专利名称：Ac led照明光源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种LED照明光源，特别涉及一种用交流电驱动的LED照明光源。
背景技术：
LED光源作为绿色、节能、省电、长寿命的第四代照明灯具而异军突起、广受关注、如火如荼迅速发展。目前的LED照明光源是低电压(VF = 2 —3.6V)、大电流(IF = 200 - 1500mA)工作的半导体器件，必须提供合适的直流电流才能正常发光。由于我们日常照明使用的电源是高压交流电(AC100-220V)，所以必须使用降压的 技术来获得较低的电压，常用的是变压器或开关电源降压，然后将交流电(AC)变换成直流 电(DC)，再变换成恒流源才能促使LED光源发光。因此直流驱动LED光源的系统应用方案 必然是变压器+整流(或开关电源)+恒流源。目前的DC LED在蓄电池等直流供电系统中已得到普遍的推广、低电压直流驱动 (即DC驱动)LED光源发光的技术已经越来越成熟。但在交流供电系统，特别是在市电供电系统中必须经过降压，整流变换成直流供 电才能正常使用。不仅提高了 LED的应用成本，也增加了 LED的体积，增加了交流变换成直 流的损耗。如对于E27标准螺口的灯具来说空间十分有限，就很难安置变压器+整流(或开 关电源)+恒流源。同时无论是变压器+整流或是开关电源降压，系统都会有一定量的损耗。 DC LED在交流、直流电之间转换时约有15 30%的电力被损耗，系统效率很难做到90%以 上。使得LED作为照明光源的普及应用受到了很大的限制。如果能用交流电(即AC)直接 驱动LED光源发光，系统应用方案将大大简化，系统效率将很容易达到90%以上。能否有直接用交流驱动的LED(即称为AC LED)，特别是市电驱动的LED光源器件 已是必须要解决的一个问题。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提出一种可用于交流电的LED光源器件，该光源 器件是用LED模块组成的发光电路封装后所制成。其原理是利用LEDPN结的二极管的单向 导通特性兼作整流、预制成可通过不同直流电压、电流的LED模块，再将多块LED模块连接 组成发光电路，使AC电流可单向或双向导通上述发光电路，从而将电能转换成光能，达到 通电发光的目的。本发明的技术方案是这样实现的一种AC LED照明光源，是由印刷电路板、带有交流发光电路的热沉及封装层组成， 所述的交流发光电路是由多个LED模块连接组成的使得交流电可单向或双向导通并驱动 LED模块通体发光的电路，所述的LED模块是由多个LED芯片在采用串联或并联排列整合而 成。为了进一步提高光效，所述的LED模块是由多个LED芯片菱形排列后用金属导电 材料串联共晶在一衬底上的模块。
作为优选，所述的衬底、热沉都是由高导热金属或陶瓷材料制成，其厚度小于2mm。采用了金属或陶瓷材料制成的薄形衬底、热沉更有利于LED散热，延长其使用寿命。为了适应发光的需要，作为优选，衬底的形状为矩形或扇形，在衬底的两端设有相 互绝缘的正、负电极，正、负电极分别与各自相邻的LED芯片电连接。衬底上固晶的LED芯 片阵列的数量可根据发光电路的需要和衬底的大小来确定，相互绝缘的LED模块正、负电 极保证了 LED模块的安全性能。作为优选，所述的交流发光电路为半波发光电路。所述的半波发光电路是由至少 两个反向并联连接的LED模块组成。作为优选，所述的交流发光电路为至少5个LED模块根据电桥原理连接形成的桥 式发光电路。为了使得交流电压在波动时，LED的工作电流变化控制在正常的工作状态，作为优 选，所述的交流发光电路连接有半导体限流器件。作为优选，所述的半导体限流器件为电阻、电容或电感中的任一种器件。作为优选，所述的印刷电路板是由高导热材料制成，在印刷电路板上设置有交流 输入电极及多个半导体限流器件连接点。具有集成度高，安装使用方便的优点。作为优选，所述的印刷电路板为平面或曲面电路板。因此可根据配光及照明需要 来选择不同形状的印刷电路板。采用了上述技术方案的本发明具有的优点是1、本发明是扩展了 LED供电系统从直流驱动到交流驱动，同时在实际应用时也不 会由于LED器件的电压极性接反而不能正常工作。特别是省去了直流驱动器，进一步降低 了 AC LED光源器件的制作成本。DC LED在交流、直流电之间转换时约15 30%的电力被 损耗，用交流电(AC)直接驱动LED光源发光，系统应用方案将大大简化，系统效率可很轻松 地达到90%以上。2、本发明的照明光源是用预制LED模块在封装时组成可由交流驱动的发光电路 所制成的，发光电路使AC电流可双向导通，只需要二根引线导入交流电源即能发光工作。3、本发明的LED照明光源是交替发光，并且利用了 LED断电有余辉续光的特性，使 人眼几乎感觉不到发光有中断，LED交替发光可以减少热量，使用寿命较DC LED寿命更长。
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明LED模块的结构示意图；图3为本发明实施例2中半波发光电路的连接结构图；图4为本发明实施例1中桥式发光电路的连接结构图。本发明中1，印刷电路板；2，交流发光电路；3，热沉；4，封装层；5，正、负电极；6， LED芯片；7，LED模块；8，热沉固定区；9，半导体限流器件连接点；10，衬底；11，交流输入电 极。
具体实施例方式本发明的具体实施方式
如下
实施例1 如图1、图2所示，一种AC LED照明光源，是由印刷电路板1、带有交流 发光电路2的热沉3及封装层4组成，所述的印刷电路板1是由高导热材料制成，在印刷电 路板1上设置有交流输入电极11及多个半导体限流器件连接点9，且根据实际照明与配光 需要，所述的印刷电路板1可以为平面或曲面电路板。所述的交流发光电路2是由多个LED 模块7组成的使得交流电可单向或双向导通并驱动LED模块7通体发光的电路，如图2所 示，所述的LED模块7是由多个LED芯片6菱形排列后用导线串联共晶在一衬底10上。所述的衬底10是由高导热陶瓷材料制成，其厚度小于2mm，一般为1. 5mm。衬底10的形状为矩形，在衬底10的左右两端设有相互绝缘的正、负电极5，正、负电极5分别与各自 相邻的LED芯片电连接。本实施例的热沉2是直接设置在印刷电路板1中的高导热金属材料薄层，如图4 所示，LED模块7在热沉3的上面固定连接成桥式发光电路，然后用高透光材料制成的封装 层4进行保护。所述的桥式发光电路是根据电桥原理，先用四块LED模块7，通过LED模块 正、负电极5连接组成一个发光电桥，发光电桥的交流输入端D1、D2分别联接交流输入电极 11，发光电桥另外两个直流输出端D3、D4之间通过导线Pl连接有一块共用的LED模块7e。所述的桥式发光电桥如图4进行连接，即LED模块7a的正极连接LED模块7d的 正极，LED模块7b的负极连接LED模块7c的负极，LED模块7a的负极连接LED模块7b的 正极，LED模块7c的正极连接LED模块7d的负极；亦即LED模块7a与LED模块7d的导通 方向相反，LED模块7b与LED模块7c的导通方向相反，LED模块7a与LED模块7b的导通 方向相同，LED模块7c与LED模块7d的导通方向相同。LED模块7a与LED模块7b之间的 连接端D1、LED模块7c与LED模块7d之间的连接端D2为交流输入端，其连接交流电源AC ； LED模块7a与LED模块7d之间的连接端D3、LED模块7b与LED模块7c之间的连接端D4 为直流输出端，直流输出端D3、D4间连接一块共用LED模块7e，直流输出端D3连接LED模 块7e的负极、直流输出端D4连接LED模块7e的正极。如图4所示，交流电的正半周沿实线P2通路流动，负半周沿虚线P3通路流动，四 个桥臂上的LED模块轮番发光，相对桥臂上的LED模块同时发光，中间的共用LED模块7e因 共用而一直在发光；即交流电的正半周时，LED模块7c、7e、7a、、发光；交流电的负半周时， LED模块7b、7e、7d发光。在50Hz的交流电中会以每秒50次的频率轮替点亮。虽然发光电 桥取得的直流是脉动直流，LED的发光也是闪动的，但由于LED及荧光粉有断电余辉续光的 特性，余辉可保持几十微秒，因人眼对流动光点记忆是有惰性的，结果人眼对LED光源的发 光+余辉的工作模式解读是连续在发光。为了使得交流电压在波动时，LED的工作电流变 化控制在正常的工作状态。在印刷电路板1中的半导体器件连接点9设置电阻限流器件， 这样从交流输入电极11输入的定压交流电经过电阻限流输入发光电桥的两个交流输入端 DU D2，由发光电桥的直流输出端D3、D4供给一块共用LED模块7e，将电能转换成光能、达 到通电发光的目的。并且部分LED模块有一半时间在工作，有一半时间在休息，因而发热得以减少 40-20%。因此AC LED的使用寿命较DC LED长。实施例2 本实施例与实施例1的不同之处在于AC LED照明光源的发光电路采用 的是半波发光电路，如图3所示、LED模块在热沉3的上面固定连接成半波发光电路。所述 的半波发光电路是用一对LED模块反向并联联接方式组成ACLED光源的发光电路。反向并联联接方式指的是将两个预制LED模块的正极与负极联接，负极与正极联接。把两个预制LED模块反向并联联接，在交流供电系统的交流电电压供电时使交流定电压的正负半周均 有一个LED模块发光。当交流电电压E在0-π时间内、交流定电压E上正、下负，以LED模 块7f和LED模块7g为一组给予说明，其中LED模块7f在交流定电压正向驱动下发光，而 LED模块7g交流定电压反向截止不发光，在的时间内交流定电压E上负、下正。LED 模块7g在交流定电压驱动下发光，LED模块7f交流定电压反向截止不发光，在交流定电压 驱动时两个LED模块交替发光、达到通电发光的目的。实施例3 本实施例与实施例1、实施例2、的不同之处在于热沉3不是直接制成在 印刷电路板1上，在印刷电路板1上设置有热沉固定区8，可以先在热沉3上按不同的发光 电路连接LED模块7，然后将热沉3固定在印刷电路板1的热沉固定区8内。最后还需注意的是以上列举的仅是本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上 实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联 想到的变形均勻认为是本发明的保护范围。
权利要求
一种AC LED照明光源，是由印刷电路板(1)、带有交流发光电路(2)的热沉(3)及封装层(4)组成，其特征是所述的交流发光电路(2)是由多个LED模块(7)组成的使得交流电可单向或双向导通并驱动LED模块(7)通体发光的电路，所述的LED模块(7)是由多个LED芯片(6)采用串联或并联排列整合而成。
2.根据权利要求1所述的ACLED照明光源，其特征是所述的LED模块(7)是由多个 LED芯片(6)菱形排列后用金属导电材料串联共晶在一衬底(10)上的模块。
3.根据权利要求2所述的ACLED照明光源，其特征是所述的衬底(10)、热沉(3)是 由高导热金属或陶瓷材料制成，其厚度小于2mm。
4.根据权利要求2或3所述的ACLED照明光源，其特征是衬底(10)的形状为矩形 或扇形，在衬底(10)的两端设有相互绝缘的正、负电极(5)，正、负电极(5)分别与各自相邻 的LED芯片电连接。
5.根据权利要求1所述的ACLED照明光源，其特征是所述的交流发光电路(2)为半 波发光电路。
6.根据权利要求1所述的ACLED照明光源，其特征是所述的交流发光电路(2)为至 少5个LED模块(7)连接形成的桥式发光电路。
7.根据权利要求1或5或6所述的ACLED照明光源，其特征是所述的交流发光电路 (2)连接有半导体限流器件。
8.根据权利要求7所述的ACLED照明光源，其特征是所述的半导体限流器件为电阻、 电容或电感中的任一种器件。
9.根据权利要求1所述的ACLED照明光源，其特征是所述的印刷电路板(1)是由高 导热材料制成，在印刷电路板(1)上设置有交流输入电极(11)及多个半导体限流器件连接 点(9)。
10.根据权利要求1或9所述的ACLED照明光源，其特征是所述的印刷电路板⑴为 平面或曲面电路板。
全文摘要
本发明公开了一种AC LED照明光源，是由印刷电路板、带有交流发光电路的热沉及封装层组成，所述的交流发光电路是由多个LED模块连接组成的使得交流电可单向或双向导通并驱动LED模块通体发光的电路，所述的LED模块是由多个LED芯片在采用串联或并联排列整合而成。本发明的原理是利用LED PN结的二极管的单向导通特性兼作整流、预制成可通过不同直流电压、电流的LED模块，再将多块LED模块连接组成发光电路，使AC电流可单向或双向导通上述发光电路，从而将电能转换成光能，达到通电发光的目的。
文档编号F21V23/00GK101839458SQ20091009682
公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月16日 优先权日2009年3月16日
发明者严钱军, 吴明番, 徐志纯, 章灵 申请人:严钱军;吴明番