專利名稱：模塊式交流led發(fā)光電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED發(fā)光電路，特別涉及一種由LED模塊連接構(gòu)成的、使交流 電直接驅(qū)動LED發(fā)光的電路。
背景技術(shù)：
LED光源作為綠色、節(jié)能、省電、長壽命的第四 代照明燈具而異軍突起、廣受 關(guān)注、如火如荼迅速發(fā)展。目前的LED照明光源是低電壓(Vf = 2 — 3.6V)、大電流(If =200 — 1500mA)工作的半導(dǎo)體器件，必須提供合適的直流電流才能正常發(fā)光。由于我們?nèi)粘Ｕ彰魇褂玫碾娫词歉邏航涣麟?AC100-220V)，所以必須使用降壓 的技術(shù)來獲得較低的電壓，常用的是變壓器或開關(guān)電源降壓，然后將交流電(AC)變換成 直流電(DC)，再變換成恒流源才能促使LED光源發(fā)光。因此直流驅(qū)動LED光源的系統(tǒng) 應(yīng)用方案必然是變壓器+整流(或開關(guān)電源)+恒流源。目前的DC LED在蓄電池等直流供電系統(tǒng)中已得到普遍的推廣、低電壓直流驅(qū) 動(即DC驅(qū)動)LED光源發(fā)光的技術(shù)已經(jīng)越來越成熟。但在交流供電系統(tǒng)，特別是在市電供電系統(tǒng)中必須經(jīng)過降壓，整流變換成直流 供電才能正常使用。不僅提高了 LED的應(yīng)用成本，也增加了 LED的體積，增加了交流 變換成直流的損耗。如對于E27標(biāo)準(zhǔn)螺口的燈具來說空間十分有限，就很難安置變壓器 +整流(或開關(guān)電源)+恒流源。同時無論是變壓器+整流或是開關(guān)電源降壓，系統(tǒng)都會 有一定量的損耗。DCLED在交流、直流電之間轉(zhuǎn)換時約有15 30%的電力被損耗，系 統(tǒng)效率很難做到90%以上。使得LED作為照明光源的普及應(yīng)用受到了很大的限制。如 果能用交流電(即AC)直接驅(qū)動LED光源發(fā)光，系統(tǒng)應(yīng)用方案將大大簡化，系統(tǒng)效率將 很容易達(dá)到90%以上。能否有直接用交流驅(qū)動的LED(即稱為AC LED)，特別是市電驅(qū)動的LED光源 器件已是必須要解決的一個問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種結(jié)構(gòu)簡單可由交流電直接驅(qū)動LED的 發(fā)光電路結(jié)構(gòu)，該發(fā)光電路是按照電橋原理用五個帶有正負(fù)電極焊盤的高壓小電流LED 模塊連接構(gòu)成。由于LED本身是一種單向?qū)ǖ陌雽?dǎo)體器件，因此，當(dāng)交流電正半周電 流輸入時，兩個相對橋臂上的LED模塊正半周時被驅(qū)動點亮，當(dāng)交流電負(fù)半周電流輸入 時，另兩個相對橋臂上的LED模塊負(fù)半周時被驅(qū)動點亮，而兩個直流輸出端之間的LED 模塊因電流一直流過而保持全時間點亮。因此，本發(fā)明無需另外的整流器，變壓器，即 可使LED模塊直接被交流電源驅(qū)動點亮發(fā)光，有助于降低制作成本。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種模塊式交流LED發(fā)光電路，該發(fā)光電路是由五個帶有正負(fù)電極焊盤的LED 模塊連接構(gòu)成的橋式電路，其中，四個LED模塊的正、負(fù)電極連接關(guān)系是按照如下來進(jìn)行將其中任意兩個LED模塊進(jìn)行串聯(lián)，另兩個LED模塊也進(jìn)行串聯(lián)，然后將串聯(lián)后的 LED模塊組合進(jìn)行并聯(lián)組成四個橋臂；四個橋臂中組成串聯(lián)LED模塊組的兩個LED模塊 之間的連接點作為兩個供交流電源連接的交流輸入端，四個橋臂上兩個串聯(lián)LED模塊組 并聯(lián)的連接點作為直流輸出端，兩個直流輸出端之間連接第五個模塊，橋臂上兩個串聯(lián) LED模塊組并聯(lián)時負(fù)極直流輸出端連接第五個模塊的正電極，橋臂上兩個串聯(lián)LED模塊 組并聯(lián)時的正極直流輸出端連接第五個模塊的負(fù)電極。為了進(jìn)一步提高光效，作為優(yōu)選，所述的LED模塊是由多個LED芯片菱形排列 后用金屬導(dǎo)電材料串聯(lián)共晶在同一襯底上的帶有正負(fù)電極焊盤的模塊。為了進(jìn)一步提高光效，作為優(yōu)選，所述的LED模塊是由多個LED PN結(jié)串聯(lián)制 成的帶有正負(fù)電極焊盤的高壓小電流LED芯片。為了進(jìn)一步提高光效，作為優(yōu)選，所述的LED模塊是由多個單體LED用金屬導(dǎo) 電材料串聯(lián)在同一熱沉上的帶有正負(fù)電極焊盤的模塊。為了適應(yīng)光源制作的需要，作為優(yōu)選，四個橋臂上構(gòu)成每個LED模塊的LED芯 片的數(shù)量是相同的。為了適應(yīng)光源制作的需要，作為優(yōu)選，四個橋臂上構(gòu)成每個LED模塊的LEDPN
結(jié)的數(shù)量是相同的。為了適應(yīng)光源制作的需要，作為優(yōu)選，四個橋臂上構(gòu)成每個LED模塊的單體 LED的數(shù)量是相同的。為了適應(yīng)光源制作的需要，作為優(yōu)選，所述襯底的形狀為矩形或扇形，在襯底 的兩端設(shè)有相互絕緣的正、負(fù)電極焊盤，正、負(fù)電極焊盤分別與各自相鄰的LED芯片進(jìn) 行電連接。襯底上LED芯片的數(shù)量可根據(jù)發(fā)光電路的需要和襯底的大小來確定，相互絕 緣的LED模塊正、負(fù)電極焊盤保證了 LED模塊的安全性能。為了適應(yīng)光源制作的需要，作為優(yōu)選，所述熱沉的形狀為矩形或扇形，在熱沉 的兩端設(shè)有相互絕緣的正、負(fù)電極焊盤，正、負(fù)電極焊盤分別與各自相鄰的單體LED進(jìn) 行電連接。襯底上LED芯片的數(shù)量可根據(jù)發(fā)光電路的需要和襯底的大小來確定，相互絕 緣的LED模塊正、負(fù)電極焊盤保證了 LED模塊的安全性能。作為優(yōu)選，所述的襯底是由高導(dǎo)熱金屬或陶瓷材料制成，其厚度小于2mm。采 用了金屬或陶瓷材料制成的薄形襯底更有利于LED散熱，延長其使用壽命。作為優(yōu)選，所述的熱沉是由高導(dǎo)熱金屬或陶瓷材料制成，其厚度小于2mm。采 用了金屬或陶瓷材料制成的薄形熱沉更有利于LED散熱，延長其使用壽命。為了使得交流電壓在波動時，LED的工作電流變化控制在正常的工作狀態(tài)，作 為優(yōu)選，該橋式發(fā)光電路的至少一個交流輸入端串接有半導(dǎo)體限流器件。作為優(yōu)選，所述的半導(dǎo)體限流器件為電容、電感或電阻中的任一種器件。作為優(yōu)選，四個橋臂上構(gòu)成每個LED模塊的LED芯片的數(shù)量大于等于3個。作為優(yōu)選，四個橋臂上構(gòu)成每個LED模塊的LED PN結(jié)的數(shù)量大于等于3個。作為優(yōu)選，四個橋臂上構(gòu)成每個LED模塊的單體LED的數(shù)量大于等于3個。 采用了上述技術(shù)方案的本發(fā)明具有的優(yōu)點是1、本發(fā)明是擴展了 LED供電系統(tǒng)從直流驅(qū)動到交流驅(qū)動，同時在實際應(yīng)用時 也不會由于LED器件的電壓極性接反而不能正常工作。特別是省去了直流驅(qū)動器，進(jìn)一步降低了 AC LED光源器件的制作成本。DC LED在交流、直流電之間轉(zhuǎn)換時約15 30%的 電力被損耗，用交流電(AC)直接驅(qū)動LED發(fā)光電路發(fā)光，系統(tǒng)應(yīng)用方案將大大 簡化，系統(tǒng)效率可很輕松地達(dá)到90%以上。2、本發(fā)明的照明光源是用預(yù)制LED模塊在封裝時組成可由交流驅(qū)動的發(fā)光電 路所制成的，發(fā)光電路使AC電流可雙向?qū)?，只需要二根引線導(dǎo)入交流電源即能發(fā)光工作。3、本發(fā)明的交流LED發(fā)光電路部分交替發(fā)光方式，并且利用了 LED斷電有余 輝續(xù)光的特性，使人眼幾乎感覺不到發(fā)光有中斷，LED交替發(fā)光可以減少熱量，使用壽 命較DC LED壽命更長。


圖1為本發(fā)明LED發(fā)光電路的原理示意圖；圖2為本發(fā)明實施例一中LED模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例三中LED模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的具體實施方式
如下實施例一如圖1所示，本發(fā)明的一種交流LED發(fā)光電路是由五個LED模塊 連接構(gòu)成的使交流電雙向?qū)ǖ臉蚴桨l(fā)光電路，如圖2所示，所述的LED模塊是由多個 LED芯片1菱形排列后用金屬導(dǎo)電材料串聯(lián)共晶在一襯底2上的模塊，四個橋臂上構(gòu)成 每個LED模塊的LED芯片的數(shù)量是相同的，其數(shù)量大于3個，所述的襯底2是由高導(dǎo)熱 陶瓷材料制成，其厚度小于2mm，一般為1.5mm。襯底2的形狀為矩形，在襯底2的左 右兩端設(shè)有相互絕緣的正負(fù)電極焊盤3。正、負(fù)電極3分別與各自相鄰的LED芯片電連 接。本發(fā)明的發(fā)光電路是由五個帶有正負(fù)電極焊盤的LED模塊連接構(gòu)成的橋式電 路，其中，四個LED模塊PI、P2、P3、P4的正、負(fù)電極連接關(guān)系是按照如下來進(jìn)行 將其中二個LED模塊PI、P4進(jìn)行串聯(lián)，另兩個LED模塊P2、P3也進(jìn)行串聯(lián)，然后將 串聯(lián)后的LED模塊組合進(jìn)行并聯(lián)組成四個橋臂；四個橋臂中組成串聯(lián)LED模塊組的兩 個LED模塊PI、P4之間的連接點Al和另兩個LED模塊P2、P3之間的連接點A2作為 兩個供交流電源AC連接的交流輸入端，四個橋臂上兩個串聯(lián)模塊組兩端的并聯(lián)的連接點 DU D2作為直流輸出端，兩個直流輸出端Dl、D2之間連接第五個模塊P5，橋臂上兩個 串聯(lián)LED模塊組并聯(lián)時負(fù)極直流輸出端Dl連接第五個模塊P5的正電極，橋臂上兩個串 聯(lián)LED模塊組并聯(lián)時的正極直流輸出端D2連接第五個模塊P5的負(fù)電極。交流輸入端 Al與交流電源AC之間還連接有限流電阻R。如圖1所示，交流電AC的正半周沿實線PI、P5、P2通路流動，負(fù)半周沿虛線 P3、P5、P4通路流動，四個橋臂上的LED模塊輪番發(fā)光，相對橋臂上的LED模塊同時 發(fā)光，中間的共用LED模塊P5因共用而一直在發(fā)光；即交流電的正半周時，LED模塊 PU P5、P2發(fā)光；交流電的負(fù)半周時，LED模塊P3、P5、P4發(fā)光。PI、P2、P3、P4 在50Hz的交流電中會以每秒50次的頻率輪替點亮。P5從發(fā)光電橋取得脈動直流發(fā)光，由于LED及熒光粉有斷電余輝續(xù)光的特性，余輝可保持幾十微秒，因人眼對流動光點記 憶是有惰性的，結(jié)果人眼對LED光源的發(fā)光+余輝的工作模式解讀是連續(xù)在發(fā)光。并且 部分LED模塊有一半時間在工作，有一半時間在休息，因而發(fā)熱得以減少40-20%。因 此AC LED的使用壽命較DC LED長。實施例二本實施例與實施例一不同之處在于所述的LED模塊是由多個LEDPN結(jié)串聯(lián)制成的帶有正負(fù)電極焊盤的高壓小電流LED芯片，芯片的正負(fù)電極焊盤與各自 相鄰的LED PN結(jié)的正負(fù)極相連接。實施例三本實施例與實施例一的不同之處在于所述的LED模塊是由多個單 體LED4用金屬導(dǎo)電材料串聯(lián)在同一熱沉5上的帶有正負(fù)電極焊盤6的模塊，所述的單體 LED即單個封裝的LED，模塊的正負(fù)電極與各自相鄰的單體LED4的正負(fù)極相連。最后還需注意的是以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例，顯然本發(fā)明不限于以 上實施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出 或聯(lián)想到的變形均勻認(rèn)為是本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種模塊式交流LED發(fā)光電路，其特征是該發(fā)光電路是由五個帶有正負(fù)電極焊 盤的LED模塊連接構(gòu)成的橋式電路，其中，四個LED模塊的正、負(fù)電極連接關(guān)系是按照 如下來進(jìn)行將其中任意兩個LED模塊進(jìn)行串聯(lián)，另兩個LED模塊也進(jìn)行串聯(lián)，然后將 串聯(lián)后的LED模塊組合進(jìn)行并聯(lián)組成四個橋臂；四個橋臂中組成串聯(lián)LED模塊組的兩 個LED模塊之間的連接點作為兩個供交流電源連接的交流輸入端，四個橋臂上兩個串聯(lián) LED模塊組并聯(lián)的連接點作為直流輸出端，兩個直流輸出端之間連接第五個模塊，橋臂 上兩個串聯(lián)LED模塊組并聯(lián)時負(fù)極直流輸出端連接第五個模塊的正電極，橋臂上兩個串 聯(lián)LED模塊組并聯(lián)時的正極直流輸出端連接第五個模塊的負(fù)電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式交流LED發(fā)光電路，其特征是所述的LED模塊是 由多個LED芯片菱形排列后用金屬導(dǎo)電材料串聯(lián)共晶在同一襯底上的帶有正負(fù)電極焊盤 的模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式交流LED發(fā)光電路，其特征是所述的LED模塊是 由多個LED PN結(jié)串聯(lián)制成的帶有正負(fù)電極焊盤的高壓小電流LED芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式交流LED發(fā)光電路，其特征是所述的LED模塊是 由多個單體LED用金屬導(dǎo)電材料串聯(lián)在同一熱沉上的帶有正負(fù)電極焊盤的模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊式交流LED發(fā)光電路，其特征是四個橋臂上構(gòu)成每 個LED模塊的LED芯片的數(shù)量是相同的。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模塊式交流LED發(fā)光電路，其特征是四個橋臂上構(gòu)成每 個LED模塊的LED PN結(jié)的數(shù)量是相同的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模塊式交流LED發(fā)光電路，其特征是四個橋臂上構(gòu)成每 個LED模塊的單體LED的數(shù)量是相同的。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊式交流LED發(fā)光電路，其特征是所述襯底的形狀為 矩形或扇形，在襯底的兩端設(shè)有相互絕緣的正、負(fù)電極焊盤，正、負(fù)電極焊盤分別與各 自相鄰的LED芯片進(jìn)行電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模塊式交流LED發(fā)光電路，其特征是所述熱沉的形狀為 矩形或扇形，在熱沉的兩端設(shè)有相互絕緣的正、負(fù)電極焊盤，正、負(fù)電極焊盤分別與各 自相鄰的單體LED進(jìn)行電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求2或8所述的模塊式交流LED發(fā)光電路，其特征是所述的襯底是 由高導(dǎo)熱金屬或陶瓷材料制成，其厚度小于2mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求4或9所述的模塊式交流LED發(fā)光電路，其特征是所述的熱沉是 由高導(dǎo)熱金屬或陶瓷材料制成，其厚度小于2mm。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式交流LED發(fā)光電路，其特征是該橋式發(fā)光電路的 至少一個交流輸入端串接有半導(dǎo)體限流器件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的模塊式交流LED發(fā)光電路，其特征是所述的半導(dǎo)體限 流器件為電容、電感或電阻中的任一種器件。
14.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的模塊式交流LED發(fā)光電路，其特征是四個橋臂上構(gòu) 成每個LED模塊的LED芯片的數(shù)量大于等于3個。
15.根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的模塊式交流LED發(fā)光電路，其特征是四個橋臂上構(gòu) 成每個LED模塊的LED PN結(jié)的數(shù)量大于等于3個。
16.根據(jù)權(quán)利要求4或7所述的模塊式交流LED發(fā)光電路，其特征是四個橋臂上構(gòu) 成每個LED模塊的單體LED的數(shù)量大于等于3個。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模塊式交流LED發(fā)光電路，其是由五個帶有正負(fù)電極焊盤的LED模塊連接構(gòu)成的橋式電路，其中四個LED模塊中將其中任意兩個LED模塊進(jìn)行串聯(lián)，另兩個LED模塊也進(jìn)行串聯(lián)，然后將串聯(lián)后的LED模塊組合進(jìn)行并聯(lián)組成四個橋臂；四個橋臂中組成串聯(lián)LED模塊組的兩個LED模塊之間的連接點作為兩個供交流電源連接的交流輸入端，四個橋臂上兩個串聯(lián)LED模塊組并聯(lián)的連接點作為直流輸出端，兩個直流輸出端之間連接第五個模塊，橋臂上兩個串聯(lián)LED模塊組并聯(lián)時負(fù)極直流輸出端連接第五個模塊的正電極，橋臂上兩個串聯(lián)LED模塊組并聯(lián)時的正極直流輸出端連接第五個模塊的負(fù)電極。本發(fā)明無需另外的整流器即可使LED模塊直接被交流電源驅(qū)動點亮發(fā)光，有助于降低制作成本。
文檔編號H05B37/02GK102026437SQ200910152939
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月21日
發(fā)明者嚴(yán)錢軍, 吳明番, 徐志純, 章靈 申請人:嚴(yán)錢軍, 吳明番