一種交流供電的led器件的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種交流供電的LED器件，包括基板、驅動電路、LED芯片和封裝膠。驅動電路和LED芯片采用固晶的方式設置于基板上，驅動電路與LED芯片包含的元器件通過金絲焊接的方式與基板電路連接。封裝膠包覆驅動電路和LED芯片，LED器件的電極通過導線或供電端口直接外接交流電。本實用新型的交流供電的LED器件具有體積小，成本低，功率因數高，LED頻閃深度低等優點。
【專利說明】—種交流供電的LED器件
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種LED器件，尤其涉及一種交流供電的LED器件。
【背景技術】
[0002]LED產品因其具有節能、省電、高效率、反應時間快、壽命周期長、且不含汞，具有環保效益等優點，被廣泛用照明和顯示等行業，成為近年來最受矚目的產品之一。
[0003]傳統的LED燈具是由光源、驅動器、熱學組件和光學組件等部分組成，每個部分都是獨立的。其中驅動器是將各種電子元件裝貼在印制電路板上，直插或者常用的貼片元器件，體積尺寸相對較大，使得驅動器的體積較大。所以傳統燈具在結構設計時，會專門預留一個空腔放置驅動器，如球泡燈；或者在光源兩端和背后放置驅動器，如燈管、筒燈。因此，傳統的LED燈具體積尺寸大，工藝制造復雜，同時成本也較高。
[0004]對比文件201220506598.8公布了一種LED封裝器件，達到了結構簡單，體積小的效果。但是不能直接應用與交流電源，而且具有高頻閃。現有的交流電直接供電的LED，具有100 %的頻閃深度，這會給人們帶來不良的光體驗。
實用新型內容
[0005]為了克服現有交流電直接供電的LED器件存在的上述不足，本實用新型提供了一種交流供電的LED器件，其包括基板、驅動電路、LED芯片和封裝膠，其特征在于，
[0006]所述驅動電路和所述LED芯片采用固晶的方式設置于所述基板上，所述驅動電路與所述LED芯片包含的元器件通過金絲焊接的方式與基板電路連接，所述封裝膠包覆所述驅動電路和所述LED芯片，所述LED器件的電極通過導線或供電端口直接外接交流電。
[0007]根據一個優選實施方式，所述驅動電路包括整流單元和LED模塊，其中，所述LED模塊由若干相互串聯的LED芯片組成，所述整流單元包括:正半周整流支路、正半周饋電支路、負半周整流支路和負半周饋電支路。
[0008]根據一個優選實施方式，所述正半周整流支路包括:第一二極管、第二二極管和第六二極管，其中，
[0009]第二二極管的正極連接第一供電端，負極與第一二極管的正極相連；第一二極管的負極與所述整流單元的第一輸出端相連；第六二極管的正極與所述整流單元的第二輸出端相連，負極與第二供電端相連。
[0010]根據一個優選實施方式，所述正半周饋電支路包括第一電容和第四電容，其中，
[0011]第一電容的一端與第四二極管的正極相連，另一端與第一供電端相連；第四電容的一端連接第二供電端，另一端連接所述整流單元的第二輸出端。
[0012]根據一個優選實施方式，所述負半周整流支路包括:第三二極管、第四二極管和第五二極管，其中，
[0013]第三二極管的負極與第一供電端相連，正極與所述整流單元的第二輸出端相連；第五二極管的正極連接第二供電端(A2)，負極與第四二極管的正極相連；第四二極管的負極與所述整流單元的第一輸出端相連。
[0014]根據一個優選實施方式，所述負半周饋電支路包括第二電容和第三電容，其中，
[0015]第二電容的一端連接第一供電端，另一端連接所述整流單元的第二輸出端；第三電容的一端連接第一二極管的正極，另一端連接第二供電端。
[0016]根據一個優選實施方式，所述基板散熱性能良好，其上表面具有反射層，所述反射層為銀材料的金屬鍍層，并且所述基板上布置有銅箔電路線。
[0017]根據一個優選實施方式，所述LED芯片為藍光、紫光或紫外光的LED芯片，所述LED芯片的結構為水平結構、垂直結構或倒裝結構。
[0018]根據一個優選實施方式，所述LED器件還包括控制芯片組和無線通信芯片組，其中，
[0019]所述控制芯片組基于DAL1、DMX512協議的電路設計，所述無線通信芯片組和所述控制芯片組設置于基板上并且采用金絲焊接的方式與基板電路連接。
[0020]根據一個優選實施方式，所述LED器件進一步包括光學透鏡，所述光學透鏡通過卡槽固定或粘接的方式設置于基板上，并且所述光學透鏡采用絲網印刷、噴涂或注塑的方法在其表面附著上熒光粉層。
[0021]根據一個優 選實施方式，所述封裝膠外有一圈圍壩膠，用以限定所述封裝膠的分布區域，并且所述封裝膠內分布有熒光粉。
[0022]根據一個優選實施方式，所述LED器件中使用的元件均為裸片。
[0023]本實用新型的有益效果是:
[0024]本實用新型的LED器件包含了驅動電路，可以直接和燈具組裝使用，簡化了整燈系統的設計過程。LED驅動電路采用具有功率因數校正的整流電路，可以降低LED頻閃深度，并且具有高功率因數。LED器件采用系統級封裝，具有集成度高、體積小的優點。LED器件采用了控制芯片組和無線通信芯片組，可以實現亮度色溫可調，無線控制及數據傳輸等功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型交流電供電的系統級LED封裝器件結構示意圖；
[0026]圖2為本實用新型交流電供電的系統級LED封裝器件的一種具體實施例；
[0027]圖3為本實用新型帶功率因數校正功能的橋式整流電路的工作流程圖；
[0028]圖4為本實用新型驅動電路的一種優選應用；和
[0029]圖5為本實用新型的一種具體實施例的光通量示意圖。
[0030]附圖標記
[0031]101:基板102:驅動電路103:LED芯片 104:控制芯片組
[0032]105:無線通信芯片組 106:封裝膠107:光學透鏡
[0033]108:電路線Dl~D6:二極管 Cl~C4:電容
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖進一步說明本實用新型。圖1為本實用新型交流電供電的系統級LED封裝器件結構示意圖。該交流供電的LED器件包括基板101、驅動電路102、LED芯片103和封裝膠106。驅動電路102和LED芯片103采用固晶的方式設置于基板101上。驅動電路102與LED芯片103包含的元器件通過金絲焊接的方式與基板電路連接。封裝膠106通過點膠的方式設置于所述驅動電路102和所述LED芯片103的上方。LED器件的電極通過導線或其它端口外接交流電。驅動電路102包括:集成芯片1C、MOS電路、電阻、電容、整流二極管等電子元件。將各元件用絕緣膠或導電膠固定在基板101上，并用金線、鋁線或合金線實現與電路的連接。
[0035]本實用新型的系統級封裝的LED器件具有集成度高、體積小的特點。本實用新型的LED器件采用交流直接供電技術，已經包含驅動電路，可以直接和燈具組裝使用，簡化了整燈系統的設計過程。本實用新型可直接與應用燈具結構件構成燈具，接交流電即可工作。無需經過復雜的組裝工藝，能夠有效的縮短LED燈具制造的周期。
[0036]如圖3所示，驅動電路102中的整流單元工作原理是，在交流電模塊處于正半周時，對交流電模塊輸出的交流電進行整流后輸出至外部LED模塊的正半周整流支路；在交流電模塊處于負半周時，根據交流電模塊輸出的交流電進行充電，在交流電模塊處于正半周時，進行放電并輸出至外部LED模塊的正半周饋電支路；在交流電模塊處于負半周時，對交流電模塊輸出的交流電進行整流，并輸出至外部LED模塊的負半周整流支路；在交流電模塊處于正半周時，根據交流電模塊輸出的交流電進行充電，在交流電模塊處于負半周時，進行放電并輸出至外部LED模塊的負半周饋電支路。
[0037]圖4為本實用新型驅動電路的一種優選應用，LED模塊由若干相互串聯的LED組成。整流單元包括:正半周整流支路、正半周饋電支路、負半周整流支路和負半周饋電支路。第二二極管D2的正極連接第一供電端Al，負極與第一二極管Dl的正極相連；第一二極管Dl的負極與整流單元的第一輸出端OUTl相連；第六二極管D6的正極與整流單元的第二輸出端0UT2相連，負極與第二供電端A2相連。第三二極管D3的負極與第一供電端Al相連，正極與整流單元的第二輸出端0UT2相連；第五二極管D5的正極連接第二供電端A2，負極與第四二極管D4的正極相連；第四二極管D4的負極與所整流單元的第一輸出端OUTl相連。第一電容Cl的一端與第四二極管D4的正極相連，另一端與第一供電端Al相連；第四電容C4的一端連接第二供電端A2，另一端連接整流單元的第二輸出端0UT2。第二電容C2的一端連接第一供電端Al，另一端連接整流單元的第二輸出端0UT2;第三電容C3的一端連接第一二極管Dl的正極，另一端連接第二供電端A2。
[0038]通過圖3所示的工作過程，四顆電容交替充放電，提高了交流電每個半周期的利用率，增大了每個交流電周期內電流導通時間，使得輸入電流波形盡量接近輸入電壓波形，降低了電流諧波，從而提高了輸出電壓的穩定性。在實際應用電路中能夠有效提高功率因數至0.9以上，若在該整流橋后邊添加較大濾波電容，則功率因數受輸出濾波電容的影響，可達0.85，LED頻閃深度低于50%。并且可起到降低頻閃，提高交流電利用率的效果。
[0039]如圖1所示，采用固晶的方式將驅動電路102所包含元器件:LED芯片103，帶有協議的控制芯片組104和無線通信芯片組105放置于基板101上。采用金絲焊接的方式將102、103、104、105等單元包含的元器件與基板電路連接，之后通過點膠工藝，將一層封裝膠106點至各模組上方，封裝膠106外有一圈圍壩膠，封裝膠106點至圍壩膠圈內，最后將一個光學透鏡107固定在基板上。
[0040]如圖2所不，器件需有一個基板101,基板101散熱性能良好，上表面具有聞反射率的反射層，該反射層可為金屬鍍層；在基板101上布置有銅箔電路線108。此外，基板上放置有驅動電路102所包含元器件，LED芯片103，帶有協議的控制芯片組104和無線通信芯片組105，各元器件通過金絲或者具有等同功能的其他金屬絲線聯接。器件的電極可采用導線或其他端口的方式外接交流電。基板101的材料可為鋁、銅、硅、陶瓷等，基板上表面可以添加鍍層，鍍層可為銀或其他高反射率材料。驅動電路102包括:集成芯片IC、MOS電路、電阻、電容、整流二極管等電子元件。將各元件用絕緣膠或導電膠固定在基板101上，并用金線、鋁線或合金線實現與電路的連接。LED芯片103可為藍光、紫光、紫外光或其他顏色芯片。結構可為水平、垂直或倒裝，芯片襯底可為藍寶石、氮化鎵、硅等。LED芯片用絕緣膠或導電膠固定在基板101的出光面上，并用金線、鋁線或合金線實現芯片之間和電路的連接。控制芯片組104通常根據實際需要取舍可以采用基于DAL1、DMX512或其他燈具控制協議的電路設計，其功能是能夠實現對LED光色參數可調。無線通信芯片組105集成至LED封裝器件中，器件即可實現無線通信功能。封裝膠106可為含熒光粉或不含熒光粉，含熒光粉的器件為白光LED封裝器件，不含熒光粉的器件為藍光LED封裝器件。光學透鏡107材料可為玻璃或PC塑膠。可增大LED器件的出光角度，優化器件的出光。可采用卡槽式固定在基板101上，也可用粘接膠與基板101粘接。光學透鏡107也可以采用絲網印刷、噴涂及注塑等方法在其表面附著上熒光粉層，將附有熒光粉層的光學透鏡107固定在藍光LED封裝器件上，即可以實現白光。圖5為本實用新型的一種具體實施例的光通量示意圖。
[0041]本實用新型的LED器件不僅具有傳統燈具照明的功能，還能實現亮度色溫可調，無線控制及數據傳輸等無線通信功能。并且器件中的所用元件均為裸片，節約成本的同時也有效的縮小了器件的體積。滿足了 21世紀電子產品高集成、小尺寸、多功能的需求。
[0042]本實用新型至少具有以下優點:
[0043]1、本實用新型的LED器件包含了驅動電路，可以直接和燈具組裝使用，簡化了整燈系統的設計過程。
[0044]2,LED驅動電路采用具有功率因數校正的整流電路，可以降低LED頻閃深度，并且具有高功率因數。
[0045]3、LED器件采用系統級封裝并且所用元件均為裸片，具有集成度高、體積小、成本低的優點。
[0046]4、LED器件采用了控制芯片組和無線通信芯片組，可以實現亮度色溫可調，無線控制及數據傳輸等功能。
[0047]需要注意的是，上述具體實施例是示例性的，在本實用新型的上述教導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行各種改進和變形，而這些改進或者變形落在本實用新型的保護范圍內。本領域技術人員應該明白，上面的具體描述只是為了解釋本實用新型的目的，并非用于限制本實用新型。本實用新型的保護范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種交流供電的LED器件，包括基板(101)、驅動電路(102)、LED芯片(103)和封裝膠(106)，其特征在于， 所述驅動電路(102)和所述LED芯片(103)采用固晶的方式設置于所述基板(101)上，所述驅動電路(102)與所述LED芯片(103)包含的元器件通過金絲焊接的方式與基板電路連接，所述封裝膠(106)包覆所述驅動電路(102)和所述LED芯片(103)，所述LED器件的電極通過導線或供電端口直接外接交流電。
2.根據權利要求1所述的交流供電的LED器件，其特征在于，所述驅動電路(102)包括整流單元和LED模塊，其中，所述LED模塊由若干相互串聯的LED芯片組成，所述整流單元包括:正半周整流支路、正半周饋電支路、負半周整流支路和負半周饋電支路。
3.根據權利要求2所述的交流供電的LED器件，其特征在于，所述正半周整流支路包括:第一二極管(Dl)、第二二極管(D2)和第六二極管(D6)，其中， 第二二極管(D2)的正極連接第一供電端(Al)，負極與第一二極管(Dl)的正極相連；第一二極管(Dl)的負極與所述整流單元的第一輸出端(OUTl)相連；第六二極管(D6)的正極與所述整流單元的第二輸出端(0UT2)相連，負極與第二供電端(A2)相連。
4.根據權利要求3所述的交流供電的LED器件，其特征在于，所述正半周饋電支路包括第一電容(Cl)和第四電容(C4)，其中， 第一電容(Cl)的一端與第四二極管(D4)的正極相連，另一端與第一供電端(Al)相連；第四電容(C4)的一端連接第二供電端(A2)，另一端連接所述整流單元的第二輸出端(0UT2)。
5.根據權利要求2所述的交流供電的LED器件，其特征在于，所述負半周整流支路包括:第三二極管(D3)、第四二極管(D4)和第五二極管(D5)，其中， 第三二極管(D3)的負極與第一供電端(Al)相連，正極與所述整流單元的第二輸出端(0UT2)相連；第五二極管(D5)的正極連接第二供電端(A2)，負極與第四二極管(D4)的正極相連；第四二極管(D4)的負極與所述整流單元的第一輸出端(OUTl)相連。
6.根據權利要求5所述的交流供電的LED器件，其特征在于，所述負半周饋電支路包括第二電容(C2)和第三電容(C3)，其中， 第二電容(C2)的一端連接第一供電端(Al)，另一端連接所述整流單元的第二輸出端(0UT2);第三電容(C3)的一端連接第一二極管(Dl)的正極，另一端連接第二供電端(A2)。
7.根據權利要求1至6之一所述的交流供電的LED器件，其特征在于，所述基板(101)散熱性能良好，其上表面具有反射層，所述反射層為銀材料的金屬鍍層，并且所述基板(101)上布置有銅箔電路線(108)。
8.根據權利要求1至6之一所述的交流供電的LED器件，其特征在于，所述LED芯片(103)為藍光、紫光或紫外光的LED芯片，所述LED芯片(103)的結構為水平結構、垂直結構或倒裝結構。
9.根據權利要求8所述的交流供電的LED器件，其特征在于，所述LED器件還包括控制芯片組(104)和無線通信芯片組(105)，其中， 所述控制芯片組(104)基于DAL1、DMX512協議的電路設計，所述無線通信芯片組(105)和所述控制芯片組(104)設置于基板(101)上并且采用金絲焊接的方式與基板電路連接。
10.根據權利要求9所述的交流供電的LED器件，其特征在于，所述LED器件進一步包括光學透鏡(107)，所述光學透鏡(107)通過卡槽固定或粘接的方式設置于基板(101)上，并且所述光學透鏡(107)采用絲網印刷、噴涂或注塑的方法在其表面附著上熒光粉層。
11.根據權利要求1至6之一所述的交流供電的LED器件，其特征在于，所述封裝膠(106)外有一圈圍壩膠，用以限定所述封裝膠(106)的分布區域，并且所述封裝膠(106)內分布有突光粉。
12.根據權利要求1至6之一所述的交流供電的LED器件，其特征在于，所述LED器件中使用的元件均為 裸片。
【文檔編號】H01L25/13GK203760470SQ201320833520
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年12月17日 優先權日:2013年12月17日
【發明者】羅超, 李東明, 賈晉, 林莉 申請人:四川新力光源股份有限公司