專利名稱：Led組件及采用led組件的led燈串的制作方法
LED組件及采用LED組件的LED燈串
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種LED組件，特別是有關(guān)于一種提供可靠光源的LED組件及采用所述LED組件的LED燈串。
背景技術(shù)：
目前背光模組的光源主要分為發(fā)光二極管(LED)及冷陰極熒光管(CCFL)。由于發(fā)光二極管具有低功耗的優(yōu)勢，因此以發(fā)光二極管取代冷陰極熒光管已是目前背光模組產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流趨勢?；谀＝M化的概念，不論是直下型或是側(cè)入型的背光模組，皆采用以多個發(fā)光二極管串接成的燈串來做為其光源。由于背光模組必須提供穩(wěn)定且均勻的面光源，一旦其中一顆發(fā)光二極管燒斷，就必須立刻進行更換以維持面光源的均勻性。因此，背光模組燈串的維修頻率或耐用度勢必受制于每一發(fā)光二極管的工作壽命。故，有必要提供一種LED組件及采用LED組件的LED燈串，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于提供一種LED組件，其可在主用LED損壞時提供備用光源， 以持續(xù)提供穩(wěn)定光源，延長產(chǎn)品使用期限。本發(fā)明的次要目的在于提供一種LED燈串，其每一 LED組件均包含主用與備用 LED,當主用LED損壞時，可由備用LED繼續(xù)提供相同光源，同時維持整個燈串的運作。為達成本發(fā)明的前述目的，本發(fā)明提供一種LED組件，包含一輸入端、一輸出端、 一主用LED、一備用LED和一切換模組，所述主用LED的陽極連接所述輸入端，陰極經(jīng)由所述切換模組連接到輸出端，所述備用LED的陽極連接所述輸入端，陰極經(jīng)由所述切換模組連接到輸出端，所述切換模組在主用LED導通時，控制備用LED截止；在主用LED燒斷時，控制備用LED導通。在本發(fā)明的一實施例中，所述切換模組包括一第一開關(guān)和一第二開關(guān)，所述第一開關(guān)連接所述主用LED的陰極與所述輸出端，所述第二開關(guān)連接所述備用LED的陰極與所述輸出端，當主用LED導通時，第一開關(guān)導通，第二開關(guān)斷開；當主用LED燒斷時，第一開關(guān)斷開，第二開關(guān)導通。在本發(fā)明的一實施例中，所述切換模組進一步包括一第一電阻和一第二電阻，所述主用LED的陰極依序經(jīng)由所述第一電阻和第二電阻接地。在本發(fā)明的一實施例中，所述切換模組包括一第一場效應管、一第二場效應管、一第一電阻和一第二電阻，所述第一場效應管的源極連接所述主用LED的陰極并依序經(jīng)由第一電阻和第二電阻接地，漏極連接所述輸出端，柵極經(jīng)由所述第二電阻接地；所述第二場效應管的源極連接所述備用LED的陰極，漏極連接所述輸出端，柵極連接所述第一開關(guān)的柵極。
在本發(fā)明的一實施例中，所述第一、第二場效應管均為P溝道金屬氧化物半導體場效應管。在本發(fā)明的一實施例中，所述第一場效應管的閾值電壓Vthl和第二場效應管的閾值電壓 Vth2 滿足如下條件=Vthl > -(Vsl-Vf) Rl/(R1+R2) > Vth2 > - (Vsl-Vf)，其中， Vsl為所述輸入端的輸入電壓，Vf為主用LED及備用LED的導通壓降，Rl為第一電阻的電阻值，R2為第二電阻的電阻值。本發(fā)明另提供一種LED燈串，包括多個串聯(lián)的LED組件，每一 LED組件包括一輸入端、一輸出端、一主用LED、一備用LED和一切換模組，所述主用LED的陽極連接所述輸入端，陰極經(jīng)由所述切換模組連接到輸出端，所述備用LED的陽極連接所述輸入端，陰極經(jīng)由所述切換模組連接到輸出端，所述切換模組在主用LED導通時，控制備用LED截止；在主用 LED燒斷時，控制備用LED導通。在本發(fā)明的一實施例中，所述切換模組包括一第一場效應管、一第二場效應管、一第一電阻和一第二電阻，所述第一場效應管的源極連接所述主用LED的陰極并依序經(jīng)由第一電阻和第二電阻接地，漏極連接所述輸出端，柵極經(jīng)由所述第二電阻接地；所述第二場效應管的源極連接所述備用LED的陰極，漏極連接所述輸出端，柵極連接所述第一開關(guān)的柵極。在本發(fā)明的一實施例中，所述第一、第二場效應管均為P溝道金屬氧化物半導體場效應管。在本發(fā)明的一實施例中，所述多個LED組件依次為Li、L2、……Li，……，Ln，其中，η > 2，1 < i < n，每一 LED組件Li的第一場效應管的閾值電壓Vthl和第二場效應管的閾值電壓 Vth2 滿足如下條件=Vthl > _(Vsl_i*Vf)Rl/(Rl+R2) > VTh2 > - (Vsl_i*Vf)， 其中，Vsl為所述輸入端的輸入電壓，Vf為主用LED及備用LED的導通壓降，Rl為第一電阻的電阻值，R2為第二電阻的電阻值，Vsl-(n*Vf) > 0。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的LED組件包括主用LED、備用LED和切換模組，當主用 LED導通時，所述切換模組控制備用LED截止；直到所述主用LED燒斷時，控制備用LED導通。因此，采用此LED組件的LED燈串在其中一顆主用LED燒斷時，仍可持續(xù)提供穩(wěn)定的光源，，而具有較佳的耐用度。

圖1是本發(fā)明LED組件一較佳實施例的電路圖。圖2是本發(fā)明LED燈串一較佳實施例的電路圖。
具體實施方式
為讓本發(fā)明上述目的、特征及優(yōu)點更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。再者，本發(fā)明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「后」、 「左」、「右」、「內(nèi)」、「外」、「側(cè)面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發(fā)明，而非用以限制本發(fā)明。 請參考圖1所示，圖1是本發(fā)明LED組件一較佳實施例的電路圖。所述LED組件 L包含一輸入端(未標號)、一輸出端(未標號)、一主用LED 1、一備用LED 2以及一切換模組S。所述輸入端接收一輸入電壓Vsl。所述輸出端輸出一電壓Vs2。所述主用LED 1的陽極與所述備用LED 2的陽極共同連接所述輸入端。所述主用 LED 1與所述備用LED 2的導通壓降為Vf。所述切換模組S連接所述主用LED 1的陰極及備用LED 2的陰極，并于主用LED 1 導通時，控制備用LED 2截止；于主用LED 1燒斷時，控制備用LED 2導通點亮。更詳細地， 所述切換模組S包含一第一開關(guān)Ql與一第二開關(guān)Q2，所述第一開關(guān)Ql連接所述主用LED 1的陰極與所述輸出端。于所述主用LED 1導通點亮時，所述第一開關(guān)Ql維持導通。而當所述主用LEDl燒斷時，所述第一開關(guān)Ql則因回路中斷而斷開。所述第二開關(guān)Q2連接所述備用LED 2的陰極與所述輸出端，于所述主用LEDl燒斷時導通，使所述備用LED 2導通點本實施例中，所述切換模組S進一步包括一第一電阻Rl和一第二電阻R2。所述第一開關(guān)Ql是一第一場效應管，優(yōu)選為P溝道金屬氧化物半導體場效應管(MOSFET)，其閾值電壓為Vthl。其中所述第一開關(guān)Ql的源極連接所述主用LED 1的陰極，也依序經(jīng)由所述第一電阻103和所述第二電阻104接地；所述第一開關(guān)Ql的漏極連接所述輸出端；所述第一開關(guān)Ql的柵極則經(jīng)由上述第二電阻104接地。所述第二開關(guān)Q2是一第二場效應管，優(yōu)選為P溝道金屬氧化物半導體場效應管(MOSFET)，其閾值電壓為Vth2。所述第二開關(guān)Q2的源極連接所述備用LED 2的陰極；所述第二開關(guān)Q2的漏極連接所述輸出端；所述第二開關(guān) Q2的柵極連接所述第一開關(guān)Ql的柵極。設定所述第一電阻103的電阻值為R1，而第二電阻104的電阻值為R2。所述第一開關(guān)Ql的閾值電壓Vthl滿足Vthl > -(Vsl-Vf) Rl/(R1+R2)；所述第二開關(guān)Q2的閾值電壓滿足_(Vsl-Vf) Rl/(R1+R2) > Vth2 > -(Vsl-Vf)；所述第一開關(guān)Ql的源極的節(jié)點電壓為Va ；所述第二開關(guān)Q2的源極的節(jié)點電壓為Vb ；所述第一開關(guān)Ql與所述第二開關(guān)Q2的柵極的節(jié)點電壓為Vc。本實施例的LED組件L的控制原理說明如下當主用LED 1 正常工作時，Va = Vsl-Vf,Vc = (Vsl-Vf) R2/(R1+R2)。又所述第一開關(guān)Ql的柵極與源極之間的電壓差Vgsl = Vc-Va，因此，Vgsl = -(Vsl-Vf) Rl/(R1+R2)。 由于Vthl >-(Vsl-Vf)R1/(R1+R2)，因此Vgsl <Vthl，滿足所述第一開關(guān)Ql的導通條件，
故第一開關(guān)Ql導通。此時，假設備用LED2也導通，則Vb = Vsl-Vf，所述第二開關(guān)Q2的柵極與源極之間的電壓差 Vgs2 = Vc-Vb，因此，Vgs2 = -(Vsl-Vf)Rl/(R1+R2)。由于 Vth2 < -(Vsl-Vf) Rl/ (R1+R2)，因此，Vgs2 > Vth2，不滿足所述第二開關(guān)Q2的導通條件，故假設不成立，備用 LED2此時截止。當主用LED 1燒斷時，Vc = 0，所述第一開關(guān)Ql的Vgsl = 0，故所述第一開關(guān)Ql 是斷開的。此時，假設備用LED 2導通而正常工作，則Vb = Vsl-Vf,所述第二開關(guān)Q2的柵極與源極之間的電壓差Vgs2 = Vc-Vb = -(Vsl-Vf)。由Vth2 > -(Vsl-Vf)可知，Vgs2 < Vth2，滿足所述第二開關(guān)Q2的導通條件，故備用LED 2導通。當多個所述LED組件L應用于組成LED燈串時，所述LED燈串的控制方法即是由各個LED組件的切換模組S個別執(zhí)行。進一步參考圖2，圖2是本發(fā)明LED燈串一較佳實施方式的電路圖。上述LED燈串包括多個串聯(lián)的圖1所示的LED組件Li、……、Li、……、Ln。其中，η彡2，1彡i彡η。每一個LED組件Li包括一輸入端(未標號)、一輸出端(未標號)、一主用LED 1、 一備用LED 2以及一切換模組S。所述輸入端接收一輸入電壓Vsi。所述輸出端則輸出一電壓 Vs(i+1)。設定每一 LED組件Li的主用LED 1和備用LED 2的導通壓降均為Vf，第一個LED 組件Ll的輸入電壓為Vsl。所述LED組件Li的輸入電壓Vsi = Vsl-(i_l) Vf，第一個LED 組件Ll的輸入電壓Vsl滿足如下條件Vsl-(n*Vt) > 0。設定每一 LED組件Li的第一電阻103的電阻值為Rl，第二電阻104的電阻值為R2。設定每個LED組件Li的第一開關(guān)Ql的閾值電壓Vthl滿足如下條件Vthl > -(Vsi-Vf) Rl/(R1+R2) = -(Vsl_i*Vf) Rl/(R1+R2)。設定每個 LED 組件 Li 的第二開關(guān) Q2 的閾值電壓 Vth2 滿足如下條件-(Vsl-i*Vf) = -(Vsi-Vf) < VTh2 < -(Vsl_i*Vf) Rl/ (R1+R2)。所述第一開關(guān)Ql的源極的節(jié)點電壓為Vai ；所述第二開關(guān)Q2的源極的節(jié)點電壓為Vbi ；所述第一開關(guān)Ql與所述第二開關(guān)Q2的柵極的節(jié)點電壓為Vci。上述LED燈串的控制方法如下對每個LED組件Li而言，當主用LED 1正常工作時，Vai = Vsi-Vf，Vci = (Vsi-Vf)R2/(Rl+R2)，所述第一開關(guān)Ql的柵極與源極之間的電壓差Vgsl = Vci-Vai =-(Vsi-Vf) Rl/(R1+R2)。由于 Vthl > -(Vsi-Vf) Rl/(R1+R2)，因此 Vgsl < Vthl，滿足所述第一開關(guān)Ql的導通條件，故第一開關(guān)Ql導通。此時，假設所述備用LED2也導通，Vbi = Vsi-Vf。又所述第二開關(guān)Q2的柵極與源極之間的電壓差 Vgs2 = Vci-Vbi，故 Vgs2 = - (Vsi-Vf)Rl/(R1+R2) = -(Vsl_i*Vf)Rl/ (R1+R2)。由于 Vth2 < - (Vsi-Vf) Rl/(R1+R2)，因此，Vgs2 > Vth2，不滿足所述第二開關(guān) Q2 的導通條件，故假設不成立，備用LED 2此時截止。當主用LED 1燒斷時，Vci =0，所述第一開關(guān)Ql的Vgsl = 0，故所述第一開關(guān)Ql 是斷開的。此時，假設備用LED 2導通而正常工作，則Vbi =Vsi-Vf,所述第二開關(guān)Q2的柵極與源極之間的電壓差 Vgs2 = Vci-Vbi = -(Vsi-Vf)。由 Vth2 > -(Vsi-Vf)可知，Vgs2 < Vth2，滿足所述第二開關(guān)Q2的導通條件，故此時所述備用LED 2呈導通狀態(tài)。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明LED燈串的LED組件Li包括主用LEDl、備用LED2以及切換模組S。當主用LEDl正常工作時，所述切換模組S控制備用LED2截止；當主用LEDl燒斷時，所述切換模組S控制備用LED2導通。因此，采用此LED組件的LED燈串在其中一顆主用LED燒斷時，仍可持續(xù)提供穩(wěn)定的光源，而具有較佳的耐用度，相對減少維修頻率與成本。本發(fā)明已由上述相關(guān)實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發(fā)明的范例。 必需指出的是，已公開的實施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，包含于權(quán)利要求書的精神及范圍的修改及均等設置均包括于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種LED組件，其特征在于所述LED組件包括一輸入端、一輸出端、一主用LED、一備用LED和一切換模組，所述主用LED的陽極連接所述輸入端，陰極經(jīng)由所述切換模組連接到輸出端，所述備用LED的陽極連接所述輸入端，陰極經(jīng)由所述切換模組連接到輸出端，所述切換模組在主用LED導通時，控制備用LED截止；在主用LED燒斷時，控制備用LED導通。
2.如權(quán)利要求1所述的LED組件，其特征在于所述切換模組包括一第一開關(guān)和一第二開關(guān)，所述第一開關(guān)連接所述主用LED的陰極與所述輸出端，所述第二開關(guān)連接所述備用LED的陰極與所述輸出端，當主用LED導通時，第一開關(guān)導通，第二開關(guān)斷開；當主用LED 燒斷時，第一開關(guān)斷開，第二開關(guān)導通。
3.如權(quán)利要求2所述的LED組件，其特征在于所述切換模組進一步包括一第一電阻和一第二電阻，所述主用LED的陰極依序經(jīng)由所述第一電阻和第二電阻接地。
4.如權(quán)利要求1所述的LED組件，其特征在于所述切換模組包括一第一場效應管、一第二場效應管、一第一電阻和一第二電阻，所述第一場效應管的源極連接所述主用LED的陰極并依序經(jīng)由第一電阻和第二電阻接地，漏極連接所述輸出端，柵極經(jīng)由所述第二電阻接地；所述第二場效應管的源極連接所述備用LED的陰極，漏極連接所述輸出端，柵極連接所述第一開關(guān)的柵極。
5.如權(quán)利要求4所述的LED組件，其特征在于所述第一、第二場效應管均為P溝道金屬氧化物半導體場效應管。
6.如權(quán)利要求5所述的LED組件，其特征在于所述第一場效應管的閾值電壓Vthl 和第二場效應管的閾值電壓Vth2滿足如下條件Vthl > -(Vsl-Vf)Rl/(R1+R2) > Vth2>-(Vsl-Vf)，其中，Vsl為所述輸入端的輸入電壓，Vf為主用LED及備用LED的導通壓降， Rl為第一電阻的電阻值，R2為第二電阻的電阻值。
7.一種LED燈串，其特征在于所述LED燈串包括多個串聯(lián)的LED組件，每一 LED組件包括一輸入端、一輸出端、一主用LED、一備用LED和一切換模組，所述主用LED的陽極連接所述輸入端，陰極經(jīng)由所述切換模組連接到輸出端，所述備用LED的陽極連接所述輸入端， 陰極經(jīng)由所述切換模組連接到輸出端，所述切換模組在主用LED導通時，控制備用LED截止；在主用LED燒斷時，控制備用LED導通。
8.如權(quán)利要求7所述的LED燈串，其特征在于所述切換模組包括一第一場效應管、一第二場效應管、一第一電阻和一第二電阻，所述第一場效應管的源極連接所述主用LED的陰極并依序經(jīng)由第一電阻和第二電阻接地，漏極連接所述輸出端，柵極經(jīng)由所述第二電阻接地；所述第二場效應管的源極連接所述備用LED的陰極，漏極連接所述輸出端，柵極連接所述第一開關(guān)的柵極。
9.如權(quán)利要求8所述的LED燈串，其特征在于所述第一、第二場效應管均為P溝道金屬氧化物半導體場效應管。
10.如權(quán)利要求9所述的LED燈串，其特征在于所述多個LED組件依次為L1、L2、…… Li，……，Ln，其中，η彡2，1 < i <n，每一 LED組件Li的第一場效應管的閾值電壓Vthl 和第二場效應管的閾值電壓Vth2滿足如下條件Vthl > -(Vsl-i*Vf)Rl/(Rl+R2) > VTh2>_(Vsl-i*Vf)，其中，Vsl為所述輸入端的輸入電壓，Vf為主用LED及備用LED的導通壓降，Rl為第一電阻的電阻值，R2為第二電阻的電阻值，Vsl-(n*Vf) > 0。
全文摘要
本發(fā)明公開一種LED組件及采用LED組件的LED燈串。LED組件包括一輸入端、一輸出端、一主用LED、一備用LED和一切換模組。所述切換模組在主用LED導通時，控制備用LED截止；在主用LED燒斷時，控制備用LED導通。因此，本發(fā)明可延長采用所述LED組件的LED燈串在背光模組等裝置內(nèi)的使用壽命。
文檔編號F21V23/04GK102252226SQ20111009408
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者俞剛, 郭東勝 申請人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司