高壓LED的優缺點探討

最近很多網站都大肆報道一種“高壓LED”，認為它是一種全新的LED品種，而且具有很多優點，甚至認為它將使“今天的低壓LED將淡出未來的LED通用照明市場”而高壓LED將“主導未來的LED通用照明”，真的是這樣嗎?

　　我們知道，LED的中文是“發光二極管”，它從根本上來講只是一種“二極管”。而且是工作在正向的二極管。過去只有高反壓二極管，那是指高的反向擊穿電壓。如果工作在正向的話，那么一定是電壓越高，電流越大。可是這種高壓LED的最大特點卻是高電壓、小電流。那又是怎么一回事呢?

　　一. 什么是高壓LED

　　再仔細了解一下，原來它只是很多20mA的小功率LED串聯起來，變成了所謂的高壓LED。把很多小功率LED串聯起來并不是什么新鮮事，其實在很多燈具里早就這樣用了。唯一不同的是過去燈具廠商都是把已經封裝好了的小功率LED串聯起來。例如圖1就是上海龍興公司將80顆表面貼裝的0.1W小功率LED全部串聯起來以得到高電壓小電流的特性，用于LED球泡燈中。

　　圖1. 80顆0.1W小功率LED的串聯

　　現在則是由LED生產廠家提供一種串聯好了的小功率LED，并把它稱之為“高壓LED”而已。它只是集成LED中的一種。其實過去早就有各種集成的LED，以不同數量的LED串并聯起來，得到各種不同功率和電壓的LED。可以說最早是美國的普瑞(Bridgelux)公司就已經推出了這種集成LED了。也就是把很多小功率LED在基板上就串并聯起來，以得到一顆大功率LED。他們稱之為LED陣列，例如他們在2009年推出的一顆30W的LED陣列BXRA-C2000實際上是把25個1W的LED在芯片上5并5串而得來，其尺寸為25.3x22.3mm發光面的直徑為17.5mm(圖2)，正向電壓16.6V，正向電流1.75A，熱阻0.5°C/W。

　　圖2. 美國普瑞公司的集成LED

　　高壓LED和這種集成LED的主要差別在于高壓LED是全部串聯，而集成LED則是串并聯。集成LED的特點是在一個大晶片上采用開槽的方法，將其切割成為很多小的LED，溝槽的深度約在4-8μm，溝槽不能太寬以免減小發光面積。在開出溝槽以后，為了敷設連接各個LED的導線，還要用絕緣層把這些溝槽填平，再按照串聯或并聯的要求而敷上相應的鋁線。

　　二.高壓LED的性能指標

　　目前只知道臺灣的晶元光電正在生產這種高壓LED其指標如下表所示：

　　晶元光電HVLED指標