專利名稱：一種色溫可調的白光led模組及照明設備的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于LED照明領域，尤其涉及一種色溫可調的白光LED模組及照明設備。
背景技術：
參考附圖1，現有的色溫可調的燈具大多數采用白光加紅、綠、黃三種芯片的組合方式，通過改變紅光芯片11、綠光芯片12、黃光芯片13其中兩種或三種的驅動電流的大小來達到整體燈具色溫可調的目的。然而，以上方法采用的控制線路比較復雜，至少需要三路線路進行控制，如附圖2，三顆晶片分別采用三條電流回路，再在其表面封裝熒光膠，藍光晶片激發熒光膠產生色溫在6000K左右的正白光，通過控制黃光晶片的電流從而實現白光色溫可調；通過控制紅光晶片的電流從而實現白光顯指可調。此種方案的控制線路和封裝方法均較復雜，不利于應用。有的控制線路甚至達到四路，使得整體燈具的穩定性很差。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種色溫可調的白光LED模組，旨在解決傳統色溫可調的白光LED模組線路復雜、穩定性低的問題。本實用新型是這樣實現的，一種色溫可調的白光LED模組，所述LED模組包括低色溫暖白光LED陣列和為低色溫暖白光LED陣列提供驅動電流的第一線路；以及高色溫冷白光LED陣列和為高色溫冷白光LED陣列提供驅動電流的第二線路；所述低色溫暖白光LED陣列由多個暖白光LED單元和多個紅光LED單元組成；所述高色溫冷白光LED陣列由多個冷白光LED單元組成。作為本實用新型的優選技術方案所述暖白光LED單元和紅光LED單元構成多個暖白光LED串，所述冷白光LED單元構成多個冷白光LED串，所述暖白光LED串和冷白光LED串隔行交錯分布。每個暖白光LED串包括至少一個暖白光LED單元和至少一個紅光LED單元。每個冷白光LED串包括至少一個冷白光LED單元。所述多個暖白光LED單元和紅光LED單元采用下述的連接方式由ml個暖白光LED單元相互并聯而構成一個暖白并聯支路，所述暖白并聯支路共形成nl個；由m2個紅光LED單元相互并聯而構成一個紅光并聯支路，所述紅光并聯支路共形成n2個；其中，ml > m2，nl > n2，1111、1112、111、112均為大于1的整數；nl個暖白并聯支路和π2個紅光并聯支路相互串聯。所述多個冷白光LED單元采用下述的連接方式
3[0020]由m3個冷白光LED單元相互并聯而構成一個冷白并聯支路，所述冷白并聯支路共形成n3個；n3個冷白并聯支路相互串聯，其中，m3、n3為大于1的整數。所述低色溫暖白光LED陣列的色溫范圍為2700 3500K ；所述高色溫冷白光LED陣列的色溫范圍為5500 6500K。每個暖白光LED單元和冷白光LED單元均含有多顆藍光LED芯片。本實用新型的另一目的在于提供一種包括上述的色溫可調的白光LED模組的照明設備。本實用新型將驅動線路分為兩路，分別控制低色溫暖色調白光和高色溫冷色調白光的色溫，只需控制兩路驅動電流即可達到整個LED模組色溫可調的目的，控制線路更加簡單，并有效地提高了 LED模組的穩定性。并且，低色溫暖白光采用白光加紅光的組合方式，又可以提高整體低色溫暖色調白光的光效和顯色指數。同時，采用此結構的模組化色溫可調光源，在應用端應用簡單，可省去用于貼片的光源載板，大幅度降低成本。
圖1是現有色溫可調的白光LED模組的結構示意圖；圖2是現有色溫可調的白光LED模組的電路結構示意圖；圖3是本實用新型第一實施例提供的色溫可調的白光LED模組的電路控制方式示意圖；圖4是本實用新型第一實施例提供的色溫可調的白光LED模組在色溫調節過程中其色坐標在CIE圖上的軌跡圖；圖5是本實用新型第二實施例提供的色溫可調的白光LED模組的光源布局圖；圖6是本實用新型第二實施例提供的色溫可調的白光LED模組的剖面結構示意圖；圖7是本實用新型第二實施例提供的LED芯片的封裝結構示意圖；圖7al是本實用新型第二實施例提供的暖白光LED單元封裝結構的俯視結構示意圖；圖7a2是本實用新型第二實施例提供的暖白光LED單元封裝結構的剖面結構示意圖；圖7bl、7b2分別是本實用新型第二實施例提供的冷白光LED單元的封裝結構的俯視、剖面結構示意圖；圖7cl、7c2分別是本實用新型第二實施例提供的紅光LED單元的封裝結構的俯視、剖面結構示意圖；圖8是本實用新型第三實施例提供的低色溫暖白光LED陣列的電路邏輯圖；圖9是本實用新型第三實施例提供的高色溫冷白光LED陣列的電路邏輯圖。圖10是本實用新型第四實施例提供的色溫可調的白光LED模組的制作方法流程圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。本實用新型僅將驅動線路分為兩路，分別控制低色溫暖色調白光和高色溫冷色調白光的色溫，控制線路更加簡單，可有效地提高LED模組的穩定性。本實用新型提供了一種色溫可調的白光LED模組，該LED模組包括低色溫暖白光LED陣列和為低色溫暖白光LED陣列提供驅動電流的第一線路；以及高色溫冷白光LED陣列和為高色溫冷白光LED陣列提供驅動電流的第二線路；低色溫暖白光LED陣列由多個暖白光LED單元和多個紅光LED單元組成；高色溫冷白光LED陣列由多個冷白光LED單元組成。本實用新型還提供了一種包括上述的色溫可調的白光LED模組的照明設備。以下結合具體實施例對本實用新型的具體實現進行詳細描述實施例一圖3示出了本實用新型第一實施例提供的色溫可調的白光LED模組的電路控制方式示意圖，圖4示出了本實用新型第一實施例提供的色溫可調的白光LED模組在色溫調節過程中其色坐標在CIE圖上的軌跡圖，為了便于說明，僅示出了與本實施例相關的部分。參考附圖3、5，該色溫可調的白光LED模組包括兩組控制線路(即第一線路31和第二線路32)，以及兩組LED陣列(即低色溫暖白光LED陣列51和高色溫冷白光LED陣列 52)。其中，第一線路31為低色溫暖白光LED陣列51提供驅動電流，以控制其發光狀態；第二線路32為高色溫冷白光LED陣列52提供驅動電流，以控制其發光狀態。其中的低色溫暖白光LED陣列51由多個暖白光LED單元511和多個紅光LED單元512組成，通過第一線路 31驅動暖白光LED單元511和紅光LED單元512同時點亮、同時關閉。高色溫冷白光LED 陣列52包括多個冷白光LED單元521。在本實施例中，組成低色溫暖白光LED陣列51的暖白光LED單元511和紅光LED 單元512分別有多個，并通過串并混聯的方式進行電連接。組成高色溫冷白光LED陣列52 的多個冷白光LED單元521同樣通過串并混聯的方式進行電連接。通過合理設置LED單元的分布位置，可以使整個LED模組的出光比較均勻。在本實施例中，暖白光LED單元511的色溫調節范圍可為3800 4500K，點亮暖白光LED單元511和紅光LED單元512，并通過調節第一線路31的驅動電流的大小，可以控制低色溫暖色調白光的色溫在2700 3500K之間變化。而通過調節第二線路32的驅動電流的大小，可以控制高色溫冷色調白光的色溫在5500 6500K之間變化。因此，整體的 LED模組可以實現2700 6500K之間色溫可調。應用時要達到色溫可調的目的，只需調節兩路驅動電流即可，具體舉例說明如下需要低色溫3000K白光時，只需打開低色溫暖白光LED陣列51，此時暖白光LED單元511和紅光LED單元512同時點亮，通過調節第一線路31的驅動電流可獲得3000K暖色調白光。需要5000K白光時，可以同時打開兩路LED陣列，通過同時調節第一線路31和第
5二線路32的驅動電流來獲得5000K白光。需要高色溫6000K白光時，只需打開高色溫冷白光LED陣列52，通過調節第二線路32的驅動電流來獲得6000K冷色調白光。通過此種調節方法可以保證整個模組光源的色坐標在黑體線上平滑的移動(見圖4)，相對位置偏移很小，完全符合照明要求。另外，在整個色溫變化范圍內，整個LED模組光源的顯色指數均大于80，部分段(2700 3500K)顯色指數可以大于90，符合照明用高亮高顯的要求。本實用新型將驅動線路分為兩路，分別控制低色溫暖色調白光和高色溫冷色調白光的色溫，只需控制兩路驅動電流即可達到整個LED模組色溫可調的目的，控制線路更加簡單，并有效地提高了 LED模組的穩定性。并且，低色溫暖白光采用白光加紅光的組合方式，又可以提高整體低色溫暖色調白光的光效和顯色指數。同時，采用此結構的模組化色溫可調光源，在應用端應用簡單，可省去用于貼片的光源載板，大幅度降低成本。實施例二 圖5示出了本實用新型第二實施例提供的色溫可調的白光LED模組的光源布局圖，圖6示出了本實用新型第二實施例提供的色溫可調的白光LED模組的剖面圖，圖7示出了本實用新型第二實施例提供的LED芯片的封裝結構示意圖，為了便于說明，僅示出了與本實施例相關的部分。在本實施例中，可以使不同色溫的LED單元在基板上均勻分布，以保證整個模組光源色澤的均勻性。作為本實施例的一種實現方式，可以將同種色溫的LED陣列分為多行，每行設置多個LED單元，并且使兩個LED陣列交替分布。具體參考附圖5，將多個暖白光LED單元511 和多個紅光LED單元512組成多個暖白光LED串，每串包括若干個暖白光LED單元511和若干個紅光LED單元512，這一串LED單元布局成一行。同理，將多個冷白光LED單元521 組成多個冷白光LED串，每串包括若干個冷白光LED單元521，這一串冷白光LED單元布局成一行。并且，暖白光LED串和冷白光LED串可以隔行交錯分布。例如，基板上共設置9行 LED單元，其中1、3、5、7、9行為暖白光LED串，而2、4、6、8行為冷白光LED串。對于暖白光 LED串，每串中設置的暖白LED單元和紅光LED單元的具體數量可以根據實際需要的色溫合理配置。作為本實施例的進一步改進，其中的暖白光LED單元的總數量大于紅光LED單元的總數量。作為本實施例的進一步改進，對于同種色溫的LED單元，同一個反射杯內可以封裝一顆或多顆芯片，以提高出光效率。如圖7，圖7al為暖白光LED單元的封裝結構的俯視結構示意圖，圖7a2為暖白光LED單元的封裝結構的剖面結構示意圖，反射杯內設置一顆(可為多顆)第一藍光芯片5111，并填充了混有藍光激發熒光粉的封裝膠5112，藍光與激發光混合獲得暖白光。圖7bl、7b2分別為冷白光LED單元的封裝結構的俯視、剖面結構示意圖， 反射杯內設置一顆(可為多顆)第二藍光芯片5211，并填充了其他種類混有藍光激發熒光粉的封裝膠5212，藍光與激發光混合獲得冷白光。圖7cl、7c2分別為紅光LED單元的封裝結構的俯視、剖面結構示意圖，反射杯內設置一顆(可為多顆)紅光芯片5121，并填充了透明膠5122。實施例三圖8示出了本實用新型第三實施例提供的低色溫暖白光LED陣列的電路邏輯圖，
6圖9示出了本實用新型第三實施例提供的高色溫冷白光LED陣列的電路邏輯圖，為了便于說明，僅示出了與本實施例相關的部分。如圖8，組成低色溫暖白光LED陣列51的暖白光LED單元511和紅光LED單元512 可以采用下述的連接方式將ml個暖白光LED單元相互并聯而構成一個暖白并聯支路81， 這種并聯支路共形成nl個；將m2個紅光LED單元相互并聯而構成一個紅光并聯支路82， 該并聯支路共形成112個；其中，1111>1112，111>112，1111、1112、111、112均為大于1的整數；并且， 這nl個暖白并聯支路81和n2個紅光并聯支路82相互串聯。如圖9，組成高色溫冷白光LED陣列52的多個冷白光LED單元521可以采用下述的連接方式將m3個冷白光LED單元相互并聯而構成一個冷白并聯支路91，這種并聯支路共形成n3個，η3個冷白并聯支路相互串聯，其中，m3、n3均為大于1的整數。實施例四圖10示出了本實用新型第四實施例提供的色溫可調的白光LED模組的制作方法， 為了便于說明，僅示出了與本實施例相關的部分。本實施例提供一種制作上述實施例所述的色溫可調的白光LED模組的方法，該方法包括以下步驟在步驟S1001中，在光源基板上設置用于控制低色溫暖白光LED的發光狀態的第一線路，以及用于控制高色溫冷白光LED的發光狀態的第二線路，并且在第一線路和第二線路上設置固晶位置。在步驟S1002中，將多個暖白光芯片和紅光芯片固焊在第一線路的固晶位置，使之與第一線路進行電連接；將多個冷白光芯片固焊在第二線路的固晶位置，使之與第二線路進行電連接。在步驟S1003中，對暖白光芯片、紅光芯片和冷白光芯片進行封裝，以獲得低色溫暖白光LED陣列和高色溫冷白光LED陣列。在本實施例中，暖白光芯片和冷白光芯片可以分別采用第一藍光芯片和第二藍光芯片，并分別采用混有第一熒光粉和第二熒光粉的封裝膠進行封裝，以獲得暖白光LED單元和冷白光LED單元。其中，第一熒光粉可以是藍光激發的黃色熒光粉，通過合理選擇第一藍光芯片和第一熒光粉可以獲得色溫范圍為3800 4500K的暖白光LED單元。此時LED 光的色坐標位于圖4所示的黑體線偏上的位置。在紅光芯片外部點透明膠，可形成紅光LED單元。同時點亮暖白光LED單元和紅光LED單元，可以使色坐標剛好位于黑體線上，在本實施例中，可以在第二藍光芯片外部封裝混有一種或多種熒光粉的膠水，通過合理選擇第二藍光芯片和第二熒光粉可以獲得色溫范圍為5500 6500K的冷白光LED。在本實施例中，步驟S1003具體可以包括下述步驟首先，采用調配好的封裝膠對各種芯片進行點膠；然后，將點膠后的LED模組進行烘烤處理，完成色溫可調的白光LED模組的封裝過程。在本實施例中，若干個相同的芯片可以設置于同一反射杯中，以提高出光效率。實施例五
7[0086]本實施例對上述實施例進行進一步的改進，以保證整個LED模組的光色均勻。具體的，可以將同種色溫的LED單元對應的固晶位置平均分布，這樣可以將若干個第一藍光芯片和紅光芯片固焊在同一行，組成暖白光LED串；將若干個第二藍光芯片固焊在同一行， 組成冷白光LED串。并且，這樣的暖白光LED串和冷白光LED串可以布局多個，且相互交替分布。一種具體的實現方式可參考圖5及實施例2所述的分布情況，在此不再贅述。在本實施例中，第一藍光芯片和紅光芯片可以采用串并混聯的方式進行電連接， 第二藍光芯片也可以采用串并混聯的方式進行電連接，具體可以參考實施例三所述的連接方式，在此不再贅述。本實用新型將驅動線路分為兩路，分別控制低色溫暖色調白光和高色溫冷色調白光的色溫，只需控制兩路驅動電流即可達到整個LED模組色溫可調的目的，控制線路更加簡單，并有效地提高了 LED模組的穩定性。并且，低色溫暖白光采用白光加紅光的組合方式，又可以提高整體低色溫暖色調白光的光效和顯色指數。同時，采用此結構的模組化色溫可調光源，在應用端應用簡單，可省去用于貼片的光源載板，大幅度降低成本。該LED模組適合用作色溫可調的照明設備(如球泡燈、筒燈等)的發光部件。本發明實施例將不同色溫的LED單元均勻分布在基板上，可以進一步保證整個模組光源色澤的均勻性。對于同種色溫的LED單元，在同一個反射杯內封裝多顆芯片，還可以提高出光效率。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
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權利要求1.一種色溫可調的白光LED模組，其特征在于，所述LED模組包括低色溫暖白光LED陣列和為低色溫暖白光LED陣列提供驅動電流的第一線路；以及高色溫冷白光LED陣列和為高色溫冷白光LED陣列提供驅動電流的第二線路；所述低色溫暖白光LED陣列由多個暖白光LED單元和多個紅光LED單元組成；所述高色溫冷白光LED陣列由多個冷白光LED單元組成。
2.如權利要求1所述的LED模組，其特征在于，所述暖白光LED單元和紅光LED單元構成多個暖白光LED串，所述冷白光LED單元構成多個冷白光LED串，所述暖白光LED串和冷白光LED串隔行交錯分布。
3.如權利要求2所述的LED模組，其特征在于，每個暖白光LED串包括至少一個暖白光 LED單元和至少一個紅光LED單元。
4.如權利要求2所述的LED模組，其特征在于，每個冷白光LED串包括至少一個冷白光 LED單元。
5.如權利要求1所述的LED模組，其特征在于，所述多個暖白光LED單元和紅光LED單元采用下述的連接方式由ml個暖白光LED單元相互并聯而構成一個暖白并聯支路，所述暖白并聯支路共形成 nl個；由m2個紅光LED單元相互并聯而構成一個紅光并聯支路，所述紅光并聯支路共形成π2個；其中，ml > m2, nl > n2,ml、m2、nl、n2均為大于1的整數；nl個暖白并聯支路和n2個紅光并聯支路相互串聯。
6.如權利要求1所述的LED模組，其特征在于，所述多個冷白光LED單元采用下述的連接方式由m3個冷白光LED單元相互并聯而構成一個冷白并聯支路，所述冷白并聯支路共形成 n3個；n3個冷白并聯支路相互串聯，其中，m3、n3為大于1的整數。
7.如權利要求1所述的LED模組，其特征在于，所述低色溫暖白光LED陣列的色溫范圍為 2700 3500K。
8.如權利要求1所述的LED模組，其特征在于，所述高色溫冷白光LED陣列的色溫范圍為 5500 6500K。
9.如權利要求1所述的LED模組，其特征在于，每個暖白光LED單元和冷白光LED單元均含有多顆藍光LED芯片。
10.一種包括權利要求1至9任一項所述的色溫可調的白光LED模組的照明設備。
專利摘要本實用新型適用于LED照明領域，提供了一種色溫可調的白光LED模組及照明設備，所述LED模組包括低色溫暖白光LED陣列和為低色溫暖白光LED陣列提供驅動電流的第一線路；以及高色溫冷白光LED陣列和為高色溫冷白光LED陣列提供驅動電流的第二線路；低色溫暖白光LED陣列由多個暖白光LED單元和多個紅光LED單元組成；高色溫冷白光LED陣列由多個冷白光LED單元組成。本實用新型只需控制兩路驅動電流即可達到整個LED模組色溫可調的目的，控制線路更加簡單，并有效地提高了LED模組的穩定性。并且，低色溫暖白光采用白光加紅光的組合方式，又可以提高整體低色溫暖色調白光的光效和顯色指數。
文檔編號F21V23/00GK202074272SQ20112012255
公開日2011年12月14日 申請日期2011年4月22日 優先權日2011年4月22日
發明者趙玉喜 申請人:深圳市瑞豐光電子股份有限公司