0 引言

　　以高效節(jié)能、綠色環(huán)保、長壽命為特點(diǎn)的新興LED照明技術(shù)如今正在加速發(fā)展，應(yīng)用中的新技術(shù)、新方案也不斷涌現(xiàn)。LED 照明設(shè)計(jì)可結(jié)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(chǎng)主流。近年來，隨著 LED 在材料選取、晶粒制程、封裝架構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)等方面的研究不斷進(jìn)步，一種新的交流發(fā)光二極管（ AC LED ）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，通過一種新的思路，推動(dòng)了 LED照明技術(shù)的實(shí)用化。

　　1 傳統(tǒng)LED照明技術(shù)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 100～220V）下使用，必須經(jīng)過變壓器或開關(guān)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(gè)變換器，不利于照明燈具的設(shè)計(jì)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(shí)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(dòng)LED光源發(fā)光，系統(tǒng)應(yīng)用方案將大大簡化，系統(tǒng)效率將很輕松地達(dá)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(diǎn)。

　　2 AC LED的原理和特點(diǎn)

　　2.1  AC LED的結(jié)構(gòu)組成

　　AC LED是相對(duì)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(shù)。AC LED光源的技術(shù)關(guān)鍵是LED晶粒在封裝時(shí)的特殊排列組合技術(shù)，同時(shí)利用LED PN結(jié)的二極管特性兼作整流，通過半導(dǎo)體制作工藝將多個(gè)晶粒集成在一個(gè)單芯片上，即高功率單晶粒（single power chip）LED 技術(shù)，并采用交錯(cuò)的矩陣式排列工藝組成橋式電路，使AC電流可雙向?qū)ǎ瑢?shí)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(cuò)的矩陣式排列示意圖，右小圖是實(shí)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(dǎo)入交流源即能發(fā)光工作。

圖1  AC LED晶粒封裝示意圖

　　2.2 AC LED的工作原理及特點(diǎn)

　　AC LED光源的工作原理如圖2所示，由LED微晶粒采用交錯(cuò)的矩陣式排列工藝組成5個(gè)橋臂，組成類似一個(gè)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(shí)線流動(dòng)，3個(gè)橋臂的LED晶粒發(fā)光，負(fù)半周沿虛線流動(dòng)，又有3個(gè)橋臂的LED晶粒發(fā)光，四個(gè)橋臂上的LED晶粒輪番發(fā)光，相對(duì)橋臂上的LED晶粒同時(shí)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(huì)以每秒50（60）次的頻率輪替點(diǎn)亮。整流橋取得的直流是脈動(dòng)直流，LED的發(fā)光也是閃動(dòng)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(duì)流動(dòng)光點(diǎn)記憶是有惰性的，所以感覺不到光的閃動(dòng)。LED有一半時(shí)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(yīng)用于工業(yè)及民用小型指示燈；高壓低電流導(dǎo)通優(yōu)點(diǎn)克服了使用 DC LED 時(shí)，線路高損耗造成需依賴電源供應(yīng)器接續(xù)的問題；而且雙向?qū)ǎ{(lán)綠光 LED 無靜電擊穿 ESD 問題；使用微晶粒技術(shù)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(duì)于一般照明產(chǎn)業(yè)及 LCD 背光面板產(chǎn)業(yè)，更是一項(xiàng)實(shí)用化新技術(shù)。