CN102937254A

CN102937254A - 一种白光led集成光源

Info

Publication number: CN102937254A
Application number: CN2012104478545A
Authority: CN
Inventors: 张海兵; 孙国喜; 杨人毅; 范振灿; 刘国旭
Original assignee: Shineon Beijing Technology Co Ltd
Current assignee: Shineon Beijing Technology Co Ltd
Priority date: 2012-08-21
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2013-02-20

Abstract

本发明涉及一种白光LED集成光源，包括至少两组LED串；所述每组LED串两极分别与电源相连接，所述LED串用于发出光。本发明可使用普通DC LED芯片或封装体串联成集成模块，光源结构简单，制作工艺成熟，成本较低，适合用作普通照明光源；本发明的LED光源实际上是通过脉冲电流驱动，其中有一段时间LED光源是不工作的，即这段时间是LED光源冷却过程，这种工作方式可降低LED光源对灯具散热性能的要求；本发明配套的电源转换器体积小，元件少，对灯具的结构设计非常有利；本发明配套的电源转换器的转换效率达到90%以上，极大提升整个灯具的系统效率，得到更节能的效果；本发明配套的电源转换器不含电解电容，可极大延长整个灯具的使用寿命。

Description

一种白光LED集成光源

技术领域

本发明涉及一种集成光源，尤其涉及一种白光LED集成光源，属于照明设备领域。

背景技术

传统的LED是典型的低压直流器件（DC LED），无法直接在我们日常照明使用的110/220V交流电下使用，必须经过变压器或开关电源降压，然后将交流（AC）变换成直流（DC），再变换成直流恒流源，才能供DC LED光源使用。因此在LED灯具里必然要有一定的空间来安置这个电源转换器，且其转换效率很难做到90%以上。

为了克服DC LED光源配套电源的这些缺陷，业界出现了一种高压低电流AC LED光源。AC LED无须经过AC/DC转换，可直接插电于110/220V交流电使用的LED照明技术。AC LED光源的关键技术是利用LED PN结的二极管特性，通过半导体制作工艺将多个微小的DC LED晶粒集成在一个单芯片上，并采用交错的矩阵式排列工艺组成桥式电路，使交流电可双向导通实现发光。其工作原理如图1所示，两组LED在50/60Hz的交流中会以每秒50/60次的频率轮替点亮。整流桥取得的直流是脉动直流，LED的发光也是闪动的，而人眼对闪动光点记忆是有惰性的，所以感觉不到光的闪动。

但是AC LED也有一些缺点，比如芯片制作工艺复杂、发光效率不高、芯片利用率低、有高压触电的危险、不适用在大功率灯具上使用，如图1所示，为AC LED光源的工作原理图。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有AC LED光源制作工艺复杂、发光效率不高、芯片利用率低、有高压触电的危险、不适用在大功率灯具上使用的缺点，提供一种结构简单、成本较低、适合用作普通照明的白光LED集成光源。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种白光LED集成光源，包括至少两组LED串；

所述每组LED串两极分别与电源相连接，所述LED串用于发出光。

本发明的有益效果是：本发明可使用普通DC LED芯片或封装体串联成集成模块，光源结构简单，制作工艺成熟，成本较低，适合用作普通照明光源；所述光源可用于制作球泡灯、日光灯、筒灯、射灯等；本发明的LED光源实际上是通过脉冲电流驱动，其中有一段时间LED光源是不工作的，即这段时间是LED光源冷却过程，这种工作方式可降低LED光源对灯具散热性能的要求；该光源上各串LED或若干串LED的组合可在配套电源转换器产生的脉冲电流下有序闪动工作；本发明配套的电源转换器体积小，元件少，对灯具的结构设计非常有利；本发明配套的电源转换器的转换效率达到90%以上，极大提升整个灯具的系统效率，得到更节能的效果；本发明配套的电源转换器不含寿命短的电解电容，这可使整个灯具的寿命轻松做到5万小时以上，而目前的普通LED灯具寿命一般为3万小时。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述每组LED串包括至少两个DC LED芯片，所述至少两个DC LED芯片之间相互串联。

进一步，所述每组LED串包括至少两个DC LED封装体，所述至少两个DC LED封装体之间相互串联。

进一步，所述电源与白光LED集成光源之间还设有电源转换器，所述电源转换器设于电源与LED串之间，用于转换电源电压使LED串正常工作；所述每组LED串通过正负极引出的两个电极与电源转换器相连接。

进一步，所述LED封装体采用铜基板、或者铝基板、或者FR4基板集成。

进一步，所述DC LED芯片采用铜基板、或者铝基板、或者陶瓷基板集成封装。

附图说明

图1为AC LED光源的工作原理图；

图2为本发明具体实施例1所述的一种白光LED集成光源电路连接原理图；

图3为本发明具体实施例1所述的一种白光LED集成光源的一种输出波形与输入电压波形的关系示意图；

图4为本发明具体实施例1所述的一种白光LED集成光源的另一种输出波形与输入电压波形的关系示意图；

图5为本发明具体实施例2所述的一种白光LED集成光源电路连接原理图；

图6为本发明具体实施例3所述的一种白光LED集成光源电路连接原理图；

图7为本发明具体实施例4所述的一种白光LED集成光源电路连接原理图。

图8为本发明具体实施例5所述的一种白光LED集成光源电路连接原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图2所示，本发明具体实施例1所述的一种白光LED集成光源，包括三组LED串（LED串C、LED串D、LED串E）；所述每组LED串两极分别与电源相连接，所述LED串用于发出光。

所述电源转换器设于交流电与LED串之间，用于转换电源电压使LED串正常工作。

所述每组LED串包括至少两个DC LED芯片，所述至少两个DC LED芯片之间相互串联。

所述每组LED串包括至少两个DC LED封装体，所述至少两个DC LED封装体之间相互串联。

所述每组LED串中的至少两个DC LED芯片之间通过首尾相连进行串联。

由图2可知，光源部分有多条导线与电源转换器相连，这不同于传统的DC LED光源只有两条导线与电源转换器相连。该光源的各串LED的工作状态受电源转换器控制，有两种工作方式，即有两种光输出波形图。

如图3所示，本发明具体实施例1所述的一种白光LED集成光源的一种光输出波形与输入电压波形的关系示意图，输入的交流电压在正半波时电压从零开始升高，起初在LED串C上会产生很小电流，但不足以使LED串C正常工作；当输入的交流电压升高到LED串C的工作电压时，LED串C开始工作，电源转换器控制LED串C的工作电流大小并使其保持恒定，区域Ⅰ只有LED串C工作；输入的交流电压继续升高，当达到LED串C和串D的联合工作电压时，LED串D也开始工作，区域Ⅱ有LED串C和串D工作；输入的交流电压继续升高，当达到LED串C、串D和串E的联合工作电压时，LED串E也开始工作；当输入的交流电压达到峰值时，此后，输入的交流电压从峰值下降到零的过程，刚好与之前的电压变化相反，各串白光LED的工作状态也会发生相应的变化。表1为整个过程中各串白光LED在各个时间区域的工作状态表。输入的交流电压负半波经过电源转换器的桥式整流后，其电压变化与正半波电压变化一样，这样最后得到的光输出信号频率应为2倍工频。即该光源应以100/120Hz闪动工作着，因为人眼有视觉惰性特性，所以感觉不到光源的闪动。

表1三串白光LED在图3中各个时间区域的工作状态表

工作状态	区域Ⅰ	区域Ⅱ	区域Ⅲ
				LED串C	ON	ON	ON
LED串D	OFF	ON	ON
				LED串E	OFF	OFF	ON

如图4所示，本发明具体实施例1所述的一种白光LED集成光源的另一种光输出波形与输入电压波形的关系示意图，有七个不同的时间区域。在这些时间区域中，各串白光LED的工作状态如表2所示。每串LED似是被电源控制器单独控制着。这种工作方式比前一种工作方式获得的电源转换效率高，而且LED芯片的利用率也提升了。

表2三串白光LED在图4各个时间区域的工作状态表

如图5所示，本发明具体实施例2所述的一种白光LED集成光源，本实施例的白光LED集成光源是由2串LED组成，每串LED内含有多个DC LED芯片或封装体。光源部分有3个电极引出，用来与电源转换器相连。

如图6所示，本发明具体实施例3所述的一种白光LED集成光源，本实施例的白光LED集成光源是由4串LED组成，每串LED内含有多个DC LED芯片或封装体。光源部分有5个电极引出，用来与电源转换器相连。

如图7所示，本发明具体实施例4所述的一种白光LED集成光源，本实施例的白光LED集成光源是由4串LED组成，每串LED内含有多个DC LED芯片或封装体。光源部分有5个电极引出，用来与电源转换器相连。

如图8所示，本发明具体实施例5所述的一种白光LED集成光源，本实施例的白光LED集成光源是由8串LED组成，每串LED内含有多个DC LED芯片或封装体。光源部分有10个电极引出，用来与电源转换器相连。本实施例实际上就是实施例4的两个模块组合，这样可以用到更大功率的灯具上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种白光LED集成光源，其特征在于，包括至少两组LED串；所述每组LED串两极分别与电源相连接，所述LED串用于发出光。

2.根据权利要求1所述的一种白光LED集成光源，其特征在于，所述每组LED串包括至少两个DC LED芯片，所述至少两个DC LED芯片之间相互串联。

3.根据权利要求1所述的一种白光LED集成光源，其特征在于，所述每组LED串包括至少两个DC LED封装体，所述至少两个DC LED封装体之间相互串联。

4.根据权利要求1所述的一种白光LED集成光源，其特征在于：所述电源与白光LED集成光源之间还设有电源转换器，所述每组LED串通过正负极引出的两个电极与电源转换器相连接。

5.根据权利要求3所述的一种白光LED集成光源，其特征在于，所述LED封装体采用铜基板、或者铝基板、或者FR4基板集成。

6.根据权利要求2所述的一种白光LED集成光源，其特征在于，所述DC LED芯片采用铜基板、或者铝基板、或者陶瓷基板集成封装。