CN102338304A

CN102338304A - Led发光装置

Info

Publication number: CN102338304A
Application number: CN2010102381071A
Authority: CN
Inventors: 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: 2010-07-27
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2012-02-01

Abstract

一种LED发光装置，包括一LED发光组件及用来为该LED发光组件提供电能的一电源驱动，该LED发光组件包括可见光LED芯片及红外光LED芯片，该LED发光装置还包括一温度感测器，该温度感测器用来感测LED发光组件表面的温度值，当该温度感测器感测到该LED发光组件表面的温度小于零度时，则传送一控制信号给电源驱动，以控制电源驱动输出一电流给红外光LED芯片，使得红外光LED芯片发射红外光来融化LED发光组件表面的结冰。

Description

LED发光装置

技术领域

本发明涉及一种LED发光装置。

背景技术

以发光二极管(Light Emitting Diode，LED)作为光源的灯具比传统的白炽灯耗能减少九成，既节能又环保。许多城市为了节能省电，交通灯和路灯都改用LED灯。然而，LED灯在工作时产生的热能较小，光源处的温度较低，遭遇到大风雪天气时无法融雪，经常出现因LED之间堆积水气而造成结冰的情况，使路面无法得到足够的照明，连交通灯的信号也变得看不清楚，甚至因此导致交通事故。

发明内容

有鉴于此，实有必要提供一种能防止结冰的LED发光装置。

相对于现有技术，本发明的LED发光组件上设置有温度感测器，且LED发光组件中包括红外光LED芯片及可见光LED芯片，当温度感测器感测LED发光组件表面的温度小于特定温度值时，则传送一控制信号给电源驱动向红外光LED芯片提供电流，使得红外光LED芯片发射红外线，结冰的水分子吸收红外线而融化，有效地解决了LED发光装置的结冰问题。

附图说明

图1是本发明第一实施例的LED发光装置的组成结构图。

图2是图1中LED发光装置的示意图。

图3是图1中LED发光装置的LED发光组件的示意图。

图4是图3中LED发光组件沿IV-IV线的剖视图。

图5是图2中LED发光装置的电路原理图。

图6是本发明第二实施例的LED发光装置中的LED的结构示意图。

图7是本发明第三实施例的LED发光装置中的LED的结构示意图。

图8是本发明第四实施例的LED发光装置中的LED的结构示意图。

主要元件符号说明

LED发光组件 20

温度感测器 30

电源驱动 60

开关元件 62

散热体 70

圆柱侧面 72

螺纹 74

接头 80

导热基板 22

LED 24、245、246、24a、

24b、24c

LED芯片 241、242

电极 243

灯罩 50

电极电路层 25

共晶层 28

封装体 27

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参照图1及图2，为本发明第一实施例的LED发光装置，其包括一LED发光组件20、与LED发光组件20热性结合的一散热体70、与该LED发光组件20导电连接的一接头80、与该LED发光组件20连接的一温度感测器30及用来为该LED发光组件20提供电能的一电源驱动60。

该散热体70呈圆柱体状。该圆柱形散热体70的圆柱侧面72上设置有环绕其轴线方向延伸的螺纹74。所述螺纹74使得散热体70具有更大的散热表面，有利于热量的疏散。该散热体70采用具高导热系数的材料，例如铝、金、银、铜等金属或其合金制成。该LED发光组件20及接头80分别位于该散热体70相对的两个端面上。一灯罩50罩设于该LED发光组件20的外围，用来隔绝该LED发光组件20和外界的水气。

请参照图3，该LED发光组件20包括一平板状导热基板22及热性结合于该导热基板22上的若干LED24。该若干LED24包括两种：一种为可见光LED245，其通入电流后发出可见光，波长范围在400nm～800nm内；一种为红外光LED246，其通入电流后发出红外光，波长大于800nm。本实施例中，该红外光LED246所发出的红外光的波长优选是在900～1000nm、1100～1200nm、1400～1500nm、1850～2100nm、以及2400～2600nm等波长范围内，这些波长范围内的红外光更容易被结冰的水分子吸收，因而具有较佳的融冰的能力。所述可见光LED245及红外光LED246相互交错地分布在导热基板22上。

请同时参照图4，为该LED发光组件20沿IV-IV线的剖视图，该可见光LED245包括一可见光LED芯片241、自该可见光LED芯片241引出的正、负电极243及一封装体27。该红外光LED246与可见光LED245的区别仅在于：该红外光LED246包括一红外光LED芯片242。所述可见光LED芯片241和红外光LED芯片242分别通过一导热材料结合于该导热基板22上。一电极电路层25形成于该导热基板22表面上，且与该LED24和该导热基板22彼此结合的位置相间隔。所述可见光LED芯片241和红外LED芯片242分别通过正、负电极243对应与该电极电路层25电性连接。所述封装体27分别包覆对应的可见光LED芯片241或红外光LED芯片242及电极电路层25，用以隔绝所述LED芯片241、242和外界的水气。

该可见光LED芯片241采用可发射可见光的材料。该红外光LED芯片242采用可发射红外光的材料。例如，该红外光LED芯片242可以采用氮化物、砷化物、磷化物、碲化物、硒化物、锑化物以及前述品种的化合物，如：InGaAsP(铟镓砷磷)等化合物。

该导热基板22采用不导电、高热导率、低热膨胀系数的陶瓷材料，如氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(AlN)、氧化锆(ZrO₂)等制成。该LED24和导热基板22可以通过银胶(Ag epoxy)来连接，或者先用锡膏印刷于该LED24与该导热基板22彼此结合的位置再采用热回焊使二者黏结。优选地，在本实施例中，该LED24和导热基板22采用共晶结合(eutectic bonding)的方式黏结，在该LED24与该导热基板22结合的位置处形成一共晶层28，以达到降低热阻的目的。具体地，该共晶层28的材料可以是金(Au)、锡(Sn)、铟(In)、铝(Al)、银(Ag)、铋(Bi)、铍(B e)等金属或其合金。

该封装体27的材料可以是硅树脂(silicone)、环氧树脂(epoxyresin)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等热固形透光材料。该封装体27可以通过射出成型的方式来制成各种形状如半球形、圆顶型或方形。此外，为转换该LED24出射光的波长，可以在封装体27内填充一荧光材料，如硫化物(sulfides)、铝酸盐(aluminates)、氧化物(oxides)、硅酸盐(silicates)、氮化物(nitrides)等材料。

如图5所示为该LED发光装置的电路原理图，其中可见光LED245相互串联分别形成第一串联支路，红外光LED246相互串联分别形成第二串联支路。本实施例中，该LED发光组件20包括相互并联的两条第一串联支路及相互并联的两条第二串联支路，每一第一串联支路包括三颗可见光LED245，每一第二串联支路包括三颗红外光LED246。该电源驱动60与各串联支路连接为其提供电能。每一第二串联支路的一端连接一开关元件62。该开关元件62可以是一三极管或场效应管。

该温度感测器30贴设于该LED发光组件20表面，以感测LED发光组件20表面的温度值。工作时，电源驱动60向LED发光组件20中的可见光LED芯片241供电，使得所述可见光LED芯片241发光而照明。当温度感测器30感测到LED发光组件20表面的温度小于摄氏0度时，则传送一控制信号给电源驱动60以控制电源驱动60导通开关元件62并输出一电流给红外光LED芯片242，使得红外光LED芯片242发射红外线，结冰的水分子吸收红外线而融化，直到该LED发光组件20表面的温度大于摄氏0度，则温度感测器30控制电源驱动60关断该开关元件62停止供给红外光LED芯片242电流。通过LED芯片242发射红外线来融化LED发光组件20表面的结冰，使该LED发光组件20的温度升高且大于摄氏0度，如此则可以避免该LED发光组件20表面的结冰现象。

可以理解的是，本发明的LED发光装置可包括两个电源驱动60，该二电源驱动60分别为可见光LED245的串联支路和红外光LED246的串联支路提供电能。

请同时参照图6，为本发明第二实施例的LED发光装置的一LED24a，与第一实施例不同的是：该LED24a包括热性结合于导热基板22的一可见光LED芯片241及一红外LED芯片242、自每一LED芯片241、242引出的正、负电极243及一封装体27。所述红外光LED芯片242和可见光LED芯片241通过封装体27封装于同一LED24a内。

请同时参照图7，为本发明第三实施例的LED发光装置的一LED24b，与第二实施例不同的是：该LED24b包括热性结合于导热基板22的一红外光LED芯片242、分别位于该红外光LED芯片242两侧的两可见光LED芯片241、自每一LED芯片241、242引出的正、负电极243及一封装体27。所述红外光LED芯片242和两可见光LED芯片241通过封装体27封装于同一LED24b内。其中，该二可见光LED芯片241分别发射不同色温的可见光。

请同时参照图8，为本发明第四实施例的LED发光装置的一LED24c，与第三实施例不同的是：该LED24c包括热性结合于导热基板22的三可见光LED芯片241、及一红外光LED芯片242、自每一LED芯片241、242引出的正、负电极243及一封装体27。其中，所述三可见光LED芯片241分别发射红、绿、蓝三色的可见光。所述红外光LED芯片242和三可见光LED芯片241通过封装体27封装于同一LED24c内。采用该种LED24c的LED发光装置可用于LED显示屏及交通灯。

相对于现有技术，本发明的LED发光组件20上设置有温度感测器30，且LED发光组件20中包括红外光LED芯片242及可见光LED芯片241，当温度感测器30感测LED发光组件20表面的温度小于特定温度值比如小于0度时，则传送一控制信号给电源驱动60向红外光LED芯片242提供电流，使得红外光LED芯片242发射红外线，结冰的水分子吸收红外线而融化，有效地解决了LED发光装置的结冰问题。

Claims

1.一种LED发光装置，包括一LED发光组件及用来为该LED发光组件提供电能的一电源驱动，其特征在于：该LED发光组件包括可见光LED芯片及红外光LED芯片，该LED发光装置还包括一温度感测器，该温度感测器用来感测LED发光组件表面的温度值，当该温度感测器感测到该LED发光组件表面的温度小于零度时，则传送一控制信号给电源驱动，以控制电源驱动输出一电流给红外光LED芯片，使得红外光LED芯片发射红外光来融化LED发光组件表面的结冰。

2.如权利要求1所述的LED发光装置，其特征在于：该LED发光组件包括一导热基板及热性结合于该导热基板上的若干LED，该若干LED包括所述的可见光LED芯片及红外光LED芯片，每一LED包括一LED芯片、自该LED芯片引出的正、负电极及包覆该LED芯片的一封装体。

3.如权利要求1所述的LED发光装置，其特征在于：该LED发光组件包括一导热基板及热性结合于该导热基板上的若干LED，每一LED包括二LED芯片、自每一LED芯片引出的正、负电极及包覆该二LED芯片的一封装体，其中一LED芯片为可见光LED芯片，另一LED芯片为红外光LED芯片。

4.如权利要求1所述的LED发光装置，其特征在于：该LED发光组件包括一导热基板及热性结合于该导热基板上的若干LED，每一LED包括三LED芯片、自每一LED芯片引出的正、负电极及包覆该三LED芯片的一封装体，其中二LED芯片分别发射不同色温的可见光，另一LED芯片发射红外光。

5.如权利要求1所述的LED发光装置，其特征在于：该LED发光组件包括一导热基板及热性结合于该导热基板上的若干LED，每一LED包括四LED芯片、自每一LED芯片引出的正、负电极及包覆该四LED芯片的一封装体，其中三LED芯片分别发射红、绿、蓝三色的可见光，另一LED芯片发射红外光。

6.如权利要求2-5任一项所述的LED发光装置，其特征在于：该LED发光装置还包括与该导热基板热性结合的一散热体及与所述LED芯片导电连接的一接头，该散热体为一圆柱体，该LED发光组件及接头分别设置在散热体相对的两个端面上，该散热体的圆柱侧面上设置有环绕其轴线方向延伸的螺纹。

7.如权利要求2-5任一项所述的LED发光装置，其特征在于：所述LED芯片和导热基板共晶结合，在LED芯片与该导热基板结合处形成一共晶层。

8.如权利要求7所述的LED发光装置，其特征在于：该LED发光组件还包括形成于该导热基板上的一电极电路层，该电极电路层与该共晶层相间隔，所述LED芯片的正、负电极分别对应与该电极电路层电性连接。