負(fù)極、二極管D21的正極和壓敏電阻Rl的另一端接鋁基覆銅板(I)的負(fù)極端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種增加分立LED光源使用可靠性的電路，其特征在于所述的分立LED光源Dll的數(shù)量有多個(gè)，多個(gè)分立LED光源Dll之間構(gòu)成為串聯(lián)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種增加分立LED光源使用可靠性的電路，其特征在于所述的二極管D21的數(shù)量與所述的分立LED光源Dll的數(shù)量相同，且每一分立LED光源Dll上對(duì)應(yīng)并聯(lián)有一二極管D21。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種增加分立LED光源使用可靠性的電路，其特征在于所述 的二極管D21優(yōu)選采用肖特基二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種增加分立LED光源使用可靠性的電路，其特征在于所述的壓敏電阻Rl的動(dòng)作電壓應(yīng)不小于nXVf，其中，η為鋁基覆銅板⑴上的分立LED光源的個(gè)數(shù)，Vf為分立LED光源Dll的正向壓降。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種增加分立LED光源使用可靠性的電路，其特征在于所述的可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2的斷開電流為分立LED光源Dll的工作電流If的I. 5 2倍。
專利摘要一種增加分立LED光源使用可靠性的電路，屬于LED照明技術(shù)領(lǐng)域。包括鋁基覆銅板、分立LED光源D11、二極管D21、壓敏電阻R1和可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2，鋁基覆銅板由絕緣材料分隔并形成正、負(fù)極端，分立LED光源D11、二極管D21、壓敏電阻R1和可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2固定在鋁基覆銅板上，可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2的一端接鋁基覆銅板的正極端，可恢復(fù)保險(xiǎn)絲R2的另一端接分立LED光源D11的正極、二極管D21的負(fù)極和壓敏電阻R1的一端，分立LED光源D11的負(fù)極、二極管D21的正極和壓敏電阻R1的另一端接鋁基覆銅板的負(fù)極端。優(yōu)點(diǎn)克服了分立LED光源在運(yùn)行過程中由于遭受雷擊浪涌和通/斷電瞬間對(duì)LED沖擊所產(chǎn)生的光衰問題，具有節(jié)能、長壽、環(huán)保、維護(hù)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02H9/04GK202435686SQ20122003086
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者沈建青 申請(qǐng)人:江蘇好的節(jié)能光電科技有限公司