[发明专利]倒装式高压LED晶片组、植物补光用LED光源及光照设备

说明书

本发明公开了一种倒装式高压LED晶片组、植物补光用LED光源及光照设备，所述植物补光用LED光源包括基板、高压LED晶片组、第一胶粉层和第二胶粉层；通过控制第一胶粉层的透明胶黏介质和红色荧光粒子的重量比，以及厚度；同时控制第二胶粉层的透明胶黏介质和黄色荧光粒子的重量比和厚度，使得植物补光用正装高压LED光源在单位时间内发射的红光:蓝光:绿光的光子数比例为65～95:5～30:5～25之间。本发明的植物补光用LED光源自身工作电压高，容易实现封装成品工作电压接近市电，提高了电源的效率，由于工作电流低，其在成品应用中的线路损耗也将明显低于传统DCLED晶片；同时植物补光用LED光源减少了芯片的固晶和键合数量，有利于降低封装的成本。

技术领域

本发明涉及一种倒装式高压LED晶片组、植物补光用LED光源及光照设备，属于设施农业光照技术领域。

背景技术

LED植物光照系统是设施农业的核心技术装备，为植物生产提供光合能量和光照信号。LED作为新型光源的植物生理响应机制已经被广泛揭示，应用的生物学基础已非常明确。当前LED植物生长灯具通常采用红、蓝光2种LED光源或用红、白光2种LED光源混合制作植物生长灯具。传统的低压LED光源和灯具本身固有的弊端，包括驱动电源寿命短、转换效率低，低压LED散热性不好，不能在大电流下工作等。LED照明装置中，芯片光效、封装方式、驱动效率影响到LED照明装置的发光效率。对于包含LED芯片(和/或一个或多个其他固态发光器件)的设备来说，最佳性能的驱动技术是具有“高电压、低电流”而非“低电压、高电流”。一般的小型LED芯片在20～30mA的电流和3V的电压下运行，但是一般的电源芯片在350mA和3V运行。

由此，现有技术中的低压LED存在以下缺点：

一是植物灯的红蓝灯色谱比例一般在5：1-10：1之间为宜，通常可选7-8：1的比例。在蓝光LED个数较少的前提下将红光LED均匀配置，或即使将蓝光LED的光发射角度调整成最优，红光与蓝光的光质混合不充分，因此易发生光质分布不均匀。

二是需外加功率较大的驱动电源，电能转化效率低。传统的氮化镓基发光二极管工作在直流电压下，电压范围在2.9-3.5V，工作电流通常为20mA。为了让发光二极管达到普通照明所需的亮度，一般要将LED晶片的工作电流提高到lOOmA以上，目前常用的有100mA，350mA和700mA。目前的市用电力系统是以交流高压为主，因此需要使用降压变压器或整流器等电能转换方式来提供稳定的电流源，以控制LED发光。如果采用大电流的高功率LED晶片，驱动装置中需要一个较大的驱动电源，但驱动电源的可靠性不高(2万小时左右)且寿命一般都低于LED光源(长达5-10万小时)的寿命，成为LED照明装置寿命的主要瓶颈。

并且在交流市电转化为直流电时，会有一部分电力损耗，导致LED的工作效率降低；同时，这些外加的变压器或整流器会增加整体制造成本，占用空间而影响照明工具的外观，产生热量而降低LED长期使用的安全性。而且，外加电路本身的使用寿命较LED为短，因而降低了LED在应用上的整体使用寿命。

三是功率型LED灯具，其通常工作在大电流下，电流扩展问题严重影响其性能，光出射率低，增加功耗。电流扩展不均容易导致电流拥挤，大大降低器件的发光效率。在LED灯串数量固定不变时，当LED驱动系统的电源输入端输入的交流电压升高，在系统电流没有增加的情况下，功率管的阻值将会变大，导致功率管的功耗增加而发热严重，如芯片内温度升高到触发过温调节时，则会使系统的总功率先上升后下降，从而出现功率不稳定，波动严重的问题；大电流驱动导致的线损也比较高，大电流注入下芯片的结温上升进而影响发光效率。从而导致能耗增加，灯具散热负担也增加，需要设计结构复杂的散热结构或额外配置散热器来降温，导致成本居高不下，使得植物LED灯具的价格难以下降。

此外，交流电是市电AC220V，存在电压不稳定现象，电压波动很大，高达有时会在280V以上，而通过电阻限流，电流也会有很大波动，不能有效的恒流而保护LED，并且电阻会发热，消耗电能，降低光效。而且产品的封装应用上增加了电路产品体积及组装、打线、人工等成本。