CN102466152A

CN102466152A - 发光模块及具有该发光模块的发光装置

Info

Publication number: CN102466152A
Application number: CN2010105504459A
Authority: CN
Inventors: 吴泰峰
Original assignee: Unisonic Technologies Co Ltd
Current assignee: Unisonic Technologies Co Ltd
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2012-05-23

Abstract

一种发光模块及具有该发光模块的发光装置，发光模块包含一基板、一发光单元及一稳流单元，该发光单元位于该基板，且该发光单元具有多个串联连接的发光二极管，该稳流单元位于该基板，且电连接于该发光单元，以稳定导通于该发光单元的电流。本发明还揭示一种具有上述发光模块的发光装置。本发明的发光单元为一具有多个串联连接的发光二极管的发光二极管芯片，相较于一般使用发光二极管封装插接的发光模块而言，其整体制备容易，并可有效地提升良率；又，当其中之一设置于发光二极管灯泡或灯管中的发光二极管或稳流单元损坏时，可通过简易地更换单一发光模块以恢复该灯泡或灯管的亮度，其大大的提升使用上的方便度并可有效地节省能源。

Description

发光模块及具有该发光模块的发光装置

技术领域

本发明涉及一种发光二极管模块，尤其涉及一种具有稳定电流控制的发光二极管模块。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)为一种电流驱动的低电压单向导电组件，且发光二极管的光通量(亮度)随着流过该发光二极管的电流而有所改变，加上发光二极管具有体积小、使用寿命长及省电等优点，因此发光二极管已被广泛地应用于多种照明以及装饰等用途。

配合参阅图1a，为现有的交流发光装置的电路图。该交流发光装置90包含至少二发光串行92及多个电阻器94，该两发光串行92是反向并联连接，且各该发光串行92包含多个发光二极管922。该多个电阻器94串联连接于该多个发光串行92，用以控制导通于该多个发光串行92的电流量，使各该电流量相等，以有效地使该多个发光二极管922的发光亮度达到一致。

于实际操作时，该交流发光装置90在交流电ACV的第一半周期时驱动单一方向的发光二极管922，而在交流电ACV的第二半周期时驱动相反方向的发光二极管922。

当输入电压值稳定时，可利用与该发光串行92的该多个电阻器94控制导通于该多个发光串行92的电流大小，以使得该多个发光串行92可以稳定发光。

但是，当交流电ACV输出的电压值产生变动时，使得导通于该多个发光串行92的电流产生大幅度的变动，进而影响该多个发光串行92的发光亮度。配合参阅图1b，为现有的交流发光装置的发光二极管的电压、电流对时间转换图。该发光二极管922连接于一交流全波电压V，如图中所示，导通于发光二极管922的导通电流I是随着该交流全波电压V的电压值变动。当施加于发光二极管922的交流全波电压V小于一预定电压值时，该导通电流I约略等于零，且零电流使得发光二极管922停止发光；而当该交流全波电压V随时间逐渐增加时，该导通电流I也随之提升。其中该导通电流I由一个周期切入零电流至下一个周期提升至非零电流的期间定义为一切换时间ΔT，并且于切换时间ΔT内，该发光二极管922停止发光。

而现有的发光二极管是因其本身驱动电压较大，使得该切换时间ΔT极长，导致该多个发光串行92产生忽明忽暗闪烁的情形产生，不但降低了该多个发光串行92的稳定性，也极有可能使得输出的电流超过该多个发光串行92可承受的安全电压范围而造成该多个发光二极管922烧毁。并且，电流的不稳定也会导致该多个发光串行92产生的热量不稳定，进而缩短该多个发光二极管922的使用寿命。

另外，串联于该多个发光串行92的该多个电阻器94是于工作过程中产生大量电能的损耗，并使得导通于该发光串行92的电流降低，导致该多个发光二极管922的发光效率变低。

发明内容

鉴于现有技术所述，本发明的一目的，在于提供一种具有稳定电流控制的发光模块，该发光模块包含一基板、一发光单元及一稳流单元。

该发光单元位于该基板，且该发光单元具有多个串联连接的发光二极管，该稳流单元位于该基板，且电连接于该发光单元，以稳定导通于该发光单元的电流。

根据本发明的一具体实施例，其中该发光单元为一发光二极管芯片。

根据本发明的一具体实施例，其中该发光单元包含一第一端点、一第二端点及一第三端点，且该第一端点电连于一外部电压源的一第一连接端。

根据本发明的一具体实施例，其中该稳流单元包含一第一接脚、一第二接脚及一第三接脚，该第一接脚电连接于该外部电压源的一第二连接端，该第二接脚电连接于发光单元的该第二端点，该第三接脚电连接于该发光单元的第三端点。

另外，本发明还提供一种发光装置，该发光装置包含一外部电压源及至少二发光模块，该两发光模块是以并联方式互相连接，且分别电连接于该外部电压源，各该发光模块包含一基板、一发光单元及一稳流单元，该发光单元位于该基板，且包含多个串联连接的发光二极管，该稳流单元位于该基板并电连接于该发光单元，以稳定导通于该发光单元的电流。

根据本发明的一具体实施例，其中该发光单元包含一第一端点、一第二端点及一第三端点，且该第一端点电连于该外部电压源的一第一连接端。

根据本发明的一具体实施例，其中该外部电压源为一交流电压源。

根据本发明的一具体实施例，其中该两发光模块为反向并联连接。

根据本发明的一具体实施例，其中各该发光模块还包含一电容器，电连接于该稳流单元与该发光单元。

根据本发明的一具体实施例，该发光装置还包含一整流单元，电连接于该外部电压源与该多个发光模块，用以将该交流电压源整流为一直流电压。

根据本发明的一具体实施例，其中该两发光模块为顺向并联连接。

根据本发明的一具体实施例，其中该外部电压源为一直流电压源。

本发明的发光单元为一具有多个串联连接的发光二极管的发光二极管芯片，相较于一般使用发光二极管封装插接的发光模块而言，其整体制备容易，并可有效地提升良率；又，当其中之一设置于发光二极管灯泡或灯管中的发光二极管或稳流单元损坏时，可通过简易地更换单一发光模块以恢复该灯泡或灯管的亮度，其大大的提升使用上的方便度并可有效地节省能源。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1a为现有的发光装置的电路图；

图1b为现有的发光装置的发光二极管的电压、电流对时间转换图；

图2为本发明的发光模块的立体图；

图3为本发明的发光模块的电路图；

图4为输入该发光模块的输入电压及输出电流对时间的转换图；

图5为本发明第一实施例的发光装置的电路图；

图6为本发明第一实施例的发光装置的装设示意图；

图7为输入该发光模块的输入电压及输出电流对时间的转换图；

图8为本发明第二实施例的发光装置的装设示意图；

图9为本发明第三实施例的发光装置的电路图；

图10为本发明第四实施例的发光装置的电路图；

图11为本发明的发光二极管的电压、电流对时间转换图。

其中，附图标记

现有技术

90发光装置

92发光二极管串行

922发光二极管

94电阻器

ACD交流电压源

ΔT切换时间

本发明

10发光模块

110基板

120发光单元

122发光二极管

130稳流单元

200电容器

300整流单元

ACV交流电压源

DCV直流电压源

A第一端点

B第二端点

C第三端点

P1第一接脚

P2第二接脚

P3第三接脚

V1第一连接端

V2第二连接端

ΔT切换时间

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

配合参阅图2与图3，分别为本发明的发光模块的立体图与电路图。该发光模块10包含一基板110、一发光单元120及一稳流单元130。该发光单元120位于该基板110，且该发光单元120为一发光二极管芯片，且该发光二极管芯片上是利用磊晶工艺形成有多个串联连接的发光二极管122，且该多个发光二极管122的串联数目可以视外加电压源的大小而有所增减。该发光单元122包含一第一端点A、一第二端点B及一第三端点C，其中该第一端点A连接于一外部电压源的一第一连接端V1。

另配合参阅图11，为本发明的发光单元的电压、电流对时间转换图。该发光单元120连接于一交流全波电压V，当该交流全波电压V大于一预定电压值时，导通于该发光单元120的导通电流I稳定于一定值，不再随着该交流全波电压V的变动而变动，可有效地避免发光二极管122因承受过大电流而烧毁。并且，当该交流全波电压V随时间逐渐增加时，该导通电流I大致呈线性地提升，而当该交流全波电压V随时间逐渐减少时，该导通电流I也大致呈线性地减少，并通过工艺控制以有效地缩短停止发光单元120发光的切换时间ΔT，并藉此减低该多个发光单元120闪烁现象的产生。

该稳流单元130位于该基板110，且电连接于该发光单元120与该外部电压源，该稳流单元130是用以更进一步地稳定导通于该发光单元120的电流，避免该外部电压源的瞬间电压突波直接地施加于该发光单元120，使得导通于该发光单元120的瞬间电流超过该多个发光二极管122所能承受的上限，而导致该多个发光二极管122损坏，并且导通于该发光单元120的稳定电流可以使得该多个发光二极管122的发光亮度一致。其中该稳流单元130可以通过形成于该基板110的电路布线电连接于该发光单元120，又或者该稳流单元130通过多条金属导线(未图标)以电连接于该发光单元120。

该稳流单元130包含一第一接脚P1、一第二接脚P2及一第三接脚P3，其中该第一接脚P1连接于该外部电压源的一第二连接端V2，该第二接脚P2连接于该发光单元120的第二端点B，该第三接脚P3连接于该发光单元122的第三端点C。

另外，该稳流单元130还可以包含一过压保护电路(over voltage protect，OVP)，以吸收该外部电压源的瞬间电压突波，避免该多个发光二极管122因该外部电压源的瞬间电压突波击穿该多个发光二极管122而导致该多个发光二极管122损坏。又，该稳流单元130可以额外设置有过温保护(overtemperature protect，OTV)电路，用以避免该多个发光二极管122因操作于过高温度而损坏。

该发光模块10可以供连接于直流电压源或交流电压源，该直流电压源或该交流电压源是跨设于该第一连接端V1与该第二连接端V2之间。当该发光模块10电连接于直流电压源时，该直流电压源的高、低电位端的设置方向必须与该多个发光二极管122的顺向导通方向相同才得以驱动该多个发光二极管122，于本实施例中，该直流电压源的高电位端是电连接该第一连接端V1，该低电位端电连接于该第二连接端V2；该直流电压源是提供该稳流单元130一工作电压，供该稳流单元130稳定导通于该发光单元120的电流。

另外，当该发光模块10电连接于该交流电压源时，其中该交流电压源具有固定周期变换的正半周期与负半周期，由于该多个串联连接的发光二极管122具有单向导通的特性；因此，该多个发光二极管122仅导通于该交流电压源的其中一半周期(如：正半周期)。并且，该稳流单元130是稳定地导通电流I于该多个发光二极管122，其输入电压(VAC)及导通于该发光二极管122的电流(I)对时间的转换图如图4所示。

配合参阅图5，为本发明第一实施例的发光装置的电路图。该发光装置包含一交流电压源ACV及至少二发光模块130，该交流电压源ACV可以例如为一市电110V，且具有固定周期变换的正半周期与负半周期。该多个发光模块10为反向并联连接，如图6所示，为本发明第一实施例的发光装置的装设示意图，其中该两设置有发光单元120及该稳流单元130的基板110为呈反向设置，并通过导线(未图标)以形成电性连接。该多个发光模块10分别电连接于该交流电压源ACV，各该发光模块10包含一发光单元120及一稳流单元130，该发光单元120为一发光二极管芯片，且该发光二极管芯片包含多个串联连接的发光二极管122，于本实施例中，该发光二极管芯片上可包含33个串联连接的发光二极管122。该稳流单元130电连接于该发光单元120，以稳定导通于该发光单元120的电流。另外，该发光装置还包含一电容器200，设置于稳流单元130的该第一接脚P1与第二接脚P2之间，以提供该发光单元120更稳定的电流。

由于该多个发光二极管122具有单向导通的特性，因此，该两反向并联的发光模块10分别导通于该交流电压源ACV的正、负半周期。该多个稳流单元130分别接受该交流电压源ACV所提供的正、负交流电压，并稳定导通于该发光单元120的电流，该发光装置的输入电压及输出电流对时间的转换图如图7所示。

此外，该发光模块120可通过串并联的方式以适用于各式电压源，如该发光模块欲电连接于市电220V，则串联两组上述第一实施例所述的适用于市电110V的发光模块，通过四组发光模块两两并联后再串联以适用于市电220V，并通过各该发光模块中的稳流单元130以稳定导通于各该发光单元120的电流，其对应本实施例(第二实施例)所述的发光模块的装设示意图如图8所示。

配合参阅图9，为本发明第三实施例的发光装置的电路图。该发光装置包含一交流电压源ACV、至少二发光模块10及一整流单元300。该交流电压源ACV分别电连接于该两发光模块10与该整流单元300，各该发光模块10包含一基板110、一发光单元120及一稳流单元130，该发光单元120与该稳流单元130位于该基板110，如图2所示。该发光单元120为一发光二极管芯片，且包含有多个串联连接的发光二极管122，该稳流单元130电连接于该发光单元120。该两发光模块10为顺向并联连接，并电连接于该整流单元300。该整流单元300电连接于该交流电压源ACV，以将该交流电压源ACV整流后的一趋于平稳的电压值供予该多个发光模块10，该多个发光模块10中的该稳流单元130是稳定导通于各该发光单元120的电流，使该多个发光二极管122均匀亮度地发光。

配合参阅图10，为本发明第四实施例的发光装置的电路图。该发光装置包含一直流电压源DCV及至少二发光模块10，该多个发光模块10为顺向并联连接，且电连接于该直流电压源DCV；该发光模块10包含一基板110、一发光单元120及一稳流单元130，该发光单元120与该稳流单元130是位于该基板110，如图2所示。该稳流单元130电连接于该发光单元120，以稳定导通于该发光单元120的电流。

综合以上所述，本发明的发光单元120是将多个发光二极管122串联地形成于基板110上，相较于一般使用发光二极管封装插接的发光模块而言，其整体制备容易，并可有效地提升良率；又，该发光模块120可以多组串并联连接，以形成一发光二极管灯条，或供设置灯泡或灯管内，并配合该灯泡或灯管的工作电压与功率调整该多个发光模块120的使用的数量；并且，当其中之一设置于该灯泡或灯管中的发光二极管122或稳流单元130损坏时，可通过简易地更换单一发光模块120以恢复该灯泡或灯管的亮度，其大大的提升使用上的方便度并可有效地节省能源。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种发光模块，其特征在于，包含：

一基板；

一发光单元，位于该基板，该发光单元具有多个串联连接的发光二极管；

一稳流单元，位于该基板，且电连接于该发光单元。

2.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于，该发光单元为一发光二极管芯片。

3.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于，该发光单元包含一第一端点、一第二端点及一第三端点，且该第一端点电连于一外部电压源的一第一连接端。

4.根据权利要求3所述的发光模块，其特征在于，该稳流单元包含一第一接脚、一第二接脚及一第三接脚，该第一接脚电连接于该外部电压源的一第二连接端，该第二接脚电连接于发光单元的该第二端点，该第三接脚电连接于该发光单元的第三端点。

5.一种发光装置，其特征在于，包含：

一外部电压源；

至少二发光模块，以并联方式互相连接，且分别电连接于该外部电压源，各该发光模块包含：一基板、一发光单元及一稳流单元，该发光单元位于该基板，且包含多个串联连接的发光组件；该稳流单元位于该基板，并电连接于该发光单元，以稳定导通于该发光单元的电流。

6.根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于，该发光单元为一发光二极管芯片。

7.根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于，该发光单元包含一第一端点、一第二端点及一第三端点，且该第一端点电连于该外部电压源的一第一连接端。

8.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，该稳流单元包含一第一接脚、一第二接脚及一第三接脚，该第一接脚电连接于该外部电压源的一第二连接端，该第二接脚电连接于发光单元的该第二端点，该第三接脚电连接于该发光单元的第三端点。

9.根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于，该外部电压源为一交流电压源。

10.根据权利要求9所述的发光装置，其特征在于，该两发光模块为反向并联连接。

11.根据权利要求9所述的发光装置，其特征在于，各该发光模块还包含一电容器，电连接于该稳流单元与该发光单元。

12.根据权利要求9所述的发光装置，其特征在于，还包含一整流单元，电连接于该外部电压源与该多个发光模块，用以将该交流电压源整流为一直流电压。

13.根据权利要求12所述的发光装置，其特征在于，该两发光模块为顺向并联连接。

14.根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于，该外部电压源为一直流电压源。

15.根据权利要求14所述的发光装置，其特征在于，该两发光模块为顺向并联连接。