[發明專利]倒裝式高壓LED晶片組、植物補光用LED光源及光照設備

有效

• 申請號: 201910171900.5
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN111668360B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 潘翔;李許可;胡召彬;姚春霞
• 申請（專利權）人: 杭州漢徽光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/50
• 分類號: H01L33/50;H01L33/54;H01L33/56;H01L25/075;A01G7/04;F21V23/00;F21V9/32;F21Y115/10
• 代理公司: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

本發明公開了一種倒裝式高壓LED晶片組、植物補光用LED光源及光照設備，所述植物補光用LED光源包括基板、高壓LED晶片組、第一膠粉層和第二膠粉層；通過控制第一膠粉層的透明膠黏介質和紅色熒光粒子的重量比，以及厚度；同時控制第二膠粉層的透明膠黏介質和黃色熒光粒子的重量比和厚度，使得植物補光用正裝高壓LED光源在單位時間內發射的紅光:藍光:綠光的光子數比例為65～95:5～30:5～25之間。本發明的植物補光用LED光源自身工作電壓高，容易實現封裝成品工作電壓接近市電，提高了電源的效率，由于工作電流低，其在成品應用中的線路損耗也將明顯低于傳統DCLED晶片；同時植物補光用LED光源減少了芯片的固晶和鍵合數量，有利于降低封裝的成本。

技術領域

本發明涉及一種倒裝式高壓LED晶片組、植物補光用LED光源及光照設備，屬于設施農業光照技術領域。

背景技術

LED植物光照系統是設施農業的核心技術裝備，為植物生產提供光合能量和光照信號。LED作為新型光源的植物生理響應機制已經被廣泛揭示，應用的生物學基礎已非常明確。當前LED植物生長燈具通常采用紅、藍光2種LED光源或用紅、白光2種LED光源混合制作植物生長燈具。傳統的低壓LED光源和燈具本身固有的弊端，包括驅動電源壽命短、轉換效率低，低壓LED散熱性不好，不能在大電流下工作等。LED照明裝置中，芯片光效、封裝方式、驅動效率影響到LED照明裝置的發光效率。對于包含LED芯片(和/或一個或多個其他固態發光器件)的設備來說，最佳性能的驅動技術是具有“高電壓、低電流”而非“低電壓、高電流”。一般的小型LED芯片在20～30mA的電流和3V的電壓下運行，但是一般的電源芯片在350mA和3V運行。

由此，現有技術中的低壓LED存在以下缺點：

一是植物燈的紅藍燈色譜比例一般在5：1-10：1之間為宜，通常可選7-8：1的比例。在藍光LED個數較少的前提下將紅光LED均勻配置，或即使將藍光LED的光發射角度調整成最優，紅光與藍光的光質混合不充分，因此易發生光質分布不均勻。

二是需外加功率較大的驅動電源，電能轉化效率低。傳統的氮化鎵基發光二極管工作在直流電壓下，電壓范圍在2.9-3.5V，工作電流通常為20mA。為了讓發光二極管達到普通照明所需的亮度，一般要將LED晶片的工作電流提高到lOOmA以上，目前常用的有100mA，350mA和700mA。目前的市用電力系統是以交流高壓為主，因此需要使用降壓變壓器或整流器等電能轉換方式來提供穩定的電流源，以控制LED發光。如果采用大電流的高功率LED晶片，驅動裝置中需要一個較大的驅動電源，但驅動電源的可靠性不高(2萬小時左右)且壽命一般都低于LED光源(長達5-10萬小時)的壽命，成為LED照明裝置壽命的主要瓶頸。

并且在交流市電轉化為直流電時，會有一部分電力損耗，導致LED的工作效率降低；同時，這些外加的變壓器或整流器會增加整體制造成本，占用空間而影響照明工具的外觀，產生熱量而降低LED長期使用的安全性。而且，外加電路本身的使用壽命較LED為短，因而降低了LED在應用上的整體使用壽命。

三是功率型LED燈具，其通常工作在大電流下，電流擴展問題嚴重影響其性能，光出射率低，增加功耗。電流擴展不均容易導致電流擁擠，大大降低器件的發光效率。在LED燈串數量固定不變時，當LED驅動系統的電源輸入端輸入的交流電壓升高，在系統電流沒有增加的情況下，功率管的阻值將會變大，導致功率管的功耗增加而發熱嚴重，如芯片內溫度升高到觸發過溫調節時，則會使系統的總功率先上升后下降，從而出現功率不穩定，波動嚴重的問題；大電流驅動導致的線損也比較高，大電流注入下芯片的結溫上升進而影響發光效率。從而導致能耗增加，燈具散熱負擔也增加，需要設計結構復雜的散熱結構或額外配置散熱器來降溫，導致成本居高不下，使得植物LED燈具的價格難以下降。

此外，交流電是市電AC220V，存在電壓不穩定現象，電壓波動很大，高達有時會在280V以上，而通過電阻限流，電流也會有很大波動，不能有效的恒流而保護LED，并且電阻會發熱，消耗電能，降低光效。而且產品的封裝應用上增加了電路產品體積及組裝、打線、人工等成本。