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交流LED是一场“游戏”

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ACDC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LEDAC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。

 

1

 

我们见图2,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。

 

1.    直流高压LED

 

LED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。

 

 

3

 

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。这点另文在详细讨论,本文只代表个人观点。

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jim li
LV.8
2
2010-11-03 13:45

说的有理,做为一个课题研究还是可以的,说不定会出现单颗300V 耐压的LED也不一定.

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2010-11-04 13:15
@jim li
说的有理,做为一个课题研究还是可以的,说不定会出现单颗300V耐压的LED也不一定.
     LED照明本身,90%的人当一场游戏
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feng0756
LV.4
4
2010-11-05 16:20

这位知深大哥说的好有道理!现在流行芯片与铜座的连接方式有那几种啊?

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feng0756
LV.4
5
2010-11-05 16:21
@feng0756
这位知深大哥说的好有道理!现在流行芯片与铜座的连接方式有那几种啊?
最好是附上图片!
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songdns
LV.1
6
2010-11-06 21:36
有意思,我正好提出AC-LED的方案就出了这个,然后上面估计看到这个文章以后就把我那方案给喀嚓了,楼主满意了?
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高青松
LV.2
7
2010-11-08 09:50

你发此贴没有考虑哦!交流LED低档次的观念!

有人会苟同吗?

 

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icevel
LV.3
8
2010-11-09 19:48
@半导狂人
    LED照明本身,90%的人当一场游戏

嗯,可是不知道有没有人能将这场游戏玩好呢?

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iafqungjg
LV.3
9
2010-11-10 12:02

兄弟:

     您说的有一定的道理;目前我们也接受一些ACLED,和高压直流LED但是效果都不咋地,光效不高,热量不小,

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2010-11-10 15:11
@iafqungjg
兄弟:    您说的有一定的道理;目前我们也接受一些ACLED,和高压直流LED但是效果都不咋地,光效不高,热量不小,

我们公司也是正准备用AC LED,但听楼主的观点很有道理,不知还能不能用

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teleda
LV.7
11
2010-11-10 16:18
@zhangwei2009
我们公司也是正准备用ACLED,但听楼主的观点很有道理,不知还能不能用
要有主见!不能听片面之辞!
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feng0756
LV.4
12
2010-11-10 16:59
@teleda
要有主见!不能听片面之辞!

兄弟你好直接啊!

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jingfeimao
LV.2
13
2010-11-10 23:56
@半导狂人
    LED照明本身,90%的人当一场游戏

是的,游戏有游戏的规则,既然当成游戏就好好的玩下游戏,LED驱动芯片支持你的看法。 

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david.zn
LV.4
14
2010-11-15 19:22

能不能具体来点数据?不知是我的理解能力太差还是什么原因,我看不出您到底想所表达一个什么样的技术观点,它的具体依据是什么。

比如说,1W的220V交流和220X0.9(整流)直流LED ,按目前的技术水平,它的单位功率流明数,稳定性,价格比是多少? 3-4年前就有Cree的一个业务员告诉我交流LED会有应用,也不知现在真实情况怎样。

 

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hsw113
LV.5
15
2010-11-18 10:09
@zhangwei2009
我们公司也是正准备用ACLED,但听楼主的观点很有道理,不知还能不能用

我相信首尔那么大的公司应该是有对AC LED进行整体评估的。如果结果NG,我想肯定不会量产。既然出来了,就肯定有他的优势。

现在我们已经量产了。LED大概在5-6美金。相比其他,成本是降了很多。

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2010-11-18 17:14
@david.zn
能不能具体来点数据?不知是我的理解能力太差还是什么原因,我看不出您到底想所表达一个什么样的技术观点,它的具体依据是什么。比如说,1W的220V交流和220X0.9(整流)直流LED,按目前的技术水平,它的单位功率流明数,稳定性,价格比是多少?3-4年前就有Cree的一个业务员告诉我交流LED会有应用,也不知现在真实情况怎样。 

总之我一定会慎重的,要用也得先测试实验后才投入使用的

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2010-11-21 13:59
@david.zn
能不能具体来点数据?不知是我的理解能力太差还是什么原因,我看不出您到底想所表达一个什么样的技术观点,它的具体依据是什么。比如说,1W的220V交流和220X0.9(整流)直流LED,按目前的技术水平,它的单位功率流明数,稳定性,价格比是多少?3-4年前就有Cree的一个业务员告诉我交流LED会有应用,也不知现在真实情况怎样。 
市场是否接受是个问题!~
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hwx-555
LV.8
18
2010-11-23 16:57
交流LED也是技术问题,如果以后能突破这个局限也不一定。
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2010-11-26 15:26
@hwx-555
交流LED也是技术问题,如果以后能突破这个局限也不一定。

当然AC  LED也有它的市场的,不能说我们不用就不行是吧

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2010-11-26 15:27
@zhangwei2009
当然AC LED也有它的市场的,不能说我们不用就不行是吧
我们也要对这个产品进行检验和适当的推广
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2010-11-26 15:29
@zhangwei2009
我们也要对这个产品进行检验和适当的推广
最终让市场来说话吧,只有经得起市场的考验才是好的产品
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yxopto
LV.1
22
2010-12-04 15:31
@zhangwei2009
最终让市场来说话吧,只有经得起市场的考验才是好的产品
采用这种LED在安规方面有点难搞,高压一打就挂了!
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David-j
LV.1
23
2010-12-07 14:30
@yxopto
采用这种LED在安规方面有点难搞,高压一打就挂了!
这个东西吗,只要它生产出来,那它就能用,那就要看厂家用的档次了,不管好坏那就有它的优点和缺点
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teleda
LV.7
24
2010-12-07 16:44
@David-j
这个东西吗,只要它生产出来,那它就能用,那就要看厂家用的档次了,不管好坏那就有它的优点和缺点
我用汉半的220V交流LED(色温6000K左右)已点了近3年,总体感觉照明效果还不错!
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jim li
LV.8
25
2010-12-10 11:57
@teleda
我用汉半的220V交流LED(色温6000K左右)已点了近3年,总体感觉照明效果还不错!

抗浪涌有测试吗?

 

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canfond
LV.1
26
2010-12-13 12:03

现在国内很多都会特别注意成本控制。

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jqun
LV.6
27
2010-12-14 15:01
您的观点我支持,我也认为使用局限非常大。没有意义。
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