专利名称：照明电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电路设计领域，尤其涉及照明电路。
技术背景
半导体发光二极管即LED (Light Emitting Diode)，是一种半导体固体发光器件。 它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量 而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫等色的光。
在当前能源日益短缺的情况下，以日本和欧美等为主的发达国家已经在城市公共 照明领域进行半导体照明的改造工程，同时，我国政府也在倡导要大力发展LED照明产业， 全力推进半导体照明工程，LED照明的国际、国内市场前景巨大。
随着LED技术的发展，LED发光装置已经可以应用于各个领域，LED发光装置也分 为各种种类，包括普通的LED，数码管LED，大功率LED等。其中，大功率LED电路结构通常 为，将多个发光二极管串联，交流电源提供的交流电经过专门的整流电路后，给多个串联的 发光二极管供电，使多个串联的发光二极管发光。
然而，现有技术的LED电路结构需要专门的整流电路将交流电源提供的交流电整 流后变为直流电后，才能供给LED电路结构。并且，现有技术的LED电路结构，如果一个LED 管子坏掉，所有的LED管子均不能用。发明内容
本发明解决的问题是提供一种照明电路，无需先经过专门的整流电路将交流电源 提供的交流电转变为直流电；且在其中一个或多个发光二极管损坏时，仍有一些发光二极 管发光。
为解决上述问题，本发明提供一种照明电路，包括
第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管、第四整流二极管，所述第一 整流二极管的正极与所述第二整流二极管的负极连接，所述第一整流二极管的负极与所述 第三整流二极管的负极连接，所述第三整流二极管的正极与所述第四整流二极管的负极连 接，所述第四整流二极管的正极与所述第二整流二极管的正极连接；
第一组发光二极管、第二组发光二极管、第三组发光二极管和第四组发光二极管； 所述第一组发光二极管中各个发光二极管串联连接，且连接在所述第一整流二极管的正极 和负极之间；所述第二组发光二极管中各个发光二极管串联连接，且连接在所述第二整流 二极管的正极和负极之间；所述第三组发光二极管中各个发光二极管串联连接，且连接在 所述第三整流二极管的正极和负极之间；所述第四组发光二极管中各个发光二极管串联连 接，且连接在所述第四整流二极管的正极和负极之间；
在交流电源的正半波周期时，所述第一整流二极管、第三组发光二极管在同一支 路上导通，所述第三组发光二极管发光，且所述第二组发光二极管、第四整流二极管在同一 支路上导通，所述第二组发光二极管发光；在交流电源的负半波周期时，所述第三整流二极管、第一组发光二极管在同一支路上导通，所述第一组发光二极管发光，且所述第四组发光 二极管、第二整流二极管在同一支路上导通，所述第四组发光二极管发光。
可选的，还包括变压器，输入电极与交流电源两极连接，输出电极分别与所述第 一整流二极管的正极和第三整流二极管的正电极连接。
可选的，所述发光二极管选自发蓝光的发光二极管、发红光的发光二极管、发绿光 的发光二极管、发白光的发光二极管。
可选的，所述第一整流二极管、第二整流二极管，第三整流二极管，第四整流二极 管集成在第一芯片层，所述多个串联连接的发光二极管集成在第二芯片层，且形成在所述 第一芯片层上。
可选的，还包括静电保护电路，与所述第一组发光二极管、第二组发光二极管、第 三组发光二极管以及第四组发光二极管连接。
可选的，所述静电保护电路与所述第一整流二极管、第二整流二极管，第三整流二 极管，第四整流二极管集成在同一芯片层。
可选的，所述发光二极管为倒装的发光二极管或者非倒装的发光二极管。
可选的，还包括基板，所述第一芯片层形成在所述基板上。
可选的，还包括散热板，所述第一芯片层形成在散热板上，所述散热板形成在基板 上。
可选的，所述基板为硅基板。
与现有技术相比，本发明具有以下优点
本发明将第一组串联的发光二极管连接在第一整流二极管的正极和负极之间，第 二组串联的发光二极管连接在第二整流二极管的正极和负极之间，第三组串联的发光二极 管连接在第三整流二极管的正极和负极之间，第四组串联的发光二极管连接在第四整流二 极管的正极和负极之间。在交流电源的正半波周期时，所述第一整流二极管、第三组发光二 极管在同一支路上导通，第三组发光二极管发光，且所述第二组发光二极管、第四整流二极 管在同一支路上导通，第二组发光二极管发光；在交流电源的负半波周期时，所述第三整流 二极管、第一组发光二极管在同一支路上导通，第一组发光二极管发光，且所述第四组发光 二极管、第二整流二极管在同一支路上导通，第四组发光二极管发光。这样就无需先经过专 门的整流电路将交流电源提供的交流电整流变为直流电，也能使发光二极管发光。而且，本 发明没有现有技术中的整流电路，这样可以省电。
如果本发明中即使某组中有发光二极管坏掉，导致该组发光二极管不发光，仍然 可以有其他组的发光二极管可以发光，这样可以延长整个发光装置的寿命。另外，由于第二 组发光二极管和第三组发光二极管在交流电源的正半波周期时发光，在负半波周期时不发 光；第一组发光二极管和第四组发光二极管在交流电源的负半波周期时发光，在正半波周 期时不发光；因此在一个完整的交流电源的周期内，每一个发光二极管只有半周期发光，另 一半周期不发光，可以减少一个周期内，每一个发光二极管的发光时间，这样可以减少每一 个发光二极管的使用次数，每一个发光二极管坏掉的几率降低，从而可以延长整个发光装 置的使用寿命。
图1是本发明具体实施例的照明电路的电路图2是本发明具体实施例的照明电路集成封装的剖面结构示意图。
具体实施方式
本发明具体实施方式
的照明电路，通过本发明将第一组串联的发光二极管连接在 第一整流二极管的正极和负极之间，第二组串联的发光二极管连接在第二整流二极管的正 极和负极之间，第三组串联的发光二极管连接在第三整流二极管的正极和负极之间，第四 组串联的发光二极管连接在第四整流二极管的正极和负极之间。这样就无需先经过专门的 整流电路将交流电源提供的交流电整流变为直流电，也能使发光二极管发光。而且，本发明 没有现有技术中的整流电路，这样可以省电。另外，第二组发光二极管和第三组发光二极管 在交流电源的正半波周期时发光，第一组发光二极管和第四组发光二极管在交流电源的负 半波周期时发光，这样能延长整个发光装置的使用寿命。
为了使本领域技术人员可以更好的理解本发明的精神，下面结合附图详细说明本 发明的具体实施例。
图1是本发明具体实施例的照明电路的电路图，参考图1，本发明具体实施方式
的 照明电路，包括第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3、第四整流二 极管D4，第一整流二极管Dl的正极与所述第二整流二极管D2的负极连接，第一整流二极管 Dl的负极与所述第三整流二极管D3的负极连接，所述第三整流二极管D3的正极与所述第 四整流二极管D4的负极连接，所述第四整流二极管D4的正极与所述第二整流二极管D2的正极连接；第一组发光二极管LEDll......LEDln、第二组发光二极管LED21......LED2n、第三组发光二极管LED31......LED3n和第四组发光二极管LED41......LED4n ；第一组发光二极管中各个发光二极管串联连接，且连接在所述第一整流二极管Dl的正极和负极之 间；第二组发光二极管中各个发光二极管串联连接，且连接在所述第二整流二极管D2的正 极和负极之间；第三组发光二极管中各个发光二极管串联连接，且连接在所述第三整流二 极管D3的正极和负极之间；第四组发光二极管中各个发光二极管串联连接，且连接在所述 第四整流二极管D4的正极和负极之间；在交流电源的正半波周期时，所述第一整流二极管D1、第三组发光二极管LED31......LED3n在同一支路上导通，第三组发光二极管发光LED31......LED3n，且所述第二组发光二极管LED21......LED2n、第四整流二极管D4在同一支路上导通，第二组发光二极管LED21......LED2n发光；在交流电源的负半波周期时，所述第三整流二极管D3、第一组发光二极管LEDll......LEDln在同一支路上导通，第一组发光二极管LEDll......LEDln发光，且所述第四组发光二极管LED41......LED4n、第二整流二极管D2在同一支路上导通，第四组发光二极管发光LED41......LED4n。
具体来说，本发明的照明电路包括四个连接端，分别为连接端Al、A2、A3和A4，第 一整流二极管Dl连接在连接端Al和A2之间，且第一整流二极管Dl的正极与连接端Al连 接，负极与连接端A2连接；第二整流二极管D2连接在连接端Al和A4之间，且第二整流二 极管D2的正极与连接端A4连接，负极与连接端Al连接；第三整流二极管D3连接在连接 端A2和A3之间，且第三整流二极管D3的正极与连接端A3连接，负极与连接端A2连接；第 四整流二极管D4连接在连接端A3和A4之间，且第四整流二极管D4的正极与连接端A4连接，负极与连接端A3连接。第一组发光二极管LEDl 1......LEDln连接在连接端Al和A2之间，且发光二极管LEDll的正极与连接端A2连接，发光二极管LEDln的负极与连接端Al连接；第二组发光二极管LED21......LED2n连接在连接端Al和A4之间，且发光二极管LED21的正极与连接端Al连接，发光二极管LED2n的负极与连接端A4连接；第三组发光二极管LED31......LED3n连接在连接端A2和A3之间，且发光二极管LED31的正极与连接端A2连接，发光二极管LED3n的负极与连接端A3连接；第四组发光二极管LED41......LED4n连接在连接端A3和A4之间，且发光二极管LED41的正极与连接端A3连接，发光二极管LED4n 的负极与连接端A4连接。
总结来说，第二组发光二极管LED21......LED2n和第三组发光二极管LED31......LED3n在正半波周期发光，第一组发光二极管LEDll......LEDln和第四组发光二极管LED41......LED4n在负半波周期发光。无需先经过专门的整流电路将交流电源提供的交流电整流变为直流电，也能使发光二极管发光。在一个完整的交流电源的周期内， 每一个发光二极管只有半周期发光，另一半周期不发光，可以减少一个周期内，每一个发光 二极管的发光时间，这样可以减少每一个发光二极管的使用次数，每一个发光二极管坏掉 的几率降低，从而可以延长整个发光装置的使用寿命。
在具体实施例中，每一组发光二极管的数量可以根据实际的需要进行确定。在本发 明具体实施例中，照明电路还包括变压器30，输入电极与交流电源10两极连接，输出电极分 别与所述第一整流二极管Dl的正极和第三整流二极管D3的正极连接。当照明电路连接的交 流电源的电压不能满足照明的电压需求时，在本发明的照明电路中增加变压器，对交流电源 提供的电压进行升压或降压，具体为升压还是降压，根据发光二极管的数目进行确定，当发光 二极管的数目较少，需要的电压较小时，可以使用降压变压器，当发光二极管的数目较多，需 要的电压较大时，可以使用升压变压器。当然，在本发明中，变压器只是一个可选择的器件，当 发光二极管的数目合适，交流电源的电压恰好可以对照明电路供电时，也可以不用变压器。
在本发明具体实施例中，照明电路还包括静电保护电路(图中未示)，与第一组 发光二极管、第二组发光二极管、第三组发光二极管以及第四组发光二极管连接，具体的连 接方式，在此不做详细说明，其为本领域技术人员的公知常识。在本发明的具体实施例中， 蓝宝石作为衬底的蓝光LED的电极，正电极和负电极形成在蓝宝石衬底的同一侧，并且正 电极和负电极之间的距离小于300微米，一旦积累感应电荷，很容易在该处发生自激放电， 而hGaN/GaN(氮化镓铟/氮化镓)有源层较薄，因此在静电放电中很容易被击穿，需要加 装静电保护电路。
在本发明的具体实施例中，整流二极管为普通的硅二极管，而且普通的硅二极管 价格便宜，这样可以降低成本。所述发光二极管选自发蓝光的发光二极管、发红光的发光二 极管、发绿光的发光二极管、发白光的发光二极管，也就是说，每一个发光二极管可以为其 中任何一种发光二极管。
图2为本发明具体实施例的照明电路集成封装的剖面结构示意图，参考图2，本发 明具体实施例中，照明电路形成在基板40上，该基板40可以为硅基板，也可以为本领域技 术人员公知的其他基板，例如，铝合金板材料。基板40上形成有散热板41，该散热板41的 材料可以为铜，也可以为本领域技术人员公知的其他材料，例如铝，该散热板41可以将照 明电路产生的热量及时的散发出去，防止由于热量不能及时散发出去时，导致照明电路的温度过高时，损坏整流二极管和发光二极管。
散热板41上形成有本发明的第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二 极管D3、第四整流二极管D4以及串联连接的发光二极管，结合参考图1和图2，具体为第 一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3、第四整流二极管D4形成在第一 芯片层42。而且在本发明的具体实施例中，静电保护电路(ESD)也与第一整流二极管D1、 第二整流二极管D2、第三整流二极管D3、第四整流二极管D4形成在第一芯片层42。在本发 明的其他实施例中，静电保护电路也可以不与第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第 三整流二极管D3、第四整流二极管D4集成在同一芯片层，而是形成于另外的芯片层，例如 形成在散热板41和第一芯片层42之间。
在第一芯片层42上形成有金属互连线44，该金属互连线44用于将第一整流二极 管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3、第四整流二极管D4以及发光二极管按照 以上所述的电路的连接方式进行连接，该金属互连线44的形成方法为在第一整流二极管 D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3、第四整流二极管D4所在的第一芯片层42上形 成介质层43，然后利用半导体技术中的金属互连工艺，光刻、刻蚀所述介质层43在所述介 质层43中形成金属互连沟槽，在金属互连沟槽中填充金属，例如铜，形成金属互连线44。也 可以为，在第一芯片层42上形成金属层，例如铝，光刻、刻蚀金属层去除多余的金属，形成 金属互连线44 ；在形成金属互连线44后，可以在金属互连线之间形成介质层43，起到隔离 保护下层的第一芯片层42中的在第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管 D3、第四整流二极管D4以及静电保护电路的作用。在本发明的具体实施例中，介质层43的 材料为氮化硅。在本发明具体实施例中，第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流 二极管D3、第四整流二极管D4以及各组发光二极管均通过同一金属层的金属互连线44实 现以上所述的连接；在本发明的其他实施例中，也可以为，第一整流二极管D1、第二整流二 极管D2、第三整流二极管D3、第四整流二极管D4通过一个金属层中的金属互连线连接，第 一组发光二极管、第二组发光二极管、第三组发光二极管以及第四组发光二极管的连接通 过另一金属层的金属互连线连接。
本发明的第一组发光二极管LEDll......LEDln,第二组发光二极管LED21......LED2n、第三组发光二极管LED31......LED3n和第四组发光二极管LED41......LEMn形成在第二芯片层(图中未标号)，在图2中，仅示出了两个发光二极管。四组发光二极管通过金属互连线44实现以上所述的电路中描述的连接。在本发明的 具体实施例中，发光二极管为发蓝光的发光二极管，而且，为倒装的发光二极管，该倒装的 发光二极管包括蓝宝石衬底50，依次形成在蓝宝石衬底上的n-GaN(n型氮化镓)缓冲层 51、有源层52、p-GaN (ρ型氮化镓)帽层53，所述缓冲层51部分与所述有源层52、帽层53 叠加，而且在帽层53上形成Ni或Au接触层54，该接触层M同时也起到反射层的作用，可 以将发射至该反射层上的光线反射回，从而可以增加发光二极管的发光效率。而且，在本发 明的该具体实施例中，有源层52为^iGaN多量子阱有源层，在其他实施例中，也可以为单 量子阱有源层。发光二极管的正极阳形成在所述接触层M上，负极56形成在所述n-GaN 缓冲层51没有与有源层52叠加的部分，正极57形成在所述接触层M上。利用封装工艺 将各个发光二极管的正极57、负极56与金属互连线44连接，通过金属互连线44将每一组 的发光二极管串联连接在一起并且与相应的整流二极管连接，也就是以上所述的电路中的连接方式。结合参考图1，在将发光二极管倒装时，将发光二极管LEDll的正极与第一整流 二极管Dl的负极连接在一起，发光二极管LEDln的负极与第一整流二极管Dl的正极连接 在一起；将发光二极管LED21的正极与第二整流二极管D2的负极连接在一起，发光二极管 LED2n的负极与第二整流二极管D2的正极连接在一起；将发光二极管LED31的正极与第三 整流二极管D31的负极连接在一起，发光二极管LED3n的负极与第三整流二极管D3的正极 连接在一起；将发光二极管LED41的正极与第四整流二极管D4的负极连接在一起，发光二 极管LED4n的负极与第四整流二极管D4的正极连接在一起。
以上所述的本发明的具体实施例中，以发蓝光的倒装发光二极管为例说明了本发 明的发光二极管在具体实践中的连接方式的实现方法，以及第一整流二极管D1、第二整流 二极管D2、第三整流二极管D3、第四整流二极管D4与发光二级管的连接方式的实现方法。
发红光的倒装发光二极管的具体结构以及发绿光的倒装发光二极管的具体结构 与以上所述的发蓝光的倒装发光二极管的具体结构相同，不同的是各层的材料进行了相应 的更改，此为本领域技术人员的公知技术，本领域技术人员根据以上所述的发蓝光的倒装 发光二极管的连接方式的实现方法，可以毫无疑问的推知发红光的倒装发光二极管、发绿 光的倒装发光二极管以及发白光的倒装发光二极管的连接方式的实现方法。
在本发明的其他实施例中，发光二极管也可以为普通的发光二极管，而非倒装的 发光二极管，在此种情况下，发光二极管的具体结构与倒装的发光二极管的具体结构不同， 本领域技术人员根据普通的发光二极管的具体结构、发光二极管的连接方式、发光二极管 与整流二极管的连接方式以及本领域技术人员的公知常识可以推知如何实现本发明的电 路的实现方法。
需要说明的是，以上所述的各个发光二极管，每一个发光二极管为一个独立的管 子。在本发明的其他实施例中，各个发光二极管也可以连在一起，而不将其利用激光切割技 术切成本发明以上所述的独立的管子。
本发明的照明电路，在交流电源的正半波周期时，第二组发光二极管LED21......LED2n和第三组发光二极管LED31......LED3n发光；在交流电源的负半波周期时，第一组发光二极管LEDll......LEDln和第四组发光二极管LED41......LED4n期发光。在交流电源的正半波周期时，即使第二组或第三组中有些发光二极管坏掉，导致其所在 组的发光二极管不能发光，仍有另一组的发光二极管发光；在交流电源的负半波周期时，即 使第一组或第四组中有些发光二极管坏掉，导致其所在组的发光二极管不能发光，仍有另 一组的发光二极管发光。这样可以延长整个发光装置的使用寿命。即使，在交流电源正半 波周期时，第二组发光二极管和第三组发光二极管发光均有二极管坏掉，导致第二组发光 二极管和第三组发光二极管都不发光，只有在交流电源负半波周期中的第一组发光二极管 和/或第四组发光二极管，依靠发光二极管的余辉效应，在正半波周期时，第一组发光二极 管和/或第四组发光二极管的余辉也可以使发光装置照明，只是亮度不够。这样在照明亮 度要求不是很高的场所，可以进一步延长发光装置的使用寿命。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术 人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术 方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实 质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种照明电路，其特征在于，包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管、第四整流二极管，所述第一整流 二极管的正极与所述第二整流二极管的负极连接，所述第一整流二极管的负极与所述第三 整流二极管的负极连接，所述第三整流二极管的正极与所述第四整流二极管的负极连接， 所述第四整流二极管的正极与所述第二整流二极管的正极连接；第一组发光二极管、第二组发光二极管、第三组发光二极管和第四组发光二极管；所述 第一组发光二极管中各个发光二极管串联连接，且连接在所述第一整流二极管的正极和负 极之间；所述第二组发光二极管中各个发光二极管串联连接，且连接在所述第二整流二极 管的正极和负极之间；所述第三组发光二极管中各个发光二极管串联连接，且连接在所述 第三整流二极管的正极和负极之间；所述第四组发光二极管中各个发光二极管串联连接， 且连接在所述第四整流二极管的正极和负极之间；在交流电源的正半波周期时，所述第一整流二极管、第三组发光二极管在同一支路上 导通，所述第三组发光二极管发光，且所述第二组发光二极管、第四整流二极管在同一支路 上导通，所述第二组发光二极管发光；在交流电源的负半波周期时，所述第三整流二极管、 第一组发光二极管在同一支路上导通，所述第一组发光二极管发光，且所述第四组发光二 极管、第二整流二极管在同一支路上导通，所述第四组发光二极管发光。
2.如权利要求1所述的照明电路，其特征在于，还包括变压器，输入电极与交流电源 两极连接，输出电极分别与所述第一整流二极管的正极和第三整流二极管的正电极连接。
3.如权利要求1所述的照明电路，其特征在于，所述发光二极管选自发蓝光的发光二 极管、发红光的发光二极管、发绿光的发光二极管、发白光的发光二极管。
4.如权利要求1 3任一项所述的照明电路，其特征在于，所述第一整流二极管、第二 整流二极管，第三整流二极管，第四整流二极管集成在第一芯片层，所述多个串联连接的发 光二极管集成在第二芯片层，且形成在所述第一芯片层上。
5.如权利要求4所述的照明电路，其特征在于，还包括静电保护电路，与所述第一组 发光二极管、第二组发光二极管、第三组发光二极管和第四组发光二极管连接。
6.如权利要求5所述的照明电路，其特征在于，所述静电保护电路与所述第一整流二 极管、第二整流二极管，第三整流二极管，第四整流二极管集成在同一芯片层。
7.如权利要求1所述的照明电路，其特征在于，所述发光二极管为倒装的发光二极管 或者非倒装的发光二极管。
8.如权利要求1所述的照明电路，其特征在于，还包括基板，所述第一芯片层形成在所 述基板上。
9.如权利要求1所述的照明电路，其特征在于，还包括散热板，所述第一芯片层形成在 散热板上，所述散热板形成在基板上。
10.如权利要求8或9所述的照明电路，其特征在于，所述基板为硅基板。
全文摘要
一种照明电路，包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管、第四整流二极管；第一组发光二极管、第二组发光二极管、第三组发光二极管和第四组发光二极管；第一组发光二极管连接在所述第一整流二极管的正极和负极之间；第二组发光二极管连接在所述第二整流二极管的正极和负极之间；第三组发光二极管连接在所述第三整流二极管的正极和负极之间；第四组发光二极管连接在所述第四整流二极管的正极和负极之间；在交流电源的正半波周期时，第三组发光二极管、第二组发光二极管发光；在交流电源的负半波周期时，第一组发光二极管发光，第四组发光二极管发光。本发明可以延长照明电路的使用寿命。
文档编号H02M7/06GK102032539SQ20101052440
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者张汝京 申请人:映瑞光电科技(上海)有限公司