专利名称：交流驱动发光二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电路，该电路包括在第一并联支路的至少两个并联连接的电极极性相反的发光二极管，并包括在第二并联支路的至少两个并联连接的电极极性相反的发光二极管，还包括电容器和线圈。
从WO 01/01385中可知可成对地设置发光二极管，并将它们用作用于交通信号灯的发光装置。为了限制电流并提高能量效率，使用了线圈和电容器。可选地，或者使线圈与发光二极管串联连接而使电容器与发光二极管并联连接，或者使电容器与发光二极管串联连接而使线圈与发光二极管并联连接。这些二极管用介于80和134伏之间的交流电压来操作，并且多个二极管对串联连接。当工作在发射方向上时二极管发光。由于是交流电压，因此二极管对的这些二极管交替地发光。在每种情况下这些二极管中只有一半发光，而另一半保持不亮。通过闪烁发光证明了这种持续的交替工作情况。
因此，本发明的目的是提供一种简单的电路以及一种包括发光二极管的简单的发光设备。该目的也在于进一步提高能量效率。特别是，尽可能地防止闪烁。
通过权利要求1和16的特征实现了该目的。根据本发明，第一并联支路具有电容器，第二并联支路具有线圈。由于分成容性支路和感性支路，发生相移的无功电流增大了。可以补偿该无功电流，并且该无功电流彼此抵消了。因此，电路中的电流相当于电阻性负载的电流。这样设计的发光装置像电阻性负载一样工作，并进一步提高了能量效率。二极管在电流的半波周期中以取决于电流的方式切换并发光。第一并联支路由容性的和由二极管带来的欧姆电阻组成，使得电流超前于电压0°到90°之间的一个值。第二并联支路由感性的和由第二二极管带来的欧姆电阻组成，使得电流滞后于电压0°到90°之间的一个值。由于容性和感性电流的偏移，随时在不同点发生光的改变。由于随时在不同点执行的改变而平滑了光电流。可以使线圈和电容器彼此适应，以使得该改变发生90°的相移。特别是，可以分别将感性和容性支路设置成+45°和-45°的相角。这样，第一并联支路中电极极性相反的两个并联连接发光二极管中之一的光顶点随时位于第二并联支路中电极极性相反的两个并联连接发光二极管中的一个接通而另一个关断的点上，也就是说在第二并联支路中的过零点期间。下文中电极极性相反的两个并联连接二极管也将被称作反并联连接的二极管对。如果在每个支路中使用一个二极管对，则每个支路可以用最高达到大约12伏的较低的辅助电压值来操作。
有利的是，并联支路具有两个二极管串或多个电极极性相反的并联连接二极管的串联连接。因此，多个二极管一个接一个地串联连接，使得可以使用最高达到50伏的辅助电压值。
有利的是，二极管发出冷的白光、暖的白光、红光或蓝光。如果二极管被设置在不同的支路中，并且如果电流在这些支路中可以改变，则可以设定不同颜色的光或具有不同色温的光。
有利的是，这些二极管被设置成彼此接近。所发出的光可以不再被分配给特定的二极管，并且两个二极管对中的四个二极管作为中心光源。优选地，这些二极管以菱形方式设置。
在从属权利要求9中限定了用于反并联连接二极管的简单且有利的外壳。根据本发明，第二芯片设置在第二电源杆上。
用于这种电路的简单且有利的发光设备具有电子转换器，其辅助频率是可调的。如果使用发蓝光、红光和白光的发光二极管，则可以通过改变频率来调节光的颜色。如果使用具有不同色温的发光二极管，则可以通过改变频率来调节色调。
将参考在附图中所示出的实施例进一步描述本发明，但是，本发明并不局限于这些实施例。
图1示出了包括变压器和二极管电路的发光设备，该二极管电路包括在感性和容性并联支路中的二极管。
图2示出了四个发光二极管的菱形设置方式。
图3示出了第二发光设备，其包括电子转换器并且包括在多个感性和容性并联支路中的二极管。
图4示出了第三发光设备，其包括电子转换器并且包括在感性和容性并联支路中的二极管串。
图5示出了第四发光设备，其包括电子转换器并且包括在感性和容性并联支路中串联连接的二极管对。
图6示出了第五发光设备，其包括电子转换器，并在感性和容性并联支路中的每个支路中只包括一个二极管对，其中这些二极管对产生具有不同温度的白光。
图7示出了发出具有不同温度白光的这些二极管对的色温分布的色图。
图8示出了第六发光设备，其包括电子转换器并包括在感性和容性并联支路中的二极管对，其中各二极管对产生白光、红光和蓝光。
图9示出了发出白光、红光和蓝光的这些二极管对的第二色温分布的第二色图。
图10示出了包括一个二极管对的二极管外壳。
在各个附图中，相似或相同的元件具有相同的附图标记。
图1示出了包括二极管电路2和变压器3的发光设备1。二极管电路2包括二极管4-7、电容器8和线圈9。二极管4和5形成第一二极管对10，二极管6和7形成第二二极管对11。每个二极管对10和11的二极管4-7都并联连接，并且电极极性相反，下文中这种连接方式也将被称作反并联。第一二极管对10与电容器8串联连接形成第一并联支路12。第二二极管对与线圈9串联连接形成第二并联支路13。二极管4-7是发光二极管或LED。下文中也称作发光系统的发光设备1的变压器3将来自常规家用电源的220V交流电压转换成12伏的交流电。该发光系统可以用卤素灯泡以及二极管电路来操作，其中这四个发光二极管4-7代替了一个卤素灯泡来发光。
图2示出了包括四个发光二极管4-7的设置方式21。二极管4-7以菱形方式来设置，且彼此靠近。
图3示出了包括电子转换器33和三个二极管电路2的第二发光设备31，在每个二极管电路2中的这四个二极管4-7形成光源。电子转换器33的输出频率是可调的。
图4示出了包括电子转换器33和二极管电路41的发光设备40。二极管电路41具有两个并联支路42和43。第一并联支路42包括电容器8和两个二极管串44和45，每个二极管串44和45都具有四个二极管46-49和50-53。二极管46-53中每两个二极管形成一个二极管对。第二并联支路包括线圈9和两个二极管串54和55，每个二极管串54和55各具有四个二极管56-59和60-63。
图5示出了包括电子转换器33和二极管电路71的发光设备70。二极管电路71具有两个并联支路72和73。第一并联支路72包括电容器8和四个二极管74-77。第二并联支路73包括线圈9和四个二极管78-81。二极管74-81中每两个形成反并联连接的二极管对82-85，二极管对82和83在容性支路72中串联连接，二极管对84和85在感性并联支路73中串联连接。
图6示出了包括电子转换器33和二极管电路91的发光设备90。二极管电路91具有两个并联支路92和93，这两个并联支路92和93包括电容器8和电感器9以及具有二极管96-99的两个二极管对94和95。第一二极管对94在2500K时发出白光，第二二极管对95在5000K时发出白光。如果频率增加，则在容性支路92中流过更多的电流，而在感性支路93中流过更少的电流。这样在2500K时就会发出更多的白光，并因此发出更暖的光的颜色。在更低的频率时，发出更冷的光的颜色。
图7示出了具有曲线101、102和103的色图。在该色图中，光谱中100％的纯色落在圆形的边界曲线101上。三角形曲线102示出了具有三种颜色104、105和106的颜色选用区，由此在三角形102内可以产生各种颜色。这些颜色选用区被用于屏蔽电子管和平面屏幕的可显示颜色。曲线103具有两个端点107和108以及中间区域109，并且曲线103主要覆盖白光区域。二极管对94在2500开(Kelvin)时发出白光；该光由点107限定。二极管对95在5000开时发出白光；该光由点108限定。将二极管对94和95的这两个白光混合，可以发出具有色温的光，该色温是以取决于频率的方式由中间区域109的点限定的。如果频率改变，则发出具有不同温度的白光。该光的颜色可以变换。
图8示出了包括电子转换器33和二极管电路111的发光设备110。二极管电路111具有两个并联支路112和113，该两个并联支路包括电容器8和电感器9以及具有二极管118-125的四个二极管对114、115、116和117。每个并联支路112和113都包括一个在4000开时发出白光的二极管对115和117。容性支路112包括发出红光的二极管对114，感性支路113包括发出蓝光的二极管对116。如果频率增加，则在容性支路112中流过更多的电流，而在感性支路113中流过更少的电流。光中发出的白色成分保持不变，但是由于具有更高的红色成分而得到了更暖的光的颜色。在更低的频率时，所发出光的蓝色成分增加，因此发出更冷的光的颜色。
图9示出了具有曲线101、102和曲线131的色图。曲线131具有两个端点132和133，主要覆盖了白光的区域，并限定了可以通过二极管电路111而实现的混合光的颜色范围。二极管对115和117发出白光，优选地带有绿色；该光是由白色点134限定的。二极管对114发出红光；该光是由红色点135限定的。二极管对116发出蓝光；该光是由蓝色点136限定的。通过改变频率，可以发出由曲线131上的点限定的光。
图10示出了发光二极管141，其具有发光二极管外壳142、两个电流源杆143和144、两个反射杯145和146、两个导电连接导线147和148以及两个LED芯片149和150。分开设置并以电绝缘的方式设置在外壳142中的两个杆143和144具有上端151和152。杯145安装在端部151上，杯146安装在端部152上。芯片149设置在杯145中，芯片150设置在杯146中。也被称作接合线的导电导线147从芯片149的上表面连接到相对的杆144，导电导线148从芯片150的上表面连接到相对的杆143。通过这种设计实现了反并联连接。
附图标记列表1发光设备2二极管电路3变压器4二极管5二极管6二极管7二极管8电容器
9 线圈10第一二极管对11第二二极管对12第一并联支路13第二并联支路21二极管设置31发光设备33电子转换器40发光设备41电路42并联支路43并联支路44二极管串45二极管串46二极管47二极管48二极管49二极管50二极管51二极管52二极管53二极管54二极管串55二极管串56二极管57二极管58二极管59二极管60二极管61二极管
62二极管63二极管70发光设备71电路72并联支路73并联支路74二极管75二极管76二极管77二极管78二极管79二极管80二极管81二极管82二极管对83二极管对84二极管对85二极管对90发光设备91电路92并联支路93并联支路94二极管对95二极管对96二极管97二极管98二极管99二极管101 边界曲线
102三角形曲线103曲线104颜色105颜色106颜色107端点108端点109中间区域110发光设备111二极管电路112并联支路113并联支路114二极管对115二极管对116二极管对117二极管对118二极管119二极管120二极管121二极管122二极管123二极管124二极管125二极管131曲线132端点133端点134白色点135红色点136蓝色点
141发光二极管142发光二极管外壳143电流源杆144电流源杆145反射杯146反射杯147连接导线148连接导线149LED芯片150LED芯片151杆端部152杆端部
权利要求
1.一种电路(2、41、71、91、111)，包括在第一并联支路(12、42、72、92、112)的至少两个并联连接的极性相反的发光二极管(4、5、46-53、74-77、96、97、118-121)，并且包括在第二并联支路(13、43、73、93、113)的至少两个并联连接的极性相反的发光二极管(6、7、56-63、78-81、98、99、122-125)，还包括电容器(8)和线圈(9)，其特征在于，第一并联支路(12、42、72、92、112)具有该电容器(8)，第二并联支路(13、43、73、93、113)具有该线圈(9)。
2.如权利要求1中所述的电路，其特征在于，并联支路(42、43)具有两个二极管串(44、45、54、55)。
3.如权利要求1中所述的电路，其特征在于，并联支路(72、73、112、113)具有多个并联连接的极性相反的二极管(74-81、118-121、122-125)的串联连接。
4.如前述权利要求1-3中任一个所述的电路，其特征在于，二极管(98、99)发出冷的白光。
5.如前述权利要求1-3中任一个所述的电路，其特征在于，二极管(96、97)发出暖的白光。
6.如前述权利要求1-3中任一个所述的电路，其特征在于，二极管(118、119)发出红光。
7.如前述权利要求1-3中任一个所述的电路，其特征在于，二极管(122、123)发出蓝光。
8.如前述权利要求1-7中任一个所述的电路，其特征在于，二极管(4-7)被设置成彼此靠近。
9.一种用于发光二极管(141)的外壳(142)，包括两个导电的电源杆(143、144)，并且包括发光二极管芯片(149)，该发光二极管芯片位于一个电源杆(143)上端(151)的反射杯(145)内，其中导电连接(147)从芯片(149)的表面延伸到第二电源杆(144)，其特征在于，第二芯片(150)设置在第二电源杆(144)上。
10.如权利要求9中所述的外壳，其特征在于，导电连接(148)从第二芯片(150)的表面延伸到第一电源杆(143)。
11.如权利要求9或10中所述的外壳，其特征在于，第二芯片(150)设置在反射杯(146)内。
12.一种发光设备(1、31、40、70、90、110)，包括如前述权利要求1-8中任一个所述的电路(2、41、71、91、111)。
13.如权利要求12中所述的发光设备，其特征在于，该发光设备(1)具有变压器(3)。
14.如权利要求12中所述的发光设备，其特征在于，该发光设备(31、40、70、90、110)具有电子转换器(33)。
15.如权利要求14中所述的发光设备，其特征在于，电子转换器(33)的辅助频率是可调的。
16.一种电路(2、41、71、91、111)，包括成对连接的发光二极管(4-7、46-53、56-63、74-81、96-99、118-125)，还包括电容器(8)和线圈(9)，其中每个二极管对(10、11、82、83、84、85、94、95、114、115、116、117)中的二极管(4-7、46-53、56-63、74-81、96-99、118-125)并联连接并且极性相反，第一二极管对(10、82、83、94、114、115)位于第一并联支路(12、42、72、92、112)，第二二极管对(11、84、85、95、116、117)位于第二并联支路(13、43、73、93、113)，其特征在于，第一并联支路(12、42、72、92、112)具有与第一二极管对(10、82、83、94、114、115)串联的电容器(8)，第二并联支路(13、43、73、93、113)具有与第二二极管对(11、84、85、95、116、117)串联的线圈(9)。
全文摘要
本发明涉及一种电路(2)，该电路包括在第一并联支路(12)的至少两个并联连接的电极极性相反的发光二极管(4、5)，并且包括在第二并联支路(13)的至少两个并联连接的电极极性相反的发光二极管(6、7)，还包括电容器(8)和线圈(9)。根据本发明，第一并联支路(12)具有电容器(8)，第二并联支路(13)具有线圈(9)。由于具有该容性并联支路(10)和该感性并联支路(11)，相对于彼此发生相移的无功电流增大了。无功电流彼此补偿，并且随时在不同的点发生电极极性相反的二极管对的光的改变。这样平滑了光电流。
文档编号H05B33/08GK1961614SQ200580018028
公开日2007年5月9日 申请日期2005年6月3日 优先权日2004年6月3日
发明者C·德佩, M·温德特 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司