0 引言

　　以高效節能、綠色環保、長壽命為特點的新興LED照明技術如今正在加速發展，應用中的新技術、新方案也不斷涌現。LED 照明設計可結合光源特性，如光源指向性、冷光源及色彩變化等，必將將成為照明市場主流。近年來，隨著 LED 在材料選取、晶粒制程、封裝架構設計技術等方面的研究不斷進步，一種新的交流發光二極管（ AC LED ）技術應運而生，通過一種新的思路，推動了 LED照明技術的實用化。

　　1 傳統LED照明技術及其不足

　　傳統的LED是典型的低壓直流器件，無法直接在我們日常照明使用的電源是高壓交流（AC 100～220V）下使用，必須經過變壓器或開關電源降壓，然后將交流（AC）變換成直流（DC），再變換成直流恒流源，才能供LED光源使用。

　　因此在LED燈具里必然要有一定的空間來安置這個變換器，不利于照明燈具的設計和小型化。而且系統經過的變換環節，能量必然有一定量的損耗，DC LED在交流、直流之間轉換時約15%～30%的電力被損耗，系統效率很難做到90%以上。如果能用交流（AC）直接驅動LED光源發光，系統應用方案將大大簡化，系統效率將很輕松地達到90%以上。變換裝置的存在造成了傳統LED照明產品成本較高的重要因素，也成為制約LED光源產品壽命的瓶頸，無法體現LED長壽命的特點。

　　2 AC LED的原理和特點

　　2.1  AC LED的結構組成

　　AC LED是相對于傳統的DC LED來說，無須經過AC/DC轉換，可直接插電于220V（或110V） 交流電使用的 LED 照明技術。AC LED光源的技術關鍵是LED晶粒在封裝時的特殊排列組合技術，同時利用LED PN結的二極管特性兼作整流，通過半導體制作工藝將多個晶粒集成在一個單芯片上，即高功率單晶粒（single power chip）LED 技術，并采用交錯的矩陣式排列工藝組成橋式電路，使AC電流可雙向導通，實現發光。晶粒的排列如圖1所示，左圖是AC LED晶粒采用交錯的矩陣式排列示意圖，右小圖是實際AC LED晶粒排列照片，AC LED晶粒在接上交流后通體發光，因此只需要二根引線導入交流源即能發光工作。

圖1  AC LED晶粒封裝示意圖

　　2.2 AC LED的工作原理及特點

　　AC LED光源的工作原理如圖2所示，由LED微晶粒采用交錯的矩陣式排列工藝組成5個橋臂，組成類似一個整流橋，整流橋的兩端分別聯接交流源，另兩端聯接一組LED晶粒，交流的正半周沿實線流動，3個橋臂的LED晶粒發光，負半周沿虛線流動，又有3個橋臂的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，中間橋臂的LED晶粒因共用而一直在發光。

圖2  AC LED光源的工作原理

　　在50Hz（60Hz）的交流中會以每秒50（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，而人眼對流動光點記憶是有惰性的，所以感覺不到光的閃動。LED有一半時間在工作，所以發熱得以減少40%～20%。其使用壽命較DC LED長。

　　AC LED 體積小，可應用于工業及民用小型指示燈；高壓低電流導通優點克服了使用 DC LED 時，線路高損耗造成需依賴電源供應器接續的問題；而且雙向導通，藍綠光 LED 無靜電擊穿 ESD 問題；使用微晶粒技術大幅提高發光效率；由于功率因數提高與低電流控制，對于一般照明產業及 LCD 背光面板產業，更是一項實用化新技術。