[发明专利]功率型交流LED光源

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED光源，尤其是涉及一种功率型交流LED照明光源，属于半导体照明技术领域。

背景技术

目前，功率级LED产品有两种实现方式：一是采用单一的大面积功率级LED芯片封装，美国、日本已经有5W芯片的产品推向市场，需要低压大电流的恒流驱动电源供电，其价格也比较高；另一种是采用小功率芯片集成方式实现功率级LED，日本松下电工已经开发出20W的集成LED产品。然而由于功率级LED在低压大电流条件下工作，对于远距离的恒流驱动电源供电却存在着线路功耗大、系统可靠性低等许多难以解决的技术问题。目前照明领域采用最普遍的当属普通交流照明，而现有采用普通交流电源(例如交流220V的市电网、交流110V市电网等)为LED供电的驱动电路方案可大致分为两种情况：一种是通过传统的交流变压、整流、串联稳压等环节来获得直流驱动；另一种是采用较先进的开关电源直接产生所需的直流稳压电源。两者具有成本高、能耗大、结构复杂等缺点。由于上述方案实际上都是将交流电转化为直流后再供给LED，因此，实际上并不是直接采用交流供电的LED照明灯。

另一方面，单个LED芯片封装部件的组合相当困难，在结构设计和组装上显得非常繁琐，组合后的各个LED的热量传导路径差异很大，有的单体LED的热量得不到充分散发，影响整体工作。目前，对于3W以上的LED芯片的封装，在散热方面遇到了较大的困难，大功率LED单灯封装成本较高，将直接增加灯具成本，直接影响到大功率LED在照明领域的推广和应用。

发明内容

本发明的目的是有效解决现有技术存在的不足，提供一种直接采用交流供电且无需复杂驱动电路的LED光源，LED芯片在印刷电路板直接封装，集成功率芯片于一体，具有面光源的功能，成为适合各类照明灯具的通用半导体照明光源模块。

本发明的技术解决方案是：功率型交流LED光源，包括交流输入端、LED晶片、电感和电容，其特征在于：两个导通方向相反的LED晶片并联构成一个晶片单元，若干个晶片单元串联成行，多行之间并联，在两个导通方向相反的晶片并联端点，并联有适当容量的电容及电感，两者串联，构成能量振荡电路。

进一步地，上述的功率型交流LED光源，其中，每行通常指横向方向，不同行的晶片单元之间再纵向连接，使LED晶片形成网格状阵列结构。

更进一步地，上述的功率型交流LED光源，其中，所述LED晶片直接焊接或贴装在金属或非金属基印刷电路板上，LED晶片周围配置有光反射碗和电气连接结构，LED晶片的出光口封有硅类透明树脂，其表面呈曲面形状，形成出光透镜。

再进一步地，上述的功率型交流LED光源，其中，所述印刷电路板是厚度为0.5～4mm的铝或铝合金板材，在LED晶片焊装区域设有碗状凹坑反射碗，其直径为0.5～4mm，深度为03～1mm，凹坑反射碗的四周为抛光镀银面。

再进一步地，上述的功率型交流LED光源，其中，所述印刷电路板上设有两个以上LED晶片焊接区域，并且在印刷电路板的上下端设有电气连接插座。

再进一步地，上述的功率型交流LED光源，其中，该功率型交流LED光源为红、绿、蓝单色光源；或者是用不同的LED晶片组合产生白光。

本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

①提供了一种直接接入交流电的LED照明光源，省去了现有电路方案中所采用的交直流整流、稳压、滤波等驱动电路，只需要将工作电压相适应的交流LED光源直接连接在交流电源上，就可以提供经济而高效的LED照明。

②采用串联集成化晶片结构，能够在LED晶片制造的阶段即生产出工作电压、颜色等符合要求的LED PN结集成基片，能够大大降低生产设计的成本，提高产品可靠性；还可以将大功率LED裸芯片直接封装在金属电路板上，金线连接各芯片，制造工序大大简化，产品成本明显降低，实现模块化、标准化、规模化生产。

③采用横向电路连接导通方向相反的两列LED晶片列，使得相邻的两组LED晶片互为保护元件，如其中一组中的某个LED晶片开路或短路，与之反向并联的另一组LED可以提供电流通道，尽管该失效LED不再发光，但是与之串连的其它LED仍可以继续工作。

④在金属电路板上设计芯片反射碗和光亮镀膜，采用高可靠性和高透光性的新型硅胶对芯片进行封固，在高温固化过程中通过专用的工艺模具成型，使透明树脂表面产生特殊的曲面。并利用特殊设计的光学透镜进行调整，可以有效地控制出光角度和光强分布，光源的整体散热性能和出光效果大幅提高，大功率的点光源变成发光均匀的面光源，提高了视觉舒适性。