一種用于交流LED燈的螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了屬于LED光源領(lǐng)域的一種用于交流LED燈的發(fā)光二極管螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由4個(gè)發(fā)光二級(jí)管首尾連接成螺旋狀，將一個(gè)螺旋內(nèi)4個(gè)發(fā)光二級(jí)管分別做為四邊形的四邊，N(N＞0)個(gè)螺旋兩兩共用一邊，每螺旋至多提供兩個(gè)對(duì)邊作為共用邊，包含輸入或輸出節(jié)點(diǎn)的螺旋至多有一個(gè)共用邊，輸入或輸出節(jié)點(diǎn)位于共用的邊的對(duì)邊，該對(duì)邊的發(fā)光二級(jí)管可省略。與全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的交流LED芯片相比，發(fā)光面積可增加11％，且任意節(jié)點(diǎn)間都具有雙邊的伏安特性曲線和反向過(guò)壓保護(hù)，解決了普通LED容易被反向擊穿的缺陷。是用于照明的節(jié)能產(chǎn)品。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
—種用于交流LED燈的螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
本專利技術(shù)屬于LED光源領(lǐng)域，特別涉及一種用于交流LED燈的螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具體說(shuō)是用于照明的發(fā)光二極管拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和基于該結(jié)構(gòu)的高壓交流LED燈。
技術(shù)介紹
直流LED為封裝產(chǎn)業(yè)的研究主流，研究方向以改善芯片與SLUG之間的熱阻為方向，如覆晶與基板封裝等，芯片部分則是提升內(nèi)外部量子效率或光萃取，一般以LED材料的角度作為研究方向，直流LED具有以下缺點(diǎn):1.目前的直流LED僅能承受低壓直流，高壓或交流都可能使得發(fā)光二極管損壞，故使用上都必須配合直流轉(zhuǎn)換電路才能用于市電系統(tǒng)。2.低壓直流發(fā)光二級(jí)管正向?qū)òl(fā)光，反向低壓有漏電流但不發(fā)光，必須將發(fā)光二級(jí)管元件串并聯(lián)使用提高反向擊穿電壓，以防止反向電壓過(guò)高損壞發(fā)光二級(jí)管。該結(jié)構(gòu)單個(gè)LED損壞將嚴(yán)重影響回路，造成同一串聯(lián)組的發(fā)光二級(jí)管不亮。為減少該情況，需要減少串聯(lián)二極管數(shù)目，但是相對(duì)的會(huì)使得電路變長(zhǎng)，損耗變大，往往造成末端電壓不足，亮度不均勻。3.大功率低壓直流的LED芯片易因?yàn)殪o電(ESD)使得瞬間逆向電壓升高造成損壞，例如AlInGaN。美國(guó)第6547249B2號(hào)專利，利用外加一個(gè)反向并聯(lián)的二級(jí)管來(lái)產(chǎn)生保護(hù)電路的作用。4.將多個(gè)直流LED串聯(lián)可直接接到220V交流，但僅具有單邊伏安特性曲線；且由于上述2、3所述缺點(diǎn)，串入交流中，易被反向擊穿。高功率LED分為兩種封裝方式:方式一為晶粒使用矩陣方式排列于金屬板基或陶瓷板基上固晶打線，但這種方式需要貴金屬材料作為連接線，及強(qiáng)大的主動(dòng)散熱系統(tǒng)。方式二為采用將一個(gè)晶圓分割為多個(gè)微晶粒，各晶粒間絕緣，利用導(dǎo)電材料串并聯(lián)。一個(gè)晶圓分割為微晶粒后，正向等效電阻Rs提高約h倍(h為晶圓面積比上微晶粒面積)，再通過(guò)串聯(lián)，大大提高了正向區(qū)工作電阻(提高h(yuǎn)2倍)。利用該特殊結(jié)構(gòu)，直接接于高壓交流。但該芯片具有成本過(guò)高、晶粒間絕緣困難、過(guò)于集中的封裝方式導(dǎo)致散熱困難等缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種用于交流LED燈的螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于:4個(gè)發(fā)光二級(jí)管首尾連接成螺旋狀，將一個(gè)螺旋內(nèi)4個(gè)發(fā)光二級(jí)管分別做為四邊形的四邊，N (N > O)個(gè)螺旋兩兩共用一邊，每螺旋至多提供兩個(gè)對(duì)邊作為共用邊，包含輸入或輸出節(jié)點(diǎn)的螺旋至多有一個(gè)共用邊，輸入或輸出節(jié)點(diǎn)位于共用邊的對(duì)邊，該對(duì)邊的發(fā)光二級(jí)管可省略。與采用傳統(tǒng)全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的交流LED芯片相比，相同LED芯片面積下發(fā)光面積可增加11 %，且任意節(jié)點(diǎn)間都具有雙邊的伏安特性曲線和反向過(guò)壓保護(hù)，解決了普通LED容易被反向擊穿的缺陷。本專利技術(shù)的目的是提供一種基于螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高壓交流LED燈，所述高壓交流LED燈為一個(gè)或多個(gè)交流LED芯片串聯(lián)，所述交流LED芯片是按照螺旋割裂集合封裝結(jié)構(gòu)或螺旋封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝的LED芯片。該高壓交流LED燈可串聯(lián)鎮(zhèn)流電路接入高壓交流電源。所述螺旋封裝結(jié)構(gòu)為將單個(gè)螺旋拓?fù)涞陌l(fā)光二極管封裝在一塊芯片內(nèi)，該芯片內(nèi)發(fā)光二極管用電路按螺旋拓?fù)溥B接，其螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是4個(gè)發(fā)光二級(jí)管首尾連接成螺旋狀，將一個(gè)螺旋內(nèi)4個(gè)發(fā)光二級(jí)管分別做為四邊形的四邊，N(N > O)個(gè)螺旋兩兩共用一邊，每螺旋至多提供兩個(gè)對(duì)邊作為共用邊，包含輸入或輸出節(jié)點(diǎn)的螺旋至多有一個(gè)共用邊，輸入或輸出節(jié)點(diǎn)位于共用的邊的對(duì)邊，該對(duì)邊的發(fā)光二級(jí)管可省略；所述螺旋割裂集合是單個(gè)螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或多個(gè)螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)級(jí)聯(lián)拓?fù)涞母盍鸭希磧H包含I個(gè)發(fā)光二級(jí)管的最小割裂集合；滿足串聯(lián)工作時(shí)，在高壓交流電壓正半周和負(fù)半周，割裂集合內(nèi)都有一半及以上的發(fā)光二極管工作的優(yōu)化割裂集合；所述割裂集合封裝結(jié)構(gòu)是將一個(gè)割裂集合內(nèi)的發(fā)光二級(jí)管封裝在I塊芯片內(nèi)，芯片內(nèi)發(fā)光二極管分別用電路按該割裂集合拓?fù)溥B接，封裝方式包括:晶粒按拓?fù)渑帕杏诮饘侔寤蛱沾砂寤瞎叹Т蚓€；單體封裝方式，將晶片分割為多個(gè)晶粒或微晶粒，各晶粒按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接，將輸入端作為引腳，晶片以電性引腳引出，將多塊芯片按照螺旋拓?fù)浼?jí)聯(lián)螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接完整做為一個(gè)模塊，可將該模塊灌裝為一個(gè)模塊組。本專利技術(shù)有益效果是:解決了普通低壓直流LED燈由于串聯(lián)數(shù)目不足容易被反向擊穿和僅具有單邊伏安特性的缺陷，螺旋與螺旋割裂集合封裝結(jié)構(gòu)的LED模塊具有雙邊伏安特性曲線，反向偏壓維持為約2?3倍的正向PN結(jié)壓，不易被反向擊穿；割裂集合封裝的多芯片連接以及多芯片多模塊串聯(lián)，解決了傳統(tǒng)單芯片高壓交流LED過(guò)于集中的封裝導(dǎo)致散熱困難、晶粒間絕緣困難的問(wèn)題。改變了 LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)為恒流恒功率電路的直流驅(qū)動(dòng)模式，不僅可與傳統(tǒng)熒光燈鎮(zhèn)流電路兼容，還可采用調(diào)頻、雙極性脈寬調(diào)制等控制技術(shù)，容易實(shí)現(xiàn)可調(diào)光和智能化的照明系統(tǒng)。【附圖說(shuō)明】圖1是本專利技術(shù)提供的螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。圖2是本專利技術(shù)提供的含四個(gè)旋的螺旋拓?fù)鋱D。圖3是本專利技術(shù)提供的采用螺旋割裂集合封裝結(jié)構(gòu)的模塊化交流LED芯片原理圖。圖4是本專利技術(shù)提供的多個(gè)螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的模塊化的交流LED芯片級(jí)聯(lián)高壓交流LED燈原理電路示意圖。圖5是本專利技術(shù)提供的直接替換高頻熒光燈的交流LED燈及電子鎮(zhèn)流器原理圖圖6是本專利技術(shù)提供的用于熒光燈電子鎮(zhèn)流器的帶變壓器的LED燈管電路拓?fù)鋱D。【具體實(shí)施方式】本專利技術(shù)提供一種用于交流LED燈的螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和一種基于螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高壓交流LED燈；該交流LED燈采用螺旋狀封裝結(jié)構(gòu)或割裂集合封裝結(jié)構(gòu)。下面結(jié)合附圖對(duì)該結(jié)構(gòu)的工作過(guò)程做詳細(xì)說(shuō)明。下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本專利技術(shù)的范圍及其應(yīng)用。實(shí)施例1圖1是螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，N為所采用的旋的個(gè)數(shù)。圖1中，3N-1個(gè)發(fā)光二級(jí)管組成含N個(gè)旋的螺旋結(jié)構(gòu)交流LED燈，其中，所使用螺旋數(shù)N應(yīng)該與輸入的交流電壓匹配；瞬時(shí)發(fā)光面積為導(dǎo)通發(fā)光二級(jí)管與總發(fā)光二級(jí)管數(shù)目之比2N-1: 3N-1。實(shí)施例2圖2是含4個(gè)旋的螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。其工作過(guò)程為:當(dāng)輸入端“ + ”電壓為正向時(shí)，發(fā)光二級(jí)管Dl、D2、D4、D5、D7、D8和DlO導(dǎo)通發(fā)光；當(dāng)輸入端電壓反向時(shí)，發(fā)光二級(jí)管D2、D3、D5、D6、D9、D8和Dll導(dǎo)通發(fā)光；可見(jiàn)無(wú)論輸入電壓在正半周還是負(fù)半周，D2、D5、D8始終正向?qū)òl(fā)光，所以該結(jié)構(gòu)具有雙邊的伏安特性曲線。瞬時(shí)發(fā)光面積為導(dǎo)通發(fā)光二級(jí)管與總發(fā)光二級(jí)管數(shù)目之比7: 11。任意一個(gè)螺旋中任意的發(fā)光二極管都與其他2個(gè)或3個(gè)串聯(lián)的發(fā)光二級(jí)管反向并聯(lián)(例如:D1與串聯(lián)的D2和D3反向并聯(lián)。D2與串聯(lián)的D3和Dl反向并聯(lián)。D6與串聯(lián)的D2、D4和D5反向并聯(lián))，反向電壓約為正向PN結(jié)壓的兩倍或三倍，則不易被反向擊穿，可見(jiàn)交流LED芯片不易被反向擊穿。實(shí)施例3圖3是采用螺旋割裂集合封裝結(jié)構(gòu)的模塊化交流LED芯片原理圖，包括優(yōu)化割裂集合:割裂集合1、割裂集合2和割裂集合3。割裂集合1、割裂集合4各有三個(gè)引出端，割裂集合2和割裂集合3各有四個(gè)引出端。割裂集合I由發(fā)光二級(jí)管D1、D2和D3封裝而成，割裂集合2由發(fā)光二級(jí)管D4、D5和D6封裝而成，割裂集合3由發(fā)光二級(jí)管D7、D8和D9封裝而成，割裂集合4由發(fā)光二級(jí)管DlO和Dll封裝而成；D1和D3的連接點(diǎn)為輸入正端，DlO和Dll的連接點(diǎn)為輸入負(fù)端；割裂集合1、割裂集合2、割裂集合3和割裂集合4連接為完整的螺旋拓?fù)潆娐罚M成為一個(gè)模塊化的交流LED芯片。實(shí)施例4螺旋割裂集合封裝的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的市電LED燈，圖4是多本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于交流LED燈的螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于4個(gè)發(fā)光二級(jí)管首尾連接成螺旋狀，將一個(gè)螺旋內(nèi)4個(gè)發(fā)光二級(jí)管分別做為四邊形的四邊，N(N＞0)個(gè)螺旋兩兩共用一邊，每螺旋至多提供兩個(gè)對(duì)邊作為共用邊，包含輸入或輸出節(jié)點(diǎn)的螺旋至多有一個(gè)共用邊，輸入或輸出節(jié)點(diǎn)位于共用的邊的對(duì)邊，該對(duì)邊的發(fā)光二級(jí)管可省略。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于交流LED燈的螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于4個(gè)發(fā)光二級(jí)管首尾連接成螺旋狀，將一個(gè)螺旋內(nèi)4個(gè)發(fā)光二級(jí)管分別做為四邊形的四邊，N(N > O)個(gè)螺旋兩兩共用一邊，每螺旋至多提供兩個(gè)對(duì)邊作為共用邊，包含輸入或輸出節(jié)點(diǎn)的螺旋至多有一個(gè)共用邊，輸入或輸出節(jié)點(diǎn)位于共用的邊的對(duì)邊，該對(duì)邊的發(fā)光二級(jí)管可省略。2.一種基于螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高壓交流LED燈，其特征在于，所述高壓交流LED燈為一個(gè)或多個(gè)交流LED芯片串聯(lián)，所述交流LED芯片是按照螺旋割裂集合或螺旋封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝的LED芯片；該高壓交流LED燈可串聯(lián)鎮(zhèn)流電路接入高壓交流電源； 所述螺旋割裂集合是將螺旋或其級(jí)聯(lián)拓?fù)浞指顬槎鄠€(gè)割裂集合，包含:一個(gè)發(fā)光二級(jí)管的最小割裂集合；串聯(lián)工作時(shí)，在高壓交流電壓正半周和負(fù)半周，割裂集合內(nèi)都有一半及以上的發(fā)光二極管工作的優(yōu)化割裂集合。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于螺旋封裝結(jié)構(gòu)的高壓交流LED燈，其特征在于，所述螺旋封裝結(jié)構(gòu)為將整個(gè)螺旋拓?fù)涞陌l(fā)光二極管封裝在一塊芯片內(nèi)，該芯片內(nèi)發(fā)光二極管用電路按螺旋拓?fù)溥B接，其螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是4個(gè)發(fā)光二級(jí)管首尾連接成螺旋狀，將一個(gè)螺旋內(nèi)4個(gè)發(fā)光二級(jí)管分別做為四邊形的四邊，N(N> O)個(gè)螺旋兩兩共用一邊，每螺旋至多提供兩個(gè)對(duì)邊作為共用邊，包含輸入或輸出節(jié)點(diǎn)的螺旋至多有一個(gè)共用邊，輸入或輸出節(jié)點(diǎn)位于共用的邊的對(duì)邊，該對(duì)邊的發(fā)光二級(jí)管可省略。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高壓交流LED燈，其特征在于，所述割裂集合封裝結(jié)構(gòu)是將一個(gè)割裂集合內(nèi)的發(fā)光二級(jí)管封裝在I塊芯片內(nèi)，芯片內(nèi)發(fā)光二極管分別用電路按該割裂集合拓?fù)溥B接，封...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉曉博，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：劉曉博，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：四川;51