AC LED光源的工作原理
上传人:Tom整理 上传时间: 2010-12-07 浏览次数: 939 |
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电(AC100-220V),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,然后将交流电(AC)变换成直流电(DC),再变换成恒流源才能促使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。
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、直流电之间转换时约15~30%的电力被损耗,系统效率很难做到90%以上。如果能用交流电(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。
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AC LED技术发展中扮演相当重要的角色。AC LED是采用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,达成发光。 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晶粒在接上交流电后通体发光,因此只需要二根引线导入交流电源即能发光工作。
AC LED光源的工作原理
AC LED光源的工作原理如图2,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电源,另两端联接一串LED晶粒,交流电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。在60Hz的交流电中会以每秒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。
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