交流发光二极管的普及

　　当电源由电源供电时，led需要大而昂贵的驱动器将高交流电压转换为低直流电压。驱动因素增加了复杂性、成本和LED照明灯具的尺寸，从而推高了固态照明(SSL)的价格，减缓了主流的采用。

　　“交流发光二极管”提供了另一种方法。尽管有这样的名字，但这些led并不是由高压交流电直接驱动的，而是使用各种各样的方案来管理交流输入，这样单个的led只会暴露在温和的电流和电压下。然而，传统设备中使用的驱动程序的消除已经使交流led开始从利基转向主流应用。

　　本文描述了交流led如何发展，解释了它们的优点和缺点，作为传统SSL的替代品，并展示了一些商业解决方案的例子。

　　不是一个替代

　　发光二极管，顾名思义，是二极管的一种形式。操作,设备需求一个常数(相对较低)偏置电压(“转发”),以确保传导和随后发射的光子造成起附近的电子和空穴的pn­结。

　　现代的led通常需要在2.5到12伏特之间的正向电压(Vf)，从而在350 mA到5的范围内产生正向电流(如果)，尽管有许多更高的电压设备可用。例如，Lumileds的LUXEON T需要一个典型的2.8 V的Vf，并且能够承受1.2 a的最大电流。在Vf (2.8 V)和700 mA中，光度为218 lm，效率为111 lm/W。

　　传统的白炽灯直接由电源交流电直接运行，由于对低直流驱动电压的要求，高效率和长寿命led的更换变得更加困难。通常，需要专门的、昂贵的、笨重的电压调节器(“LED驱动器”)将交流电源转换为驱动LED所需的直流电压。例如，一个led驱动的7 W MR16灯的驱动通常包括一个大的电解电容和多达20个其他组件。更高功率的应用程序需要更多的组件。

　　虽然价格在下降，LED灯仍然比传统灯泡昂贵，任何增加转换成本的产品都可能会疏远许多消费者。这为LED制造商提供了一种激励，让他们为某些应用程序找到更便宜的替代品。

　　消除司机

　　虽然所有的SSL装置最终都是由交流电源供电，但制造商们一直在努力开发交流发光二极管(AC LEDs)，这些设备能够在不需要专用LED驱动器的情况下运行，因此可以比传统的同类产品便宜。

　　有几种类型的交流led可以大致分为两组:低电压(从12到24伏)和高电压(15到55 VAC)。低电压系统已经在户外庭院照明、照明照明和零售应用等应用中受到欢迎。这样的系统相对简单，使用电子或磁变变压器来降低led的电压和限流电阻器来限制应用的最大功率(图1)。低压交流电通常[1]。

　　低压交流LED系统示意图。

　　图1:低压交流LED系统相对简单，由变压器和限流电阻器组成。这里显示的相切调光器是可选的。

　　许多供应商都有低压交流led。托马斯研究产品提供其LED明星产品，从12个VAC的正向电压，并提供一个75 lm输出，效率为63 lm/W(在100 mA正向电流)。

　　对于高电压的交流发光二极管来说，事情有点复杂。在最简单的形式中，这些交流发光二极管使用一个由两根长串的led组成的系统，一个由交流正弦波的负极驱动，另一个由正电荷驱动。发光二极管的弦可以处理高电压，因为所有设备上的组合电压下降等于电源电压。控制电路是为了防止电流在电压曲线峰值时过高，并损坏led灯。

　　这些基本系统的主要缺点是效率不高，系统尺寸大，设计上的挑战闪烁(参见TechZone的文章“在照明应用中描述和最小化LED闪烁”)，高总谐波失真(THD)，以及功率因数校正(PFC)。

　　首尔半导体公司已经解决了这种系统的缺点，其多结技术(MJT)是基于在硅层上“串接”led。硅模具是由“电池”组成的，它具有多个3.0 V的正向电压下降(从12到63 V)。公司声称，它的系统克服了其他高压交流发光二极管的尺寸、闪烁、THD和PFC等问题，并使用了电源开关集成电路。

　　该集成电路对输入电压进行校正，当波形上升时，集成电路相继在led的银行上进行切换，以匹配其正向电压降至整流电压。随着电压下降,银行按顺序关闭系统(图2)。相比之下,字符串,即所有的发光二极管在一个特定的字符串一起打开或关闭,这走的方法导致更多照明,减少闪烁和改善(THD和一等兵“关闭”时间为每个周期大约是1毫秒。

　　汉城半导体交流LED系统示意图。

　　图2:首尔半导体的AC LED系统顺序开关，使LED的闪烁最小化。

　　首尔半导体公司的Acrich2芯片(CoB)模块采用了该技术，并设计为从120或220伏特的VAC电源中运行[2]。例如，17w / 120v版本的效率为8lm /W(图3)，为1300 lm(图3)。THD小于25%，功率因数为0.97。

　　首尔半导体公司Acrich2 CoB模块的图像。

　　图3:17w Acrich2 CoB模块从120vac供应中产生1300 lm。

　　改进前

　　在许多应用中，交流led已经成熟到可以替代传统的led。低电压和高电压类型都是可用的，而且最近的开发已经解决了早期的闪烁、THD和PFC问题。

　　然而，制造商们并没有站在这一边，他们的改进措施包括将50/60赫兹的频率提高到1 kHz，以消除可检测的闪烁，提高98%的效率。