定電流晶片封裝體以及以交流電驅動的發光二極體燈具的製作方法
2023-05-05 04:44:06
專利名稱：定電流晶片封裝體以及以交流電驅動的發光二極體燈具的製作方法
技術領域：
本實用新型有關一種定電流晶片封裝體以及發光二極體燈具，特別是一種定電流 晶片封裝體以及以交流電驅動的發光二極體燈具。
背景技術：
發光二極體(light-emitting diode,LED)具有體積小、使用壽命長以及省電等優 點，因此發光二極體已廣泛應用於多種照明以及裝飾等用途。一種現有的以直流電驅動的 發光二極體模塊需要整流電路或電源轉換器，以將交流電源轉換為直流電源。由於整流電 路或電源轉換器都需要較大的印刷電路板，因此以直流電驅動的發光二極體模塊的體積較 大，成本也較高。另一種現有的以交流電驅動的發光二極體模塊是將至少兩個發光二極體以相反 方向並聯連接，並在發光二極體以及交流電源之間串接電阻。如此，在交流電的第一半周期 時驅動同一方向的發光二極體，而在交流電的第二半周期時驅動相反方向的發光二極體。 由於電路結構簡單，因此，相比於以直流電驅動的發光二極體模塊，以交流電驅動的發光二 極管模塊的體積以及成本都較小。然而，如果將交流電源直接施加於發光二極體模塊上，可能因交流電源的突波而 燒毀發光二極體。雖然採用較高阻值的電阻可以限制電流的最大值從而提供較高的保護， 但高阻值的電阻會有較高比例的功率被轉換為熱而浪費，而且，較低的電流使得發光二極 管的發光效率較差。此外，電流的大小會隨著電壓的變化而改變，因此不易有效地控制發光
二極體的亮度。綜上所述，如何提供穩定的電流，從而避免以交流電驅動的發光二極體模塊燒毀 便是目前極需努力的目標。
實用新型內容本實用新型提供一種定電流晶片封裝體以及以交流電驅動的發光二極體燈具，其 是在交流電源和發光二極體之間設置定電流裝置，從而限制施加於發光二極體的電流的最 大值，由此保護髮光二極體。本實用新型的一個實施例的以交流電驅動的發光二極體燈具包括至少一個第一 定電流裝置、至少一個第二定電流裝置以及至少一個第一發光二極體負載。第一定電流裝 置的一端與交流電的第一連接端相連接。第一定電流裝置包括第一定電流電路以及與該第 一定電流電路並聯的第一保護電路，其中第一定電流電路允許交流電的第一半周期的電流 通過，第一保護電路允許交流電的第二半周期的電流通過。第二定電流裝置的一端與交流 電的第二連接端相連接。第二定電流裝置包括第二定電流電路以及與該第二定電流電路並 聯的第二保護電路，其中第二定電流電路允許交流電的第二半周期的電流通過，第二保護 電路允許交流電的第一半周期的電流通過。第一發光二極體負載則串接於第一定電流裝置 以及第二定電流裝置之間。[0008]本實用新型的另一實施例的定電流晶片封裝體能夠應用於以交流電驅動的發光 二極體燈具。定電流晶片封裝體包括第一承座、第一定電流晶粒、第二承座、第二定電流晶 粒以及封裝體。第一承座以及第二承座具有獨立的電性。第一定電流晶粒以及第二定電流 晶粒分別設置且電連接於第一承座和第二承座；其中，第一定電流晶粒包括前述第一定電 流電路以及第一保護電路；第二定電流晶粒包括前述第二定電流電路以及第二保護電路。 封裝體則包覆第一定電流晶粒以及第二定電流晶粒。以下，將通過具體實施例配合所附的附圖詳加說明，從而能夠更容易了解本實用 新型的目的、技術內容、特點及其所達成的功效。
圖Ia為一示意圖，顯示本實用新型的實施例的以交流電驅動的發光二極體燈具。圖Ib為一示意圖，顯示本實用新型的實施例的定電流裝置。圖2a至圖2d為一示意圖，顯示本實用新型的實施例的發光二極體負載。圖3a以及圖3b為一示意圖，顯示本實用新型的實施例的以交流電驅動的發光二 極管燈具。圖4至圖7為一示意圖，顯示本實用新型多個實施例的以交流電驅動的發光二極 管燈具。主要組件符號說明1 發光二極體燈具11 第一定電流裝置111第一定電流電路112第一保護電路12 第二定電流裝置121第二定電流電路122第二保護電路13第一發光二極體負載131第一發光二極體132第二發光二極體13a、13b、13c 發光二極體14第二發光二極體負載15 電源接點16連接器17突波吸收器ACl交流電的第一連接端AC2交流電的第二連接端C 控制電路D 極管Il第一半周期的電流12第二半周期的電流[0037]M 金屬氧化物半導體場效電晶體具體實施方式
請參照圖la，本實用新型一個實施例的以交流電驅動的發光二極體燈具1包括至 少一個第一定電流裝置11、至少一個第二定電流裝置12以及至少一個第一發光二極體負 載13，其串接於第一定電流裝置11以及第二定電流裝置12之間。該第一定電流裝置11的 一端與交流電的第一連接端ACl相連接，用以限制在交流電的第一半周期(例如正半周期) 施加於第一發光二極體負載13的電流的最大值。第二定電流裝置12的一端與交流電的第 二連接端AC2相連接。同理，第二定電流裝置12用以限制在交流電的第二半周期(例如負 半周期)施加於第一發光二極體負載13的電流的最大值。第一定電流裝置11包括第一定電流電路111以及與該第一定電流電路111並聯 連接的第一保護電路112。該第一定電流電路111允許交流電的第一半周期的電流Il通 過，而第一保護電路112則允許交流電的第二半周期的電流12通過。第二定電流裝置12 包括第二定電流電路121以及與該第二定電流電路121並聯連接的第一保護電路122。第 二定電流電路121允許交流電的第二半周期的電流12通過，而第二保護電路122則允許交 流電的第一半周期的電流Il通過。舉例而言，第一保護電路112可以是二極體。當交流電的第一連接端ACl處於正極 性時，節點VAl的電壓大於節點VBl的電壓，亦即第一保護電路112處於逆向偏壓，其可視 為斷路；而節點VA2的電壓小於節點VB2的電壓，亦即第二保護電路122處於順向偏壓，電 流可大量通過。而第一定電流電路111限制通過電流的最大值，因此，通過整個迴路的電流 可得到控制，第一發光二極體負載13因而得到保護。相反地，當交流電的第一連接端ACl處 於負極性時，節點VAl的電壓小於節點VBl的電壓，亦即第一保護電路112處於順向偏壓； 而節點VA2的電壓大於節點VB2的電壓，亦即第二保護電路122處於逆向偏壓。由於第二 定電流電路121的限流作用，通過整個迴路的電流仍可得到控制，第一發光二極體負載13 因而得到保護。請參照圖lb，在一個實施例中，定電流電路可包括金屬氧化物半導體場效電晶體 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, M0SFET)M 以及控制電路 C。控 制電路C可以控制金屬氧化物半導體場效電晶體M導通或斷開。金屬氧化物半導體場效晶 體管M的寄生二極體D並聯連接於金屬氧化物半導體場效電晶體M的源極以及漏極，寄生 二極體D可作為保護電路。根據此結構，當節點VA的電壓大於節點VB的電壓時，控制電路 C控制金屬氧化物半導體場效電晶體M導通，而二極體D處於逆向偏壓，因此電流經由金屬 氧化物半導體場效電晶體M流向節點VB。由於金屬氧化物半導體場效電晶體M的組件特 性，通過電流的最大值即可受到限制。需注意的是，作為保護電路的二極體D也能夠以外掛 的二極體、靜電放電保護組件、金屬氧化物半導體場效電晶體或雙極結型電晶體(Bipolar Junction Transistor, BJT)等組件加以實現。需要注意的是，第一定電流裝置11和第二定電流裝置12可以是兩個獨立封裝的 集成電路。但不限於此，第一定電流裝置11和第二定電流裝置12也可以是包括兩個獨立 集成電路的單一封裝體。舉例而言，定電流晶片封裝體包括第一承座、第一定電流晶粒、第 二承座、第二定電流晶粒以及封裝體。該第一承座以及第二承座具有獨立的電性。第一定電流晶粒包括第一定電流電路以及第一保護電路。第二定電流晶粒包括第二定電流電路以 及第二保護電路。第一定電流晶粒以及第二定電流晶粒分別設置並電連接於第一承座以及 第二承座。封裝體則包覆第一定電流晶粒以及第二定電流晶粒。在一個實施例中，第一承 座和/或第二承座是導線架或基板。在一個實施例中，能夠以多種方式加以實現第一發光二極體負載13。舉例而言，第 一發光二極體負載13包括第一發光二極體131以及與第一發光二極體131反向並聯的第 二發光二極體132，如圖2a所示。當節點VBl的電壓大於節點VB2的電壓時，第一發光二 極管131處於順向偏壓，第二發光二極體132處於逆向偏壓，因此電流經由第一發光二極體 131流向節點VB2，使得第一發光二極體131發光。反之，當節點VB 1的電壓小於節點VB2 之電壓時，第一發光二極體131處於逆向偏壓，第二發光二極體132處於順向偏壓，因此電 流經由第二發光二極體132流向節點VB 1，使得第二發光二極體132發光。將圖2a所示的發光二極體模塊串接，可得到圖2b所示的發光二極體模塊。同理， 當節點VBl的電壓大於節點VB2的電壓時，第一發光二極體131處於順向偏壓而發光。當 節點VB 1的電壓小於節點VB2的電壓時，第二發光二極體132處於順向偏壓而發光。請參照圖2c，在一個實施例中，第一發光二極體負載13包括多個彼此串接的第一 發光二極體131以及多個彼此串接的第二發光二極體132。串接的第一發光二極體131與 串接的第二發光二極體132反向並聯。當節點VBl的電壓大於節點VB2的電壓時，第一發 光二極體131處於順向偏壓而發光。當節點VBl的電壓小於節點VB2的電壓時，第二發光 二極體132處於順向偏壓而發光。請參照圖2d，在一個實施例中，第一發光二極體負載13包括多個橋式連接的發光 二極體13a、13b、13c。當節點VBl的電壓大於節點VB2的電壓時，發光二極體13a以及13c 處於順向偏壓而發光。當節點VBl的電壓小於節點VB2的電壓時，發光二極體13b以及13c 處於順向偏壓而發光。需要注意的是，發光二極體13c不限於一個，而可為多個。請參照圖3a，在一個實施例中，本實用新型的發光二極體燈具可包括多個串接的 第一定電流裝置11和/或多個串接的第二定電流裝置12。串接多個定電流裝置可增加本 實用新型的發光二極體燈具的耐電壓能力。請參照圖3b，在一個實施例中，本實用新型的發 光二極體燈具可包括多個並聯連接的第一定電流裝置11和/或多個並聯連接的第二定電 流裝置12。並聯連接多 定電流裝置可增加電流的大小。請參照圖4，在一個實施例中，本實用新型的發光二極體燈具還包括至少一個第二 發光二極體負載14，其可串接於第一定電流裝置11以及交流電的第一連接端ACl之間，和 /或串接於第二定電流裝置12以及交流電的第二連接端AC2之間。請參照圖5，在一個實施例中，多個本實用新型的發光二極體燈具可並聯連接在一 起，以提供較大面積的光源。請參照圖6，在另一個實施例中，本實用新型的發光二極體燈具 包括電源接點15以及連接器16。電源接點15用以與交流電的第一連接端以及第二連接端 連接。或者電源接點15可與另一本實用新型的發光二極體燈具的連接器16連接。在一個 應用例中，圖6所示的實施例可有效延長本實用新型的發光二極體燈具的長度，以適應各 種裝飾用途。需要注意的是，本實用新型的發光二極體燈具的電源接點可根據燈具的型式 而加以變化。舉例而言，電源接點可以是插頭、螺旋式接頭或針腳式接頭。請參照圖7，在一個實施例中，本實用新型的發光二極體燈具可包括突波吸收器17，其一端連接於第一定電流裝置11以及交流電的第一連接端ACl之間，另一端連接於第 二定電流裝置12以及交流電的第二連接端AC2之間。突波吸收器17可在交流電源產生突 波或靜電放電發生時，箝制交流電的第一連接端ACl以及交流電的第二連接端AC2之間的 電壓陡升。綜合上述，本實用新型的定電流晶片封裝體以及以交流電驅動的發光二極體燈具 是在交流電源的第一連接端/第二連接端以及發光二極體之間設置定電流裝置，由此限制 施加於發光二極體的電流的最大值。因此，本實用新型的發光二極體燈具可避免發光二極 管因過大的電流而燒毀，且具有較佳的能源使用效率。以上所述的實施例僅僅是為說明本實用新型的技術思想及特點，其目的在使本領 域技術人員能夠了解本實用新型的內容並據以實施，而不能限定本實用新型的保護範圍； 而是，凡根據本實用新型所揭示的精神所做的變化或修飾，仍應理解為涵蓋在本實用新型 的專利範圍內。
權利要求一種以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於，包括至少一個第一定電流裝置，其一端與交流電的第一連接端相連接，該第一定電流裝置包括第一定電流電路，其允許所述交流電的第一半周期的電流通過；以及第一保護電路，其與所述第一定電流電路並聯，且允許所述交流電的第二半周期的電流通過；至少一個第二定電流裝置，其一端與所述交流電的第二連接端相連接，該第二定電流裝置包括第二定電流電路，其允許所述交流電的第二半周期的電流通過；以及第二保護電路，其與所述第二定電流電路並聯，且允許所述交流電的第一半周期的電流通過；以及至少一個第一發光二極體負載，其串接於所述第一定電流裝置以及所述第二定電流裝置之間。
2.如權利要求1所述的以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於，還包括至少一個第二發光二極體負載，其串接於所述第一定電流裝置以及所述交流電的所述 第一連接端之間。
3.如權利要求1所述的以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於，還包括至少一個第二發光二極體負載，其串接於所述第二定電流裝置以及所述交流電的所述 第二連接端之間。
4.如權利要求1所述的以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於，所述第一定電 流裝置為多個，且所述多個第一定電流裝置實質上串聯或並聯。
5.如權利要求1所述的以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於，所述第二定電 流裝置為多個，且所述多個第二定電流裝置實質上串聯或並聯。
6.如權利要求1所述的以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於，所述第一定電 流電路包括金屬氧化物半導體場效電晶體以及控制電路，其中該控制電路控制該金屬氧化 物半導體場效電晶體導通或斷開；所述第一保護電路為該金屬氧化物半導體場效電晶體的 寄生二極體。
7.如權利要求1所述的以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於，所述第二定電 流電路包括金屬氧化物半導體場效電晶體以及控制電路，其中該控制電路控制該金屬氧化 物半導體場效電晶體導通或斷開；所述第二保護電路為該金屬氧化物半導體場效電晶體的寄生二極體。
8.如權利要求1所述的以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於，所述第一保護 電路包括外掛的二極體、靜電放電保護組件、金屬氧化物半導體場效電晶體或雙極結型電晶體。
9.如權利要求1所述的以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於，所述第二保護 電路包括外掛的二極體、靜電放電保護組件、金屬氧化物半導體場效電晶體或雙極結型電晶體。
10.如權利要求1所述的以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於，還包括突波吸 收器，其一端連接於所述第一定電流裝置以及所述交流電的第一連接端之間，另一端連接於所述第二定電流裝置以及所述交流電的第二連接端之間。
11.如權利要求1所述的以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於，所述第一發光 二極體負載包括第一發光二極體；以及第二發光二極體，其與該第一發光二極體反向並聯。
12.如權利要求1所述的以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於，所述第一發光 二極體負載包括多個彼此串接的發光二極體模塊，該發光二極體模塊包括第一發光二極體；以及第二發光二極體，其與該第一發光二極體反向並聯。
13.如權利要求1所述的以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於，所述第一發光 二極體負載包括多個第一發光二極體，其彼此串接；以及多個第二發光二極體，其彼此串接，並與串接的所述多個第一發光二極體反向並聯。
14.如權利要求1所述的以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於，所述第一發光 二極體負載包括多個橋式連接的發光二極體。
15.如權利要求1所述的以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於，所述第一定電 流裝置以及所述第二定電流裝置是兩個獨立封裝的集成電路，或者是包括兩個獨立集成電 路的單一封裝體。
16.如權利要求1所述的以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於，還包括電源接 點，其為插頭、螺旋式接頭或針腳式接頭。
17.如權利要求1所述的以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於，還包括連接器 以及電源接點，該電源接點用以與交流電的所述第一連接端以及第二連接端連接，或者與 另一交流電驅動的發光二極體燈具的連接器連接。
18.一種定電流晶片封裝體，其應用於以交流電驅動的發光二極體燈具，其特徵在於， 包括第一承座；第一定電流晶粒，其設置於該第一承座並與該第一承座電性連接，該第一定電流晶粒 包括第一定電流電路，其允許交流電的第一半周期的電流通過；以及第一保護電路，其與所述第一定電流電路並聯，且允許交流電的第二半周期的電流通過；第二承座，其相對於所述第一承座具有獨立的電性；第二定電流晶粒，其設置於所述第二承座並與所述第二承座電性連接，該第二定電流 晶粒包括第二定電流電路，其允許交流電的第二半周期的電流通過；以及第二保護電路，其與所述第二定電流電路並聯，且允許交流電的第一半周期的電流通 過；以及封裝體，其包覆所述第一定電流晶粒以及所述第二定電流晶粒。
19.如權利要求18所述的定電流晶片封裝體，其特徵在於，所述第一承座和/或所述第二承座是導線架或基板。
20.如權利要求18所述的定電流晶片封裝體，其特徵在於，所述第一定電流電路和/或 該第二定電流電路包括金屬氧化物半導體場效電晶體以及控制電路，其中該控制電路控制 該金屬氧化物半導體場效電晶體導通或斷開。
21.如權利要求18所述的定電流晶片封裝體，其特徵在於，所述第一保護電路和/或該 第二保護電路為所述定電流電路的寄生二極體、外掛的二極體、靜電放電保護組件、金屬氧 化物半導體場效電晶體或雙極結型電晶體。
專利摘要一種以交流電驅動的發光二極體燈具，包括至少一個第一定電流裝置、至少一個第二定電流裝置以及至少一個發光二極體負載。第一定電流裝置的一端與交流電的第一連接端相連接。第二定電流裝置的一端與交流電的第二連接端相連接。發光二極體負載則串接於第一定電流裝置以及第二定電流裝置之間。通過第一定電流裝置以及第二定電流裝置的限流作用，可保護該發光二極體。
文檔編號H05B37/00GK201657388SQ20102000122
公開日2010年11月24日 申請日期2010年1月8日 優先權日2010年1月8日
發明者連慧華, 陳盈佳 申請人:陳盈佳