CN203760470U - 一种交流供电的led器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种交流供电的LED器件，包括基板、驱动电路、LED芯片和封装胶。驱动电路和LED芯片采用固晶的方式设置于基板上，驱动电路与LED芯片包含的元器件通过金丝焊接的方式与基板电路连接。封装胶包覆驱动电路和LED芯片，LED器件的电极通过导线或供电端口直接外接交流电。本实用新型的交流供电的LED器件具有体积小，成本低，功率因数高，LED频闪深度低等优点。

Description

一种交流供电的LED器件

技术领域

本实用新型涉及一种LED器件，尤其涉及一种交流供电的LED器件。

背景技术

LED产品因其具有节能、省电、高效率、反应时间快、寿命周期长、且不含汞，具有环保效益等优点，被广泛用照明和显示等行业，成为近年来最受瞩目的产品之一。

传统的LED灯具是由光源、驱动器、热学组件和光学组件等部分组成，每个部分都是独立的。其中驱动器是将各种电子元件装贴在印制电路板上，直插或者常用的贴片元器件，体积尺寸相对较大，使得驱动器的体积较大。所以传统灯具在结构设计时，会专门预留一个空腔放置驱动器，如球泡灯；或者在光源两端和背后放置驱动器，如灯管、筒灯。因此，传统的LED灯具体积尺寸大，工艺制造复杂，同时成本也较高。

对比文件201220506598.8公布了一种LED封装器件，达到了结构简单，体积小的效果。但是不能直接应用与交流电源，而且具有高频闪。现有的交流电直接供电的LED，具有100％的频闪深度，这会给人们带来不良的光体验。

实用新型内容

为了克服现有交流电直接供电的LED器件存在的上述不足，本实用新型提供了一种交流供电的LED器件，其包括基板、驱动电路、LED芯片和封装胶，其特征在于，

所述驱动电路和所述LED芯片采用固晶的方式设置于所述基板上，所述驱动电路与所述LED芯片包含的元器件通过金丝焊接的方式与基板电路连接，所述封装胶包覆所述驱动电路和所述LED芯片，所述LED器 件的电极通过导线或供电端口直接外接交流电。

根据一个优选实施方式，所述驱动电路包括整流单元和LED模块，其中，所述LED模块由若干相互串联的LED芯片组成，所述整流单元包括：正半周整流支路、正半周馈电支路、负半周整流支路和负半周馈电支路。

根据一个优选实施方式，所述正半周整流支路包括：第一二极管、第二二极管和第六二极管，其中，

第二二极管的正极连接第一供电端，负极与第一二极管的正极相连；第一二极管的负极与所述整流单元的第一输出端相连；第六二极管的正极与所述整流单元的第二输出端相连，负极与第二供电端相连。

根据一个优选实施方式，所述正半周馈电支路包括第一电容和第四电容，其中，

第一电容的一端与第四二极管的正极相连，另一端与第一供电端相连；第四电容的一端连接第二供电端，另一端连接所述整流单元的第二输出端。

根据一个优选实施方式，所述负半周整流支路包括：第三二极管、第四二极管和第五二极管，其中，

第三二极管的负极与第一供电端相连，正极与所述整流单元的第二输出端相连；第五二极管的正极连接第二供电端(A2)，负极与第四二极管的正极相连；第四二极管的负极与所述整流单元的第一输出端相连。

根据一个优选实施方式，所述负半周馈电支路包括第二电容和第三电容，其中，

第二电容的一端连接第一供电端，另一端连接所述整流单元的第二输出端；第三电容的一端连接第一二极管的正极，另一端连接第二供电端。

根据一个优选实施方式，所述基板散热性能良好，其上表面具有反射层，所述反射层为银材料的金属镀层，并且所述基板上布置有铜箔电路线。

根据一个优选实施方式，所述LED芯片为蓝光、紫光或紫外光的LED 芯片，所述LED芯片的结构为水平结构、垂直结构或倒装结构。

根据一个优选实施方式，所述LED器件还包括控制芯片组和无线通信芯片组，其中，

所述控制芯片组基于DALI、DMX512协议的电路设计，所述无线通信芯片组和所述控制芯片组设置于基板上并且采用金丝焊接的方式与基板电路连接。

根据一个优选实施方式，所述LED器件进一步包括光学透镜，所述光学透镜通过卡槽固定或粘接的方式设置于基板上，并且所述光学透镜采用丝网印刷、喷涂或注塑的方法在其表面附着上荧光粉层。

根据一个优选实施方式，所述封装胶外有一圈围坝胶，用以限定所述封装胶的分布区域，并且所述封装胶内分布有荧光粉。

根据一个优选实施方式，所述LED器件中使用的元件均为裸片。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的LED器件包含了驱动电路，可以直接和灯具组装使用，简化了整灯系统的设计过程。LED驱动电路采用具有功率因数校正的整流电路，可以降低LED频闪深度，并且具有高功率因数。LED器件采用系统级封装，具有集成度高、体积小的优点。LED器件采用了控制芯片组和无线通信芯片组，可以实现亮度色温可调，无线控制及数据传输等功能。

附图说明

图1为本实用新型交流电供电的系统级LED封装器件结构示意图；

图2为本实用新型交流电供电的系统级LED封装器件的一种具体实施例；

图3为本实用新型带功率因数校正功能的桥式整流电路的工作流程图；

图4为本实用新型驱动电路的一种优选应用；和

图5为本实用新型的一种具体实施例的光通量示意图。

附图标记

101：基板 102：驱动电路 103：LED芯片 104：控制芯片组

105：无线通信芯片组 106：封装胶 107：光学透镜

108：电路线 D1～D6：二极管 C1～C4：电容

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型。图1为本实用新型交流电供电的系统级LED封装器件结构示意图。该交流供电的LED器件包括基板101、驱动电路102、LED芯片103和封装胶106。驱动电路102和LED芯片103采用固晶的方式设置于基板101上。驱动电路102与LED芯片103包含的元器件通过金丝焊接的方式与基板电路连接。封装胶106通过点胶的方式设置于所述驱动电路102和所述LED芯片103的上方。LED器件的电极通过导线或其它端口外接交流电。驱动电路102包括：集成芯片IC、MOS电路、电阻、电容、整流二极管等电子元件。将各元件用绝缘胶或导电胶固定在基板101上，并用金线、铝线或合金线实现与电路的连接。

本实用新型的系统级封装的LED器件具有集成度高、体积小的特点。本实用新型的LED器件采用交流直接供电技术，已经包含驱动电路，可以直接和灯具组装使用，简化了整灯系统的设计过程。本实用新型可直接与应用灯具结构件构成灯具，接交流电即可工作。无需经过复杂的组装工艺，能够有效的缩短LED灯具制造的周期。

如图3所示，驱动电路102中的整流单元工作原理是，在交流电模块处于正半周时，对交流电模块输出的交流电进行整流后输出至外部LED模块的正半周整流支路；在交流电模块处于负半周时，根据交流电模块输出的交流电进行充电，在交流电模块处于正半周时，进行放电并输出至外部LED模块的正半周馈电支路；在交流电模块处于负半周时，对交流电模块输出的交流电进行整流，并输出至外部LED模块的负半周整流支路；在交流电模块处于正半周时，根据交流电模块输出的交流电进行充电，在交流电模块处于负半周时，进行放电并输出至外部LED模块的负半周馈电支路。

图4为本实用新型驱动电路的一种优选应用，LED模块由若干相互串联的LED组成。整流单元包括：正半周整流支路、正半周馈电支路、负半周整流支路和负半周馈电支路。第二二极管D2的正极连接第一供电端A1，负极与第一二极管D1的正极相连；第一二极管D1的负极与整流单元的第一输出端OUT1相连；第六二极管D6的正极与整流单元的第二输出端OUT2相连，负极与第二供电端A2相连。第三二极管D3的负极与第一供电端A1相连，正极与整流单元的第二输出端OUT2相连；第五二极管D5的正极连接第二供电端A2，负极与第四二极管D4的正极相连；第四二极管D4的负极与所整流单元的第一输出端OUT1相连。第一电容C1的一端与第四二极管D4的正极相连，另一端与第一供电端A1相连；第四电容C4的一端连接第二供电端A2，另一端连接整流单元的第二输出端OUT2。第二电容C2的一端连接第一供电端A1，另一端连接整流单元的第二输出端OUT2；第三电容C3的一端连接第一二极管D1的正极，另一端连接第二供电端A2。

通过图3所示的工作过程，四颗电容交替充放电，提高了交流电每个半周期的利用率，增大了每个交流电周期内电流导通时间，使得输入电流波形尽量接近输入电压波形，降低了电流谐波，从而提高了输出电压的稳定性。在实际应用电路中能够有效提高功率因数至0.9以上，若在该整流桥后边添加较大滤波电容，则功率因数受输出滤波电容的影响，可达0.85，LED频闪深度低于50％。并且可起到降低频闪，提高交流电利用率的效果。

如图1所示，采用固晶的方式将驱动电路102所包含元器件：LED芯片103，带有协议的控制芯片组104和无线通信芯片组105放置于基板101上。采用金丝焊接的方式将102、103、104、105等单元包含的元器件与基板电路连接，之后通过点胶工艺，将一层封装胶106点至各模组上方，封装胶106外有一圈围坝胶，封装胶106点至围坝胶圈内，最后将一个光学透镜107固定在基板上。

如图2所示，器件需有一个基板101，基板101散热性能良好，上表面具有高反射率的反射层，该反射层可为金属镀层；在基板101上布置 有铜箔电路线108。此外，基板上放置有驱动电路102所包含元器件，LED芯片103，带有协议的控制芯片组104和无线通信芯片组105，各元器件通过金丝或者具有等同功能的其他金属丝线联接。器件的电极可采用导线或其他端口的方式外接交流电。基板101的材料可为铝、铜、硅、陶瓷等，基板上表面可以添加镀层，镀层可为银或其他高反射率材料。驱动电路102包括：集成芯片IC、MOS电路、电阻、电容、整流二极管等电子元件。将各元件用绝缘胶或导电胶固定在基板101上，并用金线、铝线或合金线实现与电路的连接。LED芯片103可为蓝光、紫光、紫外光或其他颜色芯片。结构可为水平、垂直或倒装，芯片衬底可为蓝宝石、氮化镓、硅等。LED芯片用绝缘胶或导电胶固定在基板101的出光面上，并用金线、铝线或合金线实现芯片之间和电路的连接。控制芯片组104通常根据实际需要取舍可以采用基于DALI、DMX512或其他灯具控制协议的电路设计，其功能是能够实现对LED光色参数可调。无线通信芯片组105集成至LED封装器件中，器件即可实现无线通信功能。封装胶106可为含荧光粉或不含荧光粉，含荧光粉的器件为白光LED封装器件，不含荧光粉的器件为蓝光LED封装器件。光学透镜107材料可为玻璃或PC塑胶。可增大LED器件的出光角度，优化器件的出光。可采用卡槽式固定在基板101上，也可用粘接胶与基板101粘接。光学透镜107也可以采用丝网印刷、喷涂及注塑等方法在其表面附着上荧光粉层，将附有荧光粉层的光学透镜107固定在蓝光LED封装器件上，即可以实现白光。图5为本实用新型的一种具体实施例的光通量示意图。

本实用新型的LED器件不仅具有传统灯具照明的功能，还能实现亮度色温可调，无线控制及数据传输等无线通信功能。并且器件中的所用元件均为裸片，节约成本的同时也有效的缩小了器件的体积。满足了21世纪电子产品高集成、小尺寸、多功能的需求。

本实用新型至少具有以下优点：

1、本实用新型的LED器件包含了驱动电路，可以直接和灯具组装使用，简化了整灯系统的设计过程。

2、LED驱动电路采用具有功率因数校正的整流电路，可以降低LED频闪深度，并且具有高功率因数。

3、LED器件采用系统级封装并且所用元件均为裸片，具有集成度高、体积小、成本低的优点。

4、LED器件采用了控制芯片组和无线通信芯片组，可以实现亮度色温可调，无线控制及数据传输等功能。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并非用于限制本实用新型。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种交流供电的LED器件，包括基板(101)、驱动电路(102)、LED芯片(103)和封装胶(106)，其特征在于，

所述驱动电路(102)和所述LED芯片(103)采用固晶的方式设置于所述基板(101)上，所述驱动电路(102)与所述LED芯片(103)包含的元器件通过金丝焊接的方式与基板电路连接，所述封装胶(106)包覆所述驱动电路(102)和所述LED芯片(103)，所述LED器件的电极通过导线或供电端口直接外接交流电。

2.根据权利要求1所述的交流供电的LED器件，其特征在于，所述驱动电路(102)包括整流单元和LED模块，其中，所述LED模块由若干相互串联的LED芯片组成，所述整流单元包括：正半周整流支路、正半周馈电支路、负半周整流支路和负半周馈电支路。

3.根据权利要求2所述的交流供电的LED器件，其特征在于，所述正半周整流支路包括：第一二极管(D1)、第二二极管(D2)和第六二极管(D6)，其中，

第二二极管(D2)的正极连接第一供电端(A1)，负极与第一二极管(D1)的正极相连；第一二极管(D1)的负极与所述整流单元的第一输出端(OUT1)相连；第六二极管(D6)的正极与所述整流单元的第二输出端(OUT2)相连，负极与第二供电端(A2)相连。

4.根据权利要求3所述的交流供电的LED器件，其特征在于，所述正半周馈电支路包括第一电容(C1)和第四电容(C4)，其中，

第一电容(C1)的一端与第四二极管(D4)的正极相连，另一端与第一供电端(A1)相连；第四电容(C4)的一端连接第二供电端(A2)，另一端连接所述整流单元的第二输出端(OUT2)。

5.根据权利要求2所述的交流供电的LED器件，其特征在于，所述负半周整流支路包括：第三二极管(D3)、第四二极管(D4)和第五二极管(D5)，其中，

第三二极管(D3)的负极与第一供电端(A1)相连，正极与所述整流单元的第二输出端(OUT2)相连；第五二极管(D5)的正极连接第二供电端(A2)，负极与第四二极管(D4)的正极相连；第四二极管(D4)的负极与所述整流单元的第一输出端(OUT1)相连。

6.根据权利要求5所述的交流供电的LED器件，其特征在于，所述负半周馈电支路包括第二电容(C2)和第三电容(C3)，其中，

第二电容(C2)的一端连接第一供电端(A1)，另一端连接所述整流单元的第二输出端(OUT2)；第三电容(C3)的一端连接第一二极管(D1)的正极，另一端连接第二供电端(A2)。

7.根据权利要求1至6之一所述的交流供电的LED器件，其特征在于，所述基板(101)散热性能良好，其上表面具有反射层，所述反射层为银材料的金属镀层，并且所述基板(101)上布置有铜箔电路线(108)。

8.根据权利要求1至6之一所述的交流供电的LED器件，其特征在于，所述LED芯片(103)为蓝光、紫光或紫外光的LED芯片，所述LED芯片(103)的结构为水平结构、垂直结构或倒装结构。

9.根据权利要求8所述的交流供电的LED器件，其特征在于，所述LED器件还包括控制芯片组(104)和无线通信芯片组(105)，其中，

所述控制芯片组(104)基于DALI、DMX512协议的电路设计，所述无线通信芯片组(105)和所述控制芯片组(104)设置于基板(101)上并且采用金丝焊接的方式与基板电路连接。

10.根据权利要求9所述的交流供电的LED器件，其特征在于，所 述LED器件进一步包括光学透镜(107)，所述光学透镜(107)通过卡槽固定或粘接的方式设置于基板(101)上，并且所述光学透镜(107)采用丝网印刷、喷涂或注塑的方法在其表面附着上荧光粉层。

11.根据权利要求1至6之一所述的交流供电的LED器件，其特征在于，所述封装胶(106)外有一圈围坝胶，用以限定所述封装胶(106)的分布区域，并且所述封装胶(106)内分布有荧光粉。

12.根据权利要求1至6之一所述的交流供电的LED器件，其特征在于，所述LED器件中使用的元件均为裸片。