摆脱掉电的命运：HV LED点亮高效光源

目前，如果要使用市电为广泛使用的DC LED（DC LED）提供交流-直流（AC-DC）整流器，这很可能会导致额外的材料成本和能量转换损失。因此，业界已经开发出直接交流电源驱动的高压LED（HV LED）可以大大提高LED照明系统的能量利用率和发光效率。
在传统的光源中，荧光灯具有最佳的发光效率，并且光源本身的发光效率约为65lm / W。用于镇流器的附加电路将导致13-20％的能量损失。
光源通过灯的反射器发射光，并且光源效率损失约为30-40％。因此，在实际的照明应用环境中，荧光灯会发光。
效率约为35lm / W。尽管光源本身具有高的发光效率，但是由附加电路和灯结构引起的光损耗将大大降低光源的发光效率。
大功率白光直流发光二极管（DC LED）（表1）已广泛用于照明光源，其发光效率为150lm / W。但是，DC LED由直流电源驱动。
如果要在商用电源上使用，则必须添加交流到直流（AC-DC）整流器。功率转换将导致20-30％的能量损失，驱动电路的体积也相对较大，并且灯的设计灵活性相对有限。
台湾自行开发的高电压（HV）LED技术产品仅需简单的外部驱动电路，即可通过市电的110伏（V）/ 220V直接驱动，并具有90％的高功率因数（PF）和95％。具有高能效，高发光效率等优点。
目前，它已在国际上取得了发展机会。国内制造商Epistar已先后将HV LED裸片产品运送给各种外国LED封装和应用制造商。
也有许多国内制造商投资了HV LED照明产品。发展是未来光源的主流趋势。
不同的DC LED驱动方法。 HV LED的特性和设计有很大的不同。
高压LED是一种半导体工艺方法，它将多个微晶放置在同一基板上，然后将它们串联连接。所需的处理技术与传统LED相同。
非常相似。然而，由于不同的驱动方法，特别是在交流驱动条件下，高压LED的特性和设计方向与传统LED明显不同。
图1是高压LED芯片结构示意图。在同一基板上制造的多个微晶粒与金属线串联连接，高压驱动电流通过端部的两个引线键合焊盘进入微晶粒串。
从图2中的微晶粒结构的侧视图可以发现，单个微晶粒的结构仅在尺寸上与传统LED不同。其他包括透明导电层，表面粗糙化和图案化的蓝宝石衬底。
可以提高传统LED效率的技术也适用于高压LED。图1为“图2的高压LED结构的俯视图”。
在蓝宝石衬底上生长的GaN微晶粒结构的侧视图高压LED和传统LED芯片在制造过程中的主要区别是绝缘衬底的使用，绝缘沟槽的蚀刻以及金属的生产。高压LED的核心概念是串联连接在同一基板上制成的多个微晶粒。
因此，使用绝缘基板来确保微晶粒之间的电绝缘是高压LED的正常操作的基本条件。对于使用氮化镓（GaN）材料生长的LED，由于所用的蓝宝石衬底具有出色的绝缘性能，因此，只要将微晶粒之间的沟槽蚀刻到裸露的衬底上，就可以实现良好的绝缘性能。
此外，从图3中可以发现，尽管微晶粒之间的绝缘沟槽是高压LED正常运行的必要结构，但它也减小了高功率LED的总发光面积。电压LED芯片。
虽然从概念上讲，绝缘沟槽越薄越窄可以增加高压LED芯片的发光面积，但也会增加制造工艺的难度。图3高压LED芯片的SEM照片in的侧壁。