摘要:介紹一種新的 綠色光源—AC LED,分析了其結構特點和工作原理,指出了其相對于傳統DC LED的優點,并介紹了其應用和發展前景。
LED光源作為綠色、節能、省電、長壽命的第四代照明燈具而異軍突起、廣受關注、如火如荼地迅速發展。目前的LED光源是低電壓(VF=2→3.6V)、大電流(IF=200→1500mA)工作的半導體器件,必須提供合適的直流流才能正常發光。直流(DC)驅動LED光源發光的技術已經越來越成熟,由于我們日常照明使用的電源是高壓交流(AC 100~220V),所以必須使用降壓的技術來獲得較低的電壓,常用的是變壓器或開關電源降壓,然后將交流(AC)變換成直流(DC),再變換成直流恒流源,才能促使LED光源發光。因此直流驅動LED光源的系統應用方案必然是:變壓器+整流(或開關電源)+恒流源(圖1)。LED燈具里必然要有一定的空間來安置這個模塊,但是對于E27標準螺口的燈具來說空間十分有限,很難安置。無論是經由變壓器+整流或是開關電源降壓,系統都會有一定量的損耗,DC LED在交流、直流之間轉換時約15%~30%的電力被損耗,系統效率很難做到90%以上。如果能用交流(AC)直接驅動LED光源發光,系統應用方案將大大簡化,系統效率將很輕松地達到90%以上。
圖1 直流驅動LED光源的系統應用方案
AC LED燈具的優點
與白熾燈、鹵素燈、熒光日光燈、熒光節能燈、直流LED燈相比,AC LED燈具有更節能省電、更長壽、更有能效的高性價比。AC LED發光省去了成本不菲的AC/DC轉換器和恒流源。交流LED與現有的照明燈具性能比較如表1所示。
圖2 交流LED與現有的照明燈具性能比較
AC LED光源超細晶粒采用特殊交錯的矩陣排列
AC LED光源的重大技術突破是超細LED晶粒在封裝時的特殊排列組合技術,同時利用LED PN結的二極管特性兼作整流,半導體制程在其中扮演著相當重要的角色。AC LED通過半導體制程整合成一堆微小晶粒,采用交錯的矩陣式排列工藝,并加入橋式電路至芯片設計,使AC電流可雙向導通,實現發光。?晶粒的排列如圖2所示,左圖是AC LED晶粒采用交錯的矩陣式排列示意圖,右小圖是實際AC LED晶粒排列照片,AC LED晶粒在接上交流后通體發光,因此只需要二根引線導入交流源即能發光工作。 |
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