高压LED结构及技术解析及AC LED.doc

高压LED结构及技术解析2011年05月27日 17:18 本站整理 作者：叶子 用户评论（0） 关键字：LED(1087)高压LED(1)最近几年由于技术及效率的进步，LED的应用越来越广;随着LED应用的升级，市场对于LED的需求，也朝更大功率及更高亮度，也就是通称的高功率LED方向发展。对于高功率LED的设计，目前各大厂多以大尺寸单颗低压DC LED为主，做法有二，一为传统水平结构，另一则为垂直导电结构。就第一种做法而言，其製程和一般小尺寸晶粒几乎相同，换句话说，两者的剖面结构是一样的，但有别于小尺寸晶粒，高功率LED常常需要操作在大电流之下，一点点不平衡的P、N电极设计，都会导致严重的电流丛聚效应(Current crowding)，其结果除了使得LED晶片达不到设计所需的亮度外，也会损害晶片的可靠度(Reliability)。当然，对上游晶片製造者/晶片厂而言，此作法製程相容性(Compatibility)高，无需再添购新式或特殊机台，另一方面，对于下游系统厂而言，週边的搭配，如电源方面的设计等等，差异并不大。但如前所述，在大尺寸LED上要将电流均匀扩散并不是件容易的事，尺寸愈大愈困难;同时，由于几何效应的关係，大尺寸LED的光萃取效率往往较小尺寸的低。图：低压二极体、交流二极体及高压二极体驱动方式的差异(点击图片放大)。第2种做法较第1种复杂许多，由于目前商品化的蓝光LED几乎都是成长于蓝宝石基板之上，要改为垂直导电结构，必须先和导电性基板做接合之后，再将不导电的蓝宝石基板予以移除，之后再完成后续製程;就电流分布而言，由于在垂直结构中，较不需要考虑横向传导，因此电流均匀度较传统水準结构为佳;除此之外，就基本的物理塬理而言，导电性良好的物质也具有高导热的特质，藉由置换基板，我们同时也改善了散热，降低了接面温度，如此一来便间接提高了发光效率。但此种做法最大的缺点在于，由于製程复杂度提高，导致良率较传统水平结构低，製作成本高出不少。亿光采用晶元电芯片推出HV-LED 亿光高压驱动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灯泡。单一芯片在47-55VDC下，亿光高压驱动LED可提供80及100流明(lm)的发光效率，色温分别为3000K及5700K。2W的高压驱动LED搭载双芯片设计，在95-111VDC下可提供140流明(lm)于2700K。4晶的设计，在95-111V( 美规)及190-220VDC(欧规)下可提供275和375 流明(lm)发光效率，色温分别为3000K及 5700 K。亿光的高压驱动LED系列使用陶瓷基板封装技术，在散热方面更加完善，封装尺寸为3.5x3.5mm (1W)及6.0x6.0mm (2W及4W)。使用高压驱动LED于节能灯泡上的概念，在于可免除一般直流LED需透过电流转换驱动零件才可发光的问题，并且也不会有AC LED发光不稳定的情况。虽然高压驱动LED还是直流电模式，但是它只需要透过简单的桥式电阻即可点亮，并提供稳定且高效率的光源。这使灯泡设计者在设计时可省下驱动零件的费用。一但不再需要电流转换零件，省下的空间就可加强灯泡的散热装置并搭配陶瓷基板以提升LED寿命，多出的空间亦可增加外型设计的变化。因此亿光高压驱动LED也很适合用在小型的LED节能灯泡如蜡烛灯(MR-11)或是珠宝灯(MR-16)等，以克服一般LED因为太多的电流转换零件而无法置入的问题。除了省下零件费用外，高压驱动LED的亮度提高，可减少节能灯泡内的LED使用量，以及简化组装制程，这不但对灯泡制造商的成本下降有益，同时也减少组装时的二氧化碳产生，而达到环保的目的。亿光电子基于近三十年的深厚实力，整合专业研发、业务及市场团队，以客户需求为导向，提供客户超越期望的服务，并搭配节能减碳的LED 产品，为地球的环境保护做努力。在全球LED市场不断攀高的需求下，亿光高压驱动High Voltage LED也期望可以快速成长，打造更宽广的LED市场版图。交流LED与直流高压LED讨论时间：2010-11-19 20:19:24 来源： 作者：1、交流LED单晶粒LED发光芯片驱动电压在4V以内，无论多高的驱动电压都可以串联，获得到合适的驱动电压。这点是其它光源不可比拟的优势。CFL需要复杂的驱动电路，LED可以通过串接符合与市电等不同的电压的阻抗匹配。白炽灯钨丝长度和直径，决定球泡电阻阻抗，去符合不同的驱动电压。LED采用不同的串接数量也是同样的道理，虽然LED不是纯阻性负载。今天我们不讨论LED怎样驱动最合适，重点分析AC与DC驱动对市场的可行性。交流LED是上百颗单晶粒LED在晶圆级串接而成，可以在市电交流高电压下自行整流点亮，再串接电阻或恒流源，保持在合适的驱动功率范围内。基于这种设计早在圣诞灯串上一直有使用，移植到LED晶粒封装是近年的事情。为了兼容各国电压标准，要分4个部分串接而成，这样在220V取值一半正好是110V电压，规格上得到统一。交流LED理论上是正确的，可行的，市电50-60Hz单串LED分别工作在两个正负半周，无论你怎样设计，总体上雷同。LED并非像白炽灯那样是阻性负载，较小的电压波动会使LED亮度变化较大，更容易看到闪烁。交流LED对AC电压稳定度有一定的要求，因为LED的伏安特性很陡，10%的电压变化就会引起剧烈的电流波动。例如正向电压从3.3V变到3.6V，电流就从20mA增加到34mA，增加了70%之多。电流大幅上升对LED是致命的，电压降低不会损坏LED，亮度的波动会影响客户体验度。我们见图，高压LED灯串用DC来驱动，暂且不分析具体驱动细节。AC用桥堆整流，这时LED利用率提升50%，而LED数量及成本也随之降低50%。整流桥价格低廉，工艺限制集成整流桥是非常不合算的。整流桥体积不大，体积容易接受，直接采用AC设计LED不太经济。由于交流电压是正弦波，所以流过LED的电流也是正弦波，对LED的利用率不像直流电利用那么高。也就是总体平均的光输出，没有像同样幅度的直流电那么高。最开始首尔半导体设计出了交流LED，细心的朋友会发现展出的LED旁边是有整流桥的，可见首尔已经意识到成本的重要性。台湾工研院等企业均开发出AC LED，但是量产并不那么顺利，成本是重要因数，原理上是可行不等同于市场可行。2. 直流高压LEDLED多芯片串接封装是未来的趋势，在串接数量和方式上要仔细考量。从上面的分析可以看出，设计AC LED成本和点亮效果上并不合适，不能成为主流方式，甚至可以说不具实际应用意义。整流后的直流LED形成对交流LED强有力的竞争，因此AC LED不能被广泛应用。在未来可以预见AC LED只能是一场 “游戏”，市场规则决定它会除局。既然认为多芯片串接是趋势，那肯定是DC驱动方式。多芯片串接需要LED晶圆级支持，过多的金线连接光效和生产上都是障碍。多芯片封装晶圆级串接再加上COB结合，是最优化的方式。晶圆级串接最好在10pcs以内，再结合COB金线连接。这样COB方式多芯片组分散式散热，会大大降低对封装基板的要求。散热热阻降低，LED结温度因此降低。同时提高大数量的LED晶圆级串接良率。像AC LED这样过于集中的封装方式，封装要很好的散热又要高绝缘性，相互是矛盾的。市电几百伏高压处理起来，封装成本会高居不下，同时不利于利于散热设计高压LED产品 浏览次数：3193次悬赏分：10 | 解决时间：2007-4-30 17:09 | 提问者：lzyping 谁知道LED有没有36V或者其他电压的高压产品，提供信息的加高分！最佳答案 在350mA时，典型的红、蓝、绿光LED的正向压降分别为2.95V、3.42V和3.42V。一般来说LED的工作电压是2-3.6V，工作电流是0.02-0.03A。这就是说：它消耗的电不超过0.1W。至于其他功率LED，以FOLH702R/G/B为例，它在350mA时其RGB LED的正向压降分别为2.2V、3.1V和3.3V。所以不同的产品因LED数量不同，而需要的额定电压不同，但都可以设内置的调压器进行变压。 可以具体的看一下“大屏幕LCD背光照明的控制方案（/magzine/20060301/6767.asp）”。分享给你的朋友吧： i贴吧 新浪微博 腾讯微博 QQ空间 人人网 豆瓣 MSN对我有帮助0AC LED技术的原理和特点及典型应用经验交流 2011-02-19 17:03:47 阅读29 评论0 字号：大中小订阅 摘要：介绍了一种新的 绿色光源AC LED，分析了其结构特点和工作原理，指出了其相对于传统DC LED的优点，并介绍了其应用和发展前景。关键词：AC LED，光源，照明0 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。1 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（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。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。2 AC LED的原理和特点2.1 AC LED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。晶粒的排列如图1所示，左图是AC LED晶粒采用交错的矩阵式排列示意图，右小图是实际AC LED晶粒排列照片，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。图1 AC LED晶粒封装示意图 2.2AC LED的工作原理及特点AC LED光源的工作原理如图2所示，由LED微晶粒采用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。图2 AC LED光源的工作原理在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 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。3 AC LED的发展及典型产品韩国汉城半导体公司即今天的首尔半导体早在2005年已发明可以用交流电直接驱动使其发光的 AC LED，其次是美同III-N Technology，3N技术开发 MOCVD生长技术基础的氮化镓讨底，可以增进照明和传感器的应用 ，并降低成本和提高生产效率。对大大小小的硅发光二极管提供6英寸生产技术。3N发明的单芯片交流发光二极管(AC LED)，建立了全面的专利组合，以保护和改善技术，牢固地确立其专有的立场，是首届一指的大规模商业化生产的交流发光二极管产品。台湾工业技术研究院2008年也完成可产业化生产并有实际应用系统方案的AC LED产品，可直接插电于 60Hz或史高频率的AC 110V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。台湾工研院的On Chip AC LED因此获得素有美曰产业创新奥斯卡奖之称的 2008年R&D 100 Award大奖。现在全世界只有美国、韩国 台湾工研院有此技术，台湾工研院开发出白光 、蓝光及绿光 AC LED制程技术不仅与国际同步 ，也是全球领先者之一。 AC LED成熟的产品如首尔用于AC110V的AX3201、AX3211和用于220V的AX3221、AX3231。用于AC110V功率在3.3W4W，工作电流40mA；用于AC220V功率在3.3W-4W，工作电流20mA（图3）。LED晶粒直接封装在铜铝基板上。图3 首尔半导体的AC LED液光固态照明股份有限公司研发的采用独有的液体沉浸热管理解决方案（LITMS）的功率为5W的AC LED灯泡，将AC LED采用玻璃封装，无须使用电源转换器，使得灯泡寿命不受限于转换器，使用环保安全的配方液体，取代原来的金属散热片，而前向液冷360度散热方式，也是AC LED的光线更加柔和，减小刺眼感。其外形图如图4所示。图4 液冷AC LED灯泡外形图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。 图5 AC LED的典型应用电原理图AC LED刚刚起步，现阶段仍有两个缺点，一是发光效率并没有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固态照明灯具等。4 结语目前AC LED在发光亮度、功率等方面还不够理想，但AC LED的应用简便、无需变压转换器和恒流源，以及低成本、高效率已显现强大的生命力。AC LED的技术在飞跃发展，可以设想在不久的将来，高亮度、大功率、低成本的产品将大量面世，更绿色、更环保为我们这个世界提供光明。文章来源于：/news_show_145623.htm分析AC LED光源的原理及应用技术 来源： 作者： 发表时间：2009-12-09 11:21:53 LED光源作为绿色、节能、省电、长寿命的第四代照明灯具而异军突起、广受关注、如火如荼地迅速发展。目前的LED光源是低电压（VF=23.6V）、大电流（IF=2001500mA）工作的半导体器件，必须提供合适的直流流才能正常发光。直流（DC）驱动LED光源发光的技术已经越来越成熟，由于我们日常照明使用的电源是高压交流（AC 100220V），所以必须使用降压的技术来获得较低的电压，常用的是变压器或开关电源降压，然后将交流（AC）变换成直流（DC），再变换成直流恒流源，才能促使LED光源发光。因此直流驱动LED光源的系统应用方案必然是：变压器+整流（或开关电源）+恒流源（图1）。 LED灯具里必然要有一定的空间来安置这个模块，但是对于E27标准螺口的灯具来说空间十分有限，很难安置。无论是经由变压器+整流或是开关电源降压，系统都会有一定量的损耗，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。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。图1：直流驱动LED光源的系统应用方案 韩国公司早在2005年已发明可以用交流直接驱动使其发光的AC LED，其次是美国 III-N Technology，3N技术开发MOCVD生长技术基础上的氮化镓衬底，可以增进照明和传感器的应用，并降低成本和提高生产效率。对大大小小的硅发光二极管提供6英寸生产技术。3N发明的单芯片交流发光二极管（AC LED） ，建立了全面的专利组合，以保护和改善技术，牢固地确立其专有的立场，是首屈一指的大规模商业化生产的交流发光二极管产品。中国台湾“工业技术研究院”2008年也完成可产业化生产并有实际应用系统方案的AC LED产品，可直接插电于60Hz或更高频率的AC 110V 交流压使其交流发光，应用于指示灯、霓虹灯、低瓦数照明灯，能有效解决现有 LED 无法直接在交流源下使用，造成产品应用成本较高的缺点。台湾工研院的On Chip AC LED（片上AC LED）因此获得素有美国产业创新奥斯卡奖之称的2008年R&D 100 Award大奖。现在全世界只有美国、韩国与中国台湾有此技术，台湾工研院开发出白光、蓝光及绿光AC LED的制程技术，不仅与国际同步，也是全球领先者之一。 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。表1：交流LED与现有的照明灯具性能比较 AC LED光源超细晶粒采用特殊交错的矩阵排列AC LED光源的重大技术突破是超细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，半导体制程在其中扮演着相当重要的角色。AC LED通过半导体制程整合成一堆微小晶粒，采用交错的矩阵式排列工艺，并加入桥式电路至芯片设计，使AC电流可双向导通，实现发光。晶粒的排列如图2所示，左图是AC LED晶粒采用交错的矩阵式排列示意图，右小图是实际AC LED晶粒排列照片，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。图2：AC LED晶粒排列照片与示意图AC LED光源的工作原理AC LED光源的工作原理如图3，将一堆LED微小晶粒采用交错的矩阵式排列工艺均分为五串，AC LED晶粒串组成类似一个整流桥，整流桥的两端分别联接交流源，另两端联接一串LED晶粒，交流的正半周沿蓝色通路流动，3串LED晶粒发光，负半周沿绿色通路流动，又有3串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，中间一串LED晶粒因共用而一直在发光。图3：AC LED光源的工作原理 在60Hz的交流中会以每秒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，因人眼对流动光点记忆是有惰性的，结果人眼对LED光源的发光+余辉的工作模式解读是连续在发光。LED有一半时间在工作，有一半时间在休息，因而发热得以减少40%20%。因此AC LED的使用寿命较DC LED长。 AC LED成熟的产品如首尔用于AC110V的AX3201、AX3211和用于220V的AX3221、AX3231。用于AC110V功率在3.3W4W，工作电流40mA；用于AC220V功率在3.3W-4W，工作电流20mA（图4）。LED晶粒直接邦定在铜铝基板上。引脚如图5所示。图4：首尔半导体的AC LED图5：AC LED引脚图 AC LED的典型应用技术 AC LED的典型应用电原理图如图6所示十分简单，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。图6：AC LED的典型应用电原理图 LED在大批量生产时，其阻抗有一定的离散性，AC LED也如此，为便于下游厂家的大批量应用，LED光源生产厂商在出厂时对批量生产的产品按阻抗分档，客户在使用时可按LED光源厂家提供的VF分档表查用相应阻值的限流电阻，如表2所示是AX3221/AX3231的VF分档与限流电阻表。表2：AX3221/AX3231的VF分档与限流电阻表 AC LED的发展 AC LED在家用电力上的方便性，不需要像DC LED一样另外得帮灯具装上一个交流转直流的转换器，不但节省了这颗转换器的成本，也避免LED光源本身还没坏，但转换器却先坏掉的窘境。交直流转换器可说是一种随着时间会老化、坏掉的电子元器件，其寿命比LED光源本身更短，故目前很多LED灯具坏掉，并不是LED光源寿命已尽，而是LED灯具使用的交直流转换器先坏掉了。AC LED还有一个特性，就是因为其工艺采用交错的矩阵式排列，是轮流点亮的，在60Hz的交流中会以每秒60次的频率轮替点亮，也让AC LED的使用寿命较DC LED长。不过，AC LED现阶段有两个缺点，其一是发光效率并没有DC LED高，这是因为DC LED发展目前是主流，AC LED刚刚起步，AC LED的发光效率是可以追上，甚至超过DC LED的。其二是AC LED有触电的风险。故AC LED如果要应用在LED照明灯具上，应避免金属鳍片的裸露，而应是间接地把热带走，这也就是发展新的充液LED固态照明灯具的设计核心概念。 AC LED刚刚步入成长期，目前在发光亮度、功率等方面还不够理想，但AC LED的应用简便、无需变压转换器和恒流源，以及低成本、高效率已显现强大的生命力。AC LED的技术在飞跃发展，要不了几年，高亮度、大功率、低成本的产品将大量面世。AC LED驱动市场前景看好 2010年11月13日09:05 生意社生意社11月13日讯 众所周知，由直流驱动的LED产品隐藏不少弊端。它们需要与整流器一并使用，其寿命只有2万小时，但直流电驱动的LED产品的寿命却长达5-10万小时。因此，直流驱动的LED产品“一生”便需要多次更换整流器，若应用于固定照明装置上必定造成不便。与之相对，ACLED是一类集成了各种处理技术的LED产品，它包括多种器件或内核，无需额外的变压器、整流器或驱动电路，交流电网的交流电就可直接对其进行驱动。这使得LED产品无需变流器就可以直接应用于家居及办公室交流电器插头(100-110伏特/220-230伏特)，不仅显着降低电路成本，也避免了电源变换过程中损失的能耗。韩国的LED大厂首尔半导体很早就开始从事ACLED的研发和推广工作。随着近两年LED照明应用的再次大热，众多台湾厂商也已经在该领域发力，为ACLED再添一把火。首尔半导体提早布局推出“Acriche”韩国的首尔半导体是最早大规模研发该技术的半导体照明企业。2006年11月，一个名为“Acriche”的半导体嵌入式光源器件由首尔半导体首次推出市场，这种LED只需简单的电路就可以直接连接110V或者220V交流插座，不需要使用AC转换器。首尔半导体对该产品寄予厚望。SeoulSemiconductor的销售主管DuYealKim曾称上述LED对于照明产业来说是“重大突破”,“我们获得专利的ACLED技术将把LED市场扩展到手机或电脑及轿车等领域之外的广大家庭及工业照明领域。”Kim表示，“Acriche可能逐渐取代现有的LED.”ACLED的双向导通模式避免了静电放电问题。此外，为满足需求，可以定制芯片尺寸和器件或内核数量，而其大批量制造流程也与标准直流驱动的LED兼容。ACLED可匹配需要110至220V高压的系统，所以，ACLED可以应用于一般照明、广告牌、路灯和家用电器。2006年11月，首尔半导体已经能够大量生产光源效率高达40流明/瓦特的“Acriche”产品。2007年9月，首尔半导体把“Acriche”的光源效率提升至60流明/瓦特。2007年11月，“Acriche”获取了欧洲的“CE”和“TUV”安全认证，并研发出效率水平和可靠性能跟直流电LED差不多的80流明/瓦特的新技术。2010年2月，“Acriche”实现了100lm/W的高光效，并已经开始投入量产。同时，另外一款光效高达150lm/W的产品也将在今年年末之前投入量产。该Acriche将在更大范围内替换卤素灯、白炽灯泡或荧光灯。据悉，目前首尔半导体新推出的A4、A5、A6、A7四个系列，是在A1、A2、A3基础上的改进，新产品采用小体积的设计结构，效能更高。台湾厂家强化ACLED技术投入台湾制造商正在极力扞卫岛内厂商在ACLED技术领域的领先地位。目前为止，专利问题业已阻碍了岛内二极管产业的发展，从而刺激他们在壁垒不那么森严的领地独辟蹊径。为推动这一拟精心培育产业的进步，台湾工业技术研究院资助成立了ACLED应用与研究联盟，以整合岛内的产业资源。几乎所有岛内的主要LED厂商都参与其中。它们包括芯片制造商：晶元光电、鼎元光电、璨圆光电、福华电子和光宝科技;封装设计公司：布莱特科技、亿光电子、宏齐科技、今台电子和齐瀚光电;灯泡和系统公司：中国电器，咸瑞科技、丽清技术、Liquigleds、真明丽、ShinChin(新进铁)和欣兴等公司。为实现差异化，台湾公司正在开发一种高压(HV)LED,它在结构上与AC型类似，但集成了一个整流器。该产品采用单芯片设计，通过配置可降低驱动电流且可将发光芯料进行更广泛的分布以获得更高发光效率。单片结构还把电光转换效率(wallplugefficiency)提高了10%,另外，也减少了所需的线绑定、简化了封装、降低了整体成本。晶元光电介绍，目前，已研制出发光效率达93lm/W的白光ACLED芯片。目标是用E12、E14、E26和E27型二极管取代紧凑型荧光灯(CFL)。但成本是主要挑战。ACLED光源的成本约比CFL的高5倍。制造商将主打ACLED的无汞和可调光优势，并将把它们首先用于“绿色”建筑这一特殊应用，然后再推广至用途更广的普通照明。岛内厂商对该领域的前景持乐观态度，因为飞利浦和通用电气等主要厂家已经在考虑将业务分包给他们。台湾拥有满足这一需求的完整供应链。例如，晶元光电为艾笛森光电、亿光电子和东贝光电(UnityOpto)等封装企业提供芯片。这三家封装厂商又将其产品提出给诸如台达电子等系统集成商以制造灯泡。AC LED 技术简介1. 何谓AC LED?2. 为何使用AC LED?整合电路 交流转直流的电路浪费成本以及空间紧密设计 传统直流LED的电路设计因为空间及热传的关系较难有多变的设计, 使其在取代传统的白炽灯上有一定的困难.保护生态 新的AC LED省略传统转换直流的转换器造成的环境破坏.节省能源- 80%的电源转换效率,造成20%的能量损失寿命更长- 直流LED寿命因转换器易损坏寿命只有20,000小时, 而交流LED寿命则可高达50,000到100,000 小时.3. 目标市场电源转换部份占灯源至少20%的能源损耗 空间限制是灯源设计一个很重要的议题 传统LED遭遇电源供应器容易损坏问题( 电容信赖性问题!) 聚光灯: 3W/150lm; 5W/240lm; 7W/310lm 灯泡形式, GX5.3, GU10, E14, E27 110V/220V不太现实的，存在LED利用率低，频闪，安全等很多问题，恒压驱动LED照明尚且不能得到市场认可和接受。随着小功率电源的技术越来越成熟，成本越来越低，市场的走向就是恒流驱动。 回答者： nuaa0405 | 四级 | 2010-12-7 20:41 LED的市场前景绝对没问题，问题是现在要生存，走好脚下的路，如果脚下的路走不好，前景再好也看不到，没什么用 AC输入LED驱动器技术问题尚存 未来趋势待定高工LED技术中心发布时间：2010-12-27 15:22:00 设置字体：大中小 众所周知,商用及家用照明才是今后LED照明 的最大市场。目前,在商用及家用LED照明领域,主流都是不更改原来白热灯泡及卤素灯的基础安装架构,只是用LED光源 代替传统照明光源。而传统光源的基础安装及供电的架构亦可分成二大类：(1)直接使用市电供电的白热灯泡;(2)从110VAC/60Hz或220VAC/50Hz转化成高频(20-60kHz)12VAC来供电的卤素灯,即通过交流电子变压器由市电转化成12VAC来供电。第一种为市电供电的架构,采用AC直接输入恒流输出的LED驱动 器;后者则为通过交流电子变压器供电来的架构,当转为12VAC输出后,驱动 电路便会采用桥式整流,将12VAC转成DC电平,然后使用DC输入LED驱动器。美国国家半导体公司 (NSC)亚太区市场经理黎志远指出,在家用或商用照明领域,市电输入LED驱动器与DC输入LED驱动器会因应不同供电基本架构,选择相应方案。他介绍,NSC市电输入驱动器分别有LM3444、LM3445、LM3450;LM3445及LM3450可支援搭配TRIAC可控硅调光器;DC输入驱动器上有LM340X系列降压恒流驱动器;LM342X系升压或升/降压恒流驱动器可供选择。另外,上述亦提到使用LED光源来替代通过高频电子变压器供电的30W-50W卤素灯,例如AR111及MR16,但当电子变压器搭配LED驱动电路 时,会经常出现灯光闪烁或引致电子变压器损坏这两大问题,因此市场上希望有成熟的LED驱动器方案可解决此问题。黎志远介绍,NSC亦针对此问题推出了LM3492驱动器,此方案可模拟传统的卤素灯电阻负载特性,来解决灯光闪烁及损坏电子变压器问题。针对当前AC输入LED驱动器备受部分韩台厂商推崇的情况,TI半导体 事业部高性能模拟产品业务拓展经理刘学超表示：“AC输入LED驱动器存在某些需要解决的技术问题,目前还不能断言它就是未来的趋势。”长运通光电 技术有限公司技术总监文茂强的观点则更加犀利,他说：“所有的LED驱动器都是工作在DC的,市电输入恒流输出的LED驱动器很少这样设计,集成整流桥工艺、成本都不允许,市电输入LED驱动器不具市场价值。”文茂强表示,当前LED驱动器的发展方向并不统一,难分秋色。长运通光电主张发展“分布式恒流”架构,高压市电和DC驱动都能完美兼顾。他介绍,分布式恒流技术有高可靠性的原因在于,让AC电源 部分继续沿用传统开关电源 ,采用恒压的供电模式。开关电源技术积累会给LED电源 设计创造品质条件。在同一功率 电源规格下,不用再开发新的电源型号,功率可向下兼容,大大减少电源规格,提高电源统一性。市场期待TRIAC调光LED驱动器传统白热灯泡及卤素灯搭配可控硅(TRIAC)调光器的效果极好,但是一般的AC/DC LED驱动方案搭配LED灯 并不理想,经常会出现灯光闪烁及引致调光器损坏。因此,市场亦需要LED驱动方案可搭配不同型号的TRIAC调光器,使得调光效 果可与原来的白热灯泡媲美。TI针对室内照明推出了不少外形小巧、支持TRIAC调光的高性能及高可靠性LED驱动器,例如TPS92210。此外,TI还推出了TPS92010,这是TI联合Lemnis Lighting推出的一款完整 LED 照明驱动器参考板,帮助解决成本、调光以及效率三大问题。刘学超透露,该参考板将于2011年第二季度中期供货,配套提供的用户指南包含原理图、材料清单以及测试 结果,能够满足可调光LED灯的设计需求。NSC则推出了LM3445和LM3450两款调光IC 配合多款的参考设计,可配合不同类型的TRIAC调光器,设计不同类型的LED灯泡,例如筒灯、PAR灯、A灯等等。有业内人士指出,目前的调光控制解决方案均存在整合度不高,周边元件 多的问题。黎志远坦诚,确有此事,并表示NSC会继续开发新的市电输入的可控硅调光及非调光恒流输出的LED驱动IC,配合不同的参考设计,减少周边元件甚至输入EMI 滤波器,推出更低BOM成本的LED驱动电路板。刘学超也表示,TI今后将更加深入了解LED照明趋势与市场需求,采用小型化设计,降低外部组件成本。无电解电容LED驱动方案渐受重视就在上述国际大厂主攻调光控制技术之时,不少思路灵活的大陆及台湾企业则精简架构,抛弃调光功能,走上了轻装上阵的“实用主义路线”。台湾芯巧公司新推出了无电解电容的LED驱动控制方案,该产品大胆舍弃了调光功能,使得周边原件数量锐减至个位数,整个LED驱动模块完全被整合于球形灯泡中。台湾芯巧的无电容LED驱动控制模块与球泡灯(7W)这是一个专门针对小功率室内照明的LED驱动解决方案。在室内照明尤其是家庭照明中,普通球泡灯对于调光并无太大要求,相反对成本、寿命等因素更为敏感。该产品大陆地区代理商深圳市联盈首锐科技有限公司产品总监谷宗泰介绍,新产品具有寿命长(2万4.5万小时),成本低(7W灯泡,RMB50元,不含税),生产组装简易等特点,同时提供标准配置和定制化两种服务,能够分别满足新加入LED照明行业的广大山寨厂商和拥有一定技术基础的品牌企业。谷宗泰表示,该无电解电容LED驱动控制方案的主要目标市场是球泡灯和梯形灯管,并已于2010年11月开始量产。虽然目前50元人民币的价格仍然距离普通消费者有一定距离,但随着大量厂商的加入,产量上升成本自然下降,预计将在2011年上半年掀起一波不小的LED家用照明热潮。主流LED路灯 采用两级架构在公共照明上,例如LED路灯、隧道灯等,其可靠性及工作寿命最为重要。LED路灯的可靠性及工作寿命除了受到LED的工作温度影响外,亦受LED驱动方案的可靠性及工作效率所影响。LED的温度及散热效果对LED照明系统光衰造成莫大影响。路灯热源除了LED本身以外,LED驱动方案的功率损耗亦会造成发热,增加LED的工作温度。因此,LED驱动器的工作效率需要不断往上提升,以减少对LED温度的影响及增加LED路灯流明 度。除此以外,由于LED路灯于户外较恶劣的环境工作,LED的温度可能于突发情况温度飙升,对LED路灯系统造成严重损坏。因此,市场上亟需LED驱动方案可探测LED的温度;如发现LED温度过高,能够做出自动反馈,降低LED的电流,以免对LED造成损坏。黎志远表示,LED路灯使用于户外环境,工作温度变化差距可以相当大,因此LED照明驱动方案在相当宽阔的工作环境温度亦需稳定工作。而NSC所有LED驱动IC的工作温度范围均由-40至+125,能满足路灯在恶劣环境的工作要求。TI也针对街道照明开发出支持通信 ,并获得专利的独特高效率多变压器拓扑(AC/DC 效率超过 91%,并采用恒流驱动器),和AC/DC的独特解决方案。刘学超表示,通用照明市场将在未来10年内淘汰35+B照明设备,TI将更加严格地遵守“能源之星”等国际LED照明标准,为LED驱动器开发总体解决方案。在LED路灯照明领域,由于输出功率或光度都比普通商用或家用照明高很多,LED驱动设计要求并不一样。以一个输出功率100W的LED路灯为例,若使用1W或3W功率LED,假设使用市电输出直接恒流的驱动器,需将一百颗1W LED或三十多颗3W LED串联起来,输出电压便会相当高,次级超过60VDC安全操作电压,申请安规考虑会较复杂。此外,智能路灯的设计需要光度控制,采用直接市电输入恒流输出的驱动器相对较困难实现PWM 调光。黎志远认为,在LED路灯领域,AC/DC恒压电源加上DC输入恒流驱动器应是LED路灯主流架构。该公司的路灯驱动控制IC LM3464,能有效配合AC/DC恒压电源提升整个路灯电源方案 的工作效率高于90%,而且不会产生额外高频噪音,并有效减少路灯电源EMI滤波元件。另外,LM3464支援PWM调光,容易调节LED智能路灯系统的光度,同时能透过温度感应元件探测LED温度,进行LED温度反馈,避免LED在户外恶劣环境温度过高而造成损坏近几年由于技术及效率的进步，LED的应用越来越广；随着LED应用的升级，市场对于LED的需求，也朝更大功率及更高亮度，也就是通称的高功率LED方向发展。对于高功率LED的设计，目前各大厂多以大尺寸单颗低压DC LED为主，做法有二，一为传统水平结构，另一则为垂直导电结构。 近几年由于技术及效率的进步，LED的应用越来越广；随着LED应用的升级，市场对于LED的需求，也朝更大功率及更高亮度，也就是通称的高功率LED方向发展。对于高功率LED的设计，目前各大厂多以大尺寸单颗低压DC LED为主，做法有二，一为传统水平结构，另一则为垂直导电结构。就第一种做法而言，其製程和一般小尺寸晶粒几乎相同，换句话说，两者的剖面结构是一样的，但有别于小尺寸晶粒，高功率LED常常需要操作在大电流之下，一点点不平衡的P、N电极设计，都会导致严重的电流丛聚效应(Current crowding)，其结果除了使得LED晶片达不到设计所需的亮度外，也会损害晶片的可靠度(Reliability)。 当然，对上游晶片製造者晶片厂而言，此作法製程相容性(Compatibility)高，无需再添购新式或特殊机台，另一方面，对于下游系统厂而言，週边的搭配，如电源方面的设计等等，差异并不大。但如前所述，在大尺寸LED上要将电流均匀扩散并不是件容易的事，尺寸愈大愈困难；同时，由于几何效应的关係，大尺寸LED的光萃取效率往往较小尺寸的低。图：低压二极体、交流二极体及高压二极体驱动方式的差异。第2种做法较第1种复杂许多，由于目前商品化的蓝光LED几乎都是成长于蓝宝石基板之上，要改为垂直导电结构，必须先和导电性基板做接合之后，再将不导电的蓝宝石基板予以移除，之后再完成后续製程；就电流分布而言，由于在垂直结构中，较不需要考虑横向传导，因此电流均匀度较传统水準结构为佳；除此之外，就基本的物理塬理而言，导电性良好的物质也具有高导热的特质，藉由置换基板，我们同时也改善了散热，降低了接面温度，如此一来便间接提高了发光效率。