AC LED光源的工作原理

　　AC LED光源的工作原理如圖3，將一堆LED微小晶粒采用交錯的矩陣式排列工藝均分為五串，AC LED晶粒串組成類似一個整流橋，整流橋的兩端分別聯接交流源，另兩端聯接一串LED晶粒，交流的正半周沿藍色通路流動，3串LED晶粒發光，負半周沿綠色通路流動，又有3串LED晶粒發光，四個橋臂上的LED晶粒輪番發光，相對橋臂上的LED晶粒同時發光，中間一串LED晶粒因共用而一直在發光。在60Hz的交流中會以每秒60次的頻率輪替點亮。整流橋取得的直流是脈動直流，LED的發光也是閃動的，LED有斷電余輝續光的特性，余輝可保持幾十微秒，因人眼對流動光點記憶是有惰性的，結果人眼對LED光源的發光+余輝的工作模式解讀是連續在發光。LED有一半時間在工作，有一半時間在休息，因而發熱得以減少40%～20%。因此AC LED的使用壽命較DC LED長。

　　
圖3 AC LED光源的工作原理

　　AC LED成熟的產品如首爾用于AC110V的AX3201、AX3211和用于220V的AX3221、AX3231。用于AC110V功率在3.3W～4W，工作電流40mA；用于AC220V功率在3.3W-4W，工作電流20mA（圖4）。LED晶粒直接邦定在銅鋁基板上。引腳如圖5所示。

圖4 首爾半導體的AC LED

圖5 AC LED引腳圖

　　AC LED的典型應用技術

　　AC LED的典型應用電原理圖如圖6所示十分簡單，在AC LED兩端分別串入正溫度系數熱敏電阻PTC，和限流電阻R1、R2、R3，接上110V或220V交流即可進入照明工作。

　　LED在大批量生產時，其阻抗有一定的離散性，AC LED也如此，為便于下游廠家的大批量應用，LED光源生產廠商在出廠時對批量生產的產品按阻抗分檔，客戶在使用時可按LED光源廠家提供的VF分檔表查用相應阻值的限流電阻，如表2所示是AX3221/AX3231的VF分檔與限流電阻表。

圖6 AC LED的典型應用電原理圖

　　表2 AX3221/AX3231的VF分檔與限流電阻表

　　AC LED的發展

　　AC LED在家用電力上的方便性，不需要像DC LED一樣另外得幫燈具裝上一個交流轉直流的轉換器，不但節省了這顆轉換器的成本，也避免LED光源本身還沒壞，但轉換器卻先壞掉的窘境。交直流轉換器可說是一種隨著時間會老化、壞掉的電子元器件，其壽命比LED光源本身更短，故目前很多LED燈具壞掉，并不是LED光源壽命已盡，而是LED燈具使用的交直流轉換器先壞掉了。AC LED還有一個特性，就是因為其工藝采用交錯的矩陣式排列，是輪流點亮的，在60Hz的交流中會以每秒60次的頻率輪替點亮，也讓AC LED的使用壽命較DC LED長。

　　不過，AC LED現階段有兩個缺點，其一是發光效率并沒有DC LED高，這是因為DC LED發展目前是主流，AC LED剛剛起步，AC LED的發光效率是可以追上，甚至超過DC LED的。其二是AC LED有觸電的風險。故AC LED如果要應用在LED照明燈具上，應避免金屬鰭片的裸露，而應是間接地把熱帶走，這也就是發展新的充液LED固態照明燈具的設計核心概念。

　　AC LED剛剛步入成長期，目前在發光亮度、功率等方面還不夠理想，但AC LED的應用簡便、無需變壓轉換器和恒流源，以及低成本、高效率已顯現強大的生命力。AC LED的技術在飛躍發展，要不了幾年，高亮度、大功率、低成本的產品將大量面世。

　　參考文獻：

　　[1]解析AC LED應用與發展趨勢. 拓墣產業研究所焦點報告（2008-12-4）. http://www.ledxm.com/bbs/showtopic-69.aspx

　　[2]首爾半導體DataSheet-AX32X0[R]

　　[3]首爾半導體DataSheet-AX32X1[R]

　　[4]首爾半導體DataSheet-Comparison by lighting source[R]

　　[5]首爾半導體DataSheet-About Q&A[R]