[發明專利]功率型交流LED光源

無效

• 申請號: 200810021686.7
• 申請日: 2008-08-14
• 公開（公告）號: CN101650007A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 孫建國
• 申請（專利權）人: 南京漢德森科技股份有限公司
• 主分類號: F21V23/00
• 分類號: F21V23/00;H05B37/00;F21V19/00;H01L33/00;F21Y101/02
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳忠輝

技術領域

本發明涉及一種LED光源，尤其是涉及一種功率型交流LED照明光源，屬于半導體照明技術領域。

背景技術

目前，功率級LED產品有兩種實現方式：一是采用單一的大面積功率級LED芯片封裝，美國、日本已經有5W芯片的產品推向市場，需要低壓大電流的恒流驅動電源供電，其價格也比較高；另一種是采用小功率芯片集成方式實現功率級LED，日本松下電工已經開發出20W的集成LED產品。然而由于功率級LED在低壓大電流條件下工作，對于遠距離的恒流驅動電源供電卻存在著線路功耗大、系統可靠性低等許多難以解決的技術問題。目前照明領域采用最普遍的當屬普通交流照明，而現有采用普通交流電源(例如交流220V的市電網、交流110V市電網等)為LED供電的驅動電路方案可大致分為兩種情況：一種是通過傳統的交流變壓、整流、串聯穩壓等環節來獲得直流驅動；另一種是采用較先進的開關電源直接產生所需的直流穩壓電源。兩者具有成本高、能耗大、結構復雜等缺點。由于上述方案實際上都是將交流電轉化為直流后再供給LED，因此，實際上并不是直接采用交流供電的LED照明燈。

另一方面，單個LED芯片封裝部件的組合相當困難，在結構設計和組裝上顯得非常繁瑣，組合后的各個LED的熱量傳導路徑差異很大，有的單體LED的熱量得不到充分散發，影響整體工作。目前，對于3W以上的LED芯片的封裝，在散熱方面遇到了較大的困難，大功率LED單燈封裝成本較高，將直接增加燈具成本，直接影響到大功率LED在照明領域的推廣和應用。

發明內容

本發明的目的是有效解決現有技術存在的不足，提供一種直接采用交流供電且無需復雜驅動電路的LED光源，LED芯片在印刷電路板直接封裝，集成功率芯片于一體，具有面光源的功能，成為適合各類照明燈具的通用半導體照明光源模塊。

本發明的技術解決方案是：功率型交流LED光源，包括交流輸入端、LED晶片、電感和電容，其特征在于：兩個導通方向相反的LED晶片并聯構成一個晶片單元，若干個晶片單元串聯成行，多行之間并聯，在兩個導通方向相反的晶片并聯端點，并聯有適當容量的電容及電感，兩者串聯，構成能量振蕩電路。

進一步地，上述的功率型交流LED光源，其中，每行通常指橫向方向，不同行的晶片單元之間再縱向連接，使LED晶片形成網格狀陣列結構。

更進一步地，上述的功率型交流LED光源，其中，所述LED晶片直接焊接或貼裝在金屬或非金屬基印刷電路板上，LED晶片周圍配置有光反射碗和電氣連接結構，LED晶片的出光口封有硅類透明樹脂，其表面呈曲面形狀，形成出光透鏡。

再進一步地，上述的功率型交流LED光源，其中，所述印刷電路板是厚度為0.5～4mm的鋁或鋁合金板材，在LED晶片焊裝區域設有碗狀凹坑反射碗，其直徑為0.5～4mm，深度為03～1mm，凹坑反射碗的四周為拋光鍍銀面。

再進一步地，上述的功率型交流LED光源，其中，所述印刷電路板上設有兩個以上LED晶片焊接區域，并且在印刷電路板的上下端設有電氣連接插座。

再進一步地，上述的功率型交流LED光源，其中，該功率型交流LED光源為紅、綠、藍單色光源；或者是用不同的LED晶片組合產生白光。

本發明技術方案的突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在：

①提供了一種直接接入交流電的LED照明光源，省去了現有電路方案中所采用的交直流整流、穩壓、濾波等驅動電路，只需要將工作電壓相適應的交流LED光源直接連接在交流電源上，就可以提供經濟而高效的LED照明。

②采用串聯集成化晶片結構，能夠在LED晶片制造的階段即生產出工作電壓、顏色等符合要求的LED?PN結集成基片，能夠大大降低生產設計的成本，提高產品可靠性；還可以將大功率LED裸芯片直接封裝在金屬電路板上，金線連接各芯片，制造工序大大簡化，產品成本明顯降低，實現模塊化、標準化、規模化生產。

③采用橫向電路連接導通方向相反的兩列LED晶片列，使得相鄰的兩組LED晶片互為保護元件，如其中一組中的某個LED晶片開路或短路，與之反向并聯的另一組LED可以提供電流通道，盡管該失效LED不再發光，但是與之串連的其它LED仍可以繼續工作。

④在金屬電路板上設計芯片反射碗和光亮鍍膜，采用高可靠性和高透光性的新型硅膠對芯片進行封固，在高溫固化過程中通過專用的工藝模具成型，使透明樹脂表面產生特殊的曲面。并利用特殊設計的光學透鏡進行調整，可以有效地控制出光角度和光強分布，光源的整體散熱性能和出光效果大幅提高，大功率的點光源變成發光均勻的面光源，提高了視覺舒適性。