[发明专利]交流电直接驱动的LED发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及LED(发光二极管)发光装置，特别涉及LED发光装置的交流电直接驱动技术。

背景技术

LED作为一种新型固态光源，以其节能、环保、寿命长等优点有望成为新一代照明光源。众所周知，现有LED几乎都是用直流电驱动的，而我们的生产生活用电却是交流电。因此，在目前使用的LED产品中，需要一个电源转换器，将交流电转换为直流电。电源转换器的引入，带来很多负面效应。其一，电源转换器的寿命远远低于LED自身的寿命，使得照明装置的使用寿命变短；其二，电源转换器会降低发光装置的效率；其三，在小功率应用中，电源转换器会引起功率因数的下降和电流总谐波失真的增加。为了充分发挥半导体照明的优势，可以用交流电直接驱动的LED发光装置成为当前的研究热点。

在已有的交流LED公开技术中，大多是使用多颗LED组件按照反向并联或者桥式整流的电路拓扑结构连接而成，以满足交流电力的驱动要求。但是，交流电是按照一定的频率周期性波动的，由于LED自身开启电压的存在，在瞬时电压超过开启电压时，LED才会导通并发光。反之，LED是截止不发光的。这种电路使得LED的发光效率很低，并且随着交流电压波动出现发光闪烁现象。

国际专利WO 2004/023568A1“LIGHT-EMITTING DEVICE HAVING LIGHT-EMITTING ELEMENTS”中，提出了在蓝宝石衬底上集成LED芯片阵列，从而提供一种交流电力驱动的发光装置，但没有解决LED的发光闪烁问题。

美国专利US 7,489,086B2“AC LIGHT EITTING DIODE AND AC LED DRIVE METHODS AND APPARATUS”提供了一种交流LED器件，该发明是一种将多个LED集成封装的器件，利用人眼的视觉暂留效应来弥补交流电引起的LED发光闪烁现象。该专利没有从根本上解决交流电压周期性波动造成的发光闪烁现象。

可见，在已公开LED交流驱动技术中，都存在一个缺点：LED的驱动电流会随着交流电压的波动而波动，导致LED发光时出现亮度变化，产生发光闪烁的现象。同时，LED器件的核心是一个PN结二极管，其I-V特性为近似的指数函数，当LED两端的电压大于开启电压后，流过PN结的电流呈指数增长。现有技术的交流驱动方法，当交流电压意外升高时，可能直接损坏LED器件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术交流电直接驱动LED发光装置造成的发光闪烁的缺点，提供一种交流电直接驱动的LED发光装置，克服交流电引起的LED闪烁现象，并提高LED发光装置的效率，延长LED的使用寿命。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，交流电直接驱动的LED发光装置，包括交流输入端、保护单元和整流单元，其特征在于，所述整流单元的第一输出端通过n个LED模组和一个开关单元连接到第二输出端，其中n≥1，且为整数；当n≥2时，每两个LED模组之间还有开关单元构成的通道与第二输出端连接，每一个开关单元都与采样单元连接；

所述交流输入端用于连接交流电，为装置提供工作电流；

所述保护单元与交流输入端连接，为装置提供保护功能；

所述整流单元与保护单元连接，对保护单元输出的交流电进行整流；

所述采样单元用于对整流单元的输出电压进行采样，并输出控制信号到各个开关单元；

所述开关单元与采样单元连接，根据采样单元输出的控制信号关断或接通。

本发明的LED发光装置电路，由n级LED模组级联构成，通过采样单元适当预置每一级LED模组对应开关单元的关断和接通电压，可以避免交流电压波动的时候出现闪烁现象。增加LED模组的数量，相当于降低了每一级LED模组的导通电压，提高了电源的利用率。多级LED模组应用时，当交流电压波动时，每个LED模组受到的影响相对采用单个模组的影响更小，LED工作的稳定性也更好，更可靠，抗交流电压波动的能力更强。

具体的，所述n个LED模组由LED阵列组成。

采用LED阵列可以组成大功率的LED模组。

进一步的，所述LED阵列由布置在同一印制电路板上的至少1个LED构成；或者集成封装在同一基板上的至少1个LED构成；或者集成在同一半导体衬底上的至少1个LED构成。