破解AC-LED的迷思

swliu

自去年(2008)10月工研院與十多家廠商組成AC-LED應用研發聯盟之後，一時媒體競相報導，各方稱許，隱然有創造無限商機明日之星的聲勢。

其實AC-LED的概念存在已久，單晶AC-LED也不是新發明。市面上早就充斥著用多顆LED串聯，再加一個限流電阻的 discrete AC-LED產品。首爾半導體和工研院的單晶AC-LED基本概念和discrete AC-LED並沒有什麼不同。本人認為，所有的AC-LED 因為違反電力電子學的基本原則，所以都無法發展成為具有實用價值的照明產品。

首先探討報導「AC-LED可用在筆記電腦和顯示器的背光源應用」的說法。採用AC-LED為顯示器背光源和電腦業界的認知落差實在太大。所有筆記電腦的電源都是電池或20V左右的AC/DC電源轉換器，那有交流電來驅動AC-LED呢? 至於在液晶電視背光的應用，那的確會有交流電源可用。但是各種電腦、電視顯示器都要求很大的亮度調整範圍，AC-LED不使用驅動線路，缺乏調整電流的能力，自然無法提供調整亮度的功能。所以AC-LED想要在顯示器背光應用取得一席之地的說法，顯然不功自破了。

而AC-LED在照明市場的期望，應該在美國能源部今年一月公佈的「第七回合固態照明產品測試報告」 (DoE Solid-State Caliper Program, Summary of Results, Round 7 of Product Testing) 而落空了。

Caliper 是美國能源部為輔導產業開發符合Energy Star 節能標章LED照明產品所設立的測試實驗室。這次的測試報告包括了一款MR16，120Vac 的 AC-LED產品(編號 08-117)。其輸入功率為0.8W，輸出光通量為37流明，發光效率為49流明/瓦，CRI 演色指數66，功率因數居然低到難以置信的0.29。

本人從事電力電子研發多年，可是也沒看過一個電器可以把功率因數做到這樣差的地步。請注意，傳統的鎢絲燈泡功率因數是最理想的1.0，而 Energy Star對固態照明器具的要求是0.9以上。這個 discrete AC-LED為了提高效率，卻犧牲掉許多其他特性。包括超低的功率因數，只有37流明的輸出光通量，不到20W MR16鹵素燈200流明以上的五分之一。換言之，這種低亮度的AC-LED燈只能當小夜燈使用，是不能稱之為照明產品的。

本人對此 AC-LED (08-117)產品仔細推敲分析後，估計大概是串聯40多顆的 20mA，VF=3.8V的LED，再加一顆約1K歐姆的限流電阻而成。電學計算得到的效率是97%，功因則在0.50以下。 (註：AC-LED的電學分析並不困難，每個有大學電機科系學歷的工程師應該都可以勝任)。

glennking

AC-LED大約超過4W就會發現有熱所造成的閃爍的問題!!
除非找出非linear的控制方式~
不然熱消耗所造成LED的熱累積~
長期下來不是LED燒毀就是Driver電路毀損~
AC-LED驅動方式目前聽到不外乎就

1.串聯電阻驅動
2.CRD驅動
3.Linear分段驅動電路 (EX. AIC6600)
不過以上的方法好像都無法避免效率差~熱累積的問題!!
如果各位大大有其他的驅動方式~看有無機會討論看看~
若能解決熱的問題~AC-LED才有希望大功率方向前進...........

show123467

我認為發展HV LED 才是正道
配上其他元件 亦可達到高PF 的效果
且成本低

lcchi

工研院的AC LED應是將LED排成橋是整流器的架構,中間一串always發光, 但其餘則僅在一半時間導通發光,不是嗎??

moda710915

原PO是高手，相當認同，LED BACKLIGHT須調光、定功率等技術，並非簡簡單單加個限流電阻就好

goodspeed.yang

感謝分享,
AC-LED的市場的確直得多關注

chris77jw

回復 25# jiming


    謝謝大大

kevinchime2

AC LED might be good in low wattage application but not as good as high wattage application. The unit price for AC LED is about USD 6.0/ 5W which is able to generate the Lumen at 50X5 = 250lm, but this figure is just for the pure LED only not take the diffuser, Lens and the reflector optical loss into account. Not to metion the thermal may drive down its lumen output. One more concern is the IP. I'm sure Epistar's AC LED is not allowed for the Japan market maybe other countries as well.

Take the DC LED as reference, the price is about USD 1.2/ W but the lumen efficiency is 100 lm/w which is about twice than AC LED. The DC LED application just has the problem in low wattage application. Like the night light, however take the safety into concern to buy the lighting fixture made by DC LED is safer. There are a lot of the pros and cons between the AC/DC LED, technically DC LED has better chance.

D8807305

Thanks for your information.
I like this one

aaddmich

AC LED 需要克服的部份
1.電流隨著電壓變化
2.LED的使用效率變差(AC LED發光的時機不是轉換效率最高)
3.LED成本增加(LED晶片上需要更多區域做LED間的接線)
目前我覺得這三個部份是無解。
作法上就是對LED做加工去省AC-DC轉換電路
AC LED可能有市場的情況是在LED的價格~AC-DC電路的價格
以目前的成本結構來說LED價格>>AC-DC
現在看起來是花大錢省小錢。
電光所做AC LED不知道有沒有找能資所的人問問......

innochipper

AC-LED技術還需要提高，可能有其發揮空間

fsshlin

我也來跟各位學習LED這個新領域!

c8051f300

Thank you for sharing. Good material

n9321740

回復 39# n9321740
與AC LED 原廠工程師討論的結果，他們認為若將 AC LED 並聯，若其中一顆掛點，仍會有過電流燒毀整組電路的風險（或減少其他 AC LED 的壽命），這些應該是 DC LED 電路的特性，若用在AC LED 上，我一直不解，交流電路元件，怎會有電流分流變大的問題，不是應該電壓（市電）固定，電流隨負載改變而改變嗎？怎會這樣咧？

n9321740

目前還在等待AC LED樣品入手，看到這篇討論，收穫增加不少！

kenjeany

到底 AC LED的優勢在哪裡? 跟 DC LED 比起來如何?

hncb9431

AC LED未來趨勢
AC是交流(SIN 波形)在正半週與負半週變化時應留意交越失真

謝謝

eaglelu

AC LED 製程較為復雜, 且屬客製化產品, 成本相對高於DC LED;
另外, 在AC電源波形下, 驅動電流是變動, 如有突波如何確保LED不被燒毀?

chipjoseph

請教先進
ACLED在晶片上的設計與DCLED有何不同之處嗎?

willy_wang

正在研究中，希望ac-led能成為台灣的另一顆更有競爭力的明日之星!!