[發(fā)明專利]LED照明裝置及該裝置的驅(qū)動方法

有效

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• 申請日: 2010-11-03
• 公開（公告）號: CN102128368A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 張汝京;歐陽雄
• 申請（專利權(quán)）人: 映瑞光電科技(上海)有限公司
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;H05B37/02
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發(fā)明涉及LED照明技術領域，尤其涉及一種LED照明裝置及該裝置的驅(qū)動方法。

背景技術

發(fā)光二極管(LED，Light?Emitting?Diode)是一種半導體固體發(fā)光器件，其利用半導體PN結(jié)作為發(fā)光材料，可以直接將電轉(zhuǎn)換為光。LED的結(jié)構(gòu)主要由半導體PN結(jié)、電極和光學系統(tǒng)組成。LED光源由于具有高節(jié)能、壽命長、利于環(huán)保等優(yōu)點，而成為目前研究的熱點，廣泛應用于照明燈具中，并被認為是下一代光源。

LED的發(fā)光機理為：PN結(jié)的端電壓構(gòu)成一定勢壘，當加正向偏置電壓時，勢壘下降，P區(qū)和N區(qū)的多數(shù)載流子向?qū)Ψ綌U散；由于電子遷移率比空穴遷移率大得多，所以會出現(xiàn)大量電子向P區(qū)擴散，構(gòu)成對P區(qū)少數(shù)載流子的注入；這些電子與價帶上的空穴復合，復合時得到的能量以光能的形式釋放出去。

然而，并不是每一對電子-空穴對復合的載流子都會產(chǎn)生光子，由于LED的PN結(jié)為雜質(zhì)半導體，存在著材料品質(zhì)缺陷、位錯等因素，以及工藝上的種種缺陷，因而會產(chǎn)生雜質(zhì)電離、本征激發(fā)散射和晶格散射等問題，使電子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時會與晶格電子或離子交換能量而產(chǎn)生無輻射躍遷，也就是不產(chǎn)生光子，這部分能量不轉(zhuǎn)換成光能而轉(zhuǎn)換成熱能損耗在PN結(jié)，使結(jié)溫升高。小電流下，LED溫升不明顯；當電流較大時，LED的溫升較顯著。

若LED的溫度較高，其主波長就會紅移，亮度會下降，發(fā)光均勻性、一致性變差；通常，當LED的溫度上升到120℃左右時，其發(fā)光效率低于10％。所謂LED的主波長紅移，是指當溫度升高時，LED的發(fā)光波長變長的現(xiàn)象。

LED發(fā)光亮度與PN結(jié)的正向電流近似成比例；電流增大，發(fā)光亮度也近似增大。另外發(fā)光亮度也與環(huán)境溫度有關，環(huán)境溫度高時，復合效率下降，發(fā)光強度減小。

此外，LED長時間工作時會產(chǎn)生光衰，引起老化，隨著LED工作時間增長，PN結(jié)結(jié)溫不斷升高，會加快器件的老化速度，從而降低LED的亮度。

在LED照明領域中，單個LED通常稱為LED燈珠，而LED燈具通常包括多個LED燈珠。目前，LED燈具大多數(shù)由恒流源來驅(qū)動，并且所述LED燈具上的LED燈珠通常是同步工作的，即要么都發(fā)光，要么都熄滅。

然而，現(xiàn)有的LED燈具存在以下問題：隨著LED的老化，驅(qū)動電流將大于LED器件發(fā)光所需的電流，從而會導致器件結(jié)溫升高，加快器件老化速度，使LED壽命縮短；并且還會消耗額外功率，造成資源浪費，不利于環(huán)保。

因此，怎樣延長LED的壽命、節(jié)約資源，已成為業(yè)界目前亟需解決的技術問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種LED照明裝置及該裝置的驅(qū)動方法，以延長LED的壽命、節(jié)約資源。

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種LED照明裝置，該裝置包括：

LED燈具，所述LED燈具包括多個并聯(lián)的發(fā)光通路，所述每個發(fā)光通路上設置有第一LED燈珠；

多個溫度傳感器，其中，每個溫度傳感器與所述每個第一LED燈珠封裝在一起；所述每個溫度傳感器探測與其封裝在一起的第一LED燈珠的工作溫度，當探測到的溫度達到最大容許溫度值時，發(fā)出控制信號；

可調(diào)電源，給所述發(fā)光通路提供電流，并接收所述控制信號，根據(jù)所述控制信號調(diào)整電流大小。

可選的，所述多個并聯(lián)的發(fā)光通路中的部分或全部發(fā)光通路上還設置有第二LED燈珠及短路通路，所述第二LED燈珠與所述第一LED燈珠串連；所述短路通路并聯(lián)在所述第二LED燈珠兩端，或者所述短路通路的一端連接在所述第一LED燈珠與所述第二LED燈珠之間，其另一端接地；所述短路通路上設置有開關元件，當所述第一LED燈珠的發(fā)光亮度達到環(huán)境亮度需求時，所述開關元件導通，所述第二LED燈珠熄滅；當所述第一LED燈珠的發(fā)光亮度小于環(huán)境亮度需求時，所述開關元件斷開，所述第二LED燈珠發(fā)光。

可選的，所述開關元件為閘刀開關。

可選的，所述開關元件為NMOS管，所述NMOS管的漏極接在所述第一LED燈珠與所述第二LED燈珠之間，其源極接地或接在所述第二LED燈珠的另一端。

可選的，所述溫度傳感器為數(shù)字式溫度傳感器，所述控制信號為數(shù)字信號。

可選的，所述溫度傳感器為模擬式溫度傳感器，所述控制信號為模擬信號；此時，所述LED照明裝置還包括AD轉(zhuǎn)換電路，所述AD轉(zhuǎn)換電路與所述可調(diào)電源相連，所述AD轉(zhuǎn)換電路接收所述模擬信號，將所述模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并發(fā)送給所述可調(diào)電源。

可選的，所述最大容許溫度值為80℃～120℃。

同時，為解決上述問題，本發(fā)明還提出一種上述LED照明裝置的驅(qū)動方法，該方法包括如下步驟：