TWM382449U - Package of constant-current chip and light-emitting diode lamp drived by alternating current - Google Patents

Description

M382449 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作是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之發光二極體燈具。 【先前技術】 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。一種習知之以直流電驅動之發光二極體模組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，因此以直流電驅動之發光二極體模組的體積 較大，成本也較高。 另一種習知之以交流電驅動之發光二極體模組是將至少二個發光 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，在交流電之第一半周期時驅動同一方向的發光二極體， 而在交流電之第二半週期時驅動相反方向的發光二極體。由於電路結 構簡單，因此，相較於以直流電驅動之發光二極體模組，以交流電驅 動之發光二極體模組的體積以及成本皆較小。 然而，將交流電源直接施加於發光二極體模組上，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 的最大值而提供較高的保護，但高阻值的電阻會有較高比例的功率轉 換為熱而浪費，且較低的電流使得發光二極體的發光效率較差。此外， 電流的大小會隨著電壓的變化而改變，因此發光二極體的亮度不易作 有效的控制。 综上所述’如何提供穩定的電流以避免以交流電驅動之發光二極 體模組燒毀便是目前極需努力的目標。 3 M382449 【新型内容】 本創作提供一種定電流晶片封裝體以及以交流電驅動之發光二極 體燈具，其是在交流電源以及發光二極體之間設罝定電流裝置，以限 制施加於發光二極體之電流的最大值，藉以保護發光二極體。 本創作一實施例之以交流電驅動之發光二極體燈具包含至少一第 -定電流裝置、至少-第二定電流裝置以及至少―第—發光二極體負 載。第一定電流裝置之一端與一交流電之一第一連接端相連接。第一 疋電流裝置包含一第一定電流電路以及與第一定電流電路並聯之一第 一保護電路，其中第一定電流電路允許交流電之第一半週期之電流通 過，第一保護電路允許交流電之第二半週期之電流通過。第二定電流 裝置之一端與交流電之一第二連接端相連接。苐二定電流裝置包含一 第一疋電抓電路以及與第二定電流電路並聯之一第二保護電路，其中 第二定電流電路允許交流電之第二半週期之電流通過，第二保護電路 允許交流電之第一半週期之電流通過。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。 本創作另一實施例之定電流晶片封裝體是應用於以交流電驅動之 發光一極體燈具。定電流晶片封裝體包^^一第一承座、一第一定電流 B曰粒 第一承座、一第_一疋電流晶粒以及一封裝_體。第·一承座以及 第一承座具有獨立之電性。第一定電流晶粒以及第二定電流晶粒分別 設土且電性連接於第-承座以及第二承座，其中，第—定電流晶粒包 含月ό述之一第一定電流電路以及一第一保護電路；第二定電流晶粒包 含前述之一第二定電流電路以及一第二保護電路。封裝體則包覆第一 定電流晶粒以及第二定電流晶粒。 以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本 創作之目的、技術内容、特點及其所達成之功效。 4 【實施方式】 請參照圖la’本創作之一實施例之以交流電驅動之發光二極體燈 具1包含至少一第一定電流裝置11、至少一第二定電流裝置12以^ 至少一第一發光二極體負載13，其串接於第一定電流裝置u以及第 二定電流裝置12之間。第一定電流裝置11之一端與一交流電之一第 一連接端AC1相連接，用以限制交流電之第一半週期(例如正半週期) 施加於第一發光二極體負載13之電流的最大值。第二定電流裝置12 之—端與交流電之一第二連接端AC2相連接。同理，第二定電流裳置 12用以限制交流電之第二半週期(例如負半週期)施加於第一發光二極 體負載13之電流的最大值。 第一定電流裝置11包含一第一定電流電路以及與第一定電流 ，路111並聯連接之一第一保護電路nh第一定電流電路1U允許交 流電之第一半週期之電流II通過，而第一保護電路112則允許交流電 之第二半週期之電流12通過。第二定電流裝置12包含一第二定電流 電路121以及與第二定電流電路121並聯連接之一第一保護電路 第二定電流電路121允許交流電之第二半週期之電流12通過，而第二 保護電路122社許錢電之第—半聊之魏II通過。 舉例而言，第-保護電路112可為—二極體。當交流電之第一連 接端AC1處於正極性時，節點观之f敎於節點之電遂，亦 即第保6蒦電路II2處於逆向偏麼，其可視為斷路；*節點體之電 壓小，即點VB2之電覆’亦即第二保護電路122狀順向偏壓，電流 可大量通過。而第·^電流電路m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—發光二極體負載13因而得到保 護。相反地:當交流電之第一連接端禮處於負極性時，節點· 之，壓J於節點VB1之電磨，亦即第一保護電路η]處於順向偏塵； 而節點VA2之碰大於節點观之電壓，亦即第二保護電路122處 於逆向偏屢。由於第二定電流電路⑵的限流作用，通過整個迴路的 電机仍可得到控制’第一發光二極體負載13因而得到保護。 凊參照圖lb，於一實施例中，定電流電路可包含一金氧半場效電 晶體(Metal-Ο涵-Semiconductor Field-Effect TranSistor，M0SFET)M 以 及-控制電路C。控路c可控制金氧半場效電晶體μ導通或斯 開。金氧半場效電晶體Μ之寄生二極體D並聯連接於金氧半場效電晶 之源極以及没極，寄生二極體〇可作為保護電路。依據此結構， 當節點VA之電壓大於節點vb之電壓時，控制電路c控制金氧半場 效電晶體Μ導通，而二極體D處於逆向偏壓，因此電流經由金氧半場 效電晶體Μ流向節點VB。由於金氧半場效電晶體Μ之元件特性，通 過電流之最大值即可受到關。需注意者，作為紐電路之二極體D 亦月&夠以外掛之二極體、靜電放電保護元件、金氧半場效電晶體或雙 載子電晶體(Bipolar Junction Transistor，BJT)等元件加以實現。 需注意者，第一定電流裝置Η以及第二定電流裝置12可為二個 獨立封裝之積體電路。但不限於此，第一定電流裝置11以及第二定電 流裝置12亦可為包含二個獨立積體電路之單一封裝體。舉例而言定 電流晶片封裝體包含一第一承座、一第一定電流晶粒、一第二承座、 一第二定電流晶粒以及一封裝體。第一承座以及第二承座具有獨立之 電性。第一定電流晶粒包含一第一定電流電路以及一第一保護電路。 第一定電流晶粒包含一第二定電流電路以及一第二保護電路。第一定 電流晶粒以及第二定電流晶粒分別設置以及電性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。於一 貫施例中，第一承座及/或第二承座為一導線架或基板。 於一實施例中，第一發光二極體負載13能夠以多種方式加以實 現。舉例而言，第一發光二極體負載13包含一第一發光二極體131以 及與第一發光二極體131反向並聯之一第二發光二極體132，如圖2a 所示。當節點VB1之電壓大於節點VB2之電壓時，第一發光二極體 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。 M382449 反之，當節點VB1之電壓小於節點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VB1，使得第二發光二極體132發光。 將圖2a所示之發光二極體模組串接，可得到圖孔所示之發光二 極體模組。同理，當節點VB1之電壓大於節點VB2之電壓時，第一 土光一極體131處於順向偏壓而發光。當節點VB1之電壓小於節點 VB2之電壓時，第二發光二極體132處於順向偏壓而發光。 叫參照圖2c，於一實施例中，第一發光二極體負載13包含多個 彼此_接之第一發光二極體131以及多個彼此串接之第二發光二極體 132。串接之第一發光二極體131與串接之第二發光二極體ία反向並 聯。當節點VB1之電壓大於節點VB2之電壓時，第一發光二極體131 處於順向偏壓而發光。當節點VB1之電壓小於節點仰2之電壓時， 第一發光二極體132處於順向偏麼而發光。 凊參照圖2d，於一實施例第一發光二極體負載13包含多個 橋式連接之發光二極體13a、13b、13c。當節點VB1之電壓大於節點 VB2之電壓時，發光二極體13a以及13c處於順向偏壓而發光。當節 點VB1之電壓小於節點VB2之電壓時，發光二極體13b以及13c處 於順向偏壓而發光。需注意者，發光二極體13c不限於一個，而可為 多個。 明參照圖3a，於一實施例中，本創作之發光二極體燈具可包含多 個串接的第一定電流裝置u及/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創作之發光二極體燈具的耐電壓能力。請 參照圖3b，於一貫施例中，本創作之發光二極體燈具可包含多個並聯 連接的第一定電流裝置11及/或多個並聯連接的第二定電流裝置12 ^ 並聯連接多個定電流裝置可增加電流的大小。 請參照圖4，於一實施例中，本創作之發光二極體燈具更包含至 少一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 7 M382449 流電之第一連接端AC1之間及/或串接於第二定電流裝置12以及交流 電之第二連接端AC2之間。 請參照圖5，於一實施例中，多個本創作之發光二極體燈具可並 聯連接在一起，以提供較大面積之光源。請參照圖6，於另一實施例 中，本創作之發光二極體燈具包含一電源接點15以及一連接器16。 電源接點15用以與交流電之第一連接端以及第二連接端連接。或者電 源接點15可與另一本創作之發光二極體燈具之連接器16連接。於一 應用例中，圖6所示之實施例可有效延長本創作之發光二極體燈具的 長度，以適應各種裝飾用途。需注意者，本創作之發光二極體燈具之 電源接點可依燈具的型式而加以變化。舉例而言，電源接點可為一插 頭、螺旋式接頭或針腳式接頭。 請參照圖7，於一實施例中，本創作之發光二極體燈具可包含突 波吸收器17，其一端連接於第一定電流裝置n以及交流電之第一連 接端AC1之間，另一端連接於第二定電流裝置12以及交流電之第二 連接端AC2之間。突波吸㈣17可在魏電源產生紐或靜電放電 發生時柑制交流電之第一連接端AC1以及交流電之第二連接端ac2 間之電壓陡升。 綜合上述，本創作之定電流晶片封裝體以及以交流電驅動之發光 -極體燈具是在交流電源之第—連接端/第二連接端以及發光二極體 之間設罝定電流裝置，藉罐制施加於發光二極體之電流的最大值。 因此’本創作之發光二極體燈具可避免發光二極體因過大的電流而燒 毀’且具有較佳的能源使用效率。 ，上所述之實施雛是為綱本創狀技麟想及特點，其目的 在使熟習此項技藝之人士關瞭解本創作之内容並細實施當不能 以之限定本創作之專繼圍，即大驗本創作所揭示之精神所作之均 等變化或修飾，仍應涵蓋在本創作之專利範圍内。 8 M382449 【圖式簡單說明】 圖la為一示意圖，顯示本創作一實施例之以交流電驅動之發光二 極體燈具。 圖lb為一示意圖，顯示本創作一實施例之定電流裝置。 圖2a至圖2d為一示意圖，顯示本創作一實施例之發光二極體負 載。 圖3a以及圖3b為一示意圖，顯示本創作一實施例之以交流電驅 動之發光二極體燈具。 圖4至圖7為一示意圖，顯示本創作多個實施例之以交流電驅動 之發光二極體燈具。 【主要元件符號說明】 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 M382449 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 AC1 交流電之第一連接端 AC2 交流電之第二連接端 C 控制電路 D 二極體 11 第一半週期之電流 12 第二半週期之電流 M 金氧半場效電晶體

Claims (1)

1. M382449 六、申請專利範圍： h —種以交流電驅動之發光二極體燈罝，包含： 接，其-端與-交流電之-第-連接端相連 過；以及—第—定電越路’其允許該交流電之第—半週期之電流通 電之第二===過其與該第一定電流電路並聯，且允許該交流 接裝電其一端與該交流電之-第二連接端相連 過；《及―第二定電流電路’其允許該錢電之第二半週期之電流通 二定極峨，鳩崎__咖及該第 2·如項1所述之以交流電驅動之發光二極體燈具，更包含： 流電之载’其串接於該第—繼妓以及該交 3.如=们所述之以交流電驅動之發光二極體燈具，更包含： 流電之體負載，綱於該第二糊裝置以及該交 1所狀以Μ電购之發光二極舰具，其中#笫 ⑽置為夕個，且該多個第一定電流裝置實質上串聯或並聯。-疋電 5=請求項i所述之以交流電驅動之發光二極體燈且， 為多個’且該多個第二定電流裝置實質上串聯或並聯定電 月求項1所述之以交流電驅動之發光二極體燈具，其中該第一定電 11 M382449 流電路包含一金氧半場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)以及一控制電路，其中該控制電路控制該金氧羊場 效電晶體導通或斷開；該第一保護電路為該金氧半場效電晶體之寄生二 極體。 7.如請求項1所述之以交流電驅動之發光二極體燈具，其中該第二定電 流電路包含一金氧半場效電晶體以及一控制電路，其中該控制電路控制 該金氧半場效電晶體導通或斷開；該第二保護電路為該金氧半場效電晶 體之寄生二極體。

   8,如請求項丨所述之以交流電驅動之發光二極體燈具其中該第一保護 電路包含外掛之二極體、靜電放電保護元件、金氧半場效電晶體或雙載 子電晶體(Bipolar Junction Transistor，BJT)。 9·如請求項1所述之以交流電驅動之發光二極體燈具，其中該第二保護 電路包含外掛之二極體、靜電放電保護元件、金氧半場效電晶體或雙載 子電晶體。

   10·如請求項1所述之以交流電驅動之發光二極體燈具，更包含一突波 吸收器，其-端連接於該第一定電流褒置以及該交流電之第—連接端之 間’另-端連接於該第二定電流裝置以及該交流電之第二連接端之間。 11·如請求項1所述之以交流電驅動之發光二極體燈具 光二極體貞載包含： 一第一發光二極體；以及 一第二發光二極體，其與該第一發光二極體反向並聯。 12. 如凊求項i所述之以交流電驅動之發光二極體 =嶋載包含多個彼幽之發光二極舰，該發光= 一第一發光二極體；以及 第—發光二極體，其與該第-發光二極體反向並聯。 13. 如4求項丨所述之以交流電驅動之發光二極體燈具，其中該第一發 12 光二極體負載包含： ^個第-發光二極體，其彼此串接；以及 極體發光二極體，其彼此串接，並與串接之該多個第一發光二 L4二之發光二極體财，料該第一發 先一體負載包3夕個橋式連接之發光二極體。 15.如凊求項丄所述之以交流電驅動之發光二極體燈具， 電流裝置以及該第二定電流裝置為二個獨立封裝之積體路^ 二個獨立積體電路之單一封裝體。 吟次马 I6·如請求項丨所述之岐流電鶴之發光二鋪燈具，更 接點，其為一插頭 '螺旋式接頭或針腳式接頭。 ’、 1。7·，如請求項！所述之以交流電驅動之發光二極體燈具，更包含一連接 器以及-電源接點’該電源接點用以與該交流電之該第一連接端以及該 第-連接端連接，或者與另一該交流電驅動之發光二極體燈具之該連接 器連接。 18. -種定電流晶片封裝體’其朗於歧流電驅動之發光二極體燈 具，包含： 一第一承座； —第-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含： ―第—定1流電路’其允許該交流電之第-半週期之電流通 過；以及 —第—賴電路，該郷，且允許該交流 電之第二半週期之電流通過； ~~第二承座，其相對於該第一承座具有獨立之電性； —第二定電流晶粒，其設置於該第二承座並與該第二承座電性連 禪’該第二定電流晶粒包含： 13 一第二定電流電路，其允許該交流電之第二半週期之電流通 過；以及 一第二保護電路，其與該第二定電流電路並聯，且允許該交流 電之第一半週期之電流通過；以及 —封裝體，其包覆該第一定電流晶粒以及該第二定電流晶粒。 19.如請求項18所述之定電流晶片封裝體，其中該第一承座及/或該第 二承座為一導線架或基板。 如請求項18所述之定電流晶片封裝體，其中該第一定電流電路及/ 或該第二定電流電路包含一金氧半場效電晶體以及一控制電路，其中該 控制電路控制該金氧半場效電晶體導通或斷開。 " =如η月求項18戶斤述之疋電流晶片封裝體，其中該第—保護電路及/或 該第二保護電路為該定電流電路之寄生二極體、外掛之二極體、靜電放 電保護元件、金氧半場效電晶體或雙載子電晶體。