CN101858498A - 具有过载保护的交流发光二极管结构 - Google Patents

Abstract

本发明是有关一种具有过载保护的交流发光二极管结构，其包括：交流发光二极管；散热单元；以及过载保护单元。其中交流发光二极管是与散热单元导热结合，而过载保护单元则串联于交流发光二极管与电源之间。因此当有过载电流输入交流发光二极管结构时，过载保护单元的温度则因为过载电流而上升，进而形成断路状态，藉此可适时地使得交流发光二极管结构形成断路状态，用以阻断电源输入交流发光二极管，进而达到过载保护的功效。

Description

具有过载保护的交流发光二极管结构

技术领域

本发明涉及一种交流发光二极管结构，特别是涉及一种具有过载保护的交流发光二极管结构。

背景技术

发光二极管为一种具有相当良好物理特性的光源，其是一种冷光源并且亮度高，尤其是发光二极管的使用寿命可长达数十万小时。又与传统光源相比较下，发光二极管可使用较低的电流驱动，但却可获得等量的光输出，因此发光二极管的耗电量相当低。除此之外，发光二极管的种类与色彩繁多，因此可应用的范围相当广泛。

然而由于发光二极管仅能以直流电源驱动，因此当制作发光二极管灯具时，必须要外加交流转直流的控制电路及压降元件，才可在市电的交流电源之下正常操作发光二极管灯具，但这样不但提高了发光二极管灯具的制作成本，同时也延长了发光二极管灯具的点亮时间。

因此近年来发光二极管技术已发展出可直接使用交流电源驱动的交流发光二极管，其藉由多颗直流发光二极管相互串联与并联所组成。因此驱动单颗交流发光二极管时，实际上是同时驱动了多颗直流发光二极管，所以需输入较高的电流才可驱动交流发光二极管，如此很容易导致交流发光二极管出现过载的问题，再加上交流电源中不定时的突波干扰，因此若无法有效避免交流发光二极管产生过载的问题，将造成交流发光二极管的损坏。

由此可见，上述现有的交流发光二极管在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的具有过载保护的交流发光二极管结构，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的交流发光二极管结构存在的缺陷，而提供一种新型的具有过载保护的交流发光二极管结构，所要解决的技术问题是使其当交流发光二极管出现过载现象时，可藉由过载保护单元即时调整电源的供应，进而达到保护交流发光二极管的功效。

本发明的另一目的在于，提供一种新型的具有过载保护的交流发光二极管结构，所要解决的技术问题是使其由于过载保护单元可迅速阻断输入交流发光二极管的电源，藉以避免交流发光二极管受过载电流的破坏，进而达到延长交流发光二极管使用寿命的功效。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种具有过载保护的交流发光二极管结构，其包括：至少一交流发光二极管；至少一散热单元，其承载并且导热连接该交流发光二极管；以及至少一过载保护单元，其串联于该交流发光二极管及一电源之间。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的具有过载保护的交流发光二极管结构，其中所述的过载保护单元与该交流发光二极管间的距离小于3厘米。

前述的具有过载保护的交流发光二极管结构，其进一步具有一导热层，其设置于该交流发光二极管与该散热单元之间。

前述的具有过载保护的交流发光二极管结构，其中所述的导热层是一高分子介电材料。

前述的具有过载保护的交流发光二极管结构，其中所述的过载保护单元是一导电簧片。

前述的具有过载保护的交流发光二极管结构，其中所述的过载保护单元具有：一导电簧片，其分别与该交流发光二极管与该电源电性连接；以及一微机电单元，其结合于该导电簧片。

前述的具有过载保护的交流发光二极管结构，其进一步具有：一第一电极，其电性连接该交流发光二极管与该电源；以及一第二电极，其电性连接该过载保护单元与该电源。

前述的具有过载保护的交流发光二极管结构，其中所述的第一电极与该第二电极是设置于该导热层的一表面。

前述的具有过载保护的交流发光二极管结构，其中所述的过载保护可为一温度控制单元。

前述的具有过载保护的交流发光二极管结构，其中所述的温度控制单元具有：一第一导电层；一温度侦测层，其设置于该第一导电层上；以及一第二导电层，其设置于该温度侦测层上并与该交流发光二极管电性连接。

前述的具有过载保护的交流发光二极管结构，其中所述的第二导电层与该第二电极电性连接。

前述的具有过载保护的交流发光二极管结构，其中所述的第二导电层具有：一第三导电层，其与该交流发光二极管电性连接；以及一第四导电层，其与该第三导电层电性分离且电性连接该第二电极。

前述的具有过载保护的交流发光二极管结构，其中所述的该交流发光二极管与该电源连接时，该温度控制单元的温度低于正温度系数特性的一触发温度。

前述的具有过载保护的交流发光二极管结构，其中所述的温度侦测层具有一结晶性高分子材料及一导电材料。

前述的具有过载保护的交流发光二极管结构，其中所述的该结晶性高分子材料的熔点介于80℃至183℃之间。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明具有过载保护的交流发光二极管结构至少具有下列优点及有益效果：

一、本发明利用过载保护单元可在过载电流下调整流经交流发光二极管的电流，用以达到保护交流发光二极管的功效。

二、本发明由于过载保护单元可保护交流发光二极管以避免交流发光二极管受过载电流的破坏，因此可延长交流发光二极管使用寿命。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明具有过载保护的交流发光二极管结构的实施例的第一示意图。

图2是本发明具有过载保护的交流发光二极管结构的实施例的第二示意图。

图3是本发明具有过载保护的交流发光二极管结构的实施例的第三示意图。

图4是本发明具有过载保护的交流发光二极管结构的实施例的第四示意图。

图5是正温度系数材料的温度和电阻的关系示意图。

图6是本发明具有过载保护的交流发光二极管结构的应用实施状态示意图。

100、101、102、103：具有过载保护之交流发光二极管结构

10：交流发光二极管        20：散热单元

30：过载保护单元          31：导电簧片

32：微机电单元            33：第一导电层

34：温度侦测层         35：第二导电层

351：第三导电层        352：第四导电层

40：交流电源           50：导热层

51：表面               60：第一电极

70：第二电极

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的具有过载保护的交流发光二极管结构其具体实施方式、结构、特征及其功效进行详细说明。

图1是本发明具有过载保护的交流发光二极管结构的实施例的第一示意图。图2是本发明具有过载保护的交流发光二极管结构的实施例的第二示意图。图3是本发明具有过载保护的交流发光二极管结构的实施例的第三示意图。图4是本发明具有过载保护的交流发光二极管结构的实施例的第四示意图。图5是正温度系数材料的温度和电阻的关系示意图。图6是本发明具有过载保护的交流发光二极管结构的应用实施状态示意图。

如图1所示，本实施例是一种具有过载保护的交流发光二极管结构100，其包括：至少一交流发光二极管10；至少一散热单元20；以及至少一过载保护单元30。为便于叙述，本说明书将超过交流发光二极管10可承受的电流定义为过载电流。

如图1及图2所示，上述的交流发光二极管10，其可直接使用市电交流电源40驱动出光，因此不需再外接变电整流装置，又具有过载保护的交流发光二极管结构100中可依照明需求选用不同数量的交流发光二极管10，例如：二颗或三颗交流发光二极管10。

如图1所示，上述的散热单元20，其用以承载每一交流发光二极管10，并且散热单元20又与每一交流发光二极管10导热连接，而散热单元20的材质可以为具有高导热系数的材料，例如：铜、铝、陶瓷材料......等，藉此交流发光二极管10出光时的产热可有效地通过散热单元20排除。

然而当散热单元20因热膨胀时，由于散热单元20与交流发光二极管10的热膨胀系数不同，以致于因为膨胀所产生的相对作用力有可能破坏交流发光二极管结构100。

因此如图2所示，交流发光二极管结构101可进一步具有一导热层50，其设置于交流发光二极管10与散热单元20之间，又导热层50可以为一高分子介电材料，因此导热层50具有良好的膨胀系数及导热系数，除了可在散热单元20受热膨胀时作为交流发光二极管10与散热单元20间的缓冲层之外，亦可帮助交流发光二极管10将产热传导至散热单元20。

如图1及图2所示，过载保护单元30，其串联于交流发光二极管10及交流电源40之间，因此过载保护单元30可控制流经交流发光二极管10的电流大小，藉此避免交流发光二极管10过载，而过载保护单元30的应用方式是如后所述。

如图1所示，过载保护单元30可以为一导电簧片31，其是可与交流发光二极管10与交流电源40电性连接，并且不同规格的导电簧片31可具有不同的跳脱温度。当交流发光二极管10出现过载状况时，便导致交流发光二极管10的温度不断上升，进而使得散热单元20温度亦开始升高，以致于散热单元20上的导电簧片31开始被加热，而一但导电簧片31的温度上升至跳脱温度，导电簧片31便会断开，使得交流发光二极管10与交流电源40间成为断路。直到交流发光二极管10的温度下降并且带动散热单元20温度降低，导电簧片31的温度才会降至跳脱温度以下，以使得导电簧片31自动复归至初始状态，而交流电源40始可继续输入交流发光二极管10。

除此之外，当过载电流持续流经过载导电簧片31时，导电簧片31的温度也会持续上升，而一但导电簧片31的温度上升至跳脱温度时，亦将导致导电簧片31断开。所以导电簧片31在同时间内可以受周围温度加热，也可以受到过载电流加热，藉此提供交流发光二极管10更完善的过载保护。

如图2所示，过载保护单元30亦可具有：一导电簧片31；以及一微机电单元32。可藉由微机电单元32与导电簧片31结合，并利用微机电单元32更准确地感测导电簧片31周围温度，以使得导电簧片31可在恰当的温度下执行跳脱/复归，进而使过载保护单元30可发挥更适当的功效。

如图3所示，交流发光二极管结构102可进一步具有：一第一电极60；以及一第二电极70，其中第一电极60电性连接交流发光二极管10与交流电源40，而第二电极70则电性连接过载保护单元30与交流电源40，因此可藉由第一电极60与第二电极70的设置，以利于多个交流发光二极管结构102形成串联(如图6所示)或并联的电路结构，进而符合各种不同的应用需求。

如图3及图4所示，第一电极60与第二电极70可设置于导热层50的一表面51，并且交流发光二极管结构102、103的过载保护单元30可为一温度控制单元，并且温度控制单元可具有：一第一导电层33；一温度侦测层34；以及一第二导电层35。

如图3所示，第一导电层33可设置于第二电极70上并且与第二电极70电性连接，而温度侦测层34则可设置于第一导电层33上，又第二导电层35设置于温度侦测层34上并且与交流发光二极管10电性连接。

又温度侦测层34可具有一结晶性高分子材料及一导电材料，而结晶性高分子材料的熔点可介于80℃至183℃之间，导电材料则可以为碳黑、石墨......等导电材料。此外，温度侦测层34可具有正温度系数特性，也就是如图5所示，当温度侦测层34的温度超过一触发温度时，温度侦测层34的电阻值将于短时间内迅速增加，用以使得第二导电层35与第一导电层33间形成断路状态。

交流发光二极管10刚开始与交流电源40连接时，温度控制单元的温度低于正温度系数特性的触发温度，此时第二导电层35与第一导电层33为通路状态。但只要交流发光二极管10出现过载状况，因而导致交流发光二极管10、导热层50及散热单元20的温度开始不断上升，并引起温度侦测层34的温度也随之升高时，温度侦测层34的电阻值便逐渐增加。

当温度侦测层34的温度超过触发温度时，第二导电层35与第一导电层33间便形成断路状态，直到温度侦测层34的温度随着交流发光二极管10的温度逐渐下降时，温度侦测层34的电阻值才会慢慢降低，以使得第二导电层35与第一导电层33间的电流量可逐渐地增加，如此可调节流经交流发光二极管10的电流大小，进而达到交流发光二极管结构102的过载保护。

如图4所示，亦可藉由第二导电层35与第二电极70电性连接，因此过载保护单元30的第二导电层35可具有：一第三导电层351；以及一第四导电层352。第三导电层351与第四导电层352彼此为相互电性分离，而第三导电层351与交流发光二极管10电性连接，第四导电层352则电性连接于第二电极70。由于可藉由第四导电层352与第二电极70电性连接，因此过载保护单元30的第一导电层33可直接设置于导热层50的表面51，甚至可直接贴附在交流发光二极管10(图未示)，以更近距离侦测交流发光二极管10的温度。

而上述的所有过载保护单元30与交流发光二极管10间的距离皆为小于3厘米的范围内，以使得每一交流发光二极管10或散热单元20的温度可有效地传导至过载保护单元30。藉由导热层50的设置亦可使得交流发光二极管10的温度更快速地传到至过载保护单元30。

并且当过载保护单元30为温度控制单元时，过载保护单元30可调整流经交流发光二极管10的电流大小，藉此便可控制每一交流发光二极管10的出光亮度，使得交流发光二极管结构102、103可设计成具有自动调整亮度功能的照明灯具，进而扩大交流发光二极管结构102、103的应用范围。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (15)

1.一种具有过载保护的交流发光二极管结构，其特征在于其包括：

至少一交流发光二极管；

至少一散热单元，其承载并且导热连接该交流发光二极管；以及

至少一过载保护单元，其串联于该交流发光二极管及一电源之间。

2.根据权利要求1所述的交流发光二极管结构，其特征在于其中所述的过载保护单元与该交流发光二极管间的距离小于3厘米。

3.根据权利要求1所述的交流发光二极管结构，其特征在于其进一步具有一导热层，其设置于该交流发光二极管与该散热单元之间。

4.根据权利要求3所述的交流发光二极管结构，其特征在于其中所述的导热层是一高分子介电材料。

5.根据权利要求1所述的交流发光二极管结构，其特征在于其中所述的过载保护单元是一导电簧片。

6.根据权利要求1所述的交流发光二极管结构，其特征在于其中所述的过载保护单元具有：一导电簧片，其分别与该交流发光二极管与该电源电性连接；以及一微机电单元，其结合于该导电簧片。

7.根据权利要求3所述的交流发光二极管结构，其特征在于其进一步具有：一第一电极，其电性连接该交流发光二极管与该电源；以及一第二电极，其电性连接该过载保护单元与该电源。

8.根据权利要求7所述的交流发光二极管结构，其特征在于其中所述的第一电极与该第二电极是设置于该导热层的一表面。

9.根据权利要求7所述的交流发光二极管结构，其特征在于其中所述的过载保护可为一温度控制单元。

10.根据权利要求9所述的交流发光二极管结构，其特征在于其中所述的温度控制单元具有：一第一导电层；一温度侦测层，其设置于该第一导电层上；以及一第二导电层，其设置于该温度侦测层上并与该交流发光二极管电性连接。

11.根据权利要求10所述的交流发光二极管结构，其特征在于其中所述的第二导电层与该第二电极电性连接。

12.根据权利要求10所述的交流发光二极管结构，其特征在于其中所述的第二导电层具有：一第三导电层，其与该交流发光二极管电性连接；以及一第四导电层，其与该第三导电层电性分离且电性连接该第二电极。

13.根据权利要求10所述的交流发光二极管结构，其特征在于其中所述的该交流发光二极管与该电源连接时，该温度控制单元的温度低于正温度系数特性的一触发温度。

14.根据权利要求10所述的交流发光二极管结构，其特征在于其中所述的温度侦测层具有一结晶性高分子材料及一导电材料。

15.根据权利要求14所述的交流发光二极管结构，其特征在于其中所述的该结晶性高分子材料的熔点介于80℃至183℃之间。

Images