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发展迅速的交流驱动LED光源技术浅析

2012-05-15 08:37
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  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=2→3.6V)、大电流(IF=200→1500mA)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(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(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,DCLED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。

 直流驱动LED光源的系统应用方案

图1 直流驱动LED光源的系统应用方案

  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直接驱动使其发光的ACLED,其次是美国III-NTechnology,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(ACLED),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。我国台湾省"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ACLED产品,可直接插电于60Hz或更高频率的AC110V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OnChipACLED(片上ACLED)因此获得素有美国产业创新奥斯卡奖之称的2008年R&D100Award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ACLED的制程技术,不仅与国际同步,也是全球领先者之一。

  ACLED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,ACLED灯具有更节能省电、更长寿、更有能效的高性价比。ACLED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交流LED与现有的照明灯具性能比较


  

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