[發明專利]一種交流發光二極管結構

無效

• 申請號: 201210324033.2
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN102842573A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 謝驊;吳聲
• 申請（專利權）人: 寧波市鄞州皓升半導體照明有限公司
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所 33230
• 代理人: 陳輝

技術領域

本發明涉及一種LED光源，特別是一種用交流市電直接驅動的交流LED光源。

背景技術

半導體照明產業在全球興起，LED（發光二極管）成為萬眾矚目的焦點，而LED技術的發展也日新月異，特別是2008年以后，隨著LED發光效率的提升和成本的持續降低，LED開始大規模進入照明市場，特別是光源類產品市場如LED球泡燈，LED蠟燭燈，LED射燈等市場。

光源類產品如LED球泡燈主要有直流LED（如貼片5630或大功率LED）和交流LED這兩種方式實現。但是由于常規直流LED的工作電壓只有2.8~3.3V，而且只能工作在直流模式下，因此，直流LED必須經過驅動電源后才能和市電相連。但是由于LED光源類產品的體積一般都很小，這就使得光源和驅動電源工作在很高的溫度之下。對于驅動而言，電容是必不可少的元器件，但高溫卻導致LED驅動電源的壽命大大縮短，從而直接導致LED光源類產品壽命減少。

光源類產品的第二種實現方式即直接使用交流LED，由于交流LED無需驅動就能直接和市電相連，因此，使得系統設計更加簡單容易，而且成本更低。

現有的交流LED主要有兩種方式，第一種方式為反向串聯電路，主要有S公司主導，如圖1圖2所示，在交流電的正半周，上半串正向連接的LED開啟并處于工作狀態，而下半串LED由于反向連接從而處于關閉狀態；在交流電的負半周，上半串正向連接的LED處于關閉狀態，而下半串LED開啟并處于工作狀態，這樣一來，在整個交流電的周期都有LED處于工作狀態。

第二種方式為惠斯通橋式電路，主要由E公司主導，工作原理如圖3圖4所示，在交流電的正半周期，橋式電路的左上臂、電橋、右下臂的LED處于工作狀態，而其他LED處于關閉狀態；在交流電的負半周期，橋式電路的左下臂、電橋、右上臂的LED處于工作狀態，而其他LED處于關閉狀態。

從以上兩種交流LED結構可知，第一種反向串聯電路結構由34顆微直流LED組成的反向串聯交流LED電路，其中每個周期均有17顆直流LED導通，導通電壓為51V~55V，LED利用率只有50%。而第二種惠斯通橋式結構由24顆微直流LED組成的惠斯通橋式交流LED電路，其中每個周期均有16顆直流LED導通，導通電壓為48V~51V。處于電橋上的8顆LED始終處于導通狀態，而處于電橋臂上的16顆LED在不同的正負半周均有一般處于導通狀態，及電橋臂上有8顆導通。LED的使用率比第一種略高，總體LED使用率為67%。電路中的LED利用率越低，系統的效率也會越低，較低的電路效率不僅造成了能源的浪費，LED系統成本的上升，也會對交流LED的可靠性造成較大的影響。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服現有技術的缺陷，提出一種交流發光二極管結構，能有效提高電路中LED的利用率和發光率，成本低廉、結構可靠，減少能源浪費。

為此，本發明采取如下技術方案：一種交流發光二極管結構，其特征在于包括四個LED芯片，所述的四個LED芯片兩兩串聯并行設置，所述的LED芯片由多個微直流LED以三角形環路和四邊形環路構成，且三角形環路和四邊形環路的內部微直流LED的電氣連接均以順時針或逆時針的方式依次連接。

所述的三角形環路和四邊形環路的公共邊上微直流LED的數量為多個，所述四邊形環路和三角形環路的非公共邊上微直流LED的數量均為一個。

所述的微直流LED的正極和相鄰微直流LED的負極相連。

所述LED芯片的工作電壓為50Vac～55Vac，所述的一個LED芯片內包括22～26個微直流LED，LED芯片包括位于兩端的兩個三角形環路和位于中部的三個四邊形環路，所述的三角形環路和四邊形環路的公共邊上微直流LED的數量為2～4個。

所述的的微直流LED開啟電壓為2.4～2.7V，正常工作電壓為2.8V～3.3V；

所述的LED芯片為藍光芯片，其上覆蓋著一層熒光粉，所述的熒光粉是YAG黃色銀光粉、硅酸鹽綠色熒光粉、氮化物紅綠熒光粉其中的一種或者幾種組合。

本發明通過新的電路拓撲結構使得在每個交流電周期內LED的使用率從原來的50%和66%提高到77%以上。在相同光通量要求下，可使得光源成本降低54%（和第一種結構相比）及17%（和第二種結構相比）以上，而且系統的光效更高，可靠性更好。

附圖說明

圖1是反向串聯交流LED正半周通電示意圖

圖2是反向串聯交流LED負半周通電示意圖

圖3是惠斯通橋式交流LED正半周通電示意圖