專利名稱：發(fā)光二極管照明裝置及降低其發(fā)熱功率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管照明裝置及降低該發(fā)光二極管照明裝置發(fā)熱功率的方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED， Light Emitting Diode)作為一種半導(dǎo)體光源，以其亮度高、工作電壓低、功耗小、易與集成電路匹配、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，從而可作為光源而廣泛應(yīng)用于照明領(lǐng)域，可參見Jos印h Bielecki等人在文獻(xiàn)23rd IEEE SEMI-THERM Symposium中的Thermal Considerations for LED Components in an Automotive Lamp^^文。
一般而言，較高的溫度會(huì)影響LED的發(fā)光效率并且其壽命也會(huì)明顯縮短；另一方面，半導(dǎo)體的電阻隨著溫度的升高而降低，滑落的電阻會(huì)帶來較大的電流從而產(chǎn)生更多的熱量，往往會(huì)加速破壞包含有LED的發(fā)光二極管照明裝置。
有鑒于此，提供一種具有低發(fā)熱功率的發(fā)光二極管照明裝置實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容
以下將以實(shí)施例說明一種具有低發(fā)熱功率的發(fā)光二極管照明裝置，及降低該發(fā)光二極管照明裝置發(fā)熱功率的方法。
一種發(fā)光二極管照明裝置，其包括一發(fā)光二極管光源， 一散熱裝置， 一溫度感測(cè)裝置，一電源及一脈沖調(diào)變控制器，該散熱裝置與該發(fā)光二極管光源熱連接；該溫度感測(cè)裝置與該發(fā)光二極管光源熱連接，用于感測(cè)該發(fā)光二極管光源的工作溫度；該電源與脈沖調(diào)變控制器電連接以向脈沖調(diào)變控制器提供電能；該脈沖調(diào)變控制器具有直流輸出模式和脈沖輸出模式，其與電源及發(fā)光二極管光源電連接，用于從電源獲取電能以向發(fā)光二極管光源供電，當(dāng)溫度感測(cè)裝置感測(cè)到的發(fā)光二極管光源的工作溫度大于或等于一溫度預(yù)設(shè)值時(shí)，該脈沖調(diào)變控制器采用脈沖輸出模式向發(fā)光二極管光源提供脈沖電流/電壓，當(dāng)溫度感測(cè)裝置感測(cè)到的發(fā)光二極管光源的工作溫度小于該溫度預(yù)設(shè)值時(shí)，該脈沖調(diào)變控制器采用直流輸出模式向發(fā)光二極管光源提供直流電流/電壓。
一種降低發(fā)光二極管照明裝置發(fā)熱功率的方法，該發(fā)光二極管照明裝置包括一發(fā)光二極管光源，該方法包括步驟感測(cè)該發(fā)光二極管光源的工作溫度；當(dāng)感測(cè)到的工作溫度大于或等于一溫度預(yù)設(shè)值時(shí)，向該發(fā)光二極管光源提供脈沖電流/電壓；當(dāng)感測(cè)到的工作溫度小于該溫度預(yù)設(shè)值時(shí)，向該發(fā)光二極管光源提供直流電流/電壓。
4與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述發(fā)光二極管照明裝置包括一具有直流輸出模式和脈沖輸出模式的 脈沖調(diào)變控制器，該發(fā)光二極管照明裝置工作過程中通過溫度感測(cè)裝置感測(cè)發(fā)光二極管光源 的工作溫度以與一溫度預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)發(fā)光二極管光源的工作溫度大于或等于該溫度預(yù) 設(shè)值時(shí)將該脈沖調(diào)變控制器變換至脈沖輸出模式，以降低發(fā)光二極管光源的發(fā)熱功率，從而 減少熱量的產(chǎn)生，避免溫度過高而影響發(fā)光二極管的發(fā)光效率和壽命，還可起到節(jié)能的作用


圖l是本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)光二極管照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)光二極管照明裝置的工作過程的工作原理圖。 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的溫度感測(cè)裝置間歇性感測(cè)溫度時(shí)發(fā)光二極管照明裝置的工作 原理圖。
圖4是為本發(fā)明實(shí)施例的脈沖調(diào)變控制器所具有的三個(gè)占空比不同的脈沖電流/電壓輸出 子模式所對(duì)應(yīng)的脈沖電流/電壓波形圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參照?qǐng)Dl，本發(fā)明第一實(shí)施例提供的發(fā)光二極管照明裝置10包括 一個(gè)發(fā)光二極管光 源ll， 一個(gè)散熱裝置12， 一個(gè)溫度感測(cè)裝置13， 一個(gè)電源14及一個(gè)脈沖調(diào)變控制器15。
該發(fā)光二極管光源11包括一個(gè)基板110及形成在該基板110上的至少一個(gè)發(fā)光二極管112 。該基板110內(nèi)部形成有與該至少一發(fā)光二極管112的正、負(fù)電極相連的線路(圖未示)，從而 發(fā)光二極管l 12可通過基板110內(nèi)部的線路從外界獲取發(fā)光所需的電能。
該散熱裝置12與基板110熱連接以用于散發(fā)由發(fā)光二極管112產(chǎn)生而傳導(dǎo)至基板110的熱 量。本實(shí)施例中，該散熱裝置12為設(shè)置在基板110的遠(yuǎn)離發(fā)光二極管112—側(cè)的散熱鰭片。
該溫度感測(cè)裝置13與發(fā)光二極管光源11熱連接，用于感測(cè)該發(fā)光二極管光源ll的工作溫 度。該溫度感測(cè)裝置13可設(shè)置在基板110或散熱裝置12上。本實(shí)施例中，該溫度感測(cè)裝置13 設(shè)置在基板110與散熱裝置12的連接處，從而與發(fā)光二極管112實(shí)現(xiàn)熱連接。該溫度感測(cè)裝置 13可為熱電偶。
該電源14為電流源或電壓源，其與脈沖調(diào)變控制器l5電連接以向脈沖調(diào)變控制器l5提供 電能。本實(shí)施例中，該電源14為直流電流源。
該脈沖調(diào)變控制器15通過基板110的內(nèi)部線路(圖未示)與發(fā)光二極管光源11電連接，其 可對(duì)從電源14獲取電能并供電給二極管光源11。該脈沖調(diào)變控制器15具有直流輸出模式以及 脈沖輸出模式。
5請(qǐng)一并參見圖2，以下具體說明該種發(fā)光二極管照明裝置10在工作過程降低發(fā)光二極管 光源ll的發(fā)熱功率的方法。
(a) 在該種發(fā)光二極管照明裝置10剛剛開始工作時(shí)，脈沖調(diào)變控制器15向發(fā)光二極管光 源ll持續(xù)提供直流電流/電壓，從而發(fā)光二極管光源ll產(chǎn)生的熱量逐步積累并經(jīng)由基板lio傳 導(dǎo)至散熱裝置12，該基板110及散熱裝置12的溫度逐步上升。
(b) 在該種發(fā)光二極管照明裝置10持續(xù)工作的過程中，所述溫度感測(cè)裝置13感測(cè)該發(fā)光 二極管光源11的工作溫度(即基板110及散熱裝置12的溫度)以與一溫度預(yù)設(shè)值T進(jìn)行比較，由 于發(fā)光二極管的最佳工作溫度應(yīng)不大于120攝氏度，因此該溫度預(yù)設(shè)值T可設(shè)定為120攝氏度 或小于120攝氏度(1)若發(fā)光二極管光源11的工作溫度低于120攝氏度，則脈沖調(diào)變控制器 15持續(xù)以直流輸出模式向發(fā)光二極管光源11提供直流電流/電壓。(2)若發(fā)光二極管光源11的 工作溫度高于或等于120攝氏度，則溫度感測(cè)裝置13產(chǎn)生一第一觸發(fā)信號(hào)并將該第一觸發(fā)信 號(hào)傳輸至脈沖調(diào)變控制器15，將該脈沖調(diào)變控制器15切換至脈沖輸出模式，以向發(fā)光二極管 光源ll提供脈沖電流/電壓。通常該脈沖的頻率高于或等于60赫茲，所以人眼難以察覺發(fā)光 二極管光源ll的閃爍，此刻由于發(fā)光二極管光源ll獲得的是脈沖電流/電壓，其發(fā)熱功率會(huì) 比脈沖調(diào)變控制器15處于直流輸出模式時(shí)小，從而發(fā)光二極管光源ll的工作溫度將會(huì)逐步下 降至等于甚至低于120攝氏度，此時(shí)溫度感測(cè)裝置13再產(chǎn)生一第二觸發(fā)信號(hào)并將該第二觸發(fā) 信號(hào)傳輸至脈沖調(diào)變控制器15，將該脈沖調(diào)變控制器15切換至直流輸出模式，以向發(fā)光二極 管光源l 1提供直流電流/電壓。
(c) 溫度感測(cè)裝置13繼續(xù)感測(cè)該發(fā)光二極管光源ll的工作溫度，以與溫度預(yù)設(shè)值T進(jìn)行比 較，重復(fù)上述步驟b。
后續(xù)的工作過程中即可不斷循環(huán)如(b)所述的溫度感測(cè)、判定及輸出模式的切換步驟， 從而在發(fā)光二極管光源l 1的工作溫度大于或等于該溫度預(yù)設(shè)值T時(shí)將該脈沖調(diào)變控制器13變 換至脈沖輸出模式，以降低發(fā)光二極管光源ll的發(fā)熱功率，從而減少熱量的產(chǎn)生，避免溫度 過高而影響發(fā)光二極管112的發(fā)光效率和壽命，還可起到節(jié)能的作用。
需要說明的是，該發(fā)光二極管照明裝置10的溫度感測(cè)裝置13也可以是間歇性工作的，即 該溫度感測(cè)裝置13每隔一預(yù)定時(shí)間間隔t對(duì)發(fā)光二極管光源l 1的工作溫度進(jìn)行一次感測(cè)，進(jìn) 而根據(jù)感測(cè)到的基板110及散熱裝置12的溫度間歇性地調(diào)整脈沖調(diào)變控制器15的輸出模式， 以減小發(fā)光二極管光源ll的發(fā)熱功率，其工作過程的邏輯控制圖可參見圖3。
進(jìn)一步的，所述脈沖調(diào)變控制器15的脈沖輸出模式還可包括三個(gè)輸出功率不同的子模式 ，例如占空比分別為70%、 50%、 30%的第一、第二、第三脈沖電流/電壓輸出子模式，如圖4所示。當(dāng)脈沖調(diào)變控制器15被切換至占空比為70%的第一脈沖電流/電壓輸出子模式并經(jīng)歷時(shí) 間間隔t后，若發(fā)光二極管光源11的工作溫度仍高于120攝氏度，則將脈沖調(diào)變控制器15切換 至占空比為50%的第二脈沖電流/電壓輸出子模式，以更大程度的降低發(fā)光二極管光源ll的發(fā) 熱功率，若再經(jīng)歷一時(shí)間間隔t后，發(fā)光二極管光源11的工作溫度仍高于120攝氏度，則將脈 沖調(diào)變控制器15切換至占空比為30%的第三脈沖電流/電壓輸出子模式。當(dāng)然，所述脈沖電流 /電壓輸出子模式也不局限為三個(gè)，其還可以是兩個(gè)、四個(gè)、五個(gè)甚至更多。
考慮到脈沖電流/電壓的占空比較小的情況下，發(fā)光二極管照明裝置l0的亮度可能變化 較大，還可通過如下方案來解決采用脈沖調(diào)變控制器15控制基板110上的一部分發(fā)光二極 管ll，而基板110上另一部分發(fā)光二極管ll則始終通過直流電流/電壓供電，從而在適當(dāng)降低 部分發(fā)光二極管ll發(fā)熱功率以降低溫度的同時(shí)，利用另外一部分發(fā)光二極管ll的發(fā)光來達(dá)到 最小限度的亮度變化。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可于本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，如適當(dāng)變更發(fā)光二極管光源的 結(jié)構(gòu)，適當(dāng)變更脈沖輸出模式的子模式個(gè)數(shù)，適當(dāng)變更脈沖電流/電壓的占空比，適當(dāng)變更 溫度預(yù)設(shè)值T，適當(dāng)變更所述時(shí)間間隔t等以用于本發(fā)明等設(shè)計(jì)，只要其不偏離本發(fā)明的技術(shù) 效果均可。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種發(fā)光二極管照明裝置，其包括一發(fā)光二極管光源及一散熱裝置，該散熱裝置與該發(fā)光二極管光源熱連接，其特征在于，該發(fā)光二極管裝置還包括一溫度感測(cè)裝置，一電源及一脈沖調(diào)變控制器，該溫度感測(cè)裝置與該發(fā)光二極管光源熱連接，用于感測(cè)該發(fā)光二極管光源的工作溫度；該電源與脈沖調(diào)變控制器電連接以向脈沖調(diào)變控制器提供電能；該脈沖調(diào)變控制器具有直流輸出模式和脈沖輸出模式，其與電源及發(fā)光二極管光源電連接，用于從電源獲取電能以向發(fā)光二極管光源供電，當(dāng)溫度感測(cè)裝置感測(cè)到的發(fā)光二極管光源的工作溫度大于或等于一溫度預(yù)設(shè)值時(shí)，該脈沖調(diào)變控制器采用脈沖輸出模式向發(fā)光二極管光源提供脈沖電流/電壓，當(dāng)溫度感測(cè)裝置感測(cè)到的發(fā)光二極管光源的工作溫度小于該溫度預(yù)設(shè)值時(shí)，該脈沖調(diào)變控制器采用直流輸出模式向發(fā)光二極管光源提供直流電流/電壓。
2 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該發(fā)光二 極管光源進(jìn)一步包括一基板及形成在該基板上的至少一發(fā)光二極管，該溫度感測(cè)裝置設(shè)置在 該基板或散熱裝置上。
3 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該溫度感 測(cè)裝置每隔一預(yù)定時(shí)間間隔對(duì)該發(fā)光二極管光源的工作溫度進(jìn)行一次感測(cè)。
4 如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該脈沖調(diào) 變控制器的脈沖輸出模式包括第一脈沖輸出子模式及占空比小于第一脈沖輸出子模式的第二 脈沖輸出子模式，在脈沖調(diào)變控制器以第一脈沖輸出子模式向發(fā)光二極管光源供電的過程中 ，若該溫度感測(cè)裝置隔一預(yù)定時(shí)間間隔后感測(cè)到的發(fā)光二極管光源的工作溫度仍高于溫度預(yù) 設(shè)值，則該脈沖調(diào)變控制器切換至第二脈沖輸出子模式。
5 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該溫度感 測(cè)裝置為熱電偶。
6. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該溫度預(yù) 設(shè)值小于或等于120攝氏度。
7. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該脈沖調(diào) 變控制器以脈沖輸出模式供電時(shí)，其提供的脈沖電流/電壓的頻率高于或等于60赫茲。
8. 一種降低發(fā)光二極管照明裝置發(fā)熱功率的方法，該發(fā)光二極管照 明裝置包括一發(fā)光二極管光源，該方法包括步驟 感測(cè)該發(fā)光二極管光源的工作溫度；當(dāng)感測(cè)到的工作溫度大于或等于一溫度預(yù)設(shè)值時(shí)，向該發(fā)光二極管光源提供一第一脈 沖電流/電壓；當(dāng)感測(cè)到的工作溫度小于該溫度預(yù)設(shè)值時(shí)，向該發(fā)光二極管光源提供直流電流/電壓。
9. 如權(quán)利要求8所述的降低發(fā)光二極管照明裝置發(fā)熱功率的方法，其特征在于，該感測(cè)該發(fā)光二極管光源的工作溫度的步驟每隔一預(yù)定時(shí)間間隔進(jìn)行一次。
10. 如權(quán)利要求9所述的降低發(fā)光二極管照明裝置發(fā)熱功率的方法，其特征在于，在向發(fā)光二極管光源提供第一脈沖電流/電壓的過程中，若隔一預(yù)定時(shí)間間隔后感測(cè)到的發(fā)光二極管光源的工作溫度仍高于溫度預(yù)設(shè)值，則向發(fā)光二極管光源提供一占空比小于第一脈沖電流/電壓的第二脈沖電流/電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管照明裝置，其包括一發(fā)光二極管光源，一散熱裝置，一溫度感測(cè)裝置，一電源及一脈沖調(diào)變控制器。該脈沖調(diào)變控制器具有直流輸出模式和脈沖輸出模式，該溫度感測(cè)裝置用于感測(cè)發(fā)光二極管光源的工作溫度，當(dāng)溫度感測(cè)裝置感測(cè)到的發(fā)光二極管光源的工作溫度大于或等于該溫度預(yù)設(shè)值時(shí)將該脈沖調(diào)變控制器變換至脈沖輸出模式以輸出脈沖電流/電壓，以降低發(fā)光二極管光源的發(fā)熱功率。本發(fā)明還提供一種降低發(fā)光二極管照明裝置發(fā)熱功率的方法。
文檔編號(hào)H05B37/02GK101498435SQ20081030027
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者王君偉, 賴志銘 申請(qǐng)人:富士邁半導(dǎo)體精密工業(yè)(上海)有限公司;沛鑫半導(dǎo)體工業(yè)股份有限公司