交流電直接驅動“AC LED”的基本原理及優勢

【摘要】 生活在二十一世紀的今天，不管是家庭用電還是工商業用電，多數都以交流電(AlternatingCurrent，AC)的方式提供。采用交流電的方式輸送到使用端，可以避免遠距離的電力傳送會有多余損耗，因此，電器必須設計成交流電驅動不會由于電壓不符而產生短路問題。介紹了的AC LED與傳統LED的比較以及它自身的優勢。

【關鍵詞】 AC LED;交流電驅動;插拔式封裝

在全球都重視節能減排的形勢下，2005年1月韓國首爾半導體(Seoul Semi-Conductor)推出全球第一款用交流市電直接驅動的“Acriche”AC LED。我國臺灣地區的工業技術研究院很快實現了AC LED的產業化生產，并在芯片技術和封裝技術上有重大創新，發明了“低熱阻立體導熱插拔封裝技術”，并于2008年9月獲美國RD 100 Awards國際大獎。AC LED的發明應用，顛覆了傳統DC LED的照明應用方案，是LED發展史上的一次重大突破，成為半導體照明的新秀。

一、AC LED的基本工作原理

傳統LED都是以直流電做為驅動，稱為DC LED。AC LED是以交流電作為驅動，AC LED的典型應用電原理十分簡單，他是將很多LED微小晶粒用交錯的矩陣式排列工藝均分為五串，AC LED晶粒串組成類似一個整流橋，整流橋的兩端分別聯接交流源，另兩端聯接一串LED晶粒，交流的正半周沿藍色通路流動，3串LED晶粒發光，負半周沿綠色通路流動，又有3串LED晶粒發光，四個橋臂上的LED晶粒輪番發光，相對橋臂上的LED晶粒同時發光，中間一串LED晶粒因共用而一直在發光。在六十赫茲的交流電中會以每一秒六十次的頻率輪替著點亮。整流橋取得的直流是脈動直流，LED發出的光亮是閃動的，它有斷電余輝續光的特性，也就是斷電之后其余光可有持續幾十微秒，因為人的眼睛對流動光點的記憶是有惰性的，人眼對LED光源的發光加上余輝的工作模式解讀出的就是連續在發光。LED有一半時間在工作，有一半時間在休息，因而發熱會減少40%～20%。LED在電流通過發光時會產生熱能，DC LED在AC向DC轉換過程中產生更多熱能，散熱設計將是影響LED使用壽命的關鍵。

二、AC LED與傳統LED的比較

LED在電流通過發光的時候會產生熱能量，DC LED在從AC轉換到DC的過程中會產生更多熱能，散熱設計就成了影響LED使用壽命的關鍵。一般設計是直接將LED和散熱基板焊在一起，當LED燈源損壞時，必須整個基座都換掉。AC LED采用可插拔式立體導熱封裝技術，除增加導熱面積外，當燈源損耗時可直接以插拔方式淘汰更換，和DC LED相比較為便利，也因此特殊的插拔式技術獲得美國RD100國際大獎肯定。AC LED通過特殊電路設計不需配合整流變壓器，直接使用交流電驅動也能正常運作，在照明燈具設計上，體積及重量都能較一般DC LED燈具更有優勢。因發光效率仍比DC LED差，價格也較貴。在使用一般交流電作為電源供應的同時，必須附帶整流變壓器將交流電轉換成直流電，才能確保LED的正常運作。應用上強調LED省電的特性，但在交流電和直流電的轉換過程中，其實有高達百分之十五到三十的電力耗損，使用上依舊不具效率。

三、AC LED的優勢

在上個世紀六十年代，第一個紅光LED的誕生了，從此新型半導體發光技術也得到了突飛猛進的發展和突破。隨著LED光源技術和相關產業的發展，LED逐步突破了使用壽命短暫和亮度不夠的瓶頸時期。與生俱來的節能、環保等優點，使得LED光源的應用越來越廣泛。與現在主流背光相比，LED背光源的優勢已經十分明顯，主要表現在四個方面:一方面LED背光源相比之下節能百分之三十到百分之五十;一方面LED的無汞生產過程具有環保優勢;另一方面LED背光源更加利于制造超薄型液晶電視，可使電視厚度達到一厘米以下;最后LED光源的亮度均勻性，白光對彩色的還原性都很大程度上都更有優勢。AC LED只需一個限流電阻，可以不用變壓器和驅動電路，在應用中效率更高、成本也更低且體積也較小，做燈具造型設計更容易一些，可插拔結構給應用帶來極大的便利。隨著AC LED光效的提高、功率的增加和生產成本的降低，其在半導體照明方面將充當重要角色，勢必對傳統LED造成沖擊。

AC LED現在已不是創新的技術，但AC LED在照明產品應用上，除了比傳統LED和一般燈泡更加節能之外，一般燈泡拆裝和更換的方式也比傳統LED在使用上更為便利。其立體式散熱封裝的構想，也有效解決LED散熱的問題，提升使用壽命。AC LED是半導體照明領域中的新秀，這一全新型的固態光源必將在照明應用中大放光彩。AC LED不可能取代傳統DC LED，在電池和太陽能供電的場合，DC LED依然是最適合的選擇。

參考文獻

[1]解析AC LED應用與發展趨勢.拓撲產業研究所焦點報告[R/OF].http://www.ledxm.com.2008-12-4

[2]毛興武.新一代綠色光源LED及其應用技術[M].北京:人民郵電出版社，2008(8)