四. HV-AC芯片

　　HV的不同观点

　　怀疑-茅于海

　　1.同样输出功率，高压LED耗散功率要远低于低压LED，散热铝外壳的成本可大大降低------耗散功率的大小由LED的发光效率决定

　　2.输入和输出压差越低，AC到DC的转换效率就越高。-----AC/DC转换器的效率几乎是和最后的输出电压没有什么关系。可能变压器次级的电流大了会增加一些铜损，不至于影响到散热器的设计;

　　为了提高整流二极管的效率最好采用肖特基二极管，而如果输出是200V高电压，很难买到这种高压肖特基二极管，价格很高，如果采用普通整流二极管，效率不可能提高。

　　3.高压LED减小了LED的面积。从散热的观点来看就未必是优点。背板改用紫铜，和它直接接触的散热器部分也必须采用紫铜而不能采用铝(膨胀系数不同，直接接触会产生缝隙而影响导热);采用热管，增加散热器的成本。

　　4.高压LED可以不需要变压器——不用恒流源以后都会使LED的使用寿命大大降低。LED伏安特性的负温度系数，使得LED的正向电流随着LED的温升而增高，从而使得LED的结温升高，而降低了LED的寿命。

　　5.发光效率---晶元推出发光效率高达160lm/W的冷白光LED，而暖白光的LED发光效率将高达150lm/W，而且显色系数(CRI)高达90%。但未必是高压带来的提升

　　6.成本低---分立串联的小功率比单独大功率价格低。

　　支持的观点

　　Cree

　　1.将驱动的效率提高10%-20%

　　2.将驱动的价格降低10%-20%

　　武汉迪源

　　1.芯片级实现微晶粒串并联，低电流高电压，简化芯片固晶，键合数量，封装成本降低。

　　2.单位面积内形成多颗微晶粒集成，避免芯片间BIN内波长电压亮度跨度带来的不一致;

　　3.小电流下驱动的功率型芯片，可以与红光LED芯片集成+黄色荧光粉形成暖白光，比LED+红粉+黄粉的暖白出光效率高，缩短暖白与冷白封装光效的差距，更易实现高显指;

　　4.封装成品工作电压接近市电，提高了驱动电源的转换效率;由于工作电流低，线路损耗低于传统DC功率LED芯片。

　　结论：

　　A.在驱动方面

　　1.降低驱动价格

　　2.提高驱动效率

　　B.对芯片本身效率的提高方面，对以晶元为代表的正装芯片有较大提高,正装结构存在电流分布不均的情况.

　　原因是

　　P型层平面导电困难

　　GaN是具有自补偿特性的N型半导体

　　N型可以重掺杂，导电性好

　　P型重掺杂难以实现，只能轻掺杂，所以导电性差

　　为了提高电极平面导电性，

　　A.生长透明导电玻璃ITO(降低光透过率)

　　B.优化电极分布图案(减少发光面积，电流分布不均)

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　　GaN基LED结构示意

　　晶元光电是最早推出HV LED概念的企业，也得益于企业优秀的红光芯片表现，晶元光电通过红蓝光的组合实现兼具发光效率及显色表现的白光LED，并通过蓝红光芯片组合实现HV LED，实验室数据已达到168lm/w。

　　以晶元光电为例

　　电流分布不均的后果

　　1.芯片局部过热，降低光效，加速光衰

　　2.内量子效率低

　　3.电流不能很大

　　4.芯片不能做大

　　5.垂直出射的光子少，提取率低

　　采用HV-LED将芯片表面分割

　　1.电流分布平均，发热降低，克服光衰

　　2.电流分布平均，降低欧姆电阻，提高内量子效率

　　3.功率可以提高

　　4.芯片面积可以做大

　　5.切割边缘可以出射光子，光子提取率提高

　　电流分布平均，降低欧姆电阻，即Vf，提高内量子效率

　　电流分布平均，发热降低，克服光衰

　　切割边缘可以出射光子，光子提取率

　　电流小且分布均匀，可以使HV使晶粒做得更大，减少颗粒的使用数量，并提高亮度

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　　电流分布均匀，由于内量子效率(IQE)提高，光提取率的上升，插座效率提高了10-15%，并且后期光衰也降低了

　　武汉迪源

　　Cree

　　XTE

　　46V@22mA

　　3.45*3.45mm

　　Tr=6.5℃/W

　　Imax=66mA

　　CCT@85，100-130lm

　　XML

　　46V@44mA

　　5.0*5.0mm

　　Tr=3.5℃/W

　　Imax=125mA

　　CCT@85，182-260lm

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　　广州晶科

　 亿光

　　Everlight EZHV 1W/2W

　　WB-type AC LED(Larger micro-diode in the central)

　　持续发光的晶粒面积越大，发光效率越高，发光颗粒越大越好，整流颗粒越小越好。

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　　AC-LED

　　台湾工业技术研究院2008年完成可产业化生产并有实际应用系统方案的AC LED产品

　　美国III-N Technology，MOCVD生长技术基础的氮化镓衬底,生产的交流发光二极管产品。

　　三星：COB型AC

　　某些小公司：将颗粒和电阻组装好，直接当做AC用

　　AC LED缺点：

　　1.发光效率较DC LED低。

　　2.AC LED有触电的风险。如果采用金属鳍片散热，容易发生触电危险，需要间接散热方案，比如充液LED固态照明灯具等。

　　因此很多厂家转向HV-LED。

　　正温度系数热敏电阻PTC

　　肖特基型AC-LED

　　GaN禁带宽度大，是良好的肖特基二极管

　　WB ACLED到肖特基管ACLED,效率从60%提高到73.6%

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　　SEOUL半导体

　　液光固态照明股份有限公司

　　液体沉浸热管理解决方案(LITMS)

　　5W的AC LED灯泡

　　玻璃封装，无电源转换器，灯泡寿命不受限于转换器，安全的配方液体取代金属散热片，前向液冷360度散热。光线柔和，无刺眼感。

　　福华电子

　　三星

　　4W,SIZE: 12.4㎜(L),11.4㎜(W), 4.38㎜(T)

　　Epistar&ITRI-EOL