1、AC LED照明,引言以高效节能、绿色环保、长寿命为特点的新兴LED照明技术如今正在加速发展，应用中的新技术、新方案也不断涌现。LED 照明设计可结合光源特性，如光源指向性、冷光源及色彩变化等，必将将成为照明市场主流。近年来，随着 LED 在材料选取、晶粒制程、封装架构设计技术等方面的研究不断进步，一种新的交流发光二极管（ AC LED ）技术应运而生，通过一种新的思路，推动了 LED照明技术的实用化。,AC LED照明,传统LED照明技术及其不足传统的LED是典型的低压直流器件，无法直接在我们日常照明使用的电源是高压交流（AC 100220V）下使用，必须经过变压器或开关电源降压，然后将交流
2、（AC）变换成直流（DC），再变换成直流恒流源，才能供LED光源使用。因此在LED灯具里必然要有一定的空间来安置这个变换器，不利于照明灯具的设计和小型化。而且系统经过的变换环节，能量必然有一定量的损耗，DC LED在交流、直流之间转换时约15%30%的电力被损耗，系统效率很难做到90%以上。,AC LED照明,传统LED照明技术及其不足如果能用交流（AC）直接驱动LED光源发 光，系统应用方案将大大简化，系统效率将 很轻松地达到90%以上。变换装置的存在造 成了传统LED照明产品成本较高的重要因素， 也成为制约LED光源产品寿命的瓶颈，无法体 现LED长寿命的特点。,AC LED照明,AC L
3、ED的结构组成AC LED是相对于传统的DC LED来说,无 须经过AC/DC转换，可直接插电于220V（或 110V） 交流电使用的 LED 照明技术。AC LED光源的技术关键是LED晶粒在封装时的特 殊排列组合技术，同时利用LED PN结的二极管 特性兼作整流，通过半导体制作工艺将多个晶 粒集成在一个单芯片上，即高功率单晶粒 （single power chip）LED 技术，并采用交错 的矩阵式排列工艺组成桥式电路，使AC电流可 双向导通，实现发光。晶粒的排列如右图所 示，AC LED晶粒在接上交流后通体发光，因 此只需要二根引线导入交流源即能发光工作。,AC LED照明,AC LED
4、的工作原理及特点AC LED光源的工作原理如下图所示，由LED微晶粒采交错的矩阵式排列 工艺组成5个桥臂，组成类似一个整流桥，整流桥的两端分别联接交流源，另 两端联接一组LED晶粒，交流的正半周沿实线流动，3个桥臂的LED晶粒发 光，负半周沿虚线流动，又有3个桥臂的LED晶粒发光，四个桥臂上的LED晶 粒轮番发光，相对桥臂上的LED晶粒同时发光，中间桥臂的LED晶粒因共用 而一直在发光.在50Hz（60Hz）的交流中会以每秒50（60）次的频率轮替点亮。整流桥 取得的直流是脉动直流，LED的发光也是闪动的， LED有断电余辉续光的特性，余辉可保持几十微 秒，而人眼对流动光点记忆是有惰性的，所以
5、感 觉不到光的闪动。LED有一半时间在工作，所以 发热得以减少40%20%。其使用寿命较DC LED长。,AC LED照明,AC LED的工作原理及特点AC LED 体积小，可应用于工业及民用小型指示 灯；高压低电流导通优点克服了使用 DC LED 时， 线路高损耗造成需依赖电源供应器接续的问题；而 且双向导通，蓝绿光 LED 无静电击穿ESD 问题;使 用微晶粒技术大幅提高发光效率；由于功率因数提 高与低电流控制,对于一般照明产业及 LCD 背光面 板产业，更是一项实用化新技术。,AC LED照明,AC LED的典型产品AC LED可直接插电于 60Hz或史高频率的AC 110V(或 220
6、V)交流电压使其交流发光，应用于指示灯、霓虹灯、低 瓦数照明灯，能有效解决现有 LED无法直接在交流电源下 使用 ，造成产品应用成本较高的缺点。,AC LED 台灯,AC LED 灯炮,AC LED照明,AC LED不仅可以用在各种场合的照明，还可以用于液晶显 示屏的背光照明。其在照明上的一个典型应用原理图如图5所示, 在AC LED两端分别串入正温度系数热敏电阻PTC，和限流电阻 R1、R2、R3，接上110V或220V交流即可进入照明工作。相对 传统的DC LED，无须降压整流装置，大大简化了实际应用，提 高了效率和可靠性。,AC LED照明,AC LED刚刚起步，现阶段仍有两个缺点：一是
7、发光效率并没有DC LED高。二是AC LED有触电的风险。因为AC LED直接连接高压电网，如果采用金属鳍片散 热，容易发生触电危险，需要研究新的间接散热方案，比如 充液LED固态照明灯、利用陶瓷PCB绝缘及导热等。,AC LED照明,不过，AC LED应用的普及并不会完全取代传统DC LED应 用市场，因为可携式产品仍旧需要依靠电池供电，而电池为 直流电输出，因此在使用LED的时候，DC LED依旧是最合 适的选择。就目前市场发展而言，全球背光源产值仍为最大 宗，特别在手机市场及2009年积极成长的LED NB和 Netbook应用，都明显可知DC LED有其不可被取代的地位, 因此AC LED未来发展的趋势，应专注于以交流电驱动 的产品为主，象是照明灯具、电视背光源、出入口指示灯及 建筑景观照明美化等应用。厂商更需积极开拓相关应用市 场，才能以其差异化的封装技术与产品，取得在市场上的生 存机会。,AC LED照明,DC LED与AC LED照明应用比较表,AC LED照明,AC LED灯具的优点与白炽灯、卤素灯、荧光日光灯、荧光节能灯、直流LED灯相比，AC LED灯具有更节能 省电、更长寿、更有能效的高性价比。AC LED发光省去了成本不菲的AC/DC转换器和恒 流源。交流LED与现有的照明灯具性能比较如表1所示。,
