AC LED: AC LED和传统的DC LED相比,没有了AC/DC转换器,可直接插接在220V(或110V)交流电上使用。AC LED光源的技术关键是LED晶粒在封装时的特殊排列组合技术,同时利用LED PN结的二极管特性兼作整流,通过半导体制作工艺将多个晶粒集成在一个单芯片上,即高功率单晶粒(single power chip)LED 技术,并采用交错的矩阵式排列工艺组成桥式电路,使AC电流可双向导通,实现发光。在50Hz(60Hz)的交流中会以每秒50(60)次的频率轮替点亮。整流桥取得的直流是脉动直流,LED的发光也是闪动的,LED有断电余辉续光的特性,余辉可保持几十微秒,而人眼对流动光点记忆是有惰性的,所以感觉不到光的闪动。LED有一半时间在工作,所以发热得以减少40%~20%。其使用寿命较DC LED长。[2]
1.2.1 AC 220V LED的研究目的及意义
不论是家庭、工业、商业或公共用电,大多以交流电(Alternating Current,AC)的方式提供,主要是为了避免远距离电力传送造成的多余损耗,于是采用交流电的方式输送到使用端,故电器必须设计成交流电驱动使用,否则会因电压不符而产生短路问题。传统LED皆须以直流电(Direct Current,DC)做为驱动,因此在使用一般交流电作为电源供应的同时,必须附带整流变压器将AC/DC转换,才能确保LED的正常运作。而应用上一直强调LED省电的特性,在AC/DC转换的过程中,其实有高达15~30%的电力耗损,使用上依旧不具效率;因此,研发可直接用AC驱动的LED就成了一个新构想。
1.2.2 AC 220V LED的工作原理和结构
AC LED光源的工作原理如图3所示,由LED微晶粒采用交错的矩阵式排列工艺组成5个桥臂,组成类似一个整流桥,整流桥的两端分别联接交流源,另两端联接一组LED晶粒,交流的正半周沿实线流动,3个桥臂的LED晶粒发光,负半周沿虚线流动,又有3个桥臂的LED晶粒发光,四个桥臂上的LED晶粒轮番发光,相对桥臂上的LED晶粒同时发光,中间桥臂的LED晶粒因共用而一直在发光。
在50Hz(60Hz)的交流中会以每秒50(60)次的频率轮替点亮。整流桥取得的直流是脉动直流,LED的发光也是闪动的,LED有断电余辉续光的特性,余辉可保持几十微秒,而人眼对流动光点记忆是有惰性的,所以感觉不到光的闪动。LED有一半时间在工作,所以发热得以减少40%~20%。其使用寿命较DC LED长。[3]
1.2.3 AC 220V LED的国内外研究现状与发展趋势
2 LED封装介绍
2.1 封装技术介绍及发展
LED芯片只是一块很小的固体,它的两个电极要在显微镜下才能看得见,加入电流后它才会发光。在制作工艺上,除了要对LED芯片的两个电极进行焊接,从而引出正、负电极之外,同时还要对LED芯片和两个电极进行保护,因此,就需要对LED芯片进行封装。
LED封装技术是在半导体分立器件封装技术基础上演变而来的,将普通二极管的管芯密封在封装体内,其作用是保护管芯和完成电气互连。对LED的封装则是为了实现输入电信号、保护芯片正常工作,输出可见光功能,其中既有电参数又有光参数的设计级技术要求。
常用的LED封装形式包括:
1)引脚式封装
常见的是直径为5mm的圆柱形封装。就是将LED芯片粘结在支架上,芯片的正极用金丝健和连到另一个引线架上,负极用银浆粘结在支架反射杯内或用金丝和反射杯引脚相连,然后顶部用环氧树脂包封,做成直径为5mm的圆形外形。
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