摘 要 ：文章简要介绍传统 LED 照明的电源及驱动电路，指出其存在的主要问题。进而介绍为解决传统 LED 照明问题 而研发的 AC-LED 技术及其进展。所谓 AC-LED 照明技术，即为由交流市电直接驱动的 LED 照明技术。

 关键词 ：交流 (AC)LED，驱动电路，AC-DC 变换，照明技术

1 引言 

      LED 在照明领域的应用，目前已相当普遍。但是，传 统的 LED 照明必须用直流 (DC) 电源作为驱动，也就是说， LED 照明用市电网络供电时，其驱动电源必须附带“交流— 直流 (AC-DC) 变换装置”，这给传统 LED 照明带来了至少 三个问题 ：①增加了照明系统的设备量和复杂性 ；②降低 了照明系统的使用寿命 ；③增加了照明系统的成本。显然， 这些问题是与使用 LED 照明的初衷相违背的。因此，开发 可以直接使用交流电网供电的 AC-LED 照明产品成为该领 域科技工作者的主攻方向和研究课题。本文除了简要介绍 传统 LED 照明的供电方式与电路，则重点推介以韩国首尔 半导体公司等为代表的新兴 LED 企业对 AC-LED 的研发 状况和发展趋势。

2 传统 LED 供电的原始电源和电源变换电路 

      传统 LED 照明供电的原始电源主要有三种 ：即低压电 池、太阳能电池和交流市电电源。无论采用哪种原始电源， 都需要经过电源变换以满足 LED 照明的工作条件。这种电 源变换电路即指 LED 的驱动电路。 

      2.1 当使用低压直流电源或电池供电时，LED 的驱动 电路可根据该直流输入电压是高于还是低于 LED 要求的驱 动电压来选择驱动电路，如果直流电源输入电压高于 LED 或 LED 串的驱动电压，通常是采用线性稳压器或开关型降 压稳压器作为变换电路；当输入电压低于 LED 驱动电压时， 可采用电感升压变换器或开关电容（电荷泵）升压变换器； 而当直流电源的输入电压既可能高于也可能低于 LED 驱动 电压时，则必须采用降压 / 升压变换器。 

       2.2 当用市电电源供给 LED 驱动时，目前采用的变 换电路主要有电容降压型 LED 驱动电路、变压器降压型 LED 驱动电路和开关型稳压器等。

       2.3 太阳能与风能发电与 LED 照明相结合，是 LED 应 用的一大亮点，将为边缘地区带去光明。在采用太阳能电 力时，需要配置蓄电池或者超级电容器，以储存太阳能电 力供夜间照明。

 3 AC-LED 技术是 LED 照明市场新趋势 

      以上提到，传统 LED 照明需用直流电源驱动的三大 弊端。其实大家还知道，直流驱动的 LED 产品需要使用整 流器，而整流器的使用寿命一般只有 2 万小时，但直流驱 动的 LED 的寿命却长达 5~10 万小时。为此，直流驱动的 LED 产品在其使用寿命期间需要多次更新整流器。这在团 体单位会造成不便，而对于家庭用户则更难实现。这就表示， 大多数 LED 的使用寿命将可能降为 2 万小时。 

      另一个问题是，LED 直流驱动电源模块的设计工程 师，为了充分发挥 LED 尺寸小的优势，他们会将结构复杂 的 LED 直流驱动电源模块与 LED 芯片紧凑地组装在狭小 的灯具机体内。这样，LED 芯片和驱动电源模块两种发热 源集中发热，必将使灯具机体内的温度升高。研究发现， 结构复杂的直流驱动电源模块在高环境温度影响下的峰值 效率工作寿命不足 1 万小时，远远低于 LED 芯片工作寿命（5~10 万小时）。

      鉴于这些问题，AC-LED 照明技术应运而生。这是一 类集成了多种处理方案的 LED 产品，如包括了多种器件和 内核，它不需要另加变压器、整流器或驱动电路，交流市 电电网的交流电可以直接对其驱动。这就使得 LED 照明产 品无需附加变换器即可直接采用家居及办公室的交流电器 插座 (100~110V/220~230V)。这不仅显著降低了电路成本， 同时避免了电源变换过程中的能量损耗。AC-LED 照明产 品与传统 LED 照明产品比较的成本优势以及使用的便利， 使业内许多专家预言，AC-LED 技术将引领 LED 照明产 品市场的发展趋向。

       近年来，AC-LED 技术的研究已取得显著成效。现在， 我们以韩国首尔半导体公司等为代表的 AC-LED 技术进行 阐述。  

       AC-LED 技术的基本概念是在 LED 芯片之外，不使 用额外的交直流变换与整流电路，改为搭配电阻的结构形 式直接用交流电源驱动 LED，这样，也避免了使用恒定直 流电源造成的效率损失，同时减小了器件尺寸，简化了结 构以及提高了使用寿命。由于 AC-LED 照明的应用中，去 除了传统 LED 所要求的恒压恒流电源，及其相应的电子零 件，从而也就降低了成本。同时，在 LED 灯具小型化、可 靠性和延长使用寿命方面都可以取得预期的效果。

4“频闪”是 A C - L E D 进军通用照明市场的技术 障碍 

     据 报 道， 韩 国 首 尔 半 导 体 公 司 已 设 计 试 制 成 功 ACrich Ⅱ系列的 AC-LED 模块，其去除了传统恒流电源 电路中影响 LED 寿命的电解电容器短板，使得整个照明系 统的使用寿命达到甚至超过了五万小时，而且其设计便捷， 功率因数高达 0.97，结构紧凑体积小。目前，ACrich Ⅱ系 列的 AC-LED 整体解决方案及有关技术已向客户推荐使 用，部分商业与家庭照明已越来越多地使用 AC-LED，包 括公共道路的照明。试用表明，AC-LED 照明方案不仅降 低了项目实施后的后期维护成本，而且简化了照明灯具的 设计。所以，AC-LED 对客户具有吸引力，越来越多的用 户采纳了 Acrich2 的 LED 光源。 

      但是，由于 AC-LED 是由市电交流电网直接供电，交 流电源的周期性变化导致 AC-LED 在发光时会产生严重的 “频闪现象”。“频闪”对人们的眼睛会造成严重的伤害。这 是 AC-LED 照明必须解决的问题，这也是 Acrich Ⅱ的问题。

      前不久，“频闪”问题得到解决。我国四川“新力光源” 公司通过使用自行研制的具有独立自主知识产权的稀土发光 材料突破了“频闪”瓶颈。其原理是，当电源周期性变化时， 利用该荧光粉所产生亮度的延迟变化，有效弥补了 LED 发 光频闪的缺陷，这就解决了 AC-LED 存在的最关键技术难题。

 5 AC-LED 的发展与市场前景 

       AC-LED 照明设备经过实验和检测可知，交流 (AC) LED 照明设备比传统的直流 (DC) LED 照明设备可节能 15%，比一般节能灯具节能（电）50%，而只有传统白炽 灯能耗的 1/8~1/10，所以，这是一种革命性的技术。另外， 通过采用稀土荧光粉有效解决了 AC-LED 的“频闪”问题， 更将 LED 照明产品使用寿命提升到了 10 万小时以上。

       AC-LED 已经实际应用到球泡灯、筒灯、管灯、射灯 等照明产品中，家庭、地铁、商场、医院等领域都已有应 用，正以其低能耗、长寿命和简洁性等特性为千家万户所 接纳。可以预见，LED 照明产品必将取代现有的白炽灯和 节能灯，而 AC-LED 技术的发展，突破了传统 LED 的驱 动方式，从而优势更为突出，所以必将在未来的绿色照明 中大展身手。