一种发光二极管光源制造技术

本发明专利技术涉及一种发光二极管光源，它包括电源、变压器、发光二极管点阵，电源通过变压器为发光二极管点阵提供电源；电源与发光二极管点阵之间设有开关电路，开关电路由一振荡电路控制。本发明专利技术光源电路中设置有振荡电路和开关电路，振荡电路产生一定频率的方波信号，以控制开关电路的开启和关闭，以控制输入ＬＥＤ的电流，使ＬＥＤ点阵高频闪烁，提高ＬＥＤ的瞬时亮度，使光源在ＬＥＤ光源的亮度提高的情况下，不会提高电能消耗、ＬＥＤ的寿命也不会受到影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于照明和指示的光源，特别是发光二极管(LED)光源。
技术介绍
当今社会，能源问题已经成为突出问题。照明是人类消耗能源的重要方面，据媒体报道数据显示，使用半导体光源LED代替传统的白炽灯照明，将节约全球照明能耗的50％。由此可知，在未来的电子
，LED光源作为指示和照明将成为又一大电子主题。LED是一种固体光源，自90年代，GaAlInP和GaAlInN发光二极管的出现，使LED的发光效率和发光强度有了突破性的发展，高亮度白色及蓝色LED已经出现。进入21世纪，随着材料技术、封装技术及自身工艺的发展，单只的LED的光通量可以达到几十流明，红、橙色的LED光效率可以达到100lm/W，绿色的LED也可达到50lm/W，光的强度已经超过了1cd(通常人们以1cd作为一般LED和高亮度LED的分界点)，其视角也有了提高，已经超过了60度。为其在各种照明和指示系统中的应用奠定了基础。目前，LED光源已推广应用于各种工业领域，随着LED自身技术的不断发展和日益成熟，LED光源将取代传统的白炽灯光源。另外，LED是一种低场型电致发光器件，它具有电压低、电流小、亮度高、寿命长、体积小、能耗低和响应速度快等特点，这些特点使得研制性能更优的指示和照明用灯成为可能。现有的LED光源都由电源、变压器、LED点阵组成(如图2所示)，电源通过变压器为发光二极管点阵提供电源。现有的LED光源只有通过提高LED的输入电压，来提高LED光源的亮度，这样会造成能耗提高、LED寿命降低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种发光二极管(LED)光源，它的发光亮度高，能耗低、寿命长。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是一种发光二极管光源，它包括电源、变压器、发光二极管点阵，电源通过变压器为发光二极管点阵提供电源；电源与发光二极管点阵之间设有开关电路，开关电路由一振荡电路控制。另外，振荡电路的输出频率为90-120Hz。另外，它还包括调制电路，振荡电路和调制电路具有相同的时钟，开关电路还由调制电路控制。另外，调制电路的波特率在1.2k以上。另外，电源和后级电路之间设有负载开关电路。本专利技术光源电路中设置有振荡电路和开关电路，振荡电路产生一定频率的方波信号，以控制开关电路的开启和关闭，以控制输入LED的电流，使LED点阵高频闪烁，提高LED的瞬时亮度，使光源在LED光源的亮度提高的情况下，不会提高电能消耗、LED的寿命也不会受到影响。为防止光源闪烁而造成人眼疲劳，振荡电路的输出频率一般设为90-120Hz。本专利技术利用LED响应时间短的特性，在光源电路中设置一个调制电路，调制电路将要发出的信号调制成方波输出，输出的方波高低电频控制开关电路的开启和关闭，以控制输入LED点阵的电流，使LED点阵高频闪烁，使LED光源具有信息传递的功能。调制电路的波特率在1.2k以上，以保证信号传输的速度和稳定。本专利技术光源电路中还设置有负载开关电路，它的目的是防止接入的电源反接而造成电路中的电子元件损坏，以保护整个电路。本专利技术LED光源可用于汽车的照明和指示光源、航标灯等。附图说明图1为本专利技术LED光源实施例1电路框2为现有LED光源的电路框3为本专利技术LED光源实施例1电路4为现有LED光源输出波形与本专利技术LED光源实施例1输出的LED原始波形、振荡电路输出的高频波形、光源实际的输出波形对比5为本专利技术LED光源实施例2电路框6为本专利技术LED光源实施例2电路7为本专利技术LED光源实施例2的振荡电路输出的高频波形、调制电路输出的高频波形、光源实际的输出波形对比8为信息接收装置的电路框9为本专利技术LED光源实施例2输入LED点阵的电压波形图10为用于接收本专利技术LED光源实施例2发出的光的光传感器的光信号输出波形具体实施方式如图1所示的本专利技术LED光源实施例1，它为汽车的照明和指示LED光源，它包括电源、变压器、发光二极管点阵，电源通过变压器为发光二极管点阵提供电源；电源与发光二极管点阵之间设有开关电路，开关电路由一振荡电路控制。振荡电路的输出频率为90-120Hz。电源和后级电路之间设有负载开关电路。如图3所示的本专利技术LED光源实施例1电路图，其中负载开关电路为由功率MOSFET设计的负载开关电路(switch)，其工作原理为只有当Vin和Vcon同时为正的时候，负载开关才被打开而使后级的振荡电路和变压器等工作，这样能够很好地避免因为电源的反接而造成后级电路的损害。由于汽车使用的电源电压低，电路驱动的LED数量有限，为了增加LED点阵中LED的数量，通常会选择一个电压提升电路作为变压器。在LED驱动芯片的设计领域中，凌特公司的LT系列驱动产品和MAXIM公司的max系列驱动器走在了技术的前列，其产品均有较宽的电压输入范围，电压输出可调性好，封装小，温度特性好等特点，能够很好的解决在设计电路时所用的电源电压过低的问题。本专利技术LED光源实施例2从车用光源的驱动方面考虑，选取LT系列产品中的LT1618作为(升压)变压器，同时LT1618内还具有开关电路。振荡电路为NE555，它的目的是产生一定频率的方波信号，以控制LT1618内的开关电路的关断或者提供脉宽及脉频调制以控制流过LED的电流，LT1618的目的是提升电源的电压而增加负载(LED)并提供恒定的电流，提高LED的瞬时亮度。这种设计能够很好的保正输出电路中电流的恒定型，也能够尽量多的增加所带的负载以满足LED的实际应用。NE555的典型多谐振荡电路，其作用是提供一定频率的脉冲来控制LT1618内的开关电路工作，输出电压由R3和R4决定，其关系式为R3＝R4(Vout/1.263-1)输出电流Io(流过LED的电流)由R6决定，在确定了流过LED的电流之后，就可以方便的调整R6的阻值来完成。其关系式为Io＝50mv/R6该电路在实测中有稳定的输出电流，输入电压的波动基本不影响输出电流和电压，其实际测量值如下表所示，表中的数值是按照设计输出电压为36V，输出电流为70mA得出的。 若发现LED有闪烁的现象，主要原因就是振荡电路的设计频率太低，将其输出频率改变为90-120Hz，闪烁现象随之消失。本实施例1中所用LED的封装是贴片式的，其标称电压2.1伏，可以通过的最大电流为175mA，其亮度(红色)可达1125-2850mcd，视角可达120度，光通量可达5lm。在LED点阵中，LED的串接使得在使用过程中会因为其中一只LED的损坏而导致整个光源的不能发光，为了有效的避免该问题的发生，在每只LED的两端，并联上一只普通二极管(普通二极管的开启电压小于LED的标称电压为益，普通的硅管和锗管就能够达到要求)，能很好的避免此问题的发生。另外，由于车用光源要求亮度高，因此所需LED的数量比较多，其散热问题就变得尤为突出。在设计硬制板电路的时候，为了有效的散热，防止热量的集中，可将硬制板电路设计为上下两块，下层专用于调制电路及变压器，上层为LED点阵电路，能够避免因为LED的热量传递到驱动芯片而使其损坏。如图4所示，图中波形1为LED原始波形，即现有LED光源的输出波形，它为直线。波形2为振荡电路输出高频波形，它为方波。波形3为光源实际的输出波形，即本专利技术光源实施例1光源实际的输出波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管光源，它包括电源、变压器、发光二极管点阵，电源通过变压器为发光二极管点阵提供电源，其特征在于：电源与发光二极管点阵之间设有开关电路，开关电路由一振荡电路控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈汉汛，吉孔武，徐达伟，倪尔东，刘利，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]