CN106704888A - 一种高可靠性的led照明装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种高可靠性的LED照明装置，采用电源与LED灯珠串联，LED灯珠内封装有若干个并联连接的发光单元，所述发光单元包括串联连接的LED晶片和零欧姆电阻，形成串‑并‑串结构的照明装置，即使个别LED晶片失效短路，会烧断零欧姆电阻形成开路，不会影响LED照明装置的整体发光效果，不会出现明显暗区，从而提高LED照明装置的使用可靠性和质量指标，延长LED照明装置的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于LED技术领域，尤其是一种高可靠性的LED照明装置。
背景技术
一般认为LED灯珠的寿命长达几十年，但实际上做成灯具后的可靠性并不如预想的那么好，这和LED灯具的结构工艺等密切相关。一般灯具都有大量LED发光单元参与其中，这些单元用串联或并联方式连接，问题在于并联的灯珠中如有一个短路损坏，整个并联灯组就会不亮，同样，串联灯珠中如有一个开路损坏，也会造成整个串联灯组不亮。按可靠性理论计算，即使单个LED灯珠的MTBF(平均无故障时间)长达几十年，而由上百个灯珠组成的灯具，只要有一个灯珠损坏，就会出现故障，其灯具的MTBF就只有几个月了，另外，并联的灯珠电压相同，而各灯珠的正向电压不尽相同，微小的电压差异就会造成电流大幅度的差异，电流大的加速衰老，电流小的发光强度减弱，造成暗区，也使灯具质量严重受损。LED灯具的可靠性和质量是要认真考虑的难题。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种高可靠性的LED照明装置，采用电源与若干个LED灯珠串联，LED灯珠内封装有若干个并联连接的发光单元，所述发光单元包括串联连接的LED晶片和零欧姆电阻，形成串-并-串结构的照明装置，从而提高LED照明装置的使用可靠性和质量指标，延长LED照明装置的使用寿命。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种高可靠性的LED照明装置，包括串联连接的电源和LED灯珠，所述LED灯珠内封装有若干个并联连接的发光单元，所述发光单元包括串联连接的LED晶片和零欧姆电阻。
进一步的，本发明的高可靠性的LED照明装置，所述LED灯珠的数量为1个或若干个。
进一步的，本发明的高可靠性的LED照明装置，所述发光单元的数量至少为2个。
进一步的，本发明的高可靠性的LED照明装置，所述发光单元中的LED晶片和零欧姆电阻之间采用金引线连接。
进一步的，本发明的高可靠性的LED灯珠，发光单元的数量满足以下条件：N＝Ie/ie+1，其中，N为发光单元的数量，Ie为灯珠的额定电流，ie为LED晶片的额定电流。
进一步的，本发明的高可靠性的LED照明装置，所述发光单元的数量N∈[5,10]。
进一步的，本发明的高可靠性的LED照明装置，所述电源为恒流源。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明的照明装置中的发光单元采用LED晶片和零欧姆电阻串联结构，即使个别LED晶片失效短路，会烧断零欧姆电阻形成开路，不会影响LED灯珠以及照明装置整体发光效果；
2、本发明的照明装置中的发光单元采用并联连接，能够提高LED灯珠的使用可靠性和质量指标；
3、本发明的照明装置中的晶片数量选择采用冗余结构，能够有效延长LED灯珠的使用寿命；
4、本发明的照明装置整体发光均匀，没有暗区，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明的LED照明装置的结构示意图；
图2是本发明的LED照明装置中的LED灯珠内部连接方式一的示意图；
图3是本发明的LED照明装置中的LED灯珠内部连接方式二的示意图。
附图标记含义：1：正电极，2：负电极，3：金引线，4：LED晶片，5：零欧姆电阻，6：P型电极，7：N型电极。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
一种高可靠性的LED照明装置，如图1所示，包括串联连接的电源和LED灯珠，所述LED灯珠内封装有若干个并联连接的发光单元，所述发光单元包括串联连接的LED晶片和零欧姆电阻。所述LED灯珠的数量为1个或若干个。所述发光单元中的LED晶片和零欧姆电阻之间采用金引线连接，发光单元的数量至少为2个，且发光单元的数量满足以下条件：N＝Ie/ie+1，其中，N为发光单元的数量，Ie为灯珠的额定电流，ie为LED晶片的额定电流。优选地，发光单元的数量N∈[5,10]。所述电源采用恒流源。
在本方案中，LED照明装置中的发光单元的数量N采用Ie/ie+1的冗余方式，多留一个备用LED晶片，当有个别LED晶片失效开路，其他的LED晶片仍然能正常发光，能够解决并联发光单元中个别LED晶片失效造成灯珠无法正常发光、降低灯珠可靠性的问题。当发光单元的数量N较大时，灯珠内部LED晶片之间的距离很小，在个别LED晶片失效后，灯珠也不会产生明显的暗区，由此LED照明装置也不会产生明显的暗区，不影响使用。
LED照明装置中的发光单元中采用LED晶片串联零欧姆电阻的组合，在LED晶片失效短路的时候，该灯珠所有的电流都将流入该失效LED晶片，该电流远远大于该LED晶片的额定电流，此时的电流足够烧断与该LED晶片串联的零欧姆电阻，使得该发光单元形成断路，于是其他的发光单元继续正常工作，从而灯珠也能正常工作。
LED照明装置中的电源采用恒流源，输出宽频谱、高精度交流稳流电，具有响应速度快、恒流精度高、能长期稳定工作的特点，能够满足LED照明装置的使用需求，使其实现高可靠性的效果。
另外，在生产管理中，对LED晶片进行精确测量并分选LED晶片的导通电压值，将同一灯珠的各个LED晶片电压差做到小于20mV。
实施例1
一种高可靠性的LED照明装置，如图1、图2所示，包括串联连接的恒流源和10个LED灯珠，每个LED灯珠内封装有6个并联连接的发光单元，每个发光单元包括一个LED晶片和一个零欧姆电阻，所述LED晶片和零欧姆电阻之间采用金引线串联连接。发光单元的正电极与LED晶片的P型电极之间、LED晶片的N型电极与零欧姆电阻之间、零欧姆电阻与发光单元的负电极之间均采用金引线连接。
若灯珠中的某个LED晶片失效短路的时候，该灯珠所有的电流都将流入该失效LED晶片，该电流远远大于该LED晶片的额定电流，此时流过该发光单元的电流将会烧断与该LED晶片串联的零欧姆电阻或金引线，使得该发光单元形成断路，然后该灯珠的电流又重新分配到其他正常的发光单元中，于是其他的发光单元继续正常工作，从而灯珠也能正常工作，照明装置也正常工作且没有明显暗区。
实施例2
一种高可靠性的LED照明装置，如图1、图3所示，包括串联连接的恒流源和20个LED灯珠，每个LED灯珠内封装有两个并联连接的发光组，每个发光组内包括6个并联连接的发光单元。其中，每个发光单元包括一个LED晶片和一个零欧姆电阻，所述LED晶片和零欧姆电阻之间采用金引线串联连接。发光单元的正电极与LED晶片的P型电极之间、LED晶片的N型电极与零欧姆电阻之间、零欧姆电阻与发光单元的负电极之间均采用金引线连接。将12个发光单元分成两个发光组再进行并联能够有效减少灯珠的长度，降低灯珠的体积，从而降低照明装置的体积。
实施例3
一种高可靠性的LED照明装置，包括串联连接的恒流源和1个LED灯珠，其中LED灯珠内封装有两个并联连接的发光组，每个发光组内包括6个并联连接的发光单元。其中，每个发光单元包括一个LED晶片和一个零欧姆电阻，所述LED晶片和零欧姆电阻之间采用金引线串联连接。发光单元的正电极与LED晶片的P型电极之间、LED晶片的N型电极与零欧姆电阻之间、零欧姆电阻与发光单元的负电极之间均采用金引线连接。本实施例的形式可应用于手电筒等单灯珠产品。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种高可靠性的LED照明装置，其特征在于，包括串联连接的电源和LED灯珠，所述LED灯珠内封装有若干个并联连接的发光单元，所述发光单元包括串联连接的LED晶片和零欧姆电阻。
2.根据权利要求1所述的高可靠性的LED照明装置，其特征在于，所述LED灯珠的数量为1个或若干个。
3.根据权利要求1所述的高可靠性的LED照明装置，其特征在于，所述发光单元的数量至少为2个。
4.根据权利要求1所述的高可靠性的LED照明装置，其特征在于，所述发光单元中的LED晶片和零欧姆电阻之间采用金引线连接。
5.根据权利要求1或3所述的高可靠性的LED灯珠，其特征在于，发光单元的数量满足以下条件：N＝Ie/ie+1，其中，N为发光单元的数量，Ie为灯珠的额定电流，ie为LED晶片的额定电流。
6.根据权利要求5所述的高可靠性的LED照明装置，其特征在于，所述发光单元的数量N∈[5,10]。
7.根据权利要求1所述的高可靠性的LED照明装置，其特征在于，所述电源为恒流源。
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