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作者：LED-文子 1. 交流LED 單晶粒LED發光芯片驅動電壓在4V以內，無論多高的驅動電壓都可以串聯，獲得到合適的驅動電壓。這點是其它光源不可比擬的優勢。CFL需要復雜的驅動電路，LED可以通過串接符合與市電等不同的電壓的阻抗匹配。白熾燈鎢絲長度和直徑，決定球泡電阻阻抗，去符合不同的驅動電壓。LED采用不同的串接數量也是同樣的道理，雖然LED不是純阻性負載。今天我們不討論LED怎樣驅動最合適，重點分析AC與DC驅動對市場的可行性。 交流LED是上百顆單晶粒LED在晶圓級串接而成，可以在市電交流高電壓下自行整流點亮，再串接電阻或恒流源，保持在合適的驅動功率范圍內。基于這種設計早在圣誕燈串上一直有使用，移植到LED晶粒封裝是近***情。 為了兼容各國電壓標準，要分4個部分串接而成，這樣在220V取值一半正好是110V電壓，規格上得到統一。交流LED理論上是正確的，可行的，市電50-60Hz單串LED分別工作在兩個正負半周，無論你怎樣設計，總體上雷同。 LED并非像白熾燈那樣是阻性負載，較小的電壓波動會使LED亮度變化較大，更容易看到閃爍。交流LED對AC電壓穩定度有一定的要求，因為LED的伏安特性很陡，10%的電壓變化就會引起劇烈的電流波動。例如正向電壓從3.3V變到3.6V，電流就從20mA增加到34mA，增加了70%之多。電流大幅上升對LED是致命的，電壓降低不會損壞LED，亮度的波動會影響客戶體驗度。 
圖1 我們見圖2，高壓LED燈串用DC來驅動，暫且不分析具體驅動細節。AC用橋堆整流，這時LED利用率提升50%，而LED數量及成本也隨之降低50%。整流橋價格低廉，工藝限制集成整流橋是非常不合算的。整流橋體積不大，體積容易接受，直接采用AC設計LED不太經濟。 由于交流電壓是正弦波，所以流過LED的電流也是正弦波，對LED的利用率不像直流電利用那么高。也就是總體平均的光輸出，沒有像同樣幅度的直流電那么高。 最開始首爾半導體設計出了交流LED，細心的朋友會發現展出的LED旁邊是有整流橋的，可見首爾已經意識到成本的重要性。臺灣工研院等企業均開發出AC LED，但是量產并不那么順利，成本是重要因數，原理上是可行不等同于市場可行。
圖2 2. 直流高壓LED LED多芯片串接封裝是未來的趨勢，在串接數量和方式上要仔細考量。從上面的分析可以看出，設計AC LED成本和點亮效果上并不合適，不能成為主流方式，甚至可以說不具實際應用意義。整流后的直流LED形成對交流LED強有力的競爭，因此AC LED不能被廣泛應用。在未來可以預見AC LED只能是一場 “游戲”，市場規則決定它會除局。 既然認為多芯片串接是趨勢，那肯定是DC驅動方式。多芯片串接需要LED晶圓級支持，過多的金線連接光效和生產上都是障礙。多芯片封裝晶圓級串接再加上COB結合，是最優化的方式。 晶圓級串接最好在10pcs以內，再結合COB金線連接。這樣COB方式多芯片組分散式散熱，會大大降低對封裝基板的要求。散熱熱阻降低，LED結溫度因此降低。同時提高大數量的LED晶圓級串接良率。
圖 3 像AC LED這樣過于集中的封裝方式，封裝要很好的散熱又要高絕緣性，相互是矛盾的。市電幾百伏高壓處理起來，封裝成本會高居不下，同時不利于利于散熱設計。這點另文在詳細討論，本文只代表個人觀點。 |
