[發明專利]一種高效率LED燈泡

有效

• 申請號: 201010278760.0
• 申請日: 2010-09-08
• 公開（公告）號: CN101968181A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 葛世潮;劉化斌
• 申請（專利權）人: 葛世潮
• 主分類號: F21S4/00
• 分類號: F21S4/00;F21V19/00;F21V23/00;F21V29/02;F21V9/10;F21V5/04;F21V7/22;H05B37/02;F21Y101/02
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 翁霽明

技術領域

本發明涉及的是一種LED燈泡，特別是一種LED芯片4π出光、被密封在一充氣的真空密封泡殼內的高效率低成本LED燈泡，用于照明。

背景技術

現有技術中，可替代白熾燈的燈泡形LED燈大多由多個LED、一塊金屬基PCB(MPCB)、一個帶有一系列散熱鰭片的散熱器、一個包括有開關電源和恒流裝置的驅動器及其外殼、一個防炫光泡殼和一個電連接器組成。目前，這類燈的光電參數已經達到一般家庭使用并可接受的水平，但其價格還太高；其高成本主要不是LED本身，而是因為笨重的鋁合金散熱器和包括有變壓器開關電源和恒流裝置的驅動器；這種帶變壓器開關電源和恒流裝置的驅動器不僅成本高，而且效率低，使得這類LED燈的整燈效率低、成本高。

LED的發光來源于LED的P-N結，它原本是4π發光體，現有技術的LED為了聚光或與散熱器連接，P-N結的一面有反射層、反射碗和散熱器，即原本是4π發光的發光體被制成2π發光體；這就使射向反射面的2π的光要經過反射、多次反射和各種吸收后才能出射，大大降低了P-N結發光的出光率，即降低了LED的效率。

現有技術的功率型LED大多是直流低壓大電流工作的，例如幾伏、幾百mA，而通用的市電卻為110-230V的交流高壓電，因而需要一個AC/DC變換器，把高壓交流電變換成低壓大電流的直流電。這種AC/DC變換器通常包括有一個帶有變壓器的開關電源和一個恒流電路，由于替代白熾燈的LED燈的體積不能太大，變換器的體積要盡量小，變壓器也要盡量小，這就使得其電變換效率低，一般為70-80％。這也降低了整燈的發光效率。

為了避免使用這種變換器，一種稱為ACLED的技術正在發展中，例如AX3221等，它把一系列LED芯片串接成類似于橋式整流電路、安裝在一個MPCB上，再加上散熱器就可直接用交流市電工作，其驅動電路很簡單。但目前這類LED的效率還比較低，同時它需要與一個必須暴露在空氣中的散熱器密切熱連接，而ACLED上有高壓交流電，不安全。

此外，LED是一種點光源，100lm左右的光集中在約1mm²的面積上，其光亮度高達幾千萬尼特，若人眼直視它，會產生強烈的炫光、在視野中留下一個黑影，短時間內會嚴重影響視力。因此，對于家用類燈、必須加上防炫光泡殼或其它分散光的裝置；為了得到良好的光感覺，防炫光泡殼的光漫射層需要有足夠的厚度，但這同時也降低了泡殼的透過率，通常它要損失15％左右的光。這又降低了整燈的發光效率。

進一步提高LED燈的發光效率和進一步降低其成本，是目前LED照明的重要課題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述之不足，而提供一種LED芯片4π出光、無需笨重的散熱器、無需成本高而效率低的帶有變壓器的AC/DC轉換器的高效率LED燈泡。它包括有一個透光泡殼，一個帶有排氣管、電引出線和支架的芯柱，至少一條LED發光條，一個驅動器，一個電連接器；LED發光條被固定在芯柱上，其電極經芯柱的電引出線與驅動器、電連接器相連，以連接外電源，接通外電源、即可點亮LED；透光泡殼和芯柱真空密封，腔內充有高導熱率氣體。

所述LED發光條、包括一個透明基板條，透明基板條上有至少一串、串聯的LED芯片，二端為其電極引出線。

所述LED發光條還可包括有一個玻璃管，安裝有LED芯片的透明基板條被密封在玻璃管內，LED的電極由玻璃管二端引出，其引出線與玻璃管真空密封，玻璃管內充有高導熱率高透光率材料。

所述LED發光條的透明基板條為透明玻璃條，LED芯片為基板是透明的芯片，被用透明膠固定在透明基板條上，所述透明膠例如為環氧樹脂或硅膠；所述玻璃管內充有高導熱率、高透光率材料，例如透明硅膠或環氧樹脂；由于LED芯片四周都是透明介質、LED芯片所發的光4π出光，而且由于所述玻璃基板條、透明膠和玻璃管的折射率相近，LED出射光在各介質界面上的光損失少，因而LED芯片的出光率高、即發光效率高。

所述LED發光條上串聯的LED芯片有足夠的數量，其驅動電壓高，例如為所用交流電峰值的20％-100％，驅動器無需變壓器，電路簡單、效率高、成本低。

所述發光條被密封在透光泡殼內，高工作電壓被隔離在泡殼內，安全、可靠。

所述至少一條LED發光條可連接成雙向AC工作或單向DC工作。

雙向AC工作時，可以是至少一條LED發光條正方向導通、另至少一條反向導通，交流電的正反向依次交替導通發光；也可有至少5條LED發光條、構成類似橋式整流電路，交流電的正反向依次交替導通發光。