CN208317069U - 一种基于rgb三基色晶片的白光led灯珠 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种基于RGB三基色晶片的白光LED灯珠，包括若干个并联连接的发光单元，每个发光单元包括串联连接的l个R晶片(红色)、m个G晶片(绿色)、n个B晶片(蓝色)和零欧姆电阻，且l、m、n满足其中为R晶片的光通量，为G晶片的光通量，为B晶片的光通量，l、m、n均为正整数。本实用新型能够提高LED灯珠的使用可靠性和质量指标，延长LED灯珠的使用寿命，提高显色指数、减少蓝光污染，实现真正绿色照明。

Description

一种基于RGB三基色晶片的白光LED灯珠

技术领域

本发明属于白光LED技术领域，尤其是一种基于RGB三基色晶片的白光LED灯珠。

背景技术

市场上的白光LED灯珠，多采用蓝光LED晶片加荧光粉产生黄光，再由蓝光+黄光合成白光的技术路线，虽然看起来是白光，但不是真正的白光。这是由于人眼不能正确分辨光谱成分造成的，突出的缺点是光谱中缺少了红光的成分。灯具不是用来看，而是用来照明的，由于光谱成分的缺失，照明时导致颜色失真，进而造成视力疲劳，引发近视。

其二，市场上的白光LED灯珠蓝光峰值很高，存在蓝光污染，对视力也有不良影响。

第三，借助荧光粉转换会产生能量损失，降低了发光效率。

另一种白光LED模式是利用三基色R、G、B三种LED发光晶片合成白光，具有发光效能高、显色性好等优点，但是由于三种晶片性能不同，使得它们驱动方式比较复杂，容易发生色漂移，影响照明稳定性。目前，RGBLED灯珠是把三种发光晶片分别引出，用于彩色调光的场合，用来作为白光照明并不方便。

另外，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。同时，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基于RGB三基色晶片的白光LED灯珠，采用若干个并联连接的发光单元，每个发光单元包括串联连接的l个R晶片(红色)、m个G晶片(绿色)、n个B晶片(蓝色)和零欧姆电阻，以提高LED灯珠的使用可靠性和质量指标，延长LED灯珠的使用寿命，提高显色指数、减少蓝光污染，实现真正绿色照明。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于RGB三基色晶片的LED灯珠，包括若干个并联连接的发光单元，每个发光单元包括串联连接的l个R晶片(红色)、m个G晶片(绿色)、n个B晶片(蓝色)和零欧姆电阻，且l、m、n满足其中为R晶片的光通量，为G晶片的光通量，为B晶片的光通量，l、m、n均为正整数。

优选的，R晶片、G晶片、B晶片和零欧姆电阻之间均采用金引线连接。

优选的，发光单元的数量至少为2个。

优选的，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为各发光单元的额定电流。

优选的，发光单元的数量N∈[5,50]。

优选的，每个发光单元内的晶片设置成若干个品字形结构，且每个晶片均与其他晶片构成品字形小单元，每个品字形小单元均包括1个R晶片、1个G晶片和1个B晶片。

优选的，每个发光单元内的晶片设置成直线连接结构，相邻发光单元之间的晶片成若干个品字形结构，每个品字形小单元均包括1个R晶片、1个G晶片和1个B晶片。

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、本发明采用R晶片、G晶片、B晶片和零欧姆电阻串联结构，即使个别R晶片、G晶片、B晶片失效短路，引起所在支路电流剧增，从而烧断零欧姆电阻形成开路，而不会影响LED灯珠整体发光效果；

2、本发明的发光单元采用冗余的并联连接，能够提高LED灯珠的使用可靠性和质量指标，即使有一路发光单元失效，也不影响灯珠的发光效果，有效延长LED灯珠的实际使用寿命；

3、本发明采用R晶片、G晶片、B晶片串联方式产生的白光，比通常的蓝光+黄光方式所产生的白光具有更好的显色指数；

4、本发明采用R晶片、G晶片、B晶片串联方式产生白光，减少了荧光转换环节的能量损失，使光效更高；

5、本发明的R晶片、G晶片、B晶片的发光比例为3:6:1，其中蓝光占比仅10％，有效改善了通常的LED灯珠蓝光污染的缺点，是真正的绿色环保照明系统。

附图说明

图1是本发明的白光LED灯珠电路原理图；

图2是本发明的白光LED灯珠实施例1的电路原理图；

图3是本发明实施例1的白光LED灯珠电路结构图；

图4是本发明的白光LED灯珠实施例2的电路原理图；

图5是本发明实施例2的白光LED灯珠电路结构图

附图标记含义：1：灯珠正电极，2：零欧姆电阻，3：金引线，4：P型电极，5：R晶片，6：N型电极，7：G晶片，8：B晶片，9：灯珠负电极

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和符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。

一种基于RGB三基色晶片的白光LED灯珠，如图1所示，包括若干个并联连接的发光单元，发光单元的数量至少为2个。每个发光单元包括串联连接的l个R晶片、m个G晶片、n个B晶片和零欧姆电阻，R晶片、G晶片、B晶片和零欧姆电阻之间均采用金引线连接。且l、m、n满足其中为R晶片的光通量，为G晶片的光通量，为B晶片的光通量，l、m、n均为正整数。并联发光单元的数量满足：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为各发光单元的额定电流。优选地，发光单元的数量N∈[5,10]。

本方案中发光单元的数量N采用Ie/ie+1的冗余方式，多留一组备用LED发光单元参与工作，当有个别LED晶片失效开路时，虽然该串联支路不再发光，但其他的LED晶片仍然能正常工作，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，宏观上看灯珠也不会产生明显的暗区。

发光单元中采用RGB LED晶片和零欧姆电阻串联的组合，在个别LED晶片失效短路的时候，该支路电流剧增，将烧断与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。

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，将同一灯珠的各个串联发光单元的电压差做到小于100mV。

实施例1

一种基于RGB三基色晶片的白光LED灯珠，如图2所示，选用的RGB晶片的实际参数是：I_r＝I_g＝I_b＝50mA；

lm即流明，是光通量单位；

且满足的比例关系，在这种参数配置下，允许R、G、B晶片数量：l＝m＝n＝1。

本实施中每个发光单元内的晶片设置成直线连接结构，相邻发光单元之间的晶片成若干个品字形结构，每个品字形小单元均包括1个R晶片、1个G晶片和1个B晶片。该灯珠结构如图3所示，包括6列并联连接的发光单元，每列发光单元包括R晶片5、G晶片6、B晶片7以及零欧姆电阻2，所述三个LED晶片和零欧姆电阻之间采用金引线串联连接，发光单元和灯珠的正负电极之间也用金引线连接。右数第一列发光单元的连接方式是：灯珠正电极1与零欧姆电阻2的上端连接，零欧姆电阻2的下端与R晶片5的P型电极4连接，R晶片5的N型电极6和G晶片7的P型电极连接，G晶片7的N型电极和B晶片8的P型电极连接，B晶片8的N型电极和灯珠负电极9连接；右数第二列发光单元连接方法是：灯珠正电极1与第二列的G晶片的P型电极连接，G晶片的N型电极和第二列的B晶片的P型电极连接，B晶片的N型电极和第二列的R晶片的P型电极连接，R晶片的N型电极和第二列的零欧姆电阻的上端连接，零欧姆电阻的下端与灯珠负电极9连接；以此类推，右数奇数列的发光单元连接方式和第一列发光单元相同，而偶数列的发光单元连接方式和第二列相同。

若灯珠中的某个LED晶片失效短路，则该发光单元的电流剧增，将会烧断串联的发光晶片或零欧姆电阻，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继续工作。

实施例2

一种基于RGB三基色晶片的LED灯珠，如图4所示，选用的R、G、B晶片的实际参数是：I_r＝I_g＝I_b＝70mA；

不满足的比例关系。

在同样的电流下，与晶片生产厂沟通，可以提供：的晶片，则

令

可得：最小的一组l、m、n值为：l＝3，m＝3，n＝1；

即(12.5×3)：(25×3)：(12.5×1)＝3:6:1

图4中包括6个发光单元，每个发光单元有串联的三个R晶片，三个G晶片和一个B晶片，以及串联的一个零欧姆电阻。所述LED晶片和零欧姆电阻之间采用金引线串联连接。发光单元和灯珠的正负电极之间也用金引线连接。

本实施例中每个发光单元内的晶片设置成若干个品字形结构，且每个晶片均与其他晶片构成品字形小单元，每个品字形小单元均包括1个R晶片、1个G晶片和1个B晶片。图5是实施例2的一种具体结构的连接方式，本结构的特点是在发光单元内部，每个晶片都和其他晶片构成品字形的RGB小发光单元，使合成白光的效果最佳。图5中6个发光单元分为两组，分别有引线引出，使用时可以在灯板条上并联起来。

按照上述原则，还可以有不同的连接方式，不一一列举。

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)

1.一种基于RGB三基色晶片的白光LED灯珠，其特征在于，包括若干个并联连接的发光单元，每个发光单元包括串联连接的l个R晶片、m个G晶片、n个B晶片和零欧姆电阻，且l、m、n满足其中为R晶片的光通量，为G晶片的光通量，为B晶片的光通量，l、m、n均为正整数。

2.根据权利要求1所述的基于RGB三基色晶片的白光LED灯珠，其特征在于，R晶片、G晶片、B晶片和零欧姆电阻之间均采用金引线连接。

3.根据权利要求1所述的基于RGB三基色晶片的白光LED灯珠，其特征在于，发光单元的数量至少为2个。

4.根据权利要求1或3所述的基于RGB三基色晶片的白光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为各发光单元的额定电流。

5.根据权利要求4所述的基于RGB三基色晶片的白光LED灯珠，其特征在于，发光单元的数量N∈[5,50]。

6.根据权利要求1所述的基于RGB三基色晶片的白光LED灯珠，其特征在于，每个发光单元内的晶片设置成若干个品字形结构，且每个晶片均与其他晶片构成品字形小单元，每个品字形小单元均包括1个R晶片、1个G晶片和1个B晶片。

7.根据权利要求1所述的基于RGB三基色晶片的白光LED灯珠，其特征在于，每个发光单元内的晶片设置成直线连接结构，相邻发光单元之间的晶片成若干个品字形结构，每个品字形小单元均包括1个R晶片、1个G晶片和1个B晶片。