CN102338291A

CN102338291A - 交流发光二极管照明装置

Info

Publication number: CN102338291A
Application number: CN2010102302898A
Authority: CN
Inventors: 孔圣翔; 赖志铭
Original assignee: Foxsemicon Integrated Technology Shanghai Inc; Foxsemicon Integrated Technology Inc
Current assignee: Foxsemicon Integrated Technology Shanghai Inc; Foxsemicon Integrated Technology Inc
Priority date: 2010-07-19
Filing date: 2010-07-19
Publication date: 2012-02-01

Abstract

一种交流发光二极管照明装置，包括一散热基板，多个LED芯片，一电路层，一封装层，一曝露在该封装层之外的电极，以及一驱动单元。该多个LED芯片与散热基板热性连接，且其中的至少两个为反向并联。该多个LED芯片与该电路层电性连接。封装层包覆该多个LED芯片及至少部分电路层。驱动单元包括一变压器及一开关组件，变压器具有一输入端及一输出端，输入端用于与一交流电源连接，输出端藉由开关组件与电极电性连接，开关组件选择性的与变压器的输出端接通以使驱动单元向LED芯片输出不同大小的驱动电压。

Description

交流发光二极管照明装置

技术领域

本发明涉及一种发光二极管照明装置，特别涉及一种由交流电驱动的发光二极管照明装置。

背景技术

目前，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)因具光质佳及发光效率高等特性而被广泛应用在很多领域。由于LED的发光强度与注入电流几乎成正比关系，故大都采用直流电驱动LED发光。然而，LED的发光效率会随着注入电流的增大而降低，同时电流的增大也会使LED结面温度过高，缩短了LED的寿命。为了减少LED工作时产生的热量，可采用脉冲宽度调节(Pulse Width Modulation Dimming，PWMDimming)的方式来控制LED的开关状态，但PWM控制方式仍需要在定电流的状态下进行操作，使得LED的驱动电路中至少包括一个AC-DC转换器，这样就降低了整个发光二极管照明装置的电源利用效率，提高了成本。有鉴于此，有必要提供一种驱动方式简单且电源利用效率较高的交流发光二极管照明装置。

发明内容

以下将以实施例说明一种驱动方式简单且电源利用效率较高的交流发光二极管照明装置。

一种交流发光二极管照明装置，其包括一个散热基板，多个设置在该散热基板上的LED芯片，一个电路层，一个封装层，一个设置在该散热基板上且曝露在该封装层之外的电极，以及一个驱动单元。该多个LED芯片与该散热基板热性连接，且该多个LED芯片中的至少两个为反向并联。该电路层设置在该散热基板上，并且该多个LED芯片与该电路层电性连接。该封装层包覆该多个LED芯片及至少部分该电路层。该驱动单元包括一个变压器及一个开关组件，该变压器具有一个输入端及一个输出端，该输入端用于与一交流电源连接，该输出端藉由该开关组件与该散热基板上的电极电性连接，该开关组件选择性的与该变压器的输出端接通以使该向该驱动单元向该多个LED芯片输出不同大小的驱动电压。

与现有技术相比，该交流发光二极管照明装置的驱动单元可直接与一交流电源相连，以驱动具有至少两个反向并联LED芯片的多个LED芯片，故该交流发光二极管照明装置的驱动单元相较于现有驱动电路更为简单。进一步地，该交流发光二极管照明装置中并未使用AC-DC转换器等耗能组件，使得该交流发光二极管照明装置的电源利用效率较高。另外，该驱动单元中的开关组件选择性的与其变压器的输出端接通以使该驱动单元向该多个LED芯片输出不同大小的驱动电压，可调变该多个LED芯片的光强度，以适应不同的需求。

附图说明

图1是本发明第一实施方式提供的交流发光二极管照明装置的结构示意图。

图2是图1中的交流发光二极管照明装置的电路示意图。

图3是本发明第二实施方式提供的交流发光二极管照明装置的电路示意图。

主要元件符号说明

交流发光二极管照明装置 100，200

散热基板 10

LED芯片 20

电路层 30

电极 40

封装层 50

驱动单元 60

变压器 61

开关组件 62，262

抽头 612

第一LED芯片组 221

第二LED芯片组 222

第三LED芯片组 223

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1，本发明第一实施方式提供的一种交流发光二极管照明装置100包括一个散热基板10，多个LED芯片20，一个电路层30，一个电极40，一个封装层50，以及一个驱动单元60。

散热基板10由绝缘的且具有高导热率的材料制成，例如：氮化硅(Si₃N₄)，碳化硅(SiC)，氧化锆(ZrO₂)，碳化硼(B₄C)，二硼化钛(TiB₂)，氧化铝(Al_xO_y)，氮化铝(AlN)，氧化铍(BeO)或前述材料的混合物等。另外，散热基板10亦可为表面涂覆有绝缘材料的导电基板。

该多个LED芯片20设置在该散热基板10的一表面上。该多个LED芯片20与该散热基板10热性连接。相邻的LED芯片20之间的间距大于等于500μm，优选的大于等于900μm。每个LED芯片20的边长小于等于350μm，优选的小于等于300μm。每个LED芯片20的厚度小于等于200μm，优选的小于等于150μm。LED芯片20可为黄光LED，蓝光LED或UV LED。

该电路层30可藉由化学气相沉积法，或溅射等物理沈积法形成在该散热基板10上，在本实施例中，该电路层30设置在该散热基板10的承载有LED芯片20的表面上。每个LED芯片20的正负极(图未示)与该电路层30电性连接。

该电极40设置在该散热基板10上，在本实施例中，该电极40设置在该散热基板10的承载有LED芯片20的表面上。该电极40与该电路层30电连接。

该封装层50设置在该散热基板上包覆多个LED芯片及至少部分电路层30。其中，电极40曝露在封装层50之外。该封装层50所用材料包括硅胶(Silicone)，环氧树脂(Epoxy resin)，PMMA，塑料等热固形透光材料。该封装层50中还可掺杂至少一种荧光物质，例如：硫化物(Sulfides)，铝酸盐(Aluminates)，氧化物(Oxides)，硅酸盐(Silicates)，氮化物(Nitrides)等物质。常见的荧光物质有YAG荧光粉，TAG荧光粉等。

请参阅图2，本发明驱动单元60包括一个变压器61及一个开关组件62。变压器61具有一个初级线圈N1及一个次级线圈N2。初级线圈N1的两端a，b作为变压器61的输入端用于与一交流电源连接，交流电压通常为100V～230V。次级线圈N2的两端c，d之间伸出多个抽头(tapped)612，次级线圈N2的两端c，d以及抽头612构成了变压器61的输出端。开关组件62的一端选择性的与次级线圈N2的端点c或任意一个抽头612相连通，而开关组件62的另一端则与一电容C1相连，次级线圈N2的端点d与一电阻R1相连。电容C1与电阻R1的空置端作为驱动单元60的输出端与设置在该散热基板10上的电极40相连，以给该多个LED芯片20提供驱动电压。在此，该开关组件62的一端选择性的与次级线圈N2的端点c或任意一个抽头612相连通可切换输出不同大小的驱动电压，以给不同数目或数目固定LED芯片20供电。当所切换输出的驱动电压较大时，点亮的LED芯片20数目较多或电流较大，相对的光强度亦较大，反之则变小。当次级线圈N2的抽头612间的线圈数目较为接近时，所产生的调光效果亦较为柔和，不会产生过度太强烈的现象。

在本实施方式中，多个LED芯片20的连接方式为先两两反向并联，再串联。串联后的多个LED芯片20的两端与该散热基板10上的电极40相连。

由此可见，交流发光二极管照明装置100的驱动单元60可直接与一交流电源相连，以驱动该多个LED芯片20，故该驱动单元60相较于现有驱动电路更为简单。进一步地，该交流发光二极管照明装置100中并未使用AC-DC转换器等耗能组件，使得该交流发光二极管照明装置100的电源利用效率较高。另外，该驱动单元60中的开关组件62选择性的与变压器61的输出端接通以使该驱动单元60向该多个LED芯片20输出不同大小的驱动电压，可调变该多个LED芯片20的光强度，以适应不同的需求。在本实施例中，注入该LED芯片20的操作电流小于等于50mA，优选的小于等于30mA。

请参阅图3，本发明第二实施方式提供的一种交流发光二极管照明装置200，其与上述第一实施方式提供的交流发光二极管照明装置100基本相同，不同之处在于：该交流发光二极管照明装置200包括第一LED芯片组221，第二LED芯片组222，第三LED芯片组223，三者所包括的LED芯片均为串联。第一LED芯片组221与第二LED芯片组222并联，第三LED芯片组223的一端连接于第一LED芯片组221的中央节点，而第三LED芯片组223的另一端连接于第二LED芯片组222的中央节点。该第一LED芯片组221与该第二LED芯片组222分别包括两个以上的偶数个LED芯片，而该第三LED芯片组223可包括两个或两个以上的LED芯片。开关组件262的一端直接电连接于该第一LED芯片组221与第二LED芯片组222的共享节点处。

应该指出，上述实施方式仅为本发明的较佳实施方式，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims

1.一种交流发光二极管照明装置，其包括：一个散热基板；多个设置在该散热基板上的LED芯片，该多个LED芯片与该散热基板热性连接，该多个LED芯片中的至少两个为反向并联；一个电路层，该电路层设置在该散热基板上，并且该多个LED芯片与该电路层电性连接；一个封装层，该封装层包覆该多个LED芯片及至少部分该电路层；一个设置在该散热基板上且曝露在该封装层之外的电极；一个驱动单元，包括一个变压器及一个开关组件，该变压器具有一个输入端及一个输出端，该输入端用于与一交流电源连接，该输出端藉由该开关组件与该散热基板上的电极电性连接，该开关组件选择性的与该变压器的输出端接通以使该驱动单元向该多个LED芯片输出不同大小的驱动电压。

2.如权利要求1所述的交流发光二极管照明装置，其特征在于，该多个LED芯片中相邻的LED芯片之间的间距大于等于500μm。

3.如权利要求1所述的交流发光二极管照明装置，其特征在于，该多个LED芯片中的每个LED芯片的边长小于等于350μm。

4.如权利要求1所述的交流发光二极管照明装置，其特征在于，该多个LED芯片中的每个LED芯片的厚度小于等于200μm。

5.如权利要求1所述的交流发光二极管照明装置，其特征在于，该开关组件与该多个LED芯片相连的端部串联一个电容。

6.如权利要求1所述的交流发光二极管照明装置，其特征在于，该开关组件与该多个LED芯片相连的端部进一步串联一个电阻。

7.如权利要求1所述的交流发光二极管照明装置，其特征在于，该多个LED芯片的连接方式为先两两反向并联，再串联，串联后的多个LED芯片的两端与该散热基板上的电极相连。

8.如权利要求1所述的交流发光二极管照明装置，其特征在于，该多个LED芯片中包括第一LED芯片组，第二LED芯片组，第三LED芯片组，三个LED芯片组所包括的LED芯片均为串联，第一LED芯片组与第二LED芯片组并联，第三LED芯片组的一端连接于第一LED芯片组的中央节点，而第三LED芯片组的另一端连接于第二LED芯片组的中央节点。

9.如权利要求8所述的交流发光二极管照明装置，其特征在于，该第一LED芯片组与该第二LED芯片组分别包括两个以上的偶数个LED芯片，而该第三LED芯片组包括两个以上的LED芯片。