專利名稱：一種簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種采用發(fā)光二極管的照明裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)是一種注入式電致發(fā)光器件，具有體積小、效 率高、壽命長(zhǎng)、無環(huán)境污染、無紫外線污染等優(yōu)點(diǎn)。目前發(fā)光二極管 技術(shù)不斷進(jìn)步，其光電轉(zhuǎn)換效率亦不斷提升。隨著發(fā)光二極管發(fā)光強(qiáng) 度的提高，除了一般傳統(tǒng)的指示燈、交通信號(hào)燈、夜景工程等領(lǐng)域， 發(fā)光二極管在照明領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，被視為未來最具潛力 的照明光源。
傳統(tǒng)的發(fā)光二極管皆須以低壓直流電(DC)驅(qū)動(dòng)。因此，在使用市 電即110 — 220伏的交流電(AC)作為電源供應(yīng)時(shí)，必須附帶變壓器 和整流器將市電降壓并轉(zhuǎn)換為低壓直流電，才能確保安裝在絕緣板上 的發(fā)光二極管能夠正常運(yùn)作。而變壓器和整流器將市電降壓并轉(zhuǎn)換為 低壓直流電的過程中，有髙達(dá)15 30%的電力耗損，所以這樣的發(fā)光 二極管照明裝置不具省電的特性，也沒有發(fā)揮出發(fā)光二極管光電效率 髙的優(yōu)點(diǎn)。
從相干度理論和準(zhǔn)單色光理論出發(fā)研究發(fā)光二極管的時(shí)間相干與 空間相干特性，也即光束疊加會(huì)產(chǎn)生兩種極端效果 一種情形是振幅 疊加，形成干涉圖樣，為完全相干。另一種情形是強(qiáng)度疊加，觀察不 到干涉圖樣，成為完全不相干。實(shí)際情況由于光源的特性限制，光束疊加的特性是居于兩者之間，即部分相干。對(duì)部分相干問題， 一般從 時(shí)間相干性和空間相干性考慮，其中時(shí)間相干性比較的是同一點(diǎn)光源 具有一定光程差的光波，空間相干性比較的是空間不同點(diǎn)的光波。發(fā)
光二極管光源是非單色性的，具有一定的時(shí)間相干性；同時(shí)，發(fā)光二 極管具有一定的發(fā)光面積，具有空間相干性。
對(duì)照明裝置的第一要求是安全標(biāo)準(zhǔn)，是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)；第二是滿足 不同作業(yè)和生活需要的性能標(biāo)準(zhǔn)；第三是在滿足上述條件的前提下， 考慮能效標(biāo)準(zhǔn)。照明的光分布分為空間分布和時(shí)間分布，空間分布有 能量疊加，時(shí)間分布也有能量疊加原理，這兩個(gè)方面目前儀器都無法 測(cè)量。所以照明的能效是人眼觀察的主觀能效，不是客觀的能效，而 是現(xiàn)有儀器測(cè)量不能夠完全反映的主觀量。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型旨在提供一種簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈，具有安裝在 絕緣板上的發(fā)光二極管；兩組相同數(shù)目的發(fā)光二極管順序串聯(lián)成兩個(gè) 燈組，兩個(gè)燈組反向并聯(lián)后串接在提升供電頻率的交流變頻器的兩個(gè) 輸出端之間，該交流變頻器的輸入端連接市電。每個(gè)發(fā)光二極管燈組 中串聯(lián)的發(fā)光二極管個(gè)數(shù)視選用的單顆發(fā)光二極管的電壓和交流變頻 器的輸出電壓而定。
所述交流變頻器的輸出電壓與市電的電壓相同。 所 交流變頻器的輸出頻率為30 — 40千赫茲。所述的絕緣板采用導(dǎo)熱的材料制成并與金屬散熱板復(fù)合在一起。 所述的散熱板上設(shè)有散熱鰭片。
本實(shí)用新型簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈，本實(shí)用新型采用交流高頻電源驅(qū) 動(dòng)兩組順序串聯(lián)后再反向并聯(lián)的發(fā)光二極管燈組。在交流變頻器的輸
出為正半波時(shí)，順向的發(fā)光二極管燈組發(fā)亮；在交流變頻器的輸出為 負(fù)半波時(shí)，逆向發(fā)光二極管燈組發(fā)光。與傳統(tǒng)發(fā)光二極管照明裝置相 比，交流變頻器的損耗遠(yuǎn)低于變壓器和整流器的損耗，所以省電。不 使用變壓器和整流器，可以降低電路成本，且在燈具設(shè)計(jì)上更加輕巧。 市電經(jīng)過交流變頻器會(huì)使順向與逆向兩個(gè)發(fā)光二極管燈組依此交錯(cuò)點(diǎn) 亮。整體的發(fā)光頻率高，可減少人眼的閃爍感，光線穩(wěn)定柔和。適應(yīng) 人對(duì)照明的視覺和心理要求。交流變頻器的輸出電壓與市電的電壓相 同，不需升壓或降壓，可以選用簡(jiǎn)單而廉價(jià)的交流變頻器。發(fā)光二極 管響應(yīng)時(shí)間較快， 一般可在幾十納秒內(nèi)響應(yīng)外加電壓的變化。請(qǐng)參看 圖8所示的發(fā)光二極管響應(yīng)曲線，發(fā)光二極管的點(diǎn)亮?xí)r間——上升時(shí) 間tr,即接通電源使發(fā)光亮度達(dá)到正常的10%開始， 一直到發(fā)光亮度 達(dá)到正常值的90%所經(jīng)歷的時(shí)間；發(fā)光二極管熄滅時(shí)間——下降時(shí)間 tf,即正常發(fā)光減弱至原來的10%所經(jīng)歷的時(shí)間。不同材料制得的發(fā) 光二極管響應(yīng)時(shí)間(上升時(shí)間tr,下降時(shí)間tf)各不相同；如GaAs、 GaAsP、 GaAlAs其響應(yīng)時(shí)間〈10—9S， GaP為10—7S。因此它們可用在電 源頻率高達(dá)10 - 100MHZ的高頻系統(tǒng)。請(qǐng)參看圖9所示的本實(shí)用新型 簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈在不同頻率時(shí)光效率實(shí)驗(yàn)結(jié)果的歸一曲線，該實(shí)驗(yàn) 表明交流變頻器的輸出頻率為30 — 40千赫茲范圍內(nèi)時(shí),發(fā)光二極管的發(fā)光效率相對(duì)較高，所以節(jié)能而且充分利用了時(shí)間和空間相干疊加 原理，提高照明的主觀能效，因此有高能效的特點(diǎn)。絕緣板采用導(dǎo)熱 的材料制成并與金屬散熱板復(fù)合在一起，以及散熱板上設(shè)有散熱鰭片 可通過降溫改善發(fā)光二極管的工作狀況，提高整體的可靠性。


圖1為本實(shí)用新型簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈第一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu) 示意圖。
圖2為圖1實(shí)施例正面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為圖1實(shí)施例的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為圖1實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5為圖4的左部的局部放大示意圖。
圖6為圖1實(shí)施例采用直插式發(fā)光二極管的局部放大示意圖。 圖7為圖1實(shí)施例采用板上芯片封裝的發(fā)光二極管集成組件的結(jié) 構(gòu)示意圖。
圖8為本實(shí)用新型簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈第二個(gè)實(shí)施例的電路示意圖。
圖9為發(fā)光二極管的響應(yīng)時(shí)間曲線圖。
圖10為本實(shí)用新型簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈在不同頻率時(shí)發(fā)光效率的 歸一曲線圖。
具體實(shí)施方式
一、實(shí)施例一本實(shí)用新型簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈一個(gè)實(shí)施例是按照長(zhǎng)條形管燈的 特點(diǎn)設(shè)計(jì)的雙燈組合，它的電路如圖l所示。本簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈實(shí) 施例包含兩個(gè)獨(dú)立的簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈。第一個(gè)簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈包
含交流變頻器1和發(fā)光二極管燈串2。第二個(gè)簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈包含
交流變頻器r和發(fā)光二極管燈串2'。
第一個(gè)簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈具有偶數(shù)個(gè)安裝在絕緣板上的發(fā)光二 極管。這些發(fā)光二極管的發(fā)光顏色可以是白光、紅光、綠光、藍(lán)光等
發(fā)光顏色中的一種或多種。這些發(fā)光二極管平分為兩組；兩組相同數(shù) 目的發(fā)光二極管順序串聯(lián)成兩個(gè)燈組21、 22，兩個(gè)燈組21、 22反向 并聯(lián)后串接在提升供電頻率的交流變頻器1的兩個(gè)輸出端12之間，該 交流變頻器l的輸入端ll連接市電。發(fā)光二極管燈組21、 22中串聯(lián) 的發(fā)光二極管個(gè)數(shù)等于交流變頻器1的輸出電壓除以單顆發(fā)光二極管 的工作電壓。本實(shí)施例中，交流變頻器1的輸出電壓與市電的電壓相同 為220V，兩個(gè)燈組21、 22分別串聯(lián)的發(fā)光二極管個(gè)數(shù)大約65個(gè)。交 流變頻器1的輸入頻率為50赫茲，輸出頻率為30 — 40千赫茲。
第二個(gè)簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈與第一個(gè)簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈相同，具 有相同數(shù)量的安裝在同一塊絕緣板上的發(fā)光二極管。這些發(fā)光二極管 平分為兩組并順序串聯(lián)成兩個(gè)燈組21'、 22',兩個(gè)燈組21'、 22'反 向并聯(lián)后串接在提升供電頻率的交流變頻器l'的兩個(gè)輸出端12'之
間，該交流變頻器r的輸入端ir連接市電。交流變頻器r與交 流變頻器i相同。
請(qǐng)參看圖2至圖5,本實(shí)施例中，絕緣板31采用導(dǎo)熱的材料(例如陶瓷或玻璃或?qū)峁枘z片)制成，絕緣板31的一個(gè)表面與金屬散熱 板3復(fù)合在一起，絕緣板31的另一個(gè)表面安裝第一個(gè)簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體 燈的交流變頻器1和兩個(gè)燈組21、22以及第二個(gè)簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈的 交流變頻器l'和兩個(gè)燈組21'、 22'。絕緣板31安裝第一個(gè)簡(jiǎn)約節(jié)能 半導(dǎo)體燈和第二個(gè)簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈的表面敷有被分隔為多個(gè)焊盤 32的銅膜或鋁膜。各發(fā)光二極管依次焊接在每一排焊盤32中相鄰的 兩個(gè)焊盤32上，形成第一個(gè)簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈的兩個(gè)燈組21、 22和 第二個(gè)簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈的兩個(gè)燈組21'、 22'。散熱板3可采用鋁質(zhì) 或銅質(zhì)材料，作為支撐兩個(gè)簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈的載體，并兼任散熱的 功能，其背面可設(shè)計(jì)成多個(gè)散熱鰭片，增大散熱面積，增強(qiáng)散熱能力。
一個(gè)透明的半圓筒狀的燈罩4固定在散熱板3上，罩住兩個(gè)簡(jiǎn)約 節(jié)能半導(dǎo)體燈，形成透明的保護(hù)層；燈罩4并使第一個(gè)簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo) 體燈的兩個(gè)燈組21、 22及第二個(gè)簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈的兩個(gè)燈組21'、 22'發(fā)出的光向外散發(fā)。燈罩4釆用無機(jī)或有機(jī)玻璃材質(zhì)，制成半圓 筒狀具有散光的效果。為獲得更好的散光效果，可以在燈罩4內(nèi)壁進(jìn) 行霧化處理或直接打磨成磨砂面，使光線更加均勻。
散熱板3和罩4的兩端分別套裝燈具卡頭5、 5'。燈具卡頭5、 5' 可采用金屬或塑膠制造，其作用是固定散熱板3、燈罩4及電極6、 6'。
兩根電極6分別連接第一個(gè)簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈交流變頻器1的兩 個(gè)輸入端。兩根電極6'分別連接第二個(gè)簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈交流變頻 器l'的兩個(gè)輸入端。
根據(jù)實(shí)際需要，散熱板3和燈罩4的外形可以做成方形、圓形等各種形狀。
圖2至圖5中，采用表面貼片式SMT(Surface Mount Technology) 的發(fā)光二極管。也可如圖6所示，采用直插式DIP (Dual In-Line Package)的發(fā)光二極管;或者如圖7所示，采用板上芯片封裝C0B(Chip on Board)方式的發(fā)光二極管集成組件。
二、實(shí)施例二
本實(shí)用新型簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈的第二個(gè)實(shí)施例的電路如圖8所 示。本實(shí)施例可用一個(gè)交流變頻器10同時(shí)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈串20和 發(fā)光二極管燈串20',或者單獨(dú)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈串20或發(fā)光二極管 燈串20'。
本實(shí)施例具有偶數(shù)個(gè)安裝在絕緣板上的發(fā)光二極管。這些發(fā)光二 極管的發(fā)光顏色可以是白光、紅光、綠光、藍(lán)光等顏色中的一種或多 種。這些發(fā)光二極管平分為四組；兩組相同數(shù)目的發(fā)光二極管順序串 聯(lián)成發(fā)光二極管燈串20的兩個(gè)燈組210、 220，兩個(gè)燈組210、 220反 向并聯(lián)，然后經(jīng)過開關(guān)Kl串接在交流變頻器10的兩個(gè)輸出端120之 間。兩組相同數(shù)目的發(fā)光二極管順序串聯(lián)成發(fā)光二極管燈串20'的兩 個(gè)燈組210，、 220，，兩個(gè)燈組210'、 220，反向并聯(lián)，然后經(jīng)過開關(guān) K2串接在交流變頻器10的兩個(gè)輸出端120之間。交流變頻器10的輸 入端110連接市電。發(fā)光二極管燈組210、 220、 210'、 220'中串聯(lián) 的發(fā)光二極管個(gè)數(shù)等于交流變頻器10的輸出電壓除以單顆發(fā)光二極 管的工作電壓。本實(shí)施例中，交流變頻器10的輸出電壓與市電的電壓相同為220V，四個(gè)燈組210、 220、 210'、 220，分別串聯(lián)的發(fā)光二極 管個(gè)數(shù)大約65個(gè)。交流變頻器10的輸入頻率為50赫茲，輸出頻率為 30 — 40千赫茲。
通過控制開關(guān)K1及開關(guān)K2的開啟閉合，可以調(diào)控發(fā)光二極管燈串 20和發(fā)光二極管燈串20'全部開啟，或者只有發(fā)光二極管燈串20或 發(fā)光二極管燈串20'開啟，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能和適時(shí)亮度控制。
本實(shí)施例的機(jī)械結(jié)構(gòu)與前一實(shí)施例的機(jī)械結(jié)構(gòu)基本相同，這里不 再贅述，但兩個(gè)開關(guān)K1、 K2的操作部分應(yīng)設(shè)在散熱板的外側(cè)，以便實(shí) 施控制。
以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，不以此限定本實(shí)用新型 實(shí)施的范圍，依本實(shí)用新型的技術(shù)方案及說明書內(nèi)容所作的等效變化 與修飾，皆應(yīng)屬于本實(shí)用新型涵蓋的范圍。
權(quán)利要求1.一種簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈，具有安裝在絕緣板上的發(fā)光二極管；其特征在于兩組相同數(shù)目的發(fā)光二極管順序串聯(lián)成兩個(gè)燈組，兩個(gè)燈組反向并聯(lián)后串接在提升供電頻率的交流變頻器的兩個(gè)輸出端之間，該交流變頻器的輸入端連接市電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈，其特征在于: 所述交流變頻器的輸出電壓與市電的電壓相同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈，其特征在于: 所述交流變頻器的輸出頻率為30 — 40千赫茲。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈，其 特征在于所述的絕緣板采用導(dǎo)熱的材料制成并與金屬散熱板復(fù)合在 —起。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈，其特征在于 所述的散熱板上設(shè)有散熱鰭片。
專利摘要本實(shí)用新型一種簡(jiǎn)約節(jié)能半導(dǎo)體燈，涉及一種采用發(fā)光二極管的照明裝置。本實(shí)用新型具有安裝在絕緣板上的發(fā)光二極管；兩組相同數(shù)目的發(fā)光二極管順序串聯(lián)成兩個(gè)燈組，兩個(gè)燈組反向并聯(lián)后串接在提升供電頻率的交流變頻器的兩個(gè)輸出端之間，該交流變頻器的輸入端連接市電。解決了發(fā)光二極管須以低壓直流電驅(qū)動(dòng)的問題，且市電經(jīng)過交流變頻器會(huì)使順向與逆向兩個(gè)發(fā)光二極管燈組依此交錯(cuò)點(diǎn)亮。整體的發(fā)光頻率高，可減少人眼的閃爍感，光線穩(wěn)定柔和。交流變頻器的損耗遠(yuǎn)低于變壓器和整流器的損耗，所以省電并且可以降低電路成本，使燈具更加輕巧。
文檔編號(hào)H05B37/00GK201373360SQ20092013714
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者何開鈞, 陳亞勇 申請(qǐng)人:廈門市光電工程技術(shù)研究中心