CN103621185A - 高电压led多芯片模块以及用于调节led多芯片模块的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LED模块，其具有多个LED芯片（1），该多个LED芯片具有电接口（2）并且通过电连接部（3）串联。存在至少一个短路连接部（4），其将接口或连接部中的两个彼此导电连接，并且跨接LED芯片中的至少一个。通过建立或中断这种短路连接部（4）来调节LED芯片的电和/或光特性、特别是运行电压。

Description

高电压LED多芯片模块以及用于调节LED多芯片模块的方法
技术领域
本发明涉及一种LED多芯片模块，其能够以高电压运行。
背景技术
其中使用了发光二级管（LED）的发光装置可以包括单个的LED芯片或也可以包括多个共同连接成模块的LED芯片。在US2010/0006868A1中描述了一种LED元器件，其具有用于以不同的预定交流电压运行的LED串联和并联电路。
当需要的运行电压相对较高时，为了将电网电压与LED多芯片模块的运行电压匹配，通常使用驱动器电路，其可以特别简单、紧凑、高效以及成本低廉地设计。典型地例如280V的高运行电压能通过LED的串联电路来实现。在此出现的问题是，实际的运行电压由于LED的制造公差而波动。因此寻求这样的可能性，即将LED多芯片模块的运行电压保持在一个预定的狭小的公差范围中。
发明内容
本发明的目的在于，提出了如何以可靠和成本低廉的方式将LED多芯片模块的特性、特别是其运行电压调节至预定值。
该目的利用具有权利要求1的特征的LED多芯片模块来实现，或者是利用具有权利要求7或权利要求8的特征的、用于调节LED多芯片模块的方法来实现。设计方案由从属权利要求中得出。
LED多芯片模块具有多个LED芯片，这些LED芯片具有多个电接口并且通过多个电连接部串联。存在至少一个短路连接部，其将这些接口或连接部中的两个彼此导电连接并跨接LED芯片中的至少一个或电阻，使得运行电压处于在150V和350V之间的范围中。
在LED多芯片模块的一个实施方式中，运行电压处于在270V和300V之间的范围中。
在LED多芯片模块的另一个实施方式中，运行电压处于在250V和290V之间的范围中。
在LED多芯片模块的另一个实施方式中，短路连接部通过能断开的接合线实现。
在LED多芯片模块的另一个实施方式中，短路连接部通过能结构化的金属层的印制导线实现。
在LED多芯片模块的另一个实施方式中，在连接部中的至少一个中和/或在至少一个短路连接部中接入有电阻，并且电阻这样确定大小，即该电阻将运行电压提高了在0.1V和3V范围之间、特别是在1V和3V范围中的值。
在一种用于调节LED多芯片模块的方法中，具有多个电接口的LED芯片通过多个电连接部串联，以及在这些接口或这些连接部之间建立至少一个短路连接部。
在另一种用于调节LED多芯片模块的方法中，具有多个电接口的LED芯片通过多个电连接部串联。在这些接口和这些连接部之间建立不同的短路连接部。随后中断短路连接部中的至少一个。
在该方法的实施方式中，在150V和350V之间的范围中、在其它的实施方式中在270V和300V之间的范围中或在250V和290V之间的范围中调节运行电压。
在该方法的其它的实施方式中，调节LED多芯片模块的至少一个光学特性。光学的特性例如可以是在LED多芯片模块运行时发出的射束的亮度、其颜色、其显色性指数（colour rendering index，CRI）或其发射特性。为了能实现这种调节，该LED多芯片模块特别是可以由具有不同的光学特性的LED芯片构造而成。
在该方法的其它的实施方式中，设置电阻，该电阻通至少一个短路连接部或通过另一个短路连接部跨接。通过中断跨接电阻的短路连接部，将该电阻连接在这些接口或这些连接部中的两个之间。运行电压通过该电阻提高了在0.1V和3V范围之间的值。
在该方法的其它的实施方式中，LED芯片中的一个配有其它电连接部，使得其它的LED芯片的、与该LED芯片的接口中的一个连接的这些接口也与该LED芯片的各另一个接口连接。中断这些其它电连接部中的两个，使得每个接口仅仅分别与另一个接口连接。利用该方法的这个设计方案特别可能的是，使并联的LED串联电路互相匹配：在布置中最后的LED根据选择中断其它的电连接部而连接在这些串联电路中的一个上，使得有关的串联电路由此延长。
附图说明
以下结合附图给出LED多芯片模块以及方法的实例的具体的描述。
图1示出LED芯片的布置的简图，LED芯片通过接合线连接并且配有短路连接部。
图2示出根据图1的、在断开短路连接部之后的布置。
图3示出LED芯片的布置的简图，LED芯片通过印制导线连接并且配有短路连接部。
图4示出根据图3的、在断开短路连接部之后的布置。
图5示出LED芯片的简图，LED芯片通过印制导线连接并且配有跨接的电阻。
图6示出跟据图5的、在断开跨接之后的布置。
图7示出LED芯片的布置的简图，LED芯片通过印制导线连接并且配有用于实现不同的电路装置的其它电连接部。
图8示出根据图7的、用于电路装置的实例的布置。
图9示出根据图7的、用于电路装置的另一个实例的布置。
图10以俯视图示出LED多芯片模块的简图。
图11示出具有电流调节器的LED驱动器电路。
图12示出根据11的具有输入端电容器的LED驱动器电路。
具体实施方式
图1示出LED芯片1的串联电路的简图。LED芯片1可以例如在由蓝宝石构成的基底上制造而成。为了电连接LED，在LED芯片1的顶侧上具有接口2，其通过电连接部3彼此连接。LED串联电路可以彼此并联，并且分别包括相同数量的、或也包括不同数量的LED。短路连接部4在接口2中的几个之间建立了电连接，这些接口由此被短路连接，使得相关的LED芯片1在串联电路运行时不起作用。短路连接部4可以如同在图1的实例中那样分别短接相同的LED芯片1的两个接口2，或对此替代地也在接口2之间设置不同的LED芯片1。在图1的实施例中，连接部3和短路连接部4分别是接合线5。
图2示出根据图1的、在断开接合线5中的一个之后的布置，接合线设计为短路连接部4。相关的LED芯片1以这种方式激活地，也就是说，被包括在串联电路中。通过断开适合选择的短路连接部4，可以将LED芯片1的串联电路的运行电压调节到预期值上。接合线5例如通过机械的工具或通过应用激光器来断开。
为了调节LED多芯片模块的运行电压，首先将串联电路的LED芯片1如在图1中所示出的那样通过短路连接部4跨接，从而可以设定实际的运行电压处于预定的运行电压之下。在测量运行电压期间或在测量运行电压之后，中断这么多的短路连接部4，直至至少近似地达到预定的运行电压、或者说处于可接受的公差界限之内。精细调校可以根据需求例如借助可激光调整的电阻来实现。通过中断所选择的短路连接部4，替代或除了运行电压之外，可以将LED多芯片模块的光学特性，例如亮度、颜色、发射特性或类似方面与相应的要求匹配。
图3以在配有接口2的顶侧上的俯视图示出LED芯片1的串联电路的简图。在图3的实施例中，连接部3和短路连接部4分别是印制导线，其例如可以形成在结构化的金属层中。设计为短路连接部4的印制导线6中的一个或多个可以中断，例如借助激光束来分开，以便将一个或多个LED芯片1包括入串联电路中。
图4示出根据图3的、在断开印制导线6中的一个之后的布置，该印制导线设计为短路连接部4。相关的LED芯片1以这种方式接通并且被包括入串联电路中。在图3和4的实施例中也可以通过中断所选择的短路连接部4来改变或调整LED多芯片模块的光学特性。
图5示出根据图3的、具有附加的电阻7和8的布置的简图。在图5左侧绘出的电阻7并联于在串联电路中依次的两个LED芯片1之间的电连接部3中的一个。另外右边绘出的电阻8并联于短路连接部4中的一个。通过在连接部3和电阻7之间的多个横向连接部23、或者是在短路连接部4和电阻8之间的多个横向连接部24，将电阻7，8划分成部段。
图6示出根据图5的、在形成与电阻7并联的连接部3的中断13和与电阻8并联的短路连接部4的中断14之后的布置。基于中断13，电阻7的部段现在处于LED芯片1的串联电路内部，使得串联电路的总电阻变化。基于中断14，电阻8的部段与相关的LED芯片1并联，同样使得串联电路的总电阻由此变化，而此外，在现在仅仅仍通过电阻8短接的LED芯片1上出现的电压降关于总电压变化。
利用这些首先借助短路连接部4跨接、并且随后根据需要逐段接通的电阻7，8，可以进行对LED模块的电特性和/或光学特性的精细调校。由此LED的并联连接的顺序也彼此匹配。
可激光调整的电阻可以集成在金属层中，其设计用于形成电连接部3和短路连接部4。替代其，可以将电阻集成在LED多模块芯片模块的基底中，使得在LED阵列外部实现了调整。电阻在这种情况下例如可以是以蜿蜒迂回结构的印制导线，或集成在由金属制成的芯电路板中。例如不同长度的电导体可以引入LED阵列；全部导体并联连接，并且分别根据需要分别中断最短的导体。
图7示出根据图3的布置的简图，其具有连接至在电路的端部位置处的确定的LED芯片10的其它电连接部9。所述的LED芯片10的接口11通过所设置的电连接部3中的一个与在串联电路中前面的LED芯片1a的接口21连接，并且所述的LED芯片10的另一个接口12与在串联电路中后面的LED芯片1x的接口22连接，而不通过其它电连接部9。通过其它电连接部9实现的是，将LED芯片10的两个接口11，12与前面的LED芯片1a的接口21以及与后面的LED芯片1x的接口22连接。
图8示出根据图7的、在其它电连接部9中的两个被断开后的布置。通过中断15实现的是，将LED芯片10的接口11与后面的LED芯片1x的接口22连接，并且LED芯片10的接口12与前面的LED芯片1a的接口21连接。如果接口12作为运行电压的接口起作用，那么LED芯片10通过其接口11与LED芯片1x，1y，1z等等的串串联，这些串在图7和8中在下面的串中绘出，并且这些串与LED芯片1a，1b，1c等的上面的串并联。
图9示出根据图7的、在其它电连接部9中的另外的两个被断开后的布置。通过中断15在这种情况下与根据图8的布置不同地实现的是，LED芯片10的接口11与前面的LED芯片1a的接口21连接，并且LED芯片10的接口12与后面的LED芯片1x的接口22连接。如果接口12作为运行电压的接口起作用，那么LED芯片10通过其接口11与LED芯片1a，1b，1c等的上面的串串联，并且上面的串在这里也与LED芯片1x，1y，1z等的下面的串并联。
利用其它电连接部9，一个LED这样与其余的LED连接，即，通过中断相应的短路桥接，该LED根据需要可以与LED的一个串或另一个串连接。彼此并联的LED串通过这种方式可以实现彼此匹配。出于这种目的，例如可以测量电或光的特性，并且基于该测量可以确定这些串，其必须通过接通下一个LED而延长，以便其测量值与其它的串的测量值适应。
图10以俯视图示出了LED多芯片模块的简图。LED芯片1借助电连接部3串联。利用接合线5形成了短路连接部，多个LED（在所示出的实例中为四个LED）利用其被短接，并且LED多芯片模块的电和/或光的特性随后以期望的方式被调节。可以安装多个这样的短路连接部。LED不需要全部串联；取代其可以存在LED多芯片模块中的LED串的并联电路。
图11示出了适用于LED多芯片模块的线性的驱动器电路，具有：电阻16，其与LED芯片1串联；由二极管17构造成的输入侧的电桥电路；电容器18；以及电流调节器19，其在最简单的情况下可以是电阻。
图12示出根据图11的驱动器电路，具有用于提高效率的输入端电容器20。这个驱动器电路适用于直至大约20mA的LED电流。

Claims (14)

1.一种LED多芯片模块，
-具有多个LED芯片（1），多个所述LED芯片具有多个电的接口（2）并且通过多个电的连接部（3）串联，以及
-具有预设的运行电压，
其特征在于，
-存在至少一个短路连接部（4），所述短路连接部将所述接口（2）或所述连接部（3）中的两个彼此导电连接，以及
-所述短路连接部（4）跨接所述LED芯片（1）中的至少一个或电阻（8），从而使得所述运行电压处于在150V和350V之间的范围中。
2.根据权利要求1所述的LED多芯片模块，其中，所述运行电压处于在270V和300V之间的范围中。
3.根据权利要求1所述的LED多芯片模块，其中，所述运行电压处于在250V和290V之间的范围中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的LDE多芯片模块，其中，所述短路连接部（4）通过能断开的接合线（5）形成。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的LDE多芯片模块，其中，所述短路连接部（4）通过能断开的印制导线（6）形成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的LDE多芯片模块，其中，在所述连接部（3）中的至少一个中和/或在至少一个所述短路连接部（4）中接入有电阻（7，8），并且所述电阻（7，8）的大小确定为使得所述电阻将所述运行电压提高了在0.1V和3V范围之间的值。
7.一种用于调节LED多芯片模块的方法，其中
-具有多个电的接口（2）的多个LED芯片（1）通过电的连接部（3）串联，以及
-在所述接口（2）或所述连接部（3）之间建立至少一个短路连接部（4）。
8.一种用于调节LED多芯片模块的方法，其中
-具有多个电的接口（2）的多个LED芯片（1）通过电的连接部（3）串联，以及
-在所述接口（2）或所述连接部（3）之间建立短路连接部（4），以及
-中断所述短路连接部（5，6）中的至少一个。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，在150V和350V之间的范围中调节运行电压。
10.根据权利要求7或8所述的方法，其中，在270V和300V之间的范围中调节运行电压。
11.根据权利要求7或8所述的方法，其中，在250V和290V之间的范围中节运行电压。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，其中，调节所述LED多芯片模块的至少一个光学特性。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的方法，其中，
设置电阻（7，8），所述电阻通过至少一个所述短路连接部（4）或通过另一个所述短路连接部（4）跨接，
通过中断跨接所述电阻（7，8）的所述短路连接部（4），将所述电阻（7，8）连接在所述接口（2）或所述连接部（3）中的两个之间，以及
所述运行电压通过所述电阻提高了在0.1V和3V范围之间的值。
14.根据权利要求7至13中任一项所述的方法，其中，所述LED芯片（10）中的一个配有其它电的连接部（9），使得与配有所述其它电的连接（9）的所述LED芯片（10）的、所述接口（11，12）中的一个连接的那些所述接口（21，22）通过所述其它电的连接（9）中的一个也与所述LED芯片（10）的各另一个所述接口（12，11）连接，以及中断所述其它电的连接（9）中的两个，使得所述接口（11，12，21，22）中的每一个仅仅分别与所述接口（11，12，21，22）中的另一个连接。
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