CN103700755A - 一种交流驱动led灯具、引线支架及整体制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种交流驱动LED灯具引线支架，包括碗形主体，所述碗形主体内部设置有整流区和发光区，所述发光区和整流区通过绝缘层隔离，所述发光区包括至少一个发光二极管焊接位，每个所述发光二极管焊接位包括两个发光二极管焊脚，所述整流区包括四个整流二极管焊接位，所述整流二极管焊接位包括两个整流二极管焊脚。本发明还公开了基于上述引线支架的灯具及灯具整体制备方法。本发明能有效简化LED产品的驱动电路设计，大幅度降低使用成本，提高产品的适用能力。

Description

一种交流驱动LED灯具、引线支架及整体制备方法
技术领域
本发明属于电子领域，涉及一种LED灯具及制备方法，特别是一种交流驱动LED灯具、引线支架及整体制备方法。
背景技术
在发光二极管（英语：Light-Emitting Diode，简称LED） 是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等；随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛的应用于显示器、电视机采光装饰和照明。
LED的焊接过程是将外引线连接到LED芯片的电极上，同时保护好LED芯片，并且起到提高光取出效率的作用。根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸，散热对策和出光效果。随着半导体制造工艺的进步，功率二极管小型化程度不断提高，尺寸减小带来了更广泛的应用范围。
LED作为新一代光源日益深入人们的工作的生活，其应用越来越广泛。照明成为其一个重要的领域， 目前LED绝大部分都要是采用直流驱动，在实际应用中需要先将交流电通过电路转换为直流电，然后驱动LED工作。虽然有直接使用交流电驱动的发光二极管，但成本依然较高，且寿命较短。
发明内容
为克服现有技术制造的发光二极管灯具不能直接使用交流电驱动，需要外置交流转换单元的技术缺陷，本发明公开了一种交流驱动LED灯具、引线支架及整体制备方法。
本发明所述一种交流驱动LED灯具整体制备方法，包括如下步骤：
在引线支架的整流区和发光区喷涂晶片固定胶，将整流二极管晶片和发光二极管晶片分别植入整流区和发光区，烘烤固化二极管晶片；
将晶片引脚与引线支架焊接区连接形成整流及发光电路；
配置荧光粉溶液，点入引线支架的灯杯中，烘烤固化荧光粉层；
整体烘烤固化引线支架。
具体的，所述烘烤固化二极管晶片为在150-160℃下烘烤60分钟，所述烘烤固化荧光粉为在115-130℃烘烤60分钟。
具体的，所述整体烘烤固化为以145～155℃的温度烘烤240分钟。
本发明还公开了一种交流驱动LED灯具引线支架，包括灯杯，包括碗形主体，所述碗形主体内部设置有整流区和发光区，所述发光区和整流区通过绝缘层隔离，所述发光区包括至少一个发光二极管焊接位，每个所述发光二极管焊接位包括两个发光二极管焊脚，所述整流区包括四个整流二极管焊接位，所述整流二极管焊接位包括两个整流二极管焊脚。
优选的，所述整流二极管焊接位垂直于碗形主体，所述碗形主体内部设置有两个导体材料制成的整流焊台，每个整流焊台设置有两个整流二极管焊脚，整流焊台与整流二极管焊接位之间通过绝缘层隔离，且每个整流焊台两侧分别有一个整流二极管焊接位，所述整流二极管焊接位底部设置有整流二极管焊脚，所述碗形主体底部设置有两个支架引脚，每个支架引脚与两个设置在整流二极管焊接位底部的整流二极管焊脚电学连接，且该两个整流二极管不位于同一整流焊台两侧。
进一步的，所述碗形主体呈矩形，所述整流二极管焊接位分别位于矩形四角，发光区设置于矩形中部。
优选的，所述碗形主体上边沿设置有包围碗形主体开口的环形焊台。
优选的，所述引线支架为铜材且表面镀银。
优选的，所述发光区有四个发光二极管焊接位，所述四个发光二极管焊接位呈田字形排列，发光二极管焊接位呈矩形形状，且相邻矩形长边之间间距大于矩形短边之间间距。
本发明还公开了一种交流驱动LED灯具，包括如前所述交流驱动LED灯具引线支架，所述交流驱动LED灯具引线支架的四个发光二极管焊接位分别焊接有一个额定电压为55V的GaN基蓝光晶片。
采用本发明所述的交流驱动LED灯具、引线支架及整体制备方法，直接接入220V交流电，通过桥式全波整流电路将交流电交为直流，驱动由多颗高压发光晶片构成的串联电路，本发明能有效简化LED产品的驱动电路设计，大幅度降低使用成本，提高产品的适用能力。
附图说明
图1为本发明所述交流驱动LED灯具引线支架的一种具体实施方式结构示意图；
图2为利用本发明所得到的LED发光电路的一种具体形式；
图3为本发明所述交流驱动LED灯具引线支架的碗形主体的一种具体实施形式；
图中附图标记名称为：1-发光二极管焊接位 2-整流二极管焊接位  3-整流焊台  4-绝缘层  5-发光二极管焊脚 6-整流二极管焊脚 7-支架引脚 8-环形焊台 9-金线 10-发光区 11-整流二极管 12-发光二极管 13-碗形主体。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明首先公开了一种交流驱动LED灯具引线支架，包括碗形主体13，所述碗形主体13内部设置有整流区和发光区10，所述发光区和整流区通过绝缘层4隔离，所述发光区包括至少一个发光二极管焊接位1，每个所述发光二极管焊接位包括两个发光二极管焊脚5，所述整流区包括四个整流二极管焊接位，所述整流二极管焊接位包括两个整流二极管焊脚。
本发明在引线支架上集成了整流区和发光区，其中整流区的四个整流二极管焊接位用于焊接四个整流二极管以形成全桥整流电路将交流市电转化为直流电，将发光二极管焊接在发光二极管焊接位上，发光二极管的电源端连接全桥整流电路的直流输出端，通过焊线连接各个焊接位的焊脚，在全桥整流电路的输入端接入交流电，可以实现利用交流电驱动发光二极管。
以图1至2的具体实施方式和相关电路为例具体说明，图1和图2中，包含四个整流二极管11和四个发光二极管12，所述整流二极管焊接位垂直于碗形主体，所述碗形主体内部设置有两个导体材料制成的整流焊台3，每个整流焊台设置有两个整流二极管焊脚6，整流焊台与整流二极管焊接位之间通过绝缘层隔离，且每个整流焊台3两侧分别有一个整流二极管焊接位2，所述整流二极管焊接位底部设置有整流二极管焊脚，所述碗形主体底部设置有两个支架引脚7，每个支架引脚7与两个设置在整流二极管焊接位底部的整流二极管焊脚电学连接，且该两个整流二极管不位于同一整流焊台两侧。
从图2可见，连接成全桥整流电路的四个二极管虽然连接处极性不同，但实际是两两连接，上述对整流二极管焊接位的优选设计，整流二极管焊接位竖直设计，每个焊接位底部和上方各自设置有一个整流二极管焊脚，其中底部的两个支架引脚分别连接两个整流二极管焊脚，上方的四个整流二极管焊脚分别两两位于整流焊台两侧，整流二极管的正负两极通常位于整流二极管上下两端，将整流二极管竖直放入整流二极管焊接位，下方电极与支架引脚依靠重力自然接触，也可以焊接在一起。上方电极位于整流二极管焊接位上方，使用金线9或其他导线将上方电极与位于整流焊台上的整流二极管焊脚连接，由于焊台本身整体导电，实现了靠近同一整流焊台的整流二极管电极连接，由于支架引脚连接的两个整流二极管不位于同一整流焊台两侧，焊接时注意整流二极管的电极选择，可以容易的实现如图2所示的经典全桥整流电路。
为设计制造方便，碗形主体可以设置呈矩形，由于整流二极管焊接位纵向设置，因此四个整流二极管焊接位分别位于矩形四角，便于在矩形中央留出足够区域，在发光区10设置尽可能多的发光二极管安装位1，整流二极管焊接位2位于矩形四角也便于上述与支架引脚及整流焊台的焊接连线，形成全桥整流电路。碗形主体上边沿设置有包围碗形主体开口的环形焊台8，以方便焊线连接。引线支架除隔离层和灯杯为绝缘材料外，其余部分应整体为导电材料，优选为铜材且表面镀银。铜是优良导体，在表面镀银，以提高抗腐蚀能力。
如图1所示，发光区有四个发光二极管焊接位，所述四个发光二极管焊接位呈田字形排列，发光二极管焊接位呈矩形形状，矩形长边两端分别是发光二极管的正负两极，由于发光二极管器件发热时，光照散热主要集中在发光二极管正负极之间的区域，因此相邻矩形长边之间间距大于矩形短边之间间距，避免相邻二极管之间区域热量分布集中，造成散热不畅。
本发明还公开了一种交流驱动LED灯具，包括如前所述交流驱动LED灯具引线支架，所述交流驱动LED灯具引线支架的四个发光二极管焊接位分别焊接有一个额定电压为55V的GaN基蓝光晶片，GaN即氮化镓，属第三代半导体材料，禁带宽度在T=300K时为3.2~3.3eV，是半导体照明中发光二极管的核心组成部份，GaN基蓝光晶片是以GaN为基体，受激辐射波长为450-460nm的发光二极管器件。市电电压为220V，经过全桥整流后为峰值220V的半正弦波直流电压，采用四个额定电压为55V的发光二极管串联能够在额定电压下发光，虽然在低于220V的阶段不能以额定功率发光，但由于市电频率为50HZ，大于人眼感知频率，因此人眼所感受到的仍然是连续不闪烁的发光效果。
本发明一种交流驱动LED灯具整体制备方法，包括如下步骤：
在引线支架的整流区和发光区喷涂晶片固定胶，将整流二极管晶片和发光二极管晶片分别植入整流区和发光区，烘烤固化二极管晶片；
将晶片引脚与引线支架焊接区连接形成整流及发光电路；
配置荧光粉溶液，点入引线支架的灯杯中，烘烤固化荧光粉层；
整体烘烤固化引线支架。
烘烤可以利用热风循环烤箱进行，具体的，荧光粉可以选择常用的LED铝钇石榴石黄色荧光粉，晶片固定胶通常为环氧树脂，由于荧光粉固化温度低于LED固化温度，且荧光粉溶液在高温下蒸发失效，因此先植入LED晶片并烘烤后再将荧光粉溶液点入灯杯后固化，所述烘烤固化二极管晶片为在150-160℃下烘烤60分钟，所述烘烤固化荧光粉为在115-130℃烘烤60分钟。
上述初步固化步骤完成后，由于LED晶片和荧光粉溶液的固化温度温差较大，存在温度变化曲线，且固化时间短，固化效果不能达到最终产品需求，还需要进行较长时间的整体固化，所述整体烘烤固化为以145～155℃的温度烘烤240分钟，长时间固化有利于提高晶片固定胶和荧光粉的化学稳定性，进一步提高LED晶片和荧光粉的固化效果。
采用本发明所述的交流驱动LED灯具、引线支架及整体制备方法，直接接入220V交流电，通过桥式全波整流电路将交流电交为直流，驱动由多颗高压发光晶片构成的串联电路，本发明能有效简化LED产品的驱动电路设计，大幅度降低使用成本，提高产品的适用能力。
     前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种交流驱动LED灯具整体制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在引线支架的整流区和发光区喷涂晶片固定胶，将整流二极管晶片和发光二极管晶片分别植入整流区和发光区，烘烤固化二极管晶片；
将晶片引脚与引线支架焊接区连接形成整流及发光电路；
配置荧光粉溶液，点入引线支架的灯杯中，烘烤固化荧光粉层；
整体烘烤固化引线支架。
2.如权利要求1所述的一种交流驱动LED灯具整体制备方法，其特征在于，所述烘烤固化二极管晶片为在150-160℃下烘烤60分钟，所述烘烤固化荧光粉为在115-130℃烘烤60分钟。
3.如权利要求1所述的一种交流驱动LED灯具整体制备方法，其特征在于，所述整体烘烤固化为以145～155℃的温度烘烤240分钟。
4.一种交流驱动LED灯具引线支架，包括灯杯，其特征在于，包括碗形主体，所述碗形主体内部设置有整流区和发光区（10），所述发光区和整流区通过绝缘层（4）隔离，所述发光区（10）包括至少一个发光二极管焊接位（1），每个所述发光二极管焊接位包括两个发光二极管焊脚（5），所述整流区包括四个整流二极管焊接位（2），所述整流二极管焊接位包括两个整流二极管焊脚（6）。
5.如权利要求4所述的一种交流驱动LED灯具引线支架，其特征在于，所述整流二极管焊接位垂直于碗形主体，所述碗形主体内部设置有两个导体材料制成的整流焊台（3），每个整流焊台设置有两个整流二极管焊脚（6），整流焊台与整流二极管焊接位之间通过绝缘层隔离，且每个整流焊台（3）两侧分别有一个整流二极管焊接位，所述整流二极管焊接位底部设置有整流二极管焊脚，所述碗形主体底部设置有两个支架引脚（7），每个支架引脚与两个设置在整流二极管焊接位底部的整流二极管焊脚（6）电学连接，且该两个整流二极管不位于同一整流焊台两侧。
6.如权利要求4或5所述的一种交流驱动LED灯具引线支架，其特征在于，所述碗形主体呈矩形，所述整流二极管焊接位分别位于矩形四角，发光区设置于矩形中部。
7.如权利要求4所述的一种交流驱动LED灯具引线支架，其特征在于，所述碗形主体上边沿设置有包围碗形主体开口的环形焊台（8）。
8.如权利要求4所述的一种交流驱动LED灯具引线支架，其特征在于，所述引线支架为铜材且表面镀银。
9.如权利要求4所述的一种交流驱动LED灯具引线支架，其特征在于，所述发光区有四个发光二极管焊接位（1），所述四个发光二极管焊接位呈田字形排列，发光二极管焊接位呈矩形形状，且相邻矩形长边之间间距大于矩形短边之间间距。
10.一种交流驱动LED灯具，其特征在于，包括如权利要求9所述交流驱动LED灯具引线支架，所述交流驱动LED灯具引线支架的四个发光二极管焊接位分别焊接有一个额定电压为55V的GaN基蓝光晶片。
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