CN201935004U - 一种可调色温的白光led平面光源模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及LED照明技术领域，具体地说是一种可调色温的白光LED平面光源模块，其特征在于：电路基板从下至上依次设有反光层、LED光源模块、导光散光层；所述的LED光源模块为低色温LED光源模块单元和高色温LED光源模块单元依次间隔交错排列，并连接驱动电路控制单元；驱动电路控制单元设有电流调节装置。本实用新型同现有技术相比，色温可从低色温到高色温范围连续可调，且光强可调，照明舒适、节能环保，应用灵活；同时采用平面封装技术使得光源薄而轻，发光均匀柔和，且易于低成本规模化制造。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED照明技术领域，具体说是一种可调色温的白光LED平面光源模块。
背景技术
传统照明光源主要以白炽灯和气体放电灯为主。白炽灯，包括卤素灯，发光以低色温，即，暖光为主，照明时较为舒适，通过电流变化可调节发光强度，但因其发光效率低、功耗较大，将逐步被淘汰。气体放电灯，包括荧光灯、钠灯、汞灯等的发光效率较高，因在发光时需要高压和高频电场驱动，发光强度不易调节，同时因含汞有毒物质会造成环境污染，其应用也会受到限制。荧光灯的色温可通过荧光粉的配比调节可得到不同色温的光源。这些传统光源结构的特点是一旦光源制造好，其色温则是固定的，在发光时无法动态调节光源的色温。
随着半导体发光二极管LED发光效率和功率的不断提高，LED应用从显示领域已进入到照明领域。在照明领域的应用则以白光照明为主导。LED产生白光的方法主要有三类：1、采用红绿蓝RGB三色LED芯片发光混光得到白光；2、采用蓝光LED芯片涂敷黄光或红绿光荧光粉，荧光粉被激发与部分蓝光混光而得到白光；3、采用紫外光LED芯片涂敷白光RGB荧光粉，荧光粉被紫外光激发而得到白光。其中第一种方法可通过分别控制RGB芯片的光强可得到不同颜色或色温的光源，因一种白光光源采用至少三种（RGB）芯片来混光，成本较高，这类光源除在显示领域广泛应用外，只限于特种照明领域应用。而第三种方法目前因紫外LED芯片发光效率较低且成本较高，技术不十分成熟，有待进一步发展。第二种方法因蓝光LED芯片和荧光粉发光效率较高且成本较低，已发展成为白光LED光源制造的主要技术。在此类白光光源的制造中，光源的色温主要由荧光粉的特性决定，通过改变荧光粉的成分可调节白光光源的色温，即从低色温到高色温变化。在实际器件制造中，一种荧光粉对应一类光源，即所封装好的光源的色温是固定的，无法在照明时动态调节光源色温的变化。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，采用低成本的蓝光LED芯片上涂覆荧光粉，并通过驱动电路控制单元来控制色温及发光强度。
为实现上述目的，设计一种可调色温的白光LED平面光源模块，包括：电路基板、反光层、热沉层、LED光源模块、隔离墙、荧光层、导光散光层、驱动电路控制单元，其特征在于：电路基板从下至上依次设有反光层、LED光源模块、导光散光层；所述的LED光源模块为低色温LED光源模块单元和高色温LED光源模块单元依次间隔交错排列而成，每个低色温LED光源模块单元输入端的正电极并联后连接驱动电路控制单元的一路输出端的直流电的正电极，每个低色温LED光源模块单元输入端的负电极并联后连接驱动电路控制单元的一路输出端的直流电的负电极；每个高色温LED光源模块单元输入端的正电极并联后连接驱动电路控制单元的另一路输出端的直流电的正电极，每个高色温LED光源模块单元输入端的负电极并联后连接驱动电路控制单元的另一路输出端的直流电的负电极；驱动电路控制单元设有电流调节装置。
所述的低色温LED光源模块单元和高色温LED光源模块单元之间设有隔离墙。
所述的低色温LED光源模块单元是在热沉层上设蓝色LED芯片后外面再包覆低色温荧光层，所述的低色温荧光层为由2500-3500K低色温荧光粉与透明硅胶的混合物组成。
所述的高色温LED光源模块单元是在热沉层上设蓝色LED芯片后外面再包覆高色温荧光层，所述的高色温荧光层为由5500-7500K高色温荧光粉与透明硅胶的混合物组成。
所述的电路基板采用铝合金或铜合金电路基板。
所述的导光散光层的厚度≤2mm，其采用透明硅胶，或采用在硅胶中掺含量<2%wt的散光微粒构成导光散光层。
所述的电流调节装置为在驱动电路控制单元的一路输出端和另一路输出端上分别设可调电阻。
所述的电流调节装置还设有温度传感器。
本实用新型同现有技术相比，色温可从低色温到高色温范围连续可调，且光强可调，照明舒适、节能环保，应用灵活；同时采用平面封装技术使得光源薄而轻，发光均匀柔和，且易于低成本规模化制造。
附图说明
图1为本实用新型的侧剖图。
图2为本实用新型中电路连接示意图。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型作进一步地说明。
本实用新型是在电路基板1上从下至上依次设反光层2、LED光源模块、导光散光层7构成，并由驱动电路控制单元9对光源模块进行控制。
一、 电路板设计制造：
电路基板1采用高导热的铝合金或铜合金电路基板，在电路基板1表面涂有高反射率的反光层2，该反光层2波长为400～800纳米范围、平均反射率在90%以上，反光层2上再依次设LED光源模块、导光散光层7；低色温光源模块单元81与高色温LED光源模块单元82依次间隔交错排列。
所述的低色温LED光源模块单元81是在热沉层3上设蓝色LED芯片后外面再包覆低色温荧光层61；所述的低色温荧光层为由2500-3500K低色温荧光粉与透明硅胶的混合物组成。
所述的高色温LED光源模块单元82是在热沉层3上设蓝色LED芯片4后外面再包覆高色温荧光层62，所述的高色温荧光层为由5500-7500K高色温荧光粉与透明硅胶的混合物组成。
并由驱动电路控制单元9对低色温LED光源模块单元81和高色温LED光源模块单元82分别独立控制，即同样色温的LED模块之间的正电极并联后与驱动电路控制单元9输出的直流电流的正电极连接，同样色温的LED模块之间的负电极并联后与驱动电路控制单元9输出的直流电流的负电极连接，驱动电路控制单元9的一路输出端91和另一路输出端92的电流大小可调节，并可分别控制低色温LED光源模块单元81和高色温LED光源模块单元82的发光强度。
二、 LED光源模块制造工艺：
采用平面封装工艺进行LED模块制造，蓝光LED芯片4采用固晶、焊线工艺固定在电路基板1上，蓝光LED芯片4与反射层2间采用高导热的热沉层3粘接以利于蓝光LED芯片4导热；采用点胶工艺在模块单元间形成隔离墙5，烘干；低色温荧光层61与高色温荧光层62相间隔的覆盖在相应的蓝光LED芯片周围，烘干，形成LED光源模块，其中低色温荧光层61与高色温荧光层62厚度均不超过2mm。
再在LED光源模块上覆盖导光散光层7，所述的导光散光层采用透明硅胶，或采用在硅胶中掺含量<2%wt散光微粒所构成，所述的散光微粒为SiO2或Al2O3或TiO2或ZnO或SnO2或AlN或BN或荧光微粒等，导光散光层7的厚度不超过2mm，因导光散光层7采用了导光散光结构，使得光源的发光均匀柔和。
三、 驱动电路控制单元控制原理
通过驱动电路控制单元9分别改变一路输出端91和另一路输出端92上直流电流的大小，来分别控制低色温LED光源模块单元81和高色温LED光源模块单元82区域的LED芯片4的发光强度，可将两种色温的光混合而得到所需色温的光。
驱动电路控制单元9分别通过一路输出端91和另一路输出端92输出两路直流电流，两路直流电流的大小可在0至LED模块的最大工作电流之间调节，如采用7500K的高色温LED光源模块单元82，此时另一路输出端92上的直流电流为0时，同时采用2500K的低色温LED光源模块单元81，一路输出端91上输出的直流电流为可调节，这样，高色温LED光源模块单元82不发光，只有低色温LED光源模块单元81发光，便可得到低色温的白光，其光强的大小随一路输出端91的直流电大小的变化而变化；反之则可得到高色温的白光。
若控制低色温LED光源模块单元81与高色温LED光源模块单元82的电流同时开启，根据一路输出端91上输出的直流电与另一路输出端92输出的直流电比率不同，相应的低色温LED光源模块单元81和高色温LED光源模块单元82的发光强度也不同，则可得到介于低色温和高色温之间的任意色温。
驱动输入低色温LED光源模块单元81与高色温LED光源模块单元82的两路直流电流大小的控制方式，可采用手动调节控制，也可采用智能化自动控制。手动控制，可在电路驱动单元9的一路输出端91和另一路输出端92处分别设一可调电阻器进行调节；智能化自动控制，即使LED光源模块的色温随温度的变化而变化，可在驱动电路控制单元9中设温度传感器，由温度传感器反馈温度信号来控制一路输出端91和另一路输出端92的输出电流，如在环境温度较高时，温度传感器反馈信号给驱动电路控制单元9使得低色温LED光源模块单元81的一路输出端91的电流减小，连接高色温LED光源模块单元82的另一路输出端92的电流增大，这样光源发光以高色温的冷光照明为主。反之，在温度较低时则以低色温的暖光照明为主。
Claims (8)
1.一种可调色温的白光LED平面光源模块，包括：电路基板、反光层、热沉层、LED光源模块、隔离墙、荧光层、导光散光层、驱动电路控制单元，其特征在于：电路基板（1）从下至上依次设有反光层（2）、LED光源模块、导光散光层（7）；所述的LED光源模块为低色温LED光源模块单元（81）和高色温LED光源模块单元（82）依次间隔交错排列而成，每个低色温LED光源模块单元（81）输入端的正电极并联后连接驱动电路控制单元（9）的一路输出端（91）的直流电的正电极，每个低色温LED光源模块单元（81）输入端的负电极并联后连接驱动电路控制单元（9）的一路输出端（91）的直流电的负电极；每个高色温LED光源模块单元（82）输入端的正电极并联后连接驱动电路控制单元（9）的另一路输出端（92）的直流电的正电极，每个高色温LED光源模块单元（82）输入端的负电极并联后连接驱动电路控制单元（9）的另一路输出端（92）的直流电的负电极；驱动电路控制单元（9）设有电流调节装置。
2.如权利要求1所述的一种可调色温的白光LED平面光源模块，其特征在于：所述的低色温LED光源模块单元和高色温LED光源模块单元之间设有隔离墙（5）。
3.如权利要求1或2所述的一种可调色温的白光LED平面光源模块，其特征在于：所述的低色温LED光源模块单元（81）是在热沉层（3）上设蓝色LED芯片（4）后外面再包覆低色温荧光层（61），所述的低色温荧光层为由2500-3500K低色温荧光粉与透明硅胶的混合物组成。
4.如权利要求1或2所述的一种可调色温的白光LED平面光源模块，其特征在于：所述的高色温LED光源模块单元（82）是在热沉层（3）上设蓝色LED芯片（4）后外面再包覆高色温荧光层（62），所述的高色温荧光层为由5500-7500K高色温荧光粉与透明硅胶的混合物组成。
5.如权利要求1所述的一种可调色温的白光LED平面光源模块，其特征在于：所述的电路基板（1）采用铝合金或铜合金电路基板。
6.如权利要求1所述的一种可调色温的白光LED平面光源模块，其特征在于：所述的导光散光层（7）的厚度≤2mm，其采用透明硅胶，或采用在硅胶中掺含量<2%wt的散光微粒构成导光散光层（7）。
7.如权利要求1所述的一种可调色温的白光LED平面光源模块，其特征在于：所述的电流调节装置为在驱动电路控制单元（9）的一路输出端（91）和另一路输出端（92）上分别设可调电阻。
8.如权利要求1或7所述的一种可调色温的白光LED平面光源模块，其特征在于：所述的电流调节装置还设有温度传感器。
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