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茅于海:解码LED光引擎

2013-09-26 00:01
论恒
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  记者:AC-LED技术结构存在哪些优缺点呢?

  茅于海:总体来讲,AC-LED技术存在以下几个方面的问题:

  首先,最大的问题是在所有时间里只有一半的LED在工作,虽然说起来,寿命提高了一倍,但是要达到同样的亮度,价钱就要贵一倍。虽然它可以省去恒流电源的费用,但是目前这一半LED的价格可能要比恒流源的价格还要高。

  其次,LED是连续发光的,但是因为任何一个LED在50Hz的一个周期里只在半个周期里工作,所以还会有50Hz频闪的感觉,这会可能会对人的眼睛会产生不利的影响。而且无法用于安保的场合,因为会失去重要的画面。

  此外,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。现在的直流LED发光效率早已超过100lm/W了,就算再计入恒流源的效率80%,那么也有80lm/W。

  而直接采用市电,相当于采用一个恒压电源,由于LED伏安特性的负温度系数会使它的工作电流迅速增大而烧毁。加上限流电阻,虽然可以使它不易损坏,但是也增加了功耗,AX3221/AX3231本身功率是4W,电阻功耗为0.6W,占15%,也就是说,采用限流电阻以后,它的效率要降低15%。

  第四,要求交流电的电压稳定度要足够地高,因为LED的伏安特性很陡,10%的电压变化就会引起电流很大的变化,而交流市电的稳定度是很差的,或者说,虽然也可以工作但是很容易引起光衰而使得使用寿命大大缩短。

  第五,由于加限流电阻以后会增加功耗,所以它不能应用至大功率场合。因为功耗是和电流的平方成正比,假如采用94个1瓦的LED串联,它的正向电流0.35A,平方就是0.1225,几百欧姆电阻就是好几十瓦的功耗,这是完全不能允许的。所以这种交流LED是无法做成大功率灯具的。

  最后,由于是交流电直接加到LED上,所以它相当于非隔离电源,具有触电的危险,需要通过安规。

  记者:这些问题有什么解决途径吗?

  茅于海:解决LED只有一半时间在发光的问题,一个最简单的解决方案就是把LED连接成桥式整流电路的形式。但是即使如此连接,也只有中间那一串是全部时间发光的。其他四个臂也都只有一半时间发光。这反而会引起一个新问题,那就是中间那一个臂会比其他臂的寿命短一倍,如果由于这一串坏掉而使整个灯具不能工作,显然也是得不偿失的。所以也不是一个好方法。

  真正能够解决这个问题的唯一办法是先用桥式整流把交流整成直流。在这个方案中,还加上一个稳压管,以保证输出电压稳定在100V。但是,这种方案已经很难再称为交流LED了,因为实际上是在用直流供电。而且采用稳压电源供电会引起光衰的问题,还是应当采用恒流源供电。那么就完全是普通的直流LED的供电,而根本不能算是交流LED了。

  为了彻底解决这些问题,现在生产AC-LED的厂家开始把一些电源芯片和LED集成在一起,这样除了LED还加进去了桥式整流器和恒流电源芯片,它已经不能再称为“AC-LED”了。因为他还是把交流整流成直流,再加上稳流芯片。所以和普通的LED系统没有什么两样,只不过是集成在一起以后,看上去只要接上交流电就可以工作,所以厂家还是称它为“AC-LED”,我们应当称这种系统为“LED光引擎”,而不是什么“AC-LED”了。

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