AC LED、無驅(qū)動光源、光引擎，去電源化等成為業(yè)界共同關(guān)心的熱門話題。前不久在中昊光電組織的集成光電模塊光引擎新產(chǎn)品發(fā)布會上中山大學(xué)理工學(xué)院王剛教授談到“去電源”一詞說：這個詞聽起來很“別扭”，因為所有的電子和電氣產(chǎn)品都離不開電源供電，LED照明也不例外。北京大學(xué)上海微電子研究院顏重光教授認為，“去電源化”其實是一個偽命題。更奇怪的是業(yè)內(nèi)有很多人把AC LED稱為“光引擎”不知何故?對上述紛紛攘攘技術(shù)術(shù)語，如何分類、定義，筆者認為當(dāng)前有必要討論這些技術(shù)術(shù)語，無疑對規(guī)范AC LED技術(shù)用語的定義、相關(guān)標(biāo)準建立、以科學(xué)態(tài)度引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)市場大有裨益。
LED照明產(chǎn)品的使用壽命遠遠低于理論值，其原因是驅(qū)動電源易于損壞導(dǎo)致系統(tǒng)壽命不長，業(yè)內(nèi)流傳：“100個燈具中，有99個是因為驅(qū)動電源出現(xiàn)問題”。 并且，驅(qū)動電源在整體燈具中成本占到20%~30%。驅(qū)動電源在AC/DC轉(zhuǎn)換過程中，電力損耗高達20～30%。因此摒棄驅(qū)動電源，不僅可提高系統(tǒng)光效、降低成本，還可徹底避免因驅(qū)動電源的問題造成LED燈的損壞。
定 義
AC LED是相對于傳統(tǒng)的DC LED來說，無須經(jīng)過AC/DC轉(zhuǎn)換，可直接插入220V(或110V)而發(fā)光的光源。
AC LED技術(shù)分類
AC LED可分為兩類：一類是由單芯片封裝，芯片上多有個LED單元串聯(lián)，并利用部分LED單元組成整流路，實現(xiàn)交流發(fā)光。參見圖一。
這類光源以韓國首爾公司為代表。
另一類是美國和德國發(fā)明的集成模組。它采用外加的AC整流和驅(qū)動器在C0B封裝線路組成光電一體化的發(fā)光模組，是目前廣為流行、稱謂最多的“光引擎”。參看圖二。
旱期的AC LED是多芯片高密度合成，其串并連相對DC封裝所需固晶、打錢工藝復(fù)雜，多顆芯片組成串連電路一個芯片上，損壞一顆將影響系統(tǒng)正常工作。為改善這種狀況，近年許多芯片廠相繼推出了高壓HV LED，可大大縮減后序封裝工藝并減少了制造成本。
AC LED技術(shù)為何產(chǎn)品遲遲不易被用戶接受
AC LED其實在國外很早就已經(jīng)出現(xiàn)，早在2005年，韓國首爾半導(dǎo)體公司就已經(jīng)用交流電直接驅(qū)動AC LED使其發(fā)光，其次是美國，德國，臺灣等相繼完成了可產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)、并有實際應(yīng)用系統(tǒng)方案的AC LED產(chǎn)品，近年國內(nèi)公司如卓耐普光電公司、中電金臺光電、新力光電、紅日光電、中昊光電等光源企業(yè)如雨后春筍破土而出。
單芯架構(gòu)的AC LED的最大缺點是在很小的晶粒上連接多個發(fā)光器件，有限的芯片面積限制了更大功率輸出，其工藝影響了光效、內(nèi)置恒流不易控制，當(dāng)電網(wǎng)電壓升高時使耗散功功率驟增時會造成損壞。
目前廣為流行的所謂“光引擎”采用以鋁基板COB封裝，線性恒流技術(shù)為大功率輸出提出了有效解決方案，成為AC LED主流。然而這種技術(shù)的致命缺點是它必需依賴帶有多層熱阻的鋁基板， 傳統(tǒng)鋁(或銅)基板是將FR4纖維板或BT板經(jīng)過壓合工藝成為一體鋁基板，其導(dǎo)熱系數(shù)最好的只有2 w /m-K左右，與沒有絕緣層的純鋁導(dǎo)熱系數(shù)為237 w/m-K相比相差一百多倍，如此大的封裝熱阻，必然使熱耗比增大，加速了LED光衰、損壞，降低了LED使用壽命，雖然有人采用陶瓷基板，導(dǎo)熱系數(shù)雖然有所改善，但它與燈體散熱固定仍然有不少問題。
AC LED將是未來的趨勢
AC LED剛剛步入成長期，在發(fā)光亮度、中大功率輸出等方面還不夠理想，更主要的是采用SMD與鋁基板帶來的散熱不良而影響了穩(wěn)定及壽命，相信不久將有新的解決方案，其應(yīng)用簡便、無需變壓轉(zhuǎn)換器，電解電容及過多外設(shè)元件，集成封裝一體化技術(shù)將會搶占市場。AC LED技術(shù)目前已經(jīng)過了萌芽期，正處于飛速發(fā)展期，從其發(fā)展趨勢上看，ACLED技術(shù)必然會成為行業(yè)發(fā)展的一個必然方向。有人認為不久將來整個應(yīng)用市場將有80%以上采用AC LED技術(shù)，或給驅(qū)動企業(yè)以致命性打擊，并將改變LED產(chǎn)業(yè)格局。
關(guān)于安規(guī)
與DC光源采用非隔離電源一樣，因為輸入端直接插入高壓電源，如果無保護措施會對人體造成觸電危險，不能通過安規(guī)，這個至今設(shè)計師最感頭痛的技術(shù)難題， 估計近期得不到徹底解決。目前大多釆用物理隔離防電擊辦法，如燈泡外殼使用塑包鋁或光源底層另加絕緣膜片等被動結(jié)構(gòu)措施，但這都增加了系統(tǒng)熱阻及制造成本。
關(guān)于頻閃
頻閃問題被業(yè)界很多人認為是LED產(chǎn)品不應(yīng)有問題。其實這是認識誤區(qū)，毫不夸張地說這是個偽命題。因為：首先LED頻閃國內(nèi)外都沒有法律規(guī)定;其次它對人體會造成不良影響還沒有權(quán)威報告;第三：LED只要用AC/DC轉(zhuǎn)換就會有紋波，只不過大小程度不一而已。最后，目前家用電器大多帶有電磁幅射或頻閃，如熒光燈，電視機等，為何這么多人傳來傳去非要對LED說NO?
未來AC LED發(fā)展趨勢
無論是單芯片集成AC LED，還是HVLED+SMD構(gòu)架，最基本的技術(shù)要求是恒流控制，否則當(dāng)電網(wǎng)波動電壓過高時會造成損壞。恒流控制有多種方案選擇，其將來必然要走簡約化、高可靠性、低成本是最基本旳技術(shù)思路，筆者釆用HVLED+恒流二極管+鏡面鋁COB封裝得到了很好效果。
下面是筆者采用HVLED+恒流二極管+鏡面鋁COB封裝試制的一款球泡燈。圖3是HVLED+恒流二極管+鏡面鋁COB封裝的光源，圖4是用該光源組裝的球泡燈。
恒流特性：Vin=198-242 V時 Io≦額定電流±1.5mA
筆者利用上述光源設(shè)計了一種AC LED 燈泡，圖4。
該產(chǎn)品的設(shè)計基本思路是：
以簡馭繁，性價為王。
它徹底消除了：
(1)20-30% AC/DC能源損耗。
(2)20-30% 燈具驅(qū)動成本。
(3)因驅(qū)動器引發(fā)的90%以上的故障損壞。
該產(chǎn)品具有極高的性價比：
(1)摒棄了鋁基板多層熱阻障礙，大大降低了封裝熱阻、延長了光源使用壽命約3-5倍，約20-30萬小時。
(2)高光效100-130lm/w。
(3)低光源成本價0.5-0.8RMB /100lm/W/。
(4)長壽命：30年迢常壽命，價值成本0.3-0.5RMB/100lm/W/。
AC LED發(fā)展趨勢：
今后單芯片+SMD封裝，可能要讓位于高壓HVLED+COB封裝，高壓HVLED是基礎(chǔ)元件，會有如下發(fā)展趨勢：
(1)改用倒裝芯片;
(2)采用Si襯底材料;
(3)發(fā)展白光CSP技術(shù)， 實現(xiàn)高光效、高穩(wěn)定、大功率一體化工藝制程。
前有部分LED芯片采用硅襯底。硅襯底的芯片電極可采用兩種接觸方式，分別是Laterial-contact ，(水平接觸)和Vertical-contact，(V接觸垂直接觸)，以通過這兩種接觸方式，LED芯片內(nèi)部的電流可以是橫向流動的，也可以是縱向流動的。由于電流可以縱向流動，因此增大了LED的發(fā)光面積，從而提高了LED的出光效率。
因為硅是熱的良導(dǎo)體，所以器件的導(dǎo)熱性能可以明顯改善件的壽命。
CSP技早在幾年前被國內(nèi)外眾多公司投巨資進行實驗研究，我國幾年前也將其列入“863”科研計劃，不少單位均有研究成果，這一技不僅要隨著倒裝芯片同步解決，還要從材料，工藝及設(shè)備同時開發(fā)研究，當(dāng)CSP技術(shù)全面得到解決一旦投入市場將很快取代目前的SMD光源，一大批SMD封裝廠將要改變生產(chǎn)格局。據(jù)介紹，臺灣行家光電公司的薄膜CSP自主開發(fā)的半導(dǎo)體級熒光粉真空涂覆設(shè)備和工藝，可以同時在上萬顆倒裝芯片的五個發(fā)光面形成均勻、致密、厚度只有30微米的熒光粉薄膜。致密而薄的熒光粉層使薄膜CSP比用噴涂或灌封工藝制作的CSP光效高20%以上，同時更容易提升顯色指數(shù)，顯色指數(shù)高達95以上。
結(jié) 論
任何新產(chǎn)品、新技術(shù)都會給我們企業(yè)家?guī)硇率袌觯鴦?chuàng)新是企業(yè)發(fā)展必由之路，只有看清趨勢，目標(biāo)明確，才有利潤增長點。任何新生事物的初期都是不夠完善的，需要有一個技術(shù)改進和市場接受過程。AC LED從它可減少燈具驅(qū)動成本20%-30%。有效避免因驅(qū)動電源的造成LED燈的損壞，已顯現(xiàn)出其強大的生命力。AC LED技術(shù)必然會成為行業(yè)發(fā)展的一個方向，會給LED行業(yè)發(fā)展的又一次革命。用不了幾年高亮度、大功率、低成本的AC LED產(chǎn)品將會飛速進入市場，迎來屬于她的美好春天!
