利用慢衰減磷光體以減少閃爍的發(fā)光二極管照明模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明有關(guān)基于發(fā)光二極管（LED)的照明裝置，尤其是一種以交流（AC)電壓驅(qū)動(dòng) 并具有低燈光閃爍的基于發(fā)光二極管的照明模塊。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，使用高電壓的基于發(fā)光二極管的照明設(shè)備已被開(kāi)發(fā)來(lái)取代傳統(tǒng)的白熱燈 泡和熒光燈泡。為了提高基于發(fā)光二極管的照明裝置的亮度，通常是將多個(gè)發(fā)光二極管串 聯(lián)在一起，形成一個(gè)基于發(fā)光二極管的照明單元，而且多個(gè)基于發(fā)光二極管的照明單元可 以更進(jìn)一步串聯(lián)在一起，形成一個(gè)照明裝置。每個(gè)照明裝置所需要的工作電壓，通常是取決 于照明單元里的發(fā)光二極管的正向電壓，每個(gè)照明單元里有多少個(gè)發(fā)光二極管，每個(gè)照明 單元是如何相互連接的，以及每個(gè)照明單元在照明裝置里是如何接收來(lái)自電源的電壓。
[0003] 因此，在大多數(shù)的應(yīng)用中，都需要某種類(lèi)型的電源電壓轉(zhuǎn)換裝置，來(lái)將一般較普遍 的高電壓電源轉(zhuǎn)換成較低的電壓，以提供給一個(gè)或多個(gè)基于發(fā)光二極管的照明單元。因?yàn)?需要這樣的一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換組件，造成基于發(fā)光二極管的照明設(shè)備效率減低，成本增高，也難 以減小其體積。
[0004] 為了提高基于發(fā)光二極管的照明裝置的效率和減小其體積，有許多技術(shù)已經(jīng)被開(kāi) 發(fā)，以便照明裝置不需要電壓轉(zhuǎn)換組件即可使用一般120伏或240伏的交流電源。一般而 言，照明裝置里的發(fā)光二極管被分隔成數(shù)個(gè)發(fā)光二極管段，每一發(fā)光二極管段可以由相對(duì) 應(yīng)的開(kāi)關(guān)或電流源來(lái)選擇性的接通或關(guān)閉，并且由一控制器隨著操作交流電壓的上升或下 降，而控制這些開(kāi)關(guān)或電流源。
[0005] 使用交流電源供電，并利用各種控制開(kāi)關(guān)或電路的基于發(fā)光二極管的照明模塊， 有一個(gè)主要缺點(diǎn)在于照明模塊的亮度與經(jīng)整流的交流電壓源的整流電壓成正比。因?yàn)榘l(fā)光 二極管亮度隨著經(jīng)整流的交流電壓從零到最大電壓有顯著的變化，從而使發(fā)光二極管的光 有很強(qiáng)的閃爍。
[0006] 如果沒(méi)有良好的電壓調(diào)節(jié)時(shí)，在100赫茲/120赫茲的頻率下，發(fā)光二極管的光的 亮度會(huì)顯著地變化。亮光的高閃爍不只是可見(jiàn)的，而且也造成人們對(duì)健康問(wèn)題的憂(yōu)慮。圖1 顯示由整流的交流電壓源101供電，并應(yīng)用開(kāi)關(guān)模式驅(qū)動(dòng)電路102的基于發(fā)光二極管的照 明裝置。為了降低閃爍，如圖1所示，大電容器Cl或C2被用來(lái)改良電壓調(diào)節(jié)。
[0007] 圖2顯示由整流的交流電壓源201供電的另一基于發(fā)光二極管的照明裝置。該基 于發(fā)光二極管的照明裝置具有線(xiàn)性的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)單元202,其亮度隨電壓變化。一個(gè) 大電容器203被用來(lái)降低經(jīng)整流的交流電壓源201的電壓紋波。采用大電容器的一個(gè)缺點(diǎn) 是，因?yàn)榇箅娙萜鞯膲勖^短，基于發(fā)光二極管的照明裝置也因此不能耐久。
[0008] 使用大電容來(lái)降低燈光閃爍，也帶來(lái)對(duì)基于發(fā)光二極管的照明裝置的減少閃爍和 提高功率因子之間的設(shè)計(jì)造成挑戰(zhàn)。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2014/0015441,2014/0042925和 2014/0125238提供功率因子和閃爍之間進(jìn)行折中的幾個(gè)技巧。在基于發(fā)光二極管的照明產(chǎn) 業(yè)里，對(duì)于降低照明裝置的閃爍，而不犧牲它的壽命和功率因子的技術(shù)，有強(qiáng)烈需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明提供一種不使用大電容器，具有低燈光閃爍及高功率因素的基于發(fā)光二極 管的照明裝置。根據(jù)本發(fā)明的照明裝置，是由整流的交流電源供給電力，并配合一含慢衰減 磷光體的屏蓋或屏板，以覆蓋照明裝置的全部或部分光輸出路徑。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)檎彰餮b置的亮度變化在發(fā)光二極管的光經(jīng)過(guò)含慢衰減磷光體的 屏蓋或屏板后減小了，于是由亮度變化造成的高閃爍被降低。含慢衰減磷光體的屏蓋或屏 板可以應(yīng)用于利用線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)電路或開(kāi)關(guān)模式驅(qū)動(dòng)電路的基于發(fā)光二極管的發(fā)光模塊。它特 別適用于簡(jiǎn)單和低成本的線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)電路，以實(shí)現(xiàn)高效率和高功率因子。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1顯示一傳統(tǒng)的具開(kāi)關(guān)模式驅(qū)動(dòng)電路的基于發(fā)光二極管的照明裝置。
[0012] 圖2顯示一傳統(tǒng)的具線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)電路的基于發(fā)光二極管的照明裝置。
[0013] 圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的基于發(fā)光二極管的照明模塊以一含有慢衰減的磷光體的 屏蓋，完全覆蓋其光的輸出路徑。
[0014] 圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的基于發(fā)光二極管的照明模塊以一含有慢衰減的磷光體的 屏板，部分地覆蓋其光的輸出路徑。
[0015] 其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：
[0016] 10U201整流的交流電源
[0017] 102開(kāi)關(guān)模式驅(qū)動(dòng)電路
[0018] 202亮度隨電壓變化的線(xiàn)性發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)單元
[0019] 203電容器
[0020] 30U401亮度隨電壓變化的發(fā)光二極管照明單元
[0021] 302含有慢衰減的磷光體的屏蓋
[0022] 402含有慢衰減的磷光體的屏板
【具體實(shí)施方式】
[0023] 本說(shuō)明書(shū)提供附圖，使本發(fā)明更能進(jìn)一步的被理解，同時(shí)附圖也構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的 一部分。該附圖顯示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與說(shuō)明書(shū)一起，用來(lái)解釋本發(fā)明原理。
[0024] 圖3顯示由交流電源供電，具有亮度隨電壓變化的發(fā)光二極管照明單元301的基 于發(fā)光二極管的照明模塊。發(fā)光二極管的光輸出有大的亮度變化及很高的閃爍。如圖3所 示，屏蓋302被設(shè)置來(lái)覆蓋該發(fā)光二極管照明單元301的光輸出的所有路徑。屏蓋302以 包含慢衰減磷光體的材料制成，來(lái)降低亮度的變化。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，該發(fā)光二極管光輸出的路徑也可僅部分地被覆蓋。圖4顯不一個(gè)基 于發(fā)光二極管的照明模塊，其中以包含慢衰減磷光體的屏板402,覆蓋亮度隨電壓變化的發(fā) 光二極管照明單元401的光輸出的部分路徑。
[0026] 根據(jù)磷光體的特性，一階型磷光體的余輝的光強(qiáng)度的衰減可以表示為：
[0027] I (t) = I〇x e t/T,
[0028] 其中τ是衰減的時(shí)間常數(shù)，I。為初始余輝的光強(qiáng)度。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們將使用上 面的表達(dá)式作為近似的表述。但是應(yīng)當(dāng)注意的是，其它類(lèi)型的磷光體也可以使用在本發(fā)明 中。
[0029] 從上面的表達(dá)式可以看出，慢衰減的磷光體的效果類(lèi)似于一低頻極點(diǎn)為1/ τ的 低通濾波器。為有效地減少閃爍，在120赫茲的頻率下，亮度變化至少要降低5%才是較佳 的效果。換句話(huà)說(shuō)，在上述表達(dá)式中，衰減時(shí)間常數(shù)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足：
[0030]
[0031] 也就是衰減時(shí)間常數(shù)τ多0.436毫秒。根據(jù)此優(yōu)選的衰減時(shí)間常數(shù)，磷光體的 10%的衰減時(shí)間可以計(jì)算為：
[0032] InlOx τ 彡 L 〇〇4 毫秒。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明，慢衰減的磷光體是用來(lái)減少閃爍，只要是設(shè)置在基于發(fā)光二極管照 明模塊的光的輸出路徑上，磷光體可以設(shè)置于其中任何地方，使其完全或部分地覆蓋光輸 出路徑。圖3和圖4顯示出一個(gè)含有慢衰減的磷光體的屏蓋或屏板，可以被設(shè)置于基于發(fā) 光二極管照明模塊中。慢衰減的磷光體也可以直接涂覆在發(fā)光二極管上，或包含在基于發(fā) 光二極管照明模塊中的其它光學(xué)組件里。
[0034] 雖然以上只藉由幾個(gè)實(shí)施范例來(lái)描述本發(fā)明，然而熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人很明顯的 可以了解，仍有許多未描述的變通及修改，都在不偏離以下所定義的本發(fā)明的權(quán)利要求之 內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于發(fā)光二極管的照明模塊，其特征在于，包括： 一亮度隨電壓變化的發(fā)光二極管照明單元；和 一安置于上述發(fā)光二極管照明單元的光輸出路徑上的慢衰減的磷光體； 其中上述慢衰減的磷光體的10%的衰減時(shí)間大于1毫秒。2. 如權(quán)利要求1所述的基于發(fā)光二極管的照明模塊，其特征在于，上述發(fā)光二極管照 明單元所有光輸出路徑的一部分被上述慢衰減的磷光體覆蓋。3. 如權(quán)利要求1所述的基于發(fā)光二極管的照明模塊，其特征在于，上述發(fā)光二極管照 明單元所有光輸出路徑全部被上述慢衰減的磷光體覆蓋。4. 如權(quán)利要求1所述的基于發(fā)光二極管的照明模塊，其特征在于，上述慢衰減的磷光 體涂覆在上述發(fā)光二極管照明單元里的發(fā)光二極管上。5. 如權(quán)利要求1所述的基于發(fā)光二極管的照明模塊，其特征在于，上述慢衰減的磷光 體包含在安置于上述光輸出路徑上的一光學(xué)組件。6. 如權(quán)利要求1所述的基于發(fā)光二極管的照明模塊，其特征在于，上述發(fā)光二極管照 明單元包含一開(kāi)關(guān)模式驅(qū)動(dòng)電路。7. 如權(quán)利要求1所述的基于發(fā)光二極管的照明模塊，其特征在于，上述發(fā)光二極管照 明單元包含一線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)電路。8. 如權(quán)利要求1所述的基于發(fā)光二極管的照明模塊，其特征在于，上述慢衰減的磷光 體包含在覆蓋上述發(fā)光二極管照明單元所有光輸出路徑的一屏蓋。9. 如權(quán)利要求1所述的基于發(fā)光二極管的照明模塊，其特征在于，上述慢衰減的磷光 體包含在安置于上述發(fā)光二極管照明單元前方的一屏板。
【專(zhuān)利摘要】一種基于發(fā)光二極管的照明模塊，包含一亮度隨電壓變化的發(fā)光二極管照明單元，以及安置于發(fā)光二極管照明單元的光輸出路徑上的屏蓋，來(lái)覆蓋一部分或全部的輸出光。屏蓋含有慢衰減的磷光體，可以抑制發(fā)光二極管照明單元的亮度變化，以減少閃爍而不犧牲功率因子。
【IPC分類(lèi)】H05B37/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105592609
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410636660
【發(fā)明人】朱弘琦, 沈毓仁
【申請(qǐng)人】鈺瀚科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2014年11月13日