利用慢衰减磷光体以减少闪烁的发光二极管照明模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明有关基于发光二极管（LED)的照明装置，尤其是一种以交流（AC)电压驱动 并具有低灯光闪烁的基于发光二极管的照明模块。
【背景技术】
[0002] 近年来，使用高电压的基于发光二极管的照明设备已被开发来取代传统的白热灯 泡和荧光灯泡。为了提高基于发光二极管的照明装置的亮度，通常是将多个发光二极管串 联在一起，形成一个基于发光二极管的照明单元，而且多个基于发光二极管的照明单元可 以更进一步串联在一起，形成一个照明装置。每个照明装置所需要的工作电压，通常是取决 于照明单元里的发光二极管的正向电压，每个照明单元里有多少个发光二极管，每个照明 单元是如何相互连接的，以及每个照明单元在照明装置里是如何接收来自电源的电压。
[0003] 因此，在大多数的应用中，都需要某种类型的电源电压转换装置，来将一般较普遍 的高电压电源转换成较低的电压，以提供给一个或多个基于发光二极管的照明单元。因为 需要这样的一个电压转换组件，造成基于发光二极管的照明设备效率减低，成本增高，也难 以减小其体积。
[0004] 为了提高基于发光二极管的照明装置的效率和减小其体积，有许多技术已经被开 发，以便照明装置不需要电压转换组件即可使用一般120伏或240伏的交流电源。一般而 言，照明装置里的发光二极管被分隔成数个发光二极管段，每一发光二极管段可以由相对 应的开关或电流源来选择性的接通或关闭，并且由一控制器随着操作交流电压的上升或下 降，而控制这些开关或电流源。
[0005] 使用交流电源供电，并利用各种控制开关或电路的基于发光二极管的照明模块， 有一个主要缺点在于照明模块的亮度与经整流的交流电压源的整流电压成正比。因为发光 二极管亮度随着经整流的交流电压从零到最大电压有显著的变化，从而使发光二极管的光 有很强的闪烁。
[0006] 如果没有良好的电压调节时，在100赫兹/120赫兹的频率下，发光二极管的光的 亮度会显著地变化。亮光的高闪烁不只是可见的，而且也造成人们对健康问题的忧虑。图1 显示由整流的交流电压源101供电，并应用开关模式驱动电路102的基于发光二极管的照 明装置。为了降低闪烁，如图1所示，大电容器Cl或C2被用来改良电压调节。
[0007] 图2显示由整流的交流电压源201供电的另一基于发光二极管的照明装置。该基 于发光二极管的照明装置具有线性的发光二极管驱动单元202,其亮度随电压变化。一个 大电容器203被用来降低经整流的交流电压源201的电压纹波。采用大电容器的一个缺点 是，因为大电容器的寿命较短，基于发光二极管的照明装置也因此不能耐久。
[0008] 使用大电容来降低灯光闪烁，也带来对基于发光二极管的照明装置的减少闪烁和 提高功率因子之间的设计造成挑战。美国专利申请公开2014/0015441,2014/0042925和 2014/0125238提供功率因子和闪烁之间进行折中的几个技巧。在基于发光二极管的照明产 业里，对于降低照明装置的闪烁，而不牺牲它的寿命和功率因子的技术，有强烈需求。
【发明内容】
[0009] 本发明提供一种不使用大电容器，具有低灯光闪烁及高功率因素的基于发光二极 管的照明装置。根据本发明的照明装置，是由整流的交流电源供给电力，并配合一含慢衰减 磷光体的屏盖或屏板，以覆盖照明装置的全部或部分光输出路径。
[0010] 根据本发明，因为照明装置的亮度变化在发光二极管的光经过含慢衰减磷光体的 屏盖或屏板后减小了，于是由亮度变化造成的高闪烁被降低。含慢衰减磷光体的屏盖或屏 板可以应用于利用线性驱动电路或开关模式驱动电路的基于发光二极管的发光模块。它特 别适用于简单和低成本的线性驱动电路，以实现高效率和高功率因子。
【附图说明】
[0011] 图1显示一传统的具开关模式驱动电路的基于发光二极管的照明装置。
[0012] 图2显示一传统的具线性驱动电路的基于发光二极管的照明装置。
[0013] 图3显示根据本发明的基于发光二极管的照明模块以一含有慢衰减的磷光体的 屏盖，完全覆盖其光的输出路径。
[0014] 图4显示根据本发明的基于发光二极管的照明模块以一含有慢衰减的磷光体的 屏板，部分地覆盖其光的输出路径。
[0015] 其中，附图标记说明如下：
[0016] 10U201整流的交流电源
[0017] 102开关模式驱动电路
[0018] 202亮度随电压变化的线性发光二极管驱动单元
[0019] 203电容器
[0020] 30U401亮度随电压变化的发光二极管照明单元
[0021] 302含有慢衰减的磷光体的屏盖
[0022] 402含有慢衰减的磷光体的屏板
【具体实施方式】
[0023] 本说明书提供附图，使本发明更能进一步的被理解，同时附图也构成本说明书的 一部分。该附图显示出了本发明的实施例，并与说明书一起，用来解释本发明原理。
[0024] 图3显示由交流电源供电，具有亮度随电压变化的发光二极管照明单元301的基 于发光二极管的照明模块。发光二极管的光输出有大的亮度变化及很高的闪烁。如图3所 示，屏盖302被设置来覆盖该发光二极管照明单元301的光输出的所有路径。屏盖302以 包含慢衰减磷光体的材料制成，来降低亮度的变化。
[0025] 根据本发明，该发光二极管光输出的路径也可仅部分地被覆盖。图4显不一个基 于发光二极管的照明模块，其中以包含慢衰减磷光体的屏板402,覆盖亮度随电压变化的发 光二极管照明单元401的光输出的部分路径。
[0026] 根据磷光体的特性，一阶型磷光体的余辉的光强度的衰减可以表示为：
[0027] I (t) = I〇x e t/T,
[0028] 其中τ是衰减的时间常数，I。为初始余辉的光强度。为简单起见，我们将使用上 面的表达式作为近似的表述。但是应当注意的是，其它类型的磷光体也可以使用在本发明 中。
[0029] 从上面的表达式可以看出，慢衰减的磷光体的效果类似于一低频极点为1/ τ的 低通滤波器。为有效地减少闪烁，在120赫兹的频率下，亮度变化至少要降低5%才是较佳 的效果。换句话说，在上述表达式中，衰减时间常数应当满足：
[0030]
[0031] 也就是衰减时间常数τ多0.436毫秒。根据此优选的衰减时间常数，磷光体的 10%的衰减时间可以计算为：
[0032] InlOx τ 彡 L 〇〇4 毫秒。
[0033] 根据本发明，慢衰减的磷光体是用来减少闪烁，只要是设置在基于发光二极管照 明模块的光的输出路径上，磷光体可以设置于其中任何地方，使其完全或部分地覆盖光输 出路径。图3和图4显示出一个含有慢衰减的磷光体的屏盖或屏板，可以被设置于基于发 光二极管照明模块中。慢衰减的磷光体也可以直接涂覆在发光二极管上，或包含在基于发 光二极管照明模块中的其它光学组件里。
[0034] 虽然以上只藉由几个实施范例来描述本发明，然而熟悉本技术领域的人很明显的 可以了解，仍有许多未描述的变通及修改，都在不偏离以下所定义的本发明的权利要求之 内。
【主权项】
1. 一种基于发光二极管的照明模块，其特征在于，包括： 一亮度随电压变化的发光二极管照明单元；和 一安置于上述发光二极管照明单元的光输出路径上的慢衰减的磷光体； 其中上述慢衰减的磷光体的10%的衰减时间大于1毫秒。2. 如权利要求1所述的基于发光二极管的照明模块，其特征在于，上述发光二极管照 明单元所有光输出路径的一部分被上述慢衰减的磷光体覆盖。3. 如权利要求1所述的基于发光二极管的照明模块，其特征在于，上述发光二极管照 明单元所有光输出路径全部被上述慢衰减的磷光体覆盖。4. 如权利要求1所述的基于发光二极管的照明模块，其特征在于，上述慢衰减的磷光 体涂覆在上述发光二极管照明单元里的发光二极管上。5. 如权利要求1所述的基于发光二极管的照明模块，其特征在于，上述慢衰减的磷光 体包含在安置于上述光输出路径上的一光学组件。6. 如权利要求1所述的基于发光二极管的照明模块，其特征在于，上述发光二极管照 明单元包含一开关模式驱动电路。7. 如权利要求1所述的基于发光二极管的照明模块，其特征在于，上述发光二极管照 明单元包含一线性驱动电路。8. 如权利要求1所述的基于发光二极管的照明模块，其特征在于，上述慢衰减的磷光 体包含在覆盖上述发光二极管照明单元所有光输出路径的一屏盖。9. 如权利要求1所述的基于发光二极管的照明模块，其特征在于，上述慢衰减的磷光 体包含在安置于上述发光二极管照明单元前方的一屏板。
【专利摘要】一种基于发光二极管的照明模块，包含一亮度随电压变化的发光二极管照明单元，以及安置于发光二极管照明单元的光输出路径上的屏盖，来覆盖一部分或全部的输出光。屏盖含有慢衰减的磷光体，可以抑制发光二极管照明单元的亮度变化，以减少闪烁而不牺牲功率因子。
【IPC分类】H05B37/02
【公开号】CN105592609
【申请号】CN201410636660
【发明人】朱弘琦, 沈毓仁
【申请人】钰瀚科技股份有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年11月13日