專(zhuān)利名稱(chēng)：低電壓驅(qū)動(dòng)型高亮度led的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于一種低電壓驅(qū)動(dòng)型高亮度發(fā)光二極管(LED)，該LED具有封裝在內(nèi)部的升壓集成電路(IC)與發(fā)光二極管晶片，使其在使用時(shí)可藉由該升壓集成電路(IC)，將較低的電源電壓提升至原輸入電壓的2至2.5倍，而達(dá)到發(fā)光二極管晶片所需的驅(qū)動(dòng)電壓范圍以上，因此可以低電壓驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管晶片且產(chǎn)生高亮度；并亦可藉由內(nèi)設(shè)閃爍控制集成電路(IC)與設(shè)置一個(gè)以上發(fā)光二極管晶片，以得到單一LED即具多色閃爍的功能，促使其能達(dá)到縮小體積、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)及使用方便的效果。
發(fā)明背景習(xí)知LED結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由封膠50形成一柱燈狀，在該封膠50內(nèi)設(shè)有兩相對(duì)的極片60、61，該二極片60、61向下形成支腳，并穿出封膠50與電源相接。
如上述習(xí)知LED有兩種制程，例如以鋁(Al)、銦(In)、鎵(Ja)、磷(P)四元素制程的LED可產(chǎn)生紅、橘、黃、黃綠等顏色光而所需驅(qū)動(dòng)電壓約為2.5伏特，而以銦氮化鎵(In GaN)制程的LED可產(chǎn)生綠、藍(lán)、白等顏色光而所需驅(qū)動(dòng)電壓約為3.5伏特，因此與二極片60、61相接的電源需要多少伏特的電壓取決于所使用的LED的制程。
然而上述的LED使用在以1.5伏特的電池作為電源的某項(xiàng)產(chǎn)品上時(shí)，就需要將二顆或三顆1.5伏特電池串聯(lián)成為3伏特或4.5伏特，這樣才能使該LED正常作用以得到穩(wěn)定的亮度，因?yàn)橐褂枚寥w1.5伏特電池，將使該某項(xiàng)產(chǎn)品在體積上較為龐大且重量增加，使用上較為不便。
再者，習(xí)知LED通常用于廣告看板上的變化燈飾，例如在排列整齊(線型、環(huán)型或整面式)的廣告看板上經(jīng)由一明一暗的時(shí)間控制，以及不同顏色的LED在適當(dāng)時(shí)間點(diǎn)亮以創(chuàng)造出許多炫麗的視覺(jué)效果；然而該LED欲達(dá)到上述的廣告燈式閃爍效果時(shí)，必須將該LED焊在電路板上，并以一個(gè)控制盒來(lái)調(diào)整其閃光的明滅時(shí)間，可是由于許多個(gè)LED焊在電路板上，在加工上較為麻煩，同時(shí)必須設(shè)一個(gè)控制盒，在體積上較為龐大，使用上較不便，是習(xí)知LED的主要缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型有鑒于上述習(xí)知LED的驅(qū)動(dòng)電壓較高與無(wú)法以單一LED達(dá)到多色閃爍的效果的缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)精心研究，并積累發(fā)明人個(gè)人從事該項(xiàng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造多年的經(jīng)驗(yàn)，終設(shè)計(jì)出一種新型的低電壓驅(qū)動(dòng)型高亮度LED。
本實(shí)用新型的主要目的，在于提供一種LED驅(qū)動(dòng)電壓的改良構(gòu)造，其能便于LED在低電壓電源的環(huán)境里使用并能縮小體積，且可產(chǎn)生高亮度光彩與單一LED即具多色閃爍的效果。
為達(dá)到上述的目的，是將一個(gè)以上發(fā)光二極管晶片、升壓集成電路(IC)、閃爍控制集成電路(IC)及電容器等元件安置在電路板上，再以封膠將該電路板封裝成一柱狀燈座本體，藉由其中的集成電路(IC)來(lái)進(jìn)行電壓升壓與閃爍控制的動(dòng)作，從而達(dá)到以低電壓驅(qū)動(dòng)、產(chǎn)生高亮度、縮小體積與單一LED即具多色閃爍的效果。


圖1為習(xí)用的LED結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；圖3為集成電路(IC)的應(yīng)用電路方塊圖；圖4為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)圖；圖5為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的底面結(jié)構(gòu)圖。
圖6為升壓集成電路(IC)內(nèi)部的電路圖。
圖7為閃爍控制集成電路(IC)內(nèi)部的電路圖。
附圖編號(hào)說(shuō)明60、61----------------極片 50---------------------封膠6、6a-------------電源接腳 13-------------------電路板11、11a------集成電路(IC) 14、26、27、33-------電容器12----------發(fā)光二極管晶片 20-----------------震蕩電路30------------電壓調(diào)節(jié)電路 51、52、53、54、55---接線腳22、23、34、37、38--晶體管 24、25、28、29---------電阻26a、27a--------------接點(diǎn) 31-------------------變壓器32--------------橋式整流器 36----------------穩(wěn)壓二極管39------------------二極管具體實(shí)施方式
為更好的說(shuō)明本實(shí)用新型的構(gòu)造、裝置及其特征功能，現(xiàn)結(jié)合一實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下請(qǐng)參閱圖2所示，其中圖2所示為本實(shí)用新型的各個(gè)元件在封膠50內(nèi)的相關(guān)位置示意圖，其中的發(fā)光二極管晶片12為一種未經(jīng)封裝的微晶片，將該微晶片直接固定于電路板13上再打線封裝；或者該發(fā)光二極管晶片12為一種封裝成型的發(fā)光二極管單元，將該發(fā)光二極管單元以表面黏著(SMD)的方式固定于電路板13上再封裝；圖3所示為升壓集成電路(IC)11的應(yīng)用電路方塊圖，該升壓集成電路(IC)11的元件編號(hào)為(DD211)，其特征在于首先，請(qǐng)參閱圖2所示，該LED是將一個(gè)升壓集成電路(IC)11設(shè)置在電路板13的背面，發(fā)光二極管晶片12設(shè)置在電路板13正面中央的位置上，另有一個(gè)電容器14設(shè)置在電路板13正面靠近邊緣的位置上，再由電路板背面延伸出兩支電源接腳6、6a，上述元件組合成一主體后，以封膠50將該主體封裝在封膠50內(nèi)，接腳6、6a延伸并穿出封膠50的外部作為與電源連接之用，電源接腳6與電源的正極相接，電源接腳6a與電源的負(fù)極相接。
根據(jù)上述的構(gòu)造，請(qǐng)參閱圖3所示，虛線內(nèi)為升壓集成電路(IC)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)方塊圖，其中的接線腳51與電源接腳6相接，接線腳52與電源接腳6a相接，接線腳53與電容器14的正極端相接，接線腳54與電容器14的負(fù)極端相接，接線腳55與發(fā)光二極管晶片12的電流流入端相接；因?yàn)樾韫?yīng)給發(fā)光二極管晶片12的驅(qū)動(dòng)電壓為2.5至5伏特之間，如此才能使該發(fā)光二極管晶片12發(fā)光，所以先以震蕩電路20將電池的1.5伏特直流電壓做震蕩轉(zhuǎn)換成交流電，利用交流電經(jīng)過(guò)升壓變壓器可使電壓提升的原理，來(lái)作升壓的動(dòng)作；再以電壓調(diào)節(jié)電路30依據(jù)該發(fā)光二極管晶片12所需的驅(qū)動(dòng)電壓為基準(zhǔn)，將升壓后的電壓以時(shí)間為單位做不同比例的切割，切割后的電壓經(jīng)過(guò)電容器14的濾波可得到穩(wěn)定的直流輸出電壓，該直流輸出電壓為原輸入電壓的2至2.5倍，而達(dá)到發(fā)光二極管晶片12所需的驅(qū)動(dòng)電壓，不必再以串聯(lián)電池的方式來(lái)提升電壓，因此達(dá)到縮小體積的效果。
上述的升壓集成電路(IC)11還具有電壓調(diào)節(jié)的功能，不論電源電壓是高或是低于發(fā)光二極管晶片12的驅(qū)動(dòng)電壓，皆能將電壓調(diào)節(jié)至發(fā)光二極管晶片12所需的驅(qū)動(dòng)電壓范圍內(nèi)，且可維持穩(wěn)定的電壓與電流，使該LED產(chǎn)生較習(xí)知LED更高的亮度，而不需再加裝電路，因此可得到便于加工、組裝與降低成本的功效。
上述的升壓集成電路(IC)11，是將一種交換式電源電路制作成集成電路的形式，該交換式電源電路的工作原理如圖6所示，其中包括有振蕩電路20及電壓調(diào)節(jié)電路30，當(dāng)電源由接線腳51輸入后，晶體管22及晶體管23分別由電阻24、25獲得正向偏壓而導(dǎo)電，同時(shí)電容26及電容27亦分別經(jīng)電阻29及電阻28充電，由于晶體管22和晶體管23的特性不會(huì)完全相同，其中一個(gè)晶體管的電流增益若比另一個(gè)晶體管大，則此晶體管將先進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，在此假設(shè)晶體管22先導(dǎo)通，當(dāng)晶體管22導(dǎo)通時(shí)，其C-E極如同開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，此時(shí)電容27的正極端接在晶體管23的射極，電容27的負(fù)極端接在晶體管23的基極，使得晶體管23的B-E極之間形成反向偏壓而使其C-E極不導(dǎo)通，電容26則經(jīng)由電阻29及晶體管22的B-E極充電至與電源21相同的電壓而電容27則在放電，然而晶體管22導(dǎo)通的狀況不會(huì)永遠(yuǎn)維持下去，電容27經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的放電后，開(kāi)始反向充電，當(dāng)接點(diǎn)27a的電壓大于0.7伏特時(shí)，晶體管23的反向偏壓消失，此時(shí)晶體管23經(jīng)由電阻25獲得正向偏壓，而使得晶體管23由不導(dǎo)通轉(zhuǎn)成導(dǎo)通；晶體管23一導(dǎo)通，則晶體管23的C-E極如同開(kāi)關(guān)開(kāi)啟，因此晶體管22由電容26得一反向偏壓而關(guān)閉，此時(shí)電容27充電至與電源21相同的電壓而電容26放電，當(dāng)電容26放電完畢后，晶體管22的反向偏壓消失，開(kāi)始反向充電，當(dāng)接點(diǎn)26a的電壓大于0.7伏特時(shí)，晶體管22經(jīng)由電阻24獲得正向偏壓又開(kāi)始導(dǎo)通了；上述的晶體管22與晶體管23因交替導(dǎo)通而產(chǎn)生一交流電，該交流電經(jīng)過(guò)變壓器31的升壓與橋式整流器32的整流得成為一直流電，該直流電在經(jīng)過(guò)電容33的濾波使電壓平穩(wěn)，晶體管34的B極輸入由變壓器31傳送來(lái)的交流電，使晶體管34的C-E極間歇的導(dǎo)通，而使得晶體管34的E極輸出交流電以對(duì)電容器14做充放電的動(dòng)作，因此電容器14兩端的電壓就是該升壓集成電路(IC)11的輸出電壓，該輸出電壓由接線腳55輸出，其中穩(wěn)壓二極管36可使晶體管37的B極維持一固定電壓，當(dāng)升壓集成電路(IC)11的輸出電壓高于晶體管37的B極達(dá)0.7伏特時(shí)，會(huì)使晶體管37的C-E極導(dǎo)通且連帶使得晶體管38的B極有了電壓輸入，因此使得晶體管38的C-E極導(dǎo)通，晶體管38的C-E極導(dǎo)通后使得原本輸入至晶體管34的B極的交流電被導(dǎo)入地，因此晶體管34的C-E極不再導(dǎo)通，使得晶體管34的E極不再輸出交流電以對(duì)電容器14做充放電的動(dòng)作，如此升壓集成電(IC)11的輸出電壓開(kāi)始下降至不會(huì)使晶體管37的C-E極導(dǎo)通為止；再者，若輸入電壓較高而可直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管晶片12時(shí)，因?yàn)槎O管39只能單向?qū)ǎ噪娫纯梢酝ㄟ^(guò)二極管39并直接由接線腳55輸出而不必做升壓的動(dòng)作；據(jù)上述的構(gòu)造，使得該升壓集成電路(IC)11能得到提升電壓與電壓調(diào)整的功能。
請(qǐng)參閱圖4、圖5所示，還可在電路板13正面中央的位置上，設(shè)置一個(gè)以上不同色彩的發(fā)光二極管晶片12，另外加上閃爍控制集成電路(IC)11a設(shè)置在電路板13的背面，利用該集成電路(IC)11a，可使諸發(fā)光二極管晶片12輪流或同時(shí)閃爍以達(dá)到單一LED即具多色閃爍的效果，是本實(shí)用新型又一優(yōu)點(diǎn)。
上述的閃爍控制集成電路(IC)11a，其內(nèi)部電路類(lèi)似于圖6中的振蕩電路20(請(qǐng)參考7圖所示)，其工作原理也與振蕩電路20相同，因?yàn)樵撻W爍控制集成電路(IC)11a中的晶體管22與晶體管23的交替導(dǎo)通，使得發(fā)光二極管晶片12產(chǎn)生輪流或同時(shí)閃爍的動(dòng)作。
綜合以上所述，本實(shí)用新型的低電壓驅(qū)動(dòng)型高亮度LED確實(shí)能達(dá)到以低電壓驅(qū)動(dòng)得到高亮度與單一LED即具多色閃爍的效果，并且達(dá)到縮小體積、便于零件加工、組裝與降低成本的功能與目的；本實(shí)用新型能符合專(zhuān)利法所規(guī)定的實(shí)用性與創(chuàng)造性的要求；另外，本創(chuàng)作所述的構(gòu)造，于本實(shí)用新型提出申請(qǐng)前未有相同的構(gòu)造公開(kāi)使用或見(jiàn)于刊物，本實(shí)用新型因而具有新穎性。申請(qǐng)人依專(zhuān)利法的規(guī)定，提出實(shí)用新型專(zhuān)利的申請(qǐng)，并懇請(qǐng)?jiān)缛召n準(zhǔn)本實(shí)用新型專(zhuān)利。
權(quán)利要求1.一種低電壓驅(qū)動(dòng)型高亮度LED，主要是由封膠形成一柱狀燈座本體，其內(nèi)設(shè)有發(fā)光構(gòu)件，同時(shí)自其內(nèi)伸出有兩支或以上的腳；其特征在于封膠內(nèi)設(shè)有一電路板，在該電路板的反面設(shè)有升壓集成電路(IC)和閃爍控制集成電路(IC)并于該電路板的正面設(shè)有一個(gè)以上發(fā)光二極管晶片，利用該升壓集成電路(IC)內(nèi)部的振蕩電路與電壓調(diào)節(jié)電路作升壓，再以電容器作為電壓濾波之用，將電壓調(diào)整為發(fā)光二極管晶片所需的正常工作電壓，使諸發(fā)光二極管晶片能以較低的電壓驅(qū)動(dòng)并提高其亮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電壓驅(qū)動(dòng)型高亮度LED，其特征在于所述的該電路板反面所設(shè)置的閃爍控制集成電路(IC)可使一個(gè)以上不同色彩的發(fā)光二極管晶片輪流或同時(shí)閃爍，以達(dá)到單一LED即具多色閃爍的效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電壓驅(qū)動(dòng)型高亮度LED，其特征在于所述的發(fā)光二極管晶片為一種未經(jīng)封裝的微晶片，該微晶片直接固定于電路板上再打線封裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電壓驅(qū)動(dòng)型高亮度LED，其特征在于所述的發(fā)光二極管晶片為一種封裝成型的發(fā)光二極管單元，該發(fā)光二極管單元以表面黏著(SMD)的方式固定于電路板上再封裝。
專(zhuān)利摘要一種低電壓驅(qū)動(dòng)型高亮度發(fā)光二極管(LowEmitting Diode；LED)，指可用于與習(xí)知LED的最低驅(qū)動(dòng)電壓相比更低的電壓驅(qū)動(dòng)，且亮度比習(xí)知LED更高。其特征在于封膠內(nèi)的底部設(shè)有一電路板，在該電路板的底部整合有電壓升壓與閃爍控制功能集成電路(IC)，并于該電路板上設(shè)有一個(gè)以上發(fā)光二極管晶片，使該一個(gè)以上發(fā)光二極管晶片能以較低的電源電壓驅(qū)動(dòng)，并且產(chǎn)生高亮度光彩與單一LED即能具多色閃爍的功能，而達(dá)到縮小體積、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)及使用方便的效果。
文檔編號(hào)H05B37/02GK2643600SQ0327637
公開(kāi)日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2003年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月18日
發(fā)明者唐依宸 申請(qǐng)人:唐依宸