一种紫外杀菌灯具的发光元件封装结构及其驱动方法技术

本发明专利技术提供一种紫外杀菌灯具的发光元件封装结构及其驱动方法。本发明专利技术通过正极基板、负极基板、绝缘隔板以及绝缘基板之间的结构配合，将紫外杀菌灯具的LED发光元件封装为能够通过平面结构的电极基板直接实现电路连接的形式。本发明专利技术能够通过正极基板、负极基板与电极散热连接片之间相互贴合连接的方式，对LED发光元件进行有效散热，避免封装结构受热老化，并且该平面连接结构能够方便发光元件阵列布线和拆卸更换故障LED发光元件。

【技术实现步骤摘要】
一种紫外杀菌灯具的发光元件封装结构及其驱动方法
本专利技术涉及紫外光LED照明设备领域，具体而言涉及一种紫外杀菌灯具的发光元件封装结构及其驱动方法。
技术介绍
紫外杀菌灯具可利用紫外光LED灯珠作为其发光元件，以提高紫外光辐射效率。现有的紫外光LED发光元件通常采用GaN类半导体的InAlGaN，或通过将AlGaN材料作为有源区而实现。当电流通过导线作用于紫外光LED发光元件时，电子会被推向紫外光LED发光元件的P区，P区里的电子与空穴复合，以光子的形式辐射出紫外光能量。但是，由于现有的紫外光LED发光元件通常采用环氧树脂材料进行密封封装，其在短波长的紫外线照射下，会受到紫外线辐射能量的影响而加速有机介质老化。因此，现有紫外光LED发光元件的发光效果和使用寿命会随其光照强度以及工作温度的增加而衰减。考虑到单个紫外光LED发光元件的光照强度有限，现有技术中出现了一些利用若干紫外光LED发光元件组合提供光照强度的方案。但是，由于元件之间热辐射聚集，因此需要对电路布线结构做复杂设计。这种方式会对电路板布线带来较高要求，同时还会提高对紫外光LED发光元件的安装要求。相互串联连接的若干紫外光LED发光元件容易受到同一串联支路上其他元件的影响而导致整个支路无法正常工作，影响实际杀菌效果。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种紫外杀菌灯具的发光元件封装结构及其驱动方法，本专利技术将紫外杀菌灯具的LED发光元件封装为能够通过平面结构的电极基板直接实现电路连接的形式，其能够通过正极基板、负极基板与电极散热连接片之间相互贴合连接的方式，对LED发光元件进行有效散热，方便发光元件阵列布线和拆卸更换。本专利技术具体采用如下技术方案。首先，为实现上述目的，本专利技术提供一种紫外杀菌灯具的发光元件封装结构，其包括：绝缘基板，用于安装LED芯片和透镜结构；正极基板，其包覆在绝缘基板的一端，连接在所述LED芯片的正极与绝缘基板之间；负极基板，其包覆在绝缘基板的另一端，连接在所述LED芯片的负极与绝缘基板之间；绝缘隔板，其设置在正极基板与负极基板之间，并且，所述绝缘隔板的底部与绝缘基板的上表面固定连接，所述绝缘隔板的顶部与LED芯片的下表面固定连接；其中，所述正极基板和负极基板的底侧端部均分别向内延伸并卡接进入所述绝缘基板的内部，所述正极基板和负极基板之间无直接电接触。可选的，上述任一所述的紫外杀菌灯具的发光元件封装结构，其特征在于，所述绝缘基板包括：基板主体，其顶部通过正极基板、负极基板以及绝缘隔板与所述LED芯片的下表面固定连接；绝缘连接层，其固定设置在所述基板主体的底部，且位于正极基板和负极基板的底侧端部之间；绝缘固定板，其固定设置在所述绝缘连接层的底部，且，所述绝缘固定板的两端分别向外延伸至所述正极基板以及负极基板的底侧端部的下方。可选的，上述任一所述的紫外杀菌灯具的发光元件封装结构，其特征在于，所述透镜结构，其顶部设置为平面透镜，其侧壁底部增厚并与正极基板的顶部以及负极基板的顶部键合连接，所述透镜结构与正极基板以及负极基板之间形成接近真空的腔体，所述腔体用于容纳安装所述LED芯片。可选的，上述任一所述的紫外杀菌灯具的发光元件封装结构，其特征在于，所述透镜结构与正极基板之间的键合连接位置，以及所述透镜结构与负极基板之间的键合连接位置均分别设置有键合层，所述键合层为锯齿状的金属焊接层。可选的，上述任一所述的紫外杀菌灯具的发光元件封装结构，其特征在于，所述键合层的外侧边缘与透镜结构的外侧边缘、正极基板的外侧边缘、以及负极基板的外侧边缘相互平齐。同时，本专利技术还提供一种紫外杀菌灯具的发光元件电路结构，用于为如上任一所述的紫外杀菌灯具的发光元件封装结构提供电路连接，包括：电路安装板，其上表面开设有电路连接槽，所述电路连接槽的两侧还分别开设有电极连接槽；电极散热连接片，其连接在所述电路连接槽的侧壁表面以及电极连接槽的底部表面之间，所述电极散热连接片的表面与所述正极基板或负极基板相互贴合并形成有电连接；绝缘固定板安装座，其设置在相邻两电路连接槽之间，配合所述绝缘固定板的尺寸分别开设在相对设置的两个电极连接槽的端部之间，用于容纳并固定所述绝缘固定板。可选的，上述任一所述的紫外杀菌灯具的发光元件电路结构，其特征在于，所述电极散热连接片的表面与所述正极基板、所述负极基板之间相互贴合并焊接固定；或者，所述电极散热连接片的表面与所述正极基板、所述负极基板之间相互贴合并通过导电胶粘合固定。可选的，上述任一所述的紫外杀菌灯具的发光元件电路结构，其特征在于，所述导电胶在安装紫外杀菌灯具的发光元件封装结构时仅涂覆在电极散热连接片上表面接近电路连接槽的端部。基于上述发光元件电路结构，本专利技术还提供一种针对紫外杀菌灯具的发光元件的驱动方法，其步骤包括：第一步，初始化，由控制单元输出控制信号，分别控制第一驱动单元的各输出端以及第二驱动单元的各输出端相应的向电极连接槽和电路连接槽输出驱动电压或关断电压，对电极连接槽与电路连接槽所连接的m*n个LED发光元件进行扫描，记录扫描过程中由检测电路所获得的各驱动状态下分别对应各LED发光元件的驱动电流和整体光照强度，建立紫外杀菌灯具的状态矩阵T[l,s,M,N]，其中，M为对应第一驱动单元各输出端驱动状态的第一电压输出向量，N为对应第二驱动单元各输出端驱动状态的第二电压输出向量，s为对应第一、第二驱动单元各输出端所输出的驱动电压的采样信号，l为对应第一、第二驱动单元各输出端所输出的驱动电压的照明亮度；第二步，获取目标照明亮度L'，根据目标照明亮度L'查找状态矩阵T中照明亮度l达到该亮度的l'个元素分别为[l1,s1,M1,N1],…,[li,si,Mi,Ni],…,[ll',sl',Ml',Nl']，根据状态矩阵T中照明亮度l与目标照明亮度L'之间比值关系设置分别对应各驱动状态的PWM波占空比为li/L'，其中i表示照明亮度达到目标照明亮度L'的元素的编号，i∈[1,l']；第三步，控制第一驱动单元的各输出端以及第二驱动单元的各输出端的驱动状态在[l1,s1,M1,N1],…,[li,si,Mi,Ni],…,[ll',sl',Ml',Nl']之间跳转，控制各驱动状态下所对应的PWM波占空比分别对应为li/L'，同时校验检测电路对各驱动状态下的采样信号是否与状态矩阵T中对应记录的采样信号s一致，在不对应一致时触发控制单元输出控制信号对m*n个LED发光元件进行扫描，更新扫描过程中所获得的故障LED发光元件的驱动状态，设置所述控制单元在扫描结束后恢复对各LED发光元件输出驱动电压时避开故障LED发光元件，并利用故障LED发光元件周围正常工作的LED发光元件补偿故障LED发光元件所提供的光照强度。可选的，如上任一所述的针对紫外杀菌灯具的发光元件的驱动方法，其中，在不对应一致时触发控制单元输出控制信号对m*n个LED发光元件进行扫描，更新扫描过程中所获得的故障LED发光元件的驱动状态的步骤具体包括：按照第一步的顺序，由控制单元输出控制信号，分别控制第一驱动单元的各输出端以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紫外杀菌灯具的发光元件封装结构，其特征在于，包括：/n绝缘基板(1)，用于安装LED芯片(4)和透镜结构(6)；/n正极基板(2)，其包覆在绝缘基板(1)的一端，连接在所述LED芯片(4)的正极与绝缘基板(1)之间；/n负极基板(3)，其包覆在绝缘基板(1)的另一端，连接在所述LED芯片(4)的负极与绝缘基板(1)之间；/n绝缘隔板(5)，其设置在正极基板(2)与负极基板(3)之间，并且，所述绝缘隔板(5)的底部与绝缘基板(1)的上表面固定连接，所述绝缘隔板(5)的顶部与LED芯片(4)的下表面固定连接；/n其中，所述正极基板(2)和负极基板(3)的底侧端部均分别向内延伸并卡接进入所述绝缘基板(1)的内部，所述正极基板(2)和负极基板(3)之间无直接电接触。/n

【技术特征摘要】
1.一种紫外杀菌灯具的发光元件封装结构，其特征在于，包括：
绝缘基板(1)，用于安装LED芯片(4)和透镜结构(6)；
正极基板(2)，其包覆在绝缘基板(1)的一端，连接在所述LED芯片(4)的正极与绝缘基板(1)之间；
负极基板(3)，其包覆在绝缘基板(1)的另一端，连接在所述LED芯片(4)的负极与绝缘基板(1)之间；
绝缘隔板(5)，其设置在正极基板(2)与负极基板(3)之间，并且，所述绝缘隔板(5)的底部与绝缘基板(1)的上表面固定连接，所述绝缘隔板(5)的顶部与LED芯片(4)的下表面固定连接；
其中，所述正极基板(2)和负极基板(3)的底侧端部均分别向内延伸并卡接进入所述绝缘基板(1)的内部，所述正极基板(2)和负极基板(3)之间无直接电接触。


2.如权利要求1所述的紫外杀菌灯具的发光元件封装结构，其特征在于，所述绝缘基板(1)包括：
基板主体，其顶部通过正极基板(2)、负极基板(3)以及绝缘隔板(5)与所述LED芯片的下表面固定连接；
绝缘连接层(11)，其固定设置在所述基板主体的底部，且位于正极基板(2)和负极基板(3)的底侧端部之间；
绝缘固定板(12)，其固定设置在所述绝缘连接层(11)的底部，且，所述绝缘固定板(12)的两端分别向外延伸至所述正极基板(2)以及负极基板(3)的底侧端部的下方。


3.如权利要求2所述的紫外杀菌灯具的发光元件封装结构，其特征在于，所述透镜结构(6)，其顶部设置为平面透镜，其侧壁底部增厚并与正极基板(2)的顶部以及负极基板(3)的顶部键合连接，所述透镜结构(6)与正极基板(2)以及负极基板(3)之间形成接近真空的腔体，所述腔体用于容纳安装所述LED芯片(4)。


4.如权利要求1-3所述的紫外杀菌灯具的发光元件封装结构，其特征在于，所述透镜结构(6)与正极基板(2)之间的键合连接位置，以及所述透镜结构(6)与负极基板(3)之间的键合连接位置均分别设置有键合层(61)，所述键合层(61)为锯齿状的金属焊接层。


5.如权利要求1-3所述的紫外杀菌灯具的发光元件封装结构，其特征在于，所述键合层(61)的外侧边缘与透镜结构(6)的外侧边缘、正极基板(2)的外侧边缘、以及负极基板(3)的外侧边缘相互平齐。


6.一种紫外杀菌灯具的发光元件电路结构，其特征在于，用于为权利要求1-5所述的紫外杀菌灯具的发光元件封装结构提供电路连接，包括：
电路安装板(7)，其上表面开设有电路连接槽(101)，所述电路连接槽(101)的两侧还分别开设有电极连接槽；
电极散热连接片，其连接在所述电路连接槽(101)的侧壁表面以及电极连接槽的底部表面之间，所述电极散热连接片的表面与所述正极基板(2)或负极基板(3)相互贴合并...

【专利技术属性】
技术研发人员：何丹，
申请(专利权)人：无锡商业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32