CN105374807A - 一种色温可调的led集成光源 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可调色温的LED集成光源，包括：基板；光源，包括由至少两种涂覆不同荧光材料而实现不同色温的白光LED构成的阵列，各所述白光LED分别涂覆相应荧光材料后再封装在所述基板上；控制单元，安装在所述基板上，用于控制由不同色温的白光LED构成的灯组的发光效果。本发明通过对白光LED分别涂覆荧光材料的方式，实现了在小发光面得到高光通量输出且色温可调的效果。采用阵列式COB封装方式，使得白光LED占用空间减少，可以在基板上预留更多的空间给外围电路使用，提高了扩展性。本发明的LED封装方式省去了支架后，可以避免因支架材料老化而带来的光衰，保证了光引擎的长期可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及照明领域，特别是涉及一种色温可调且结构紧凑的LED集成光源。
背景技术
现有技术中，采用无电解电容的高压线性驱动的LED光引擎模组，将整流桥、驱动电路与LED光源等部件集成在同一块基板上，可以使灯具结构在设计上更加灵活，且可降低物料成本，具有较高的性价比。
目前，光引擎使用的光源可以大致分为两类：表面贴装类光源和CoB类光源。贴装类光源一般用于发光面较大的光源模组，常用的有5630、2835、3030等型号的灯珠，灯珠封装时需要采用表面镀银的金属支架将灯珠均匀贴装在基板上，该金属支架在长期使用后可能会发生镀银层氧化现象，进而降低光通量输出。
而CoB类光源一般用于发光面较小的光源模组，通常由多颗蓝光LED通过基板线路或者金属键组合成发光阵列，再用荧光胶密封起来，这样的封装方式使得此类光源只能是同一色温，不能实现调色温的功能。另外，CoB类光源中的LED都密封在一起，当发生单颗LED损坏时，无法进行独立修复，可能导致整块光源板无法工作。
发明内容
本发明的目的是要提供一种能够调整亮度和色温的LED集成光源。
特别地，本发明公开一种可调色温的LED集成光源，包括：
基板；
光源，包括由至少两种涂覆不同荧光材料而实现不同色温的白光LED构成的阵列，各所述白光LED分别涂覆相应荧光材料后再封装在所述基板上；
控制单元，安装在所述基板上，用于控制由不同色温的白光LED构成的灯组的发光效果。
进一步地，所述控制单元包括控制所述光源发光效果的驱动IC，和根据所述驱动IC的控制信号调整不同色温的所述灯组的电流大小的驱动电路。
进一步地，所述白光LED涂覆的荧光材料是由包括红色荧光粉、黄色荧光粉或绿色荧光粉与硅胶混合后形成。
进一步地，不同色温的所述灯组由一颗所述驱动IC控制，或每一种色温的所述灯组分别由一颗所述驱动IC控制。
进一步地，所述驱动IC为高压线性驱动。
进一步地，所述白光LED采用芯片尺寸封装(CSP)工艺倒装芯片。
进一步地，所述白光LED封装后的面积尺寸小于所述LED芯片面积尺寸的2倍。
进一步地，不同色温的所述灯组在所述基板上交错地排布。
进一步地，所述光源外接有可控硅体调光器，所述调光器通过外部接入的交流电源对所述灯组分别进行亮度调整，从而达到亮度和/或色温的调节。
进一步地，所述控制单元通过所述驱动IC的外接端口接收DC或PWM信号，以对所述灯组分别进行亮度调整，从而达到亮度和/或色温的调节。
本发明通过对白光LED分别涂覆荧光材料的方式，实现了在小发光面得到高光通量输出且色温可调的效果。采用阵列式COB封装方式，使得白光LED占用空间减少，可以在基板上预留更多的空间给外围电路使用，提高了扩展性。本发明的LED封装方式省去了支架后，可以避免因支架材料老化而带来的光衰，保证了光引擎的长期可靠性。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的LED集成光源结构示意图；
图2是图1所示白光LED封闭示意图；
图3是图1中不同色温的LED灯组排列方式示意图；
图中：10-基板、20-控制单元、30-光源、31-白光LED、40-控制电路、100-LED集成光源。
具体实施方式
如图1所示，本发明一个实施例的LED集成光源100一般性地包括基板10，和安装基板10上的光源30和控制单元20。该基板可以是PCB板，或环氧树脂FR4,金属基板MCPCB或CEM3板。该光源30为由至少两种涂覆不同色温的荧光材料的白光LED31构成的阵列，各白光LED31分别涂覆相应色温的荧光材料后封装在基板10上。该控制单元20用于控制由不同色温的白光LED31构成的灯组相互之间的发光方式。
本实施例通过单独对每一个白光LED31进行独立涂覆荧光材料的方式，来实现同一个光源30中多种色温共存的效果，各白光LED31采用独立封装，同一色温的白光LED31构成一个独立供电的灯组，即使某个白光LED31出现损坏也方便进行独立更换。在使用时，控制单元20通过对不同色温的灯组的电流控制，实现两种或多种色温灯组之间的调和，最终使光源体现出预定或预期的色温和/或亮度，大大丰富了LED集成光源100的照明效果。
通过对两种或多种色温的调节，可以使一个LED集成光源100发出任意颜色的光，如在冷光和暧光之间变换。荧光胶是加入了不同色温的荧光材料的硅胶体，想获得预定的白光LED色温，即可在涂覆的荧光胶中加入相应的荧光材料即可，如红色荧光粉、黄色荧光粉或绿色荧光粉。
如图2、3所示，具体的白光LED31封装，采用CSP封装工艺，该封装体由倒装芯片及覆盖在其表面的荧光胶组成，封装体底部为芯片电极，该结构可以省去支架结构，使单个白光LED封装体的体积减少到最小，从而提高整个阵列的密度。两种或多种色温的白光LED31、整流桥、驱动电路集成在同一块基板上，基板上有对应白光LED31、整流桥、驱动电路器件的焊盘及连接线，不同色温的白光LED31封装时间隔放置，使同一色温的白光LED31构成一个灯组并被同时控制。CSP封装的其它器件通过表面贴装工艺一次组装完成。白光LED31封装后的尺寸小于白光LED31本身尺寸的2倍，该尺寸远远小于贴片类光源中灯珠安装在基板后的安装尺寸。为使光源调节后的光均匀，不同色温的灯组可以交错地间隔排布在基板10上。
本实施例的LED集成光源100结合了贴片类和CoB类光源各自的优势，相对贴片类光源可提高单位面积的流明输出，进一步提高产品的集成度，并改善产品在长期运行时的可靠性，降低产品的制造成本。而相对CoB类光源，则可避免白光LED31的多次贴装，以及贴装后的点围坝、点荧光胶等步骤，简化工艺流程。
进一步地，本实施例中的控制单元20可以包括控制光源30发光效果的驱动IC，和根据驱动IC的控制指令调整不同色温的灯组电流大小的驱动电路。其中，不同色温的灯组可以由一颗驱动IC控制，也可以每一种色温的灯组分别由一颗驱动IC控制。该驱动IC可以为高压线性驱动，其通过电压变化在不同色温的LED灯组之间进行驱动控制切换，其MOS管可以内置在驱动IC内部或者驱动IC外部。
本实施例中采用的色温一般分为暖白：2600K-3500K，正白：3500K-5000K，冷白：5000K-8000K。
进一步地，为方便控制，该光源30可以通过外部调光器实现调光效果，如可控硅调光器，调光器通过外部接入的交流电源分别调节灯组的亮度从而达调节整体光源的亮度和/或色温的效果。
此外，控制单元20也可以通过驱动IC的外接端口接收DC或PWM信号，以对灯组进行亮度和/或色温的调节。
以下以具体的例子来说明色温是如何调节的。
实施例一；在一块铝基板上布置两路独立的线路，分别封装5000K冷白LED和2600K暖白LED两种色温的白光LED构成灯组。两种色温的灯组置于直径10～30mm发光面内且各白光LED呈间隔紧密排列。工作时，驱动IC通过驱动电路向两条线路分别进行电流大小的调节，当冷白灯组的电流与暖白灯组的电流相等时，整个光源呈现3500K左右的正白色效果；当冷白灯组的电流小于暖白灯组的电流时，整个光源偏暖白色；当冷白灯组的电流大于暖白灯组的电流时，整个光源偏冷白色。在本实施例中，整个光源呈现的颜色随两组灯组电流的混合比例变化而逐渐变化。该方案可替换CoB类光源方案，具备COB不能实现的色温可调功能。同时能够省去CoB类光源制作围坝、点胶工艺步骤。
实施例二；用于小发光面的光引擎方案，使用三种不同白色色温的LED构成三组灯组，每组灯组分别由一条线路独立供电，三条线路由一颗驱动IC驱动，通过调整三条线路与驱动IC对应端口的通断电时间或者输入电压，来分别控制三路线路的电流大小，从而达到调节色温、亮度、显指的功能。本实施例还可在基板上集成整流桥及TVS、保险丝等保护器件，所有器件一次贴装完成，省去了制作时间。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (10)
1.一种可调色温的LED集成光源，其特征在于，包括：
基板；
光源，包括由至少两种涂覆不同荧光材料而实现不同色温的白光LED构成的阵列，各所述白光LED分别涂覆相应荧光材料后再封装在所述基板上；
控制单元，安装在所述基板上，用于控制由不同色温的白光LED构成的灯组的发光效果。
2.根据权利要求1所述的LED集成光源，其特征在于，
所述控制单元包括控制所述光源发光效果的驱动IC，和根据所述驱动IC的控制信号调整不同色温的所述灯组的电流大小的驱动电路。
3.根据权利要求1所述的LED集成光源，其特征在于，
所述白光LED涂覆的荧光材料是由包括红色荧光粉、黄色荧光粉或绿色荧光粉与硅胶混合后形成。
4.根据权利要求1所述的LED集成光源，其特征在于，
不同色温的所述灯组由一颗所述驱动IC控制，或每一种色温的所述灯组分别由一颗所述驱动IC控制。
5.根据权利要求4所述的LED集成光源，其特征在于，
所述驱动IC为高压线性驱动。
6.根据权利要求1所述的LED集成光源，其特征在于，
所述白光LED采用芯片尺寸封装(CSP)工艺倒装芯片。
7.根据权利要求6所述的LED集成光源，其特征在于，
所述白光LED封装后的面积尺寸小于所述LED芯片面积尺寸的2倍。
8.根据权利要求1所述的LED集成光源，其特征在于，
不同色温的所述灯组在所述基板上交错地排布。
9.根据权利要求1所述的LED集成光源，其特征在于，
所述光源外接有可控硅体调光器，所述调光器通过外部接入的交流电源对所述灯组分别进行亮度调整，从而达到亮度和/或色温的调节。
10.根据权利要求1所述的LED集成光源，其特征在于，
所述控制单元通过所述驱动IC的外接端口接收DC或PWM信号，以对所述灯组分别进行亮度调整，从而达到亮度和/或色温的调节。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160302 |