CN111885785A - 一种提高led发光效率的电路结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高LED发光效率的电路结构及方法，针对现有技术中光效低的问题提出本方案。SMD灯珠包括SMD支架，SMD支架上设有N(N≥1)个以上的GaN基蓝光LED芯片，GaN基蓝光LED芯片的正负极分别通过金线焊接引出SMD支架底部形成接线端子，SMD支架设有封装所有GaN基蓝光LED芯片的荧光粉涂层；还包括一串接在SMD灯珠和驱动单元之间的限流元件或者采用LED驱动电源输出的恒流源用于驱动SMD灯珠，设定灯珠工作电流降低至芯片额定电流的45％以下，使得光效提高30％以上。优点在于，提高LED光源的发光效率，提高电光转换效率，延长LED的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED电路结构及方法。
背景技术
发光二极管LED作为一种新型的固态照明器件，理论上可以达到超高的发光效率，超长的发光寿命(10万小时以上)。同时还拥有绿色环保，响应速度快，体积小，色彩丰富等优点，是第三代照明光源理想与可靠的选择。GaN基LED发光效率是固态照明走向通用照明的致胜法宝。
光效是指光源所发出的总光通量与该光源所消耗的电功率(瓦)的比值，称为该光源的光效，单位是流明/瓦(lm/W)，是评价电光源用电效率最主要的技术参数。发光效率值越高，表明照明器材将电能转化为光能的能力越强，即在提供同等亮度的情况下，该照明器材的节能性越强。在同等功率下，该照明器材的照明性越强，即亮度越大。LED已经在固态照明领域展示了巨大的应用前景，然而现阶段实际应用中，LED电路结构都是驱动单元直接对LED输出额定电流使其工作。光源光效只有150lm/W左右，若想进一步的推广，还需进一步提高其发光效率，降低能量消耗，提高经济效益。
发明内容
本发明目的在于提供一种提高LED发光效率的电路结构，以解决上述现有技术存在的问题。
本发明所述的一种提高LED发光效率的电路结构，包括SMD灯珠和驱动单元；
所述驱动单元用于输出所述SMD灯珠的额定电流；
所述的SMD灯珠包括SMD支架，所述SMD支架上设有N(N≥1)个GaN基蓝光LED芯片，GaN基蓝光LED芯片的正负极分别通过金线焊接引出SMD支架底部形成接线端子，所述的SMD支架设有封装所有GaN基蓝光LED芯片的荧光粉涂层；
其特征在于，所述限流元件串接在所述SMD灯珠和驱动单元之间，该限流元件可直接替换成LED驱动电源输出的恒流源用于驱动SMD灯珠。
所述限流元件为限流电阻，或采用LED驱动电源输出的恒流源。
所述GaN基蓝光LED芯片N(N≥1)为多个，各GaN基蓝光LED芯片为串联和/或并联。
利用如上所述电路结构实现SMD灯珠的工作电流低于LED芯片的额定电流。所述工作电流降低至芯片额定电流的45％以下，可以让LED光效提高30％以上。
本发明所述的一种提高LED发光效率的电路结构及方法，其优点在于，提高LED光源的发光效率，提高电光转换效率，有益效果有几个方面：(1)避免芯片在大电流情况下工作，提高LED的抗光衰能力和热稳定性；(2)光源光效高，灯珠发光强度高，功率密度高，光强输出强，能够有效提高能量利用率，达到节能减排的效果；(3)通过新的电路结构，可以延长LED光源的寿命。
附图说明
图1是本发明所述提高LED发光效率的电路结构的俯视。
图2是本发明所述提高LED发光效率的电路结构的仰视图。
图3是光效随电流变化曲线图。
附图标记：1-SMD支架、2-GaN基蓝光LED芯片、3-金线、4-荧光粉涂层。
具体实施方式
本发明所述一种提高LED发光效率的方法利用如下电路结构实现SMD灯珠的工作电流低于额定电流。优选地，所述工作电流降低至芯片额定电流的45％以下。
如图1-2所示，本发明所述的一种提高LED发光效率的电路结构包括SMD灯珠和驱动单元。所述驱动单元用于输出所述SMD灯珠的额定电流。所述的SMD灯珠包括SMD支架，所述SMD支架上设有N(N≥1)个GaN基蓝光LED芯片，GaN基蓝光LED芯片的正负极分别通过金线引出SMD支架底部形成接线端子，所述的SMD支架设有封装所有GaN基蓝光LED芯片的荧光粉涂层。还包括一串接在所述SMD灯珠和驱动单元之间的限流元件。利用所述限流元件使得实际工作电流低于所述额定电流。所述限流元件为限流电阻或采用LED驱动电源输出的恒流源。
所述GaN基蓝光LED芯片为多个，各GaN基蓝光LED芯片为串联和/或并联。
采用SMD支架，支架里面放数量N(N≥1)个额定功率为0.2W或0.5W或0.75W或1W等等的GaN基蓝光LED芯片。GaN基蓝光LED芯片可采用不同的连接方式，如串联与/或并联的组合方式。在封装过程中，利用金线对芯片和管脚进行键合，以及进行荧光粉涂布形成SMD灯珠。
如下表所示，0.5W芯片的额定电流为150mA，从数据可以看出GaN基LED芯片的光电参数与电流之间的关系，在额定大电流工作下，光源光效仅为150lm/W左右，而且使用寿命也大打折扣。根据电流和光效的相互影响的关系，如图3所示，本发明采用小于额定电流的电流驱动SMD灯珠进行工作，使每一芯片在实际工作时的工作电流降低到额定电流的45％以下进行使用，通过实验测试发现LED光源的光效(lm/W)提高了30％以上。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种提高LED发光效率的电路结构，包括SMD灯珠和驱动单元；
所述驱动单元和限流元件用于输出所述SMD灯珠的工作电流；
所述的SMD灯珠包括SMD支架(1)，所述SMD支架上设有N(N≥1)个GaN基蓝光LED芯片(2)，GaN基蓝光LED芯片的正负极分别通过金线焊接(3)引出SMD支架底部形成接线端子，形成灯珠的正负极，所述的SMD支架设有封装所有GaN基蓝光LED芯片的荧光粉涂层(4)；
其特征在于，所述限流元件串接在所述SMD灯珠和驱动单元之间，该限流元件可直接替换成LED驱动电源输出的恒流源用于驱动SMD灯珠。
2.根据权利要求1所述提高LED发光效率的电路结构，其特征在于，所述限流元件为限流电阻或采用LED驱动电源输出的恒流源。
3.根据权利要求1所述提高LED发光效率的电路结构，其特征在于，所述GaN基蓝光LED芯片数量为N，且N≥1，各GaN基蓝光LED芯片为串联和/或并联。
4.一种提高LED发光效率的方法，其特征在于，利用如权利要求1-3任一所述电路结构实现SMD灯珠的工作电流低于LED芯片的额定电流。
5.根据权利要求4所述提高LED发光效率的方法，其特征在于，所述LED光源工作电流降低至芯片额定电流的45％以下，使得光效提高30％以上。
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