高壓LED結構及技術解析及AC LED.doc

高壓LED結構及技術解析2011年05月27日 17:18 本站整理 作者：葉子 用戶評論（0） 關鍵字：LED(1087)高壓LED(1)最近幾年由于技術及效率的進步，LED的應用越來越廣;隨著LED應用的升級，市場對于LED的需求，也朝更大功率及更高亮度，也就是通稱的高功率LED方向發(fā)展。對于高功率LED的設計，目前各大廠多以大尺寸單顆低壓DC LED為主，做法有二，一為傳統(tǒng)水平結構，另一則為垂直導電結構。就第一種做法而言，其製程和一般小尺寸晶粒幾乎相同，換句話說，兩者的剖面結構是一樣的，但有別于小尺寸晶粒，高功率LED常常需要操作在大電流之下，一點點不平衡的P、N電極設計，都會導致嚴重的電流叢聚效應(Current crowding)，其結果除了使得LED晶片達不到設計所需的亮度外，也會損害晶片的可靠度(Reliability)。當然，對上游晶片製造者/晶片廠而言，此作法製程相容性(Compatibility)高，無需再添購新式或特殊機臺，另一方面，對于下游系統(tǒng)廠而言，週邊的搭配，如電源方面的設計等等，差異并不大。但如前所述，在大尺寸LED上要將電流均勻擴散并不是件容易的事，尺寸愈大愈困難;同時，由于幾何效應的關係，大尺寸LED的光萃取效率往往較小尺寸的低。圖：低壓二極體、交流二極體及高壓二極體驅(qū)動方式的差異(點擊圖片放大)。第2種做法較第1種復雜許多，由于目前商品化的藍光LED幾乎都是成長于藍寶石基板之上，要改為垂直導電結構，必須先和導電性基板做接合之后，再將不導電的藍寶石基板予以移除，之后再完成后續(xù)製程;就電流分布而言，由于在垂直結構中，較不需要考慮橫向傳導，因此電流均勻度較傳統(tǒng)水準結構為佳;除此之外，就基本的物理塬理而言，導電性良好的物質(zhì)也具有高導熱的特質(zhì)，藉由置換基板，我們同時也改善了散熱，降低了接面溫度，如此一來便間接提高了發(fā)光效率。但此種做法最大的缺點在于，由于製程復雜度提高，導致良率較傳統(tǒng)水平結構低，製作成本高出不少。億光采用晶元電芯片推出HV-LED 億光高壓驅(qū)動LED系列提供使用者1瓦、2瓦和4瓦的消耗功率以配合不同亮度需求的LED燈泡。單一芯片在47-55VDC下，億光高壓驅(qū)動LED可提供80及100流明(lm)的發(fā)光效率，色溫分別為3000K及5700K。2W的高壓驅(qū)動LED搭載雙芯片設計，在95-111VDC下可提供140流明(lm)于2700K。4晶的設計，在95-111V( 美規(guī))及190-220VDC(歐規(guī))下可提供275和375 流明(lm)發(fā)光效率，色溫分別為3000K及 5700 K。億光的高壓驅(qū)動LED系列使用陶瓷基板封裝技術，在散熱方面更加完善，封裝尺寸為3.5x3.5mm (1W)及6.0x6.0mm (2W及4W)。使用高壓驅(qū)動LED于節(jié)能燈泡上的概念，在于可免除一般直流LED需透過電流轉(zhuǎn)換驅(qū)動零件才可發(fā)光的問題，并且也不會有AC LED發(fā)光不穩(wěn)定的情況。雖然高壓驅(qū)動LED還是直流電模式，但是它只需要透過簡單的橋式電阻即可點亮，并提供穩(wěn)定且高效率的光源。這使燈泡設計者在設計時可省下驅(qū)動零件的費用。一但不再需要電流轉(zhuǎn)換零件，省下的空間就可加強燈泡的散熱裝置并搭配陶瓷基板以提升LED壽命，多出的空間亦可增加外型設計的變化。因此億光高壓驅(qū)動LED也很適合用在小型的LED節(jié)能燈泡如蠟燭燈(MR-11)或是珠寶燈(MR-16)等，以克服一般LED因為太多的電流轉(zhuǎn)換零件而無法置入的問題。除了省下零件費用外，高壓驅(qū)動LED的亮度提高，可減少節(jié)能燈泡內(nèi)的LED使用量，以及簡化組裝制程，這不但對燈泡制造商的成本下降有益，同時也減少組裝時的二氧化碳產(chǎn)生，而達到環(huán)保的目的。億光電子基于近三十年的深厚實力，整合專業(yè)研發(fā)、業(yè)務及市場團隊，以客戶需求為導向，提供客戶超越期望的服務，并搭配節(jié)能減碳的LED 產(chǎn)品，為地球的環(huán)境保護做努力。在全球LED市場不斷攀高的需求下，億光高壓驅(qū)動High Voltage LED也期望可以快速成長，打造更寬廣的LED市場版圖。交流LED與直流高壓LED討論時間：2010-11-19 20:19:24 來源： 作者：1、交流LED單晶粒LED發(fā)光芯片驅(qū)動電壓在4V以內(nèi)，無論多高的驅(qū)動電壓都可以串聯(lián)，獲得到合適的驅(qū)動電壓。這點是其它光源不可比擬的優(yōu)勢。CFL需要復雜的驅(qū)動電路，LED可以通過串接符合與市電等不同的電壓的阻抗匹配。白熾燈鎢絲長度和直徑，決定球泡電阻阻抗，去符合不同的驅(qū)動電壓。LED采用不同的串接數(shù)量也是同樣的道理，雖然LED不是純阻性負載。今天我們不討論LED怎樣驅(qū)動最合適，重點分析AC與DC驅(qū)動對市場的可行性。交流LED是上百顆單晶粒LED在晶圓級串接而成，可以在市電交流高電壓下自行整流點亮，再串接電阻或恒流源，保持在合適的驅(qū)動功率范圍內(nèi)?；谶@種設計早在圣誕燈串上一直有使用，移植到LED晶粒封裝是近年的事情。為了兼容各國電壓標準，要分4個部分串接而成，這樣在220V取值一半正好是110V電壓，規(guī)格上得到統(tǒng)一。交流LED理論上是正確的，可行的，市電50-60Hz單串LED分別工作在兩個正負半周，無論你怎樣設計，總體上雷同。LED并非像白熾燈那樣是阻性負載，較小的電壓波動會使LED亮度變化較大，更容易看到閃爍。交流LED對AC電壓穩(wěn)定度有一定的要求，因為LED的伏安特性很陡，10%的電壓變化就會引起劇烈的電流波動。例如正向電壓從3.3V變到3.6V，電流就從20mA增加到34mA，增加了70%之多。電流大幅上升對LED是致命的，電壓降低不會損壞LED，亮度的波動會影響客戶體驗度。我們見圖，高壓LED燈串用DC來驅(qū)動，暫且不分析具體驅(qū)動細節(jié)。AC用橋堆整流，這時LED利用率提升50%，而LED數(shù)量及成本也隨之降低50%。整流橋價格低廉，工藝限制集成整流橋是非常不合算的。整流橋體積不大，體積容易接受，直接采用AC設計LED不太經(jīng)濟。由于交流電壓是正弦波，所以流過LED的電流也是正弦波，對LED的利用率不像直流電利用那么高。也就是總體平均的光輸出，沒有像同樣幅度的直流電那么高。最開始首爾半導體設計出了交流LED，細心的朋友會發(fā)現(xiàn)展出的LED旁邊是有整流橋的，可見首爾已經(jīng)意識到成本的重要性。臺灣工研院等企業(yè)均開發(fā)出AC LED，但是量產(chǎn)并不那么順利，成本是重要因數(shù)，原理上是可行不等同于市場可行。2. 直流高壓LEDLED多芯片串接封裝是未來的趨勢，在串接數(shù)量和方式上要仔細考量。從上面的分析可以看出，設計AC LED成本和點亮效果上并不合適，不能成為主流方式，甚至可以說不具實際應用意義。整流后的直流LED形成對交流LED強有力的競爭，因此AC LED不能被廣泛應用。在未來可以預見AC LED只能是一場 “游戲”，市場規(guī)則決定它會除局。既然認為多芯片串接是趨勢，那肯定是DC驅(qū)動方式。多芯片串接需要LED晶圓級支持，過多的金線連接光效和生產(chǎn)上都是障礙。多芯片封裝晶圓級串接再加上COB結合，是最優(yōu)化的方式。晶圓級串接最好在10pcs以內(nèi)，再結合COB金線連接。這樣COB方式多芯片組分散式散熱，會大大降低對封裝基板的要求。散熱熱阻降低，LED結溫度因此降低。同時提高大數(shù)量的LED晶圓級串接良率。像AC LED這樣過于集中的封裝方式，封裝要很好的散熱又要高絕緣性，相互是矛盾的。市電幾百伏高壓處理起來，封裝成本會高居不下，同時不利于利于散熱設計高壓LED產(chǎn)品 瀏覽次數(shù)：3193次懸賞分：10 | 解決時間：2007-4-30 17:09 | 提問者：lzyping 誰知道LED有沒有36V或者其他電壓的高壓產(chǎn)品，提供信息的加高分！最佳答案 在350mA時，典型的紅、藍、綠光LED的正向壓降分別為2.95V、3.42V和3.42V。一般來說LED的工作電壓是2-3.6V，工作電流是0.02-0.03A。這就是說：它消耗的電不超過0.1W。至于其他功率LED，以FOLH702R/G/B為例，它在350mA時其RGB LED的正向壓降分別為2.2V、3.1V和3.3V。所以不同的產(chǎn)品因LED數(shù)量不同，而需要的額定電壓不同，但都可以設內(nèi)置的調(diào)壓器進行變壓。 可以具體的看一下“大屏幕LCD背光照明的控制方案（/magzine/20060301/6767.asp）”。分享給你的朋友吧： i貼吧 新浪微博 騰訊微博 QQ空間 人人網(wǎng) 豆瓣 MSN對我有幫助0AC LED技術的原理和特點及典型應用經(jīng)驗交流 2011-02-19 17:03:47 閱讀29 評論0 字號：大中小訂閱 摘要：介紹了一種新的 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(tǒng)DC LED的優(yōu)點，并介紹了其應用和發(fā)展前景。關鍵詞：AC LED，光源，照明0 引言以高效節(jié)能、綠色環(huán)保、長壽命為特點的新興LED照明技術如今正在加速發(fā)展，應用中的新技術、新方案也不斷涌現(xiàn)。LED 照明設計可結合光源特性，如光源指向性、冷光源及色彩變化等，必將將成為照明市場主流。近年來，隨著 LED 在材料選取、晶粒制程、封裝架構設計技術等方面的研究不斷進步，一種新的交流發(fā)光二極管（ AC LED ）技術應運而生，通過一種新的思路，推動了 LED照明技術的實用化。1 傳統(tǒng)LED照明技術及其不足傳統(tǒng)的LED是典型的低壓直流器件，無法直接在我們?nèi)粘Ｕ彰魇褂玫碾娫词歉邏航涣鳎ˋC 100220V）下使用，必須經(jīng)過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，才能供LED光源使用。因此在LED燈具里必然要有一定的空間來安置這個變換器，不利于照明燈具的設計和小型化。而且系統(tǒng)經(jīng)過的變換環(huán)節(jié)，能量必然有一定量的損耗，DC LED在交流、直流之間轉(zhuǎn)換時約15%30%的電力被損耗，系統(tǒng)效率很難做到90%以上。如果能用交流（AC）直接驅(qū)動LED光源發(fā)光，系統(tǒng)應用方案將大大簡化，系統(tǒng)效率將很輕松地達到90%以上。變換裝置的存在造成了傳統(tǒng)LED照明產(chǎn)品成本較高的重要因素，也成為制約LED光源產(chǎn)品壽命的瓶頸，無法體現(xiàn)LED長壽命的特點。2 AC LED的原理和特點2.1 AC LED的結構組成AC LED是相對于傳統(tǒng)的DC LED來說，無須經(jīng)過AC/DC轉(zhuǎn)換，可直接插電于220V（或110V） 交流電使用的 LED 照明技術。AC LED光源的技術關鍵是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，通過半導體制作工藝將多個晶粒集成在一個單芯片上，即高功率單晶粒（single power chip）LED 技術，并采用交錯的矩陣式排列工藝組成橋式電路，使AC電流可雙向?qū)?，實現(xiàn)發(fā)光。晶粒的排列如圖1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(fā)光，因此只需要二根引線導入交流源即能發(fā)光工作。圖1 AC LED晶粒封裝示意圖 2.2AC LED的工作原理及特點AC LED光源的工作原理如圖2所示，由LED微晶粒采用交錯的矩陣式排列工藝組成5個橋臂，組成類似一個整流橋，整流橋的兩端分別聯(lián)接交流源，另兩端聯(lián)接一組LED晶粒，交流的正半周沿實線流動，3個橋臂的LED晶粒發(fā)光，負半周沿虛線流動，又有3個橋臂的LED晶粒發(fā)光，四個橋臂上的LED晶粒輪番發(fā)光，相對橋臂上的LED晶粒同時發(fā)光，中間橋臂的LED晶粒因共用而一直在發(fā)光。圖2 AC LED光源的工作原理在50Hz（60Hz）的交流中會以每秒50（60）次的頻率輪替點亮。整流橋取得的直流是脈動直流，LED的發(fā)光也是閃動的，LED有斷電余輝續(xù)光的特性，余輝可保持幾十微秒，而人眼對流動光點記憶是有惰性的，所以感覺不到光的閃動。LED有一半時間在工作，所以發(fā)熱得以減少40%20%。其使用壽命較DC LED長。AC LED 體積小，可應用于工業(yè)及民用小型指示燈；高壓低電流導通優(yōu)點克服了使用 DC LED 時，線路高損耗造成需依賴電源供應器接續(xù)的問題；而且雙向?qū)?，藍綠光 LED 無靜電擊穿 ESD 問題；使用微晶粒技術大幅提高發(fā)光效率；由于功率因數(shù)提高與低電流控制，對于一般照明產(chǎn)業(yè)及 LCD 背光面板產(chǎn)業(yè)，更是一項實用化新技術。3 AC LED的發(fā)展及典型產(chǎn)品韓國漢城半導體公司即今天的首爾半導體早在2005年已發(fā)明可以用交流電直接驅(qū)動使其發(fā)光的 AC LED，其次是美同III-N Technology，3N技術開發(fā) MOCVD生長技術基礎的氮化鎵討底，可以增進照明和傳感器的應用 ，并降低成本和提高生產(chǎn)效率。對大大小小的硅發(fā)光二極管提供6英寸生產(chǎn)技術。3N發(fā)明的單芯片交流發(fā)光二極管(AC LED)，建立了全面的專利組合，以保護和改善技術，牢固地確立其專有的立場，是首屆一指的大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的交流發(fā)光二極管產(chǎn)品。臺灣工業(yè)技術研究院2008年也完成可產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)并有實際應用系統(tǒng)方案的AC LED產(chǎn)品，可直接插電于 60Hz或史高頻率的AC 110V交流電壓使其交流發(fā)光，應用于指示燈、霓虹燈、低瓦數(shù)照明燈，能有效解決現(xiàn)有 LED無法直接在交流電源下使用 ，造成產(chǎn)品應用成本較高的缺點。臺灣工研院的On Chip AC LED因此獲得素有美曰產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新奧斯卡獎之稱的 2008年R&D 100 Award大獎?，F(xiàn)在全世界只有美國、韓國 臺灣工研院有此技術，臺灣工研院開發(fā)出白光 、藍光及綠光 AC LED制程技術不僅與國際同步 ，也是全球領先者之一。 AC LED成熟的產(chǎn)品如首爾用于AC110V的AX3201、AX3211和用于220V的AX3221、AX3231。用于AC110V功率在3.3W4W，工作電流40mA；用于AC220V功率在3.3W-4W，工作電流20mA（圖3）。LED晶粒直接封裝在銅鋁基板上。圖3 首爾半導體的AC LED液光固態(tài)照明股份有限公司研發(fā)的采用獨有的液體沉浸熱管理解決方案（LITMS）的功率為5W的AC LED燈泡，將AC LED采用玻璃封裝，無須使用電源轉(zhuǎn)換器，使得燈泡壽命不受限于轉(zhuǎn)換器，使用環(huán)保安全的配方液體，取代原來的金屬散熱片，而前向液冷360度散熱方式，也是AC LED的光線更加柔和，減小刺眼感。其外形圖如圖4所示。圖4 液冷AC LED燈泡外形圖AC LED不僅可以用在各種場合的照明，還可以用于液晶顯示屏的背光照明。其在照明上的一個典型應用原理圖如圖5所示，在AC LED兩端分別串入正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC，和限流電阻R1、R2、R3，接上110V或220V交流即可進入照明工作。相對傳統(tǒng)的DC LED，無須降壓整流裝置，大大簡化了實際應用，提高了效率和可靠性。 圖5 AC LED的典型應用電原理圖AC LED剛剛起步，現(xiàn)階段仍有兩個缺點，一是發(fā)光效率并沒有DC LED高。二是AC LED有觸電的風險。因為AC LED直接連接高壓電網(wǎng)，如果采用金屬鰭片散熱，容易發(fā)生觸電危險，需要研究新的間接散熱方案，比如充液LED固態(tài)照明燈具等。4 結語目前AC LED在發(fā)光亮度、功率等方面還不夠理想，但AC LED的應用簡便、無需變壓轉(zhuǎn)換器和恒流源，以及低成本、高效率已顯現(xiàn)強大的生命力。AC LED的技術在飛躍發(fā)展，可以設想在不久的將來，高亮度、大功率、低成本的產(chǎn)品將大量面世，更綠色、更環(huán)保為我們這個世界提供光明。文章來源于：/news_show_145623.htm分析AC LED光源的原理及應用技術 來源： 作者： 發(fā)表時間：2009-12-09 11:21:53 LED光源作為綠色、節(jié)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(fā)展。目前的LED光源是低電壓（VF=23.6V）、大電流（IF=2001500mA）工作的半導體器件，必須提供合適的直流流才能正常發(fā)光。直流（DC）驅(qū)動LED光源發(fā)光的技術已經(jīng)越來越成熟，由于我們?nèi)粘Ｕ彰魇褂玫碾娫词歉邏航涣鳎ˋC 100220V），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(fā)光。因此直流驅(qū)動LED光源的系統(tǒng)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(jīng)由變壓器+整流或是開關電源降壓，系統(tǒng)都會有一定量的損耗，DC LED在交流、直流之間轉(zhuǎn)換時約15%30%的電力被損耗，系統(tǒng)效率很難做到90%以上。如果能用交流（AC）直接驅(qū)動LED光源發(fā)光，系統(tǒng)應用方案將大大簡化，系統(tǒng)效率將很輕松地達到90%以上。圖1：直流驅(qū)動LED光源的系統(tǒng)應用方案 韓國公司早在2005年已發(fā)明可以用交流直接驅(qū)動使其發(fā)光的AC LED，其次是美國 III-N Technology，3N技術開發(fā)MOCVD生長技術基礎上的氮化鎵襯底，可以增進照明和傳感器的應用，并降低成本和提高生產(chǎn)效率。對大大小小的硅發(fā)光二極管提供6英寸生產(chǎn)技術。3N發(fā)明的單芯片交流發(fā)光二極管（AC LED） ，建立了全面的專利組合，以保護和改善技術，牢固地確立其專有的立場，是首屈一指的大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的交流發(fā)光二極管產(chǎn)品。中國臺灣“工業(yè)技術研究院”2008年也完成可產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)并有實際應用系統(tǒng)方案的AC LED產(chǎn)品，可直接插電于60Hz或更高頻率的AC 110V 交流壓使其交流發(fā)光，應用于指示燈、霓虹燈、低瓦數(shù)照明燈，能有效解決現(xiàn)有 LED 無法直接在交流源下使用，造成產(chǎn)品應用成本較高的缺點。臺灣工研院的On Chip AC LED（片上AC LED）因此獲得素有美國產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新奧斯卡獎之稱的2008年R&D 100 Award大獎?，F(xiàn)在全世界只有美國、韓國與中國臺灣有此技術，臺灣工研院開發(fā)出白光、藍光及綠光AC LED的制程技術，不僅與國際同步，也是全球領先者之一。 AC LED燈具的優(yōu)點 與白熾燈、鹵素燈、熒光日光燈、熒光節(jié)能燈、直流LED燈相比，AC LED燈具有更節(jié)能省電、更長壽、更有能效的高性價比。AC LED發(fā)光省去了成本不菲的AC/DC轉(zhuǎn)換器和恒流源。交流LED與現(xiàn)有的照明燈具性能比較如表1所示。表1：交流LED與現(xiàn)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?qū)?，實現(xiàn)發(fā)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(fā)光，因此只需要二根引線導入交流源即能發(fā)光工作。圖2：AC LED晶粒排列照片與示意圖AC LED光源的工作原理AC LED光源的工作原理如圖3，將一堆LED微小晶粒采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(lián)接交流源，另兩端聯(lián)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(fā)光，負半周沿綠色通路流動，又有3串LED晶粒發(fā)光，四個橋臂上的LED晶粒輪番發(fā)光，相對橋臂上的LED晶粒同時發(fā)光，中間一串LED晶粒因共用而一直在發(fā)光。圖3：AC LED光源的工作原理 在60Hz的交流中會以每秒60次的頻率輪替點亮。整流橋取得的直流是脈動直流，LED的發(fā)光也是閃動的，LED有斷電余輝續(xù)光的特性，余輝可保持幾十微秒，因人眼對流動光點記憶是有惰性的，結果人眼對LED光源的發(fā)光+余輝的工作模式解讀是連續(xù)在發(fā)光。LED有一半時間在工作，有一半時間在休息，因而發(fā)熱得以減少40%20%。因此AC LED的使用壽命較DC LED長。 AC LED成熟的產(chǎn)品如首爾用于AC110V的AX3201、AX3211和用于220V的AX3221、AX3231。用于AC110V功率在3.3W4W，工作電流40mA；用于AC220V功率在3.3W-4W，工作電流20mA（圖4）。LED晶粒直接邦定在銅鋁基板上。引腳如圖5所示。圖4：首爾半導體的AC LED圖5：AC LED引腳圖 AC LED的典型應用技術 AC LED的典型應用電原理圖如圖6所示十分簡單，在AC LED兩端分別串入正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC，和限流電阻R1、R2、R3，接上110V或220V交流即可進入照明工作。圖6：AC LED的典型應用電原理圖 LED在大批量生產(chǎn)時，其阻抗有一定的離散性，AC LED也如此，為便于下游廠家的大批量應用，LED光源生產(chǎn)廠商在出廠時對批量生產(chǎn)的產(chǎn)品按阻抗分檔，客戶在使用時可按LED光源廠家提供的VF分檔表查用相應阻值的限流電阻，如表2所示是AX3221/AX3231的VF分檔與限流電阻表。表2：AX3221/AX3231的VF分檔與限流電阻表 AC LED的發(fā)展 AC LED在家用電力上的方便性，不需要像DC LED一樣另外得幫燈具裝上一個交流轉(zhuǎn)直流的轉(zhuǎn)換器，不但節(jié)省了這顆轉(zhuǎn)換器的成本，也避免LED光源本身還沒壞，但轉(zhuǎn)換器卻先壞掉的窘境。交直流轉(zhuǎn)換器可說是一種隨著時間會老化、壞掉的電子元器件，其壽命比LED光源本身更短，故目前很多LED燈具壞掉，并不是LED光源壽命已盡，而是LED燈具使用的交直流轉(zhuǎn)換器先壞掉了。AC LED還有一個特性，就是因為其工藝采用交錯的矩陣式排列，是輪流點亮的，在60Hz的交流中會以每秒60次的頻率輪替點亮，也讓AC LED的使用壽命較DC LED長。不過，AC LED現(xiàn)階段有兩個缺點，其一是發(fā)光效率并沒有DC LED高，這是因為DC LED發(fā)展目前是主流，AC LED剛剛起步，AC LED的發(fā)光效率是可以追上，甚至超過DC LED的。其二是AC LED有觸電的風險。故AC LED如果要應用在LED照明燈具上，應避免金屬鰭片的裸露，而應是間接地把熱帶走，這也就是發(fā)展新的充液LED固態(tài)照明燈具的設計核心概念。 AC LED剛剛步入成長期，目前在發(fā)光亮度、功率等方面還不夠理想，但AC LED的應用簡便、無需變壓轉(zhuǎn)換器和恒流源，以及低成本、高效率已顯現(xiàn)強大的生命力。AC LED的技術在飛躍發(fā)展，要不了幾年，高亮度、大功率、低成本的產(chǎn)品將大量面世。AC LED驅(qū)動市場前景看好 2010年11月13日09:05 生意社生意社11月13日訊 眾所周知，由直流驅(qū)動的LED產(chǎn)品隱藏不少弊端。它們需要與整流器一并使用，其壽命只有2萬小時，但直流電驅(qū)動的LED產(chǎn)品的壽命卻長達5-10萬小時。因此，直流驅(qū)動的LED產(chǎn)品“一生”便需要多次更換整流器，若應用于固定照明裝置上必定造成不便。與之相對，ACLED是一類集成了各種處理技術的LED產(chǎn)品，它包括多種器件或內(nèi)核，無需額外的變壓器、整流器或驅(qū)動電路，交流電網(wǎng)的交流電就可直接對其進行驅(qū)動。這使得LED產(chǎn)品無需變流器就可以直接應用于家居及辦公室交流電器插頭(100-110伏特/220-230伏特)，不僅顯著降低電路成本，也避免了電源變換過程中損失的能耗。韓國的LED大廠首爾半導體很早就開始從事ACLED的研發(fā)和推廣工作。隨著近兩年LED照明應用的再次大熱，眾多臺灣廠商也已經(jīng)在該領域發(fā)力，為ACLED再添一把火。首爾半導體提早布局推出“Acriche”韓國的首爾半導體是最早大規(guī)模研發(fā)該技術的半導體照明企業(yè)。2006年11月，一個名為“Acriche”的半導體嵌入式光源器件由首爾半導體首次推出市場，這種LED只需簡單的電路就可以直接連接110V或者220V交流插座，不需要使用AC轉(zhuǎn)換器。首爾半導體對該產(chǎn)品寄予厚望。SeoulSemiconductor的銷售主管DuYealKim曾稱上述LED對于照明產(chǎn)業(yè)來說是“重大突破”,“我們獲得專利的ACLED技術將把LED市場擴展到手機或電腦及轎車等領域之外的廣大家庭及工業(yè)照明領域。”Kim表示，“Acriche可能逐漸取代現(xiàn)有的LED.”ACLED的雙向?qū)Ｊ奖苊饬遂o電放電問題。此外，為滿足需求，可以定制芯片尺寸和器件或內(nèi)核數(shù)量，而其大批量制造流程也與標準直流驅(qū)動的LED兼容。ACLED可匹配需要110至220V高壓的系統(tǒng)，所以，ACLED可以應用于一般照明、廣告牌、路燈和家用電器。2006年11月，首爾半導體已經(jīng)能夠大量生產(chǎn)光源效率高達40流明/瓦特的“Acriche”產(chǎn)品。2007年9月，首爾半導體把“Acriche”的光源效率提升至60流明/瓦特。2007年11月，“Acriche”獲取了歐洲的“CE”和“TUV”安全認證，并研發(fā)出效率水平和可靠性能跟直流電LED差不多的80流明/瓦特的新技術。2010年2月，“Acriche”實現(xiàn)了100lm/W的高光效，并已經(jīng)開始投入量產(chǎn)。同時，另外一款光效高達150lm/W的產(chǎn)品也將在今年年末之前投入量產(chǎn)。該Acriche將在更大范圍內(nèi)替換鹵素燈、白熾燈泡或熒光燈。據(jù)悉，目前首爾半導體新推出的A4、A5、A6、A7四個系列，是在A1、A2、A3基礎上的改進，新產(chǎn)品采用小體積的設計結構，效能更高。臺灣廠家強化ACLED技術投入臺灣制造商正在極力捍衛(wèi)島內(nèi)廠商在ACLED技術領域的領先地位。目前為止，專利問題業(yè)已阻礙了島內(nèi)二極管產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而刺激他們在壁壘不那么森嚴的領地獨辟蹊徑。為推動這一擬精心培育產(chǎn)業(yè)的進步，臺灣工業(yè)技術研究院資助成立了ACLED應用與研究聯(lián)盟，以整合島內(nèi)的產(chǎn)業(yè)資源。幾乎所有島內(nèi)的主要LED廠商都參與其中。它們包括芯片制造商：晶元光電、鼎元光電、璨圓光電、福華電子和光寶科技;封裝設計公司：布萊特科技、億光電子、宏齊科技、今臺電子和齊瀚光電;燈泡和系統(tǒng)公司：中國電器，咸瑞科技、麗清技術、Liquigleds、真明麗、ShinChin(新進鐵)和欣興等公司。為實現(xiàn)差異化，臺灣公司正在開發(fā)一種高壓(HV)LED,它在結構上與AC型類似，但集成了一個整流器。該產(chǎn)品采用單芯片設計，通過配置可降低驅(qū)動電流且可將發(fā)光芯料進行更廣泛的分布以獲得更高發(fā)光效率。單片結構還把電光轉(zhuǎn)換效率(wallplugefficiency)提高了10%,另外，也減少了所需的線綁定、簡化了封裝、降低了整體成本。晶元光電介紹，目前，已研制出發(fā)光效率達93lm/W的白光ACLED芯片。目標是用E12、E14、E26和E27型二極管取代緊湊型熒光燈(CFL)。但成本是主要挑戰(zhàn)。ACLED光源的成本約比CFL的高5倍。制造商將主打ACLED的無汞和可調(diào)光優(yōu)勢，并將把它們首先用于“綠色”建筑這一特殊應用，然后再推廣至用途更廣的普通照明。島內(nèi)廠商對該領域的前景持樂觀態(tài)度，因為飛利浦和通用電氣等主要廠家已經(jīng)在考慮將業(yè)務分包給他們。臺灣擁有滿足這一需求的完整供應鏈。例如，晶元光電為艾笛森光電、億光電子和東貝光電(UnityOpto)等封裝企業(yè)提供芯片。這三家封裝廠商又將其產(chǎn)品提出給諸如臺達電子等系統(tǒng)集成商以制造燈泡。AC LED 技術簡介1. 何謂AC LED?2. 為何使用AC LED?整合電路 交流轉(zhuǎn)直流的電路浪費成本以及空間緊密設計 傳統(tǒng)直流LED的電路設計因為空間及熱傳的關系較難有多變的設計, 使其在取代傳統(tǒng)的白熾燈上有一定的困難.保護生態(tài) 新的AC LED省略傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換直流的轉(zhuǎn)換器造成的環(huán)境破壞.節(jié)省能源- 80%的電源轉(zhuǎn)換效率,造成20%的能量損失壽命更長- 直流LED壽命因轉(zhuǎn)換器易損壞壽命只有20,000小時, 而交流LED壽命則可高達50,000到100,000 小時.3. 目標市場電源轉(zhuǎn)換部份占燈源至少20%的能源損耗 空間限制是燈源設計一個很重要的議題 傳統(tǒng)LED遭遇電源供應器容易損壞問題( 電容信賴性問題!) 聚光燈: 3W/150lm; 5W/240lm; 7W/310lm 燈泡形式, GX5.3, GU10, E14, E27 110V/220V不太現(xiàn)實的，存在LED利用率低，頻閃，安全等很多問題，恒壓驅(qū)動LED照明尚且不能得到市場認可和接受。隨著小功率電源的技術越來越成熟，成本越來越低，市場的走向就是恒流驅(qū)動。 回答者： nuaa0405 | 四級 | 2010-12-7 20:41 LED的市場前景絕對沒問題，問題是現(xiàn)在要生存，走好腳下的路，如果腳下的路走不好，前景再好也看不到，沒什么用 AC輸入LED驅(qū)動器技術問題尚存 未來趨勢待定高工LED技術中心發(fā)布時間：2010-12-27 15:22:00 設置字體：大中小 眾所周知,商用及家用照明才是今后LED照明 的最大市場。目前,在商用及家用LED照明領域,主流都是不更改原來白熱燈泡及鹵素燈的基礎安裝架構,只是用LED光源 代替?zhèn)鹘y(tǒng)照明光源。而傳統(tǒng)光源的基礎安裝及供電的架構亦可分成二大類：(1)直接使用市電供電的白熱燈泡;(2)從110VAC/60Hz或220VAC/50Hz轉(zhuǎn)化成高頻(20-60kHz)12VAC來供電的鹵素燈,即通過交流電子變壓器由市電轉(zhuǎn)化成12VAC來供電。第一種為市電供電的架構,采用AC直接輸入恒流輸出的LED驅(qū)動 器;后者則為通過交流電子變壓器供電來的架構,當轉(zhuǎn)為12VAC輸出后,驅(qū)動 電路便會采用橋式整流,將12VAC轉(zhuǎn)成DC電平,然后使用DC輸入LED驅(qū)動器。美國國家半導體公司 (NSC)亞太區(qū)市場經(jīng)理黎志遠指出,在家用或商用照明領域,市電輸入LED驅(qū)動器與DC輸入LED驅(qū)動器會因應不同供電基本架構,選擇相應方案。他介紹,NSC市電輸入驅(qū)動器分別有LM3444、LM3445、LM3450;LM3445及LM3450可支援搭配TRIAC可控硅調(diào)光器;DC輸入驅(qū)動器上有LM340X系列降壓恒流驅(qū)動器;LM342X系升壓或升/降壓恒流驅(qū)動器可供選擇。另外,上述亦提到使用LED光源來替代通過高頻電子變壓器供電的30W-50W鹵素燈,例如AR111及MR16,但當電子變壓器搭配LED驅(qū)動電路 時,會經(jīng)常出現(xiàn)燈光閃爍或引致電子變壓器損壞這兩大問題,因此市場上希望有成熟的LED驅(qū)動器方案可解決此問題。黎志遠介紹,NSC亦針對此問題推出了LM3492驅(qū)動器,此方案可模擬傳統(tǒng)的鹵素燈電阻負載特性,來解決燈光閃爍及損壞電子變壓器問題。針對當前AC輸入LED驅(qū)動器備受部分韓臺廠商推崇的情況,TI半導體 事業(yè)部高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務拓展經(jīng)理劉學超表示：“AC輸入LED驅(qū)動器存在某些需要解決的技術問題,目前還不能斷言它就是未來的趨勢?！遍L運通光電 技術有限公司技術總監(jiān)文茂強的觀點則更加犀利,他說：“所有的LED驅(qū)動器都是工作在DC的,市電輸入恒流輸出的LED驅(qū)動器很少這樣設計,集成整流橋工藝、成本都不允許,市電輸入LED驅(qū)動器不具市場價值?！蔽拿瘡姳硎?當前LED驅(qū)動器的發(fā)展方向并不統(tǒng)一,難分秋色。長運通光電主張發(fā)展“分布式恒流”架構,高壓市電和DC驅(qū)動都能完美兼顧。他介紹,分布式恒流技術有高可靠性的原因在于,讓AC電源 部分繼續(xù)沿用傳統(tǒng)開關電源 ,采用恒壓的供電模式。開關電源技術積累會給LED電源 設計創(chuàng)造品質(zhì)條件。在同一功率 電源規(guī)格下,不用再開發(fā)新的電源型號,功率可向下兼容,大大減少電源規(guī)格,提高電源統(tǒng)一性。市場期待TRIAC調(diào)光LED驅(qū)動器傳統(tǒng)白熱燈泡及鹵素燈搭配可控硅(TRIAC)調(diào)光器的效果極好,但是一般的AC/DC LED驅(qū)動方案搭配LED燈 并不理想,經(jīng)常會出現(xiàn)燈光閃爍及引致調(diào)光器損壞。因此,市場亦需要LED驅(qū)動方案可搭配不同型號的TRIAC調(diào)光器,使得調(diào)光效 果可與原來的白熱燈泡媲美。TI針對室內(nèi)照明推出了不少外形小巧、支持TRIAC調(diào)光的高性能及高可靠性LED驅(qū)動器,例如TPS92210。此外,TI還推出了TPS92010,這是TI聯(lián)合Lemnis Lighting推出的一款完整 LED 照明驅(qū)動器參考板,幫助解決成本、調(diào)光以及效率三大問題。劉學超透露,該參考板將于2011年第二季度中期供貨,配套提供的用戶指南包含原理圖、材料清單以及測試 結果,能夠滿足可調(diào)光LED燈的設計需求。NSC則推出了LM3445和LM3450兩款調(diào)光IC 配合多款的參考設計,可配合不同類型的TRIAC調(diào)光器,設計不同類型的LED燈泡,例如筒燈、PAR燈、A燈等等。有業(yè)內(nèi)人士指出,目前的調(diào)光控制解決方案均存在整合度不高,周邊元件 多的問題。黎志遠坦誠,確有此事,并表示NSC會繼續(xù)開發(fā)新的市電輸入的可控硅調(diào)光及非調(diào)光恒流輸出的LED驅(qū)動IC,配合不同的參考設計,減少周邊元件甚至輸入EMI 濾波器,推出更低BOM成本的LED驅(qū)動電路板。劉學超也表示,TI今后將更加深入了解LED照明趨勢與市場需求,采用小型化設計,降低外部組件成本。無電解電容LED驅(qū)動方案漸受重視就在上述國際大廠主攻調(diào)光控制技術之時,不少思路靈活的大陸及臺灣企業(yè)則精簡架構,拋棄調(diào)光功能,走上了輕裝上陣的“實用主義路線”。臺灣芯巧公司新推出了無電解電容的LED驅(qū)動控制方案,該產(chǎn)品大膽舍棄了調(diào)光功能,使得周邊原件數(shù)量銳減至個位數(shù),整個LED驅(qū)動模塊完全被整合于球形燈泡中。臺灣芯巧的無電容LED驅(qū)動控制模塊與球泡燈(7W)這是一個專門針對小功率室內(nèi)照明的LED驅(qū)動解決方案。在室內(nèi)照明尤其是家庭照明中,普通球泡燈對于調(diào)光并無太大要求,相反對成本、壽命等因素更為敏感。該產(chǎn)品大陸地區(qū)代理商深圳市聯(lián)盈首銳科技有限公司產(chǎn)品總監(jiān)谷宗泰介紹,新產(chǎn)品具有壽命長(2萬4.5萬小時),成本低(7W燈泡,RMB50元,不含稅),生產(chǎn)組裝簡易等特點,同時提供標準配置和定制化兩種服務,能夠分別滿足新加入LED照明行業(yè)的廣大山寨廠商和擁有一定技術基礎的品牌企業(yè)。谷宗泰表示,該無電解電容LED驅(qū)動控制方案的主要目標市場是球泡燈和梯形燈管,并已于2010年11月開始量產(chǎn)。雖然目前50元人民幣的價格仍然距離普通消費者有一定距離,但隨著大量廠商的加入,產(chǎn)量上升成本自然下降,預計將在2011年上半年掀起一波不小的LED家用照明熱潮。主流LED路燈 采用兩級架構在公共照明上,例如LED路燈、隧道燈等,其可靠性及工作壽命最為重要。LED路燈的可靠性及工作壽命除了受到LED的工作溫度影響外,亦受LED驅(qū)動方案的可靠性及工作效率所影響。LED的溫度及散熱效果對LED照明系統(tǒng)光衰造成莫大影響。路燈熱源除了LED本身以外,LED驅(qū)動方案的功率損耗亦會造成發(fā)熱,增加LED的工作溫度。因此,LED驅(qū)動器的工作效率需要不斷往上提升,以減少對LED溫度的影響及增加LED路燈流明 度。除此以外,由于LED路燈于戶外較惡劣的環(huán)境工作,LED的溫度可能于突發(fā)情況溫度飆升,對LED路燈系統(tǒng)造成嚴重損壞。因此,市場上亟需LED驅(qū)動方案可探測LED的溫度;如發(fā)現(xiàn)LED溫度過高,能夠做出自動反饋,降低LED的電流,以免對LED造成損壞。黎志遠表示,LED路燈使用于戶外環(huán)境,工作溫度變化差距可以相當大,因此LED照明驅(qū)動方案在相當寬闊的工作環(huán)境溫度亦需穩(wěn)定工作。而NSC所有LED驅(qū)動IC的工作溫度范圍均由-40至+125,能滿足路燈在惡劣環(huán)境的工作要求。TI也針對街道照明開發(fā)出支持通信 ,并獲得專利的獨特高效率多變壓器拓撲(AC/DC 效率超過 91%,并采用恒流驅(qū)動器),和AC/DC的獨特解決方案。劉學超表示,通用照明市場將在未來10年內(nèi)淘汰35+B照明設備,TI將更加嚴格地遵守“能源之星”等國際LED照明標準,為LED驅(qū)動器開發(fā)總體解決方案。在LED路燈照明領域,由于輸出功率或光度都比普通商用或家用照明高很多,LED驅(qū)動設計要求并不一樣。以一個輸出功率100W的LED路燈為例,若使用1W或3W功率LED,假設使用市電輸出直接恒流的驅(qū)動器,需將一百顆1W LED或三十多顆3W LED串聯(lián)起來,輸出電壓便會相當高,次級超過60VDC安全操作電壓,申請安規(guī)考慮會較復雜。此外,智能路燈的設計需要光度控制,采用直接市電輸入恒流輸出的驅(qū)動器相對較困難實現(xiàn)PWM 調(diào)光。黎志遠認為,在LED路燈領域,AC/DC恒壓電源加上DC輸入恒流驅(qū)動器應是LED路燈主流架構。該公司的路燈驅(qū)動控制IC LM3464,能有效配合AC/DC恒壓電源提升整個路燈電源方案 的工作效率高于90%,而且不會產(chǎn)生額外高頻噪音,并有效減少路燈電源EMI濾波元件。另外,LM3464支援PWM調(diào)光,容易調(diào)節(jié)LED智能路燈系統(tǒng)的光度,同時能透過溫度感應元件探測LED溫度,進行LED溫度反饋,避免LED在戶外惡劣環(huán)境溫度過高而造成損壞近幾年由于技術及效率的進步，LED的應用越來越廣；隨著LED應用的升級，市場對于LED的需求，也朝更大功率及更高亮度，也就是通稱的高功率LED方向發(fā)展。對于高功率LED的設計，目前各大廠多以大尺寸單顆低壓DC LED為主，做法有二，一為傳統(tǒng)水平結構，另一則為垂直導電結構。 近幾年由于技術及效率的進步，LED的應用越來越廣；隨著LED應用的升級，市場對于LED的需求，也朝更大功率及更高亮度，也就是通稱的高功率LED方向發(fā)展。對于高功率LED的設計，目前各大廠多以大尺寸單顆低壓DC LED為主，做法有二，一為傳統(tǒng)水平結構，另一則為垂直導電結構。就第一種做法而言，其製程和一般小尺寸晶粒幾乎相同，換句話說，兩者的剖面結構是一樣的，但有別于小尺寸晶粒，高功率LED常常需要操作在大電流之下，一點點不平衡的P、N電極設計，都會導致嚴重的電流叢聚效應(Current crowding)，其結果除了使得LED晶片達不到設計所需的亮度外，也會損害晶片的可靠度(Reliability)。 當然，對上游晶片製造者晶片廠而言，此作法製程相容性(Compatibility)高，無需再添購新式或特殊機臺，另一方面，對于下游系統(tǒng)廠而言，週邊的搭配，如電源方面的設計等等，差異并不大。但如前所述，在大尺寸LED上要將電流均勻擴散并不是件容易的事，尺寸愈大愈困難；同時，由于幾何效應的關係，大尺寸LED的光萃取效率往往較小尺寸的低。圖：低壓二極體、交流二極體及高壓二極體驅(qū)動方式的差異。第2種做法較第1種復雜許多，由于目前商品化的藍光LED幾乎都是成長于藍寶石基板之上，要改為垂直導電結構，必須先和導電性基板做接合之后，再將不導電的藍寶石基板予以移除，之后再完成后續(xù)製程；就電流分布而言，由于在垂直結構中，較不需要考慮橫向傳導，因此電流均勻度較傳統(tǒng)水準結構為佳；除此之外，就基本的物理塬理而言，導電性良好的物質(zhì)也具有高導熱的特質(zhì)，藉由置換基板，我們同時也改善了散熱，降低了接面溫度，如此一來便間接提高了發(fā)光效率。