一种解决ac-led频闪的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及AC-LED频闪问题，具体涉及荧光粉的亮度延时效应。
【背景技术】
[0002]LED是新一代照明工具，具有寿命长，节能，热损耗低等优点，且不会像荧光灯那样含有水银等有害物质。
[0003]AC-LED是一种可由220V交流电直接供电的新型发光器件，无需经过传统的AC/DC转换器件，这样就有效避免了 AC/DC转换中的能量损失，电光转换效率更高；同时，传统的AC/DC转换器件的使用寿命远低于LED的使用寿命，大大限制了 LED的应用。AC-LED有望取代现有照明设备，成为新一代日用照明设备。
[0004]由于日常所用交流电周期性变化，并且存在电路噪声，现有AC-LED大都存在频闪问题，频闪容易使人产生视觉疲劳，长时间使用会对人眼造成伤害。
[0005]此外，由于数码相机采样频率与AC-LED的频率不同，拍摄时会出现波纹，这限制了 AC-LED在一些公共场所的使用。在一些特殊工作场所对照明工具的频闪也有较高的要求。AC-LED的频闪问题一直未能得到有效解决，这在很大程度上限制了它们的应用。
[0006]AC-LED是将一些单颗LED组成一个阵列，这样交流电的高压就可以均匀分配到每个单颗LED上面。AC-LED阵列具有整流作用，50HZ的交流电驱动LED阵列时，其光通量频率可以达到100HZ，但是由于每个单颗LED都具有开启电压，当电压低于开启电压时，LED就会熄灭，也就是说AC-LED在一个供电周期内有一部分时间是不发光的，这样就增加了其频闪性。为了获得白光，在LED封装时需要涂一层荧光粉，普通荧光粉随激发光的变化而迅速变化，即对解决频闪无效果。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种解决AC-LED频闪的方法，可以在不改变原有LED结构的基础上，从根本上解决AC-LED的频闪问题，从而大大推进AC-LED在各个领域的应用。
[0008]为达到上述目的，本发明的技术方案是:
[0009]一种解决AC-LED频闪的方法，AC-LED主要由若干单颗LED组成一个阵列，并直接连接交流电源或通过一整流电路连接至交流电源；在LED封装时涂一层长余辉荧光粉，长余辉荧光粉具有储能作用；当激发光停止或激发光变暗时，长余辉荧光粉储存的光能会慢慢释放，当储存光能释放了一部分后，周期性激发光照又会将荧光粉激发以供下一次能量释放，这样就增加单个周期内的发光时间，也完全消除无光时间。
[0010]本发明根据荧光粉的余辉效应，将传统荧光粉用长余辉荧光粉来代替，余辉荧光粉在短波长光激发时，由于其具有余辉效应，当短波长光照停止激发后，荧光粉的发光并不立刻停止，而是维持一段时间，这样就可以使一个周期内的LED发光时间延长，有效填补无光时间。
[0011]本发明对以蓝光为激发光的白光LED和以紫外光为激发光的白光LED均适用。目前所使用的蓝光激发荧光粉和紫外光激发荧光粉发光强度随激发光的强度变化而变化，这对于直流供电的LED来讲无影响，但对交流供电LED的影响较大。长余辉荧光粉具有储能作用，使用长余辉荧光粉时，当激发光停止或激发光变暗时，长余辉荧光粉储存的光能会慢慢释放，当储存光能释放了一部分后，周期性激发光照又会将荧光粉激发以供下一次能量释放。这样可以有效增加单个周期内的发光时间，也可以完全消除无光时间，如果所用长余辉荧光粉储能特性及余辉时间合适，白光LED在一个周期内亮度会只有微小变化，在普通交流电驱动下，该种白光LED就会有极低的频闪。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0013]本发明提供的使用长余辉荧光粉解决AC-LED频闪的方法，可以在不改变原有LED结构的基础上实现，工艺简单易实现。目前交流电转直流电技术虽然已经发展较为成熟，但是转换过程中电能损失较大而且转换器寿命不高等问题一直未能解决，AC-LED可以由普通交流电直接供电，避免了 AC/DC转换器存在的问题，但是AC-LED的频闪问题一直未能得到合理解决。本发明可以从根本上解决AC-LED的频闪问题，从而大大推进AC-LED在各个领域的应用。
【附图说明】
[0014]图1为本发明中AC-LED的一种电路图。
[0015]图2为本发明中AC-LED的另一种电路图。
[0016]图3为普通交流电电压随时间的变化图。
[0017]图4为不考虑LED开启电压的激发光辐射功率随时间变化图。
[0018]图5为考虑LED开启电压的激发光辐射功率随时间变化图。
[0019]图6为涂有长余辉荧光粉的白光AC-LED光通量随时间的变化图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明。
[0021]本发明一种解决AC-LED频闪的方法，AC-LED主要由若干单颗LED组成一个阵列，并直接连接交流电源或通过一整流电路连接至交流电源；在LED封装时涂一层长余辉荧光粉，长余辉荧光粉具有储能作用；当激发光停止或激发光变暗时，长余辉荧光粉储存的光能会慢慢释放，当储存光能释放了一部分后，周期性激发光照又会将荧光粉激发以供下一次能量释放，这样就增加单个周期内的发光时间，也完全消除无光时间。
[0022]图1为AC-LED的一种电路，AC-LED直接接AC交流电源。图2为AC-LED的另一种电路，AC交流电源经接整流后接AC-LED。
[0023]图1、图2所示电路在图3所示普通日用交流电的驱动下，当不考虑AC-LED阵列中单颗LED的开启电压时，由于图1、图2电路的整流特性，其所发的蓝光或紫外光的光辐射功率按照图4所示周期性变化。由于LED存在开启电压，实际上的单个周期内会有无光时间，实际光辐射功率按照图5所示周期性变化，这样大大增加了其频闪特性，传统荧光粉在激发光的照射下所发白光随激发光的变化而迅速变化，对解决频闪无效果，其光通量随时间变化规律和图5基本一致。当AC-LED使用长余辉荧光粉时，在图5所示的光激发下，长余辉荧光粉的受激时间是不连续的，长余辉荧光粉在短波长光的激发下，可以边发光边储能，其储存的部分能量会在无激发光的时候得到释放，当其储存的能量释放了一部分后，周期性光又会将其照亮，这样周期性循环。
[0024]图6所示为使用长余辉荧光粉的AC-LED光通量随时间变化图，可以看出运用本发明的白光AC-LED可以有效填补传统方法所不能填补的发光空缺，可以将白光AC-LED的光通量变化幅度减小到合理的范围内，这样就有效解决了 AC-LED的频闪问题，对白光AC-LED的研究具有重要意义。
【主权项】
1.一种解决AC-LED频闪的方法，AC-LED主要由若干单颗LED组成一个阵列，并直接连接交流电源或通过一整流电路连接至交流电源；在LED封装时涂一层长余辉荧光粉，长余辉荧光粉具有储能作用；当激发光停止或激发光变暗时，长余辉荧光粉储存的光能会慢慢释放，当储存光能释放了一部分后，周期性激发光照又会将荧光粉激发以供下一次能量释放，这样就增加单个周期内的发光时间，也完全消除无光时间。
【专利摘要】一种解决AC-LED频闪的方法，AC-LED主要由若干单颗LED组成一个阵列，并直接连接交流电源或通过一整流电路连接至交流电源；在LED封装时涂一层长余辉荧光粉，长余辉荧光粉具有储能作用；当激发光停止或激发光变暗时，长余辉荧光粉储存的光能会慢慢释放，当储存光能释放了一部分后，周期性激发光照又会将荧光粉激发以供下一次能量释放，这样就增加单个周期内的发光时间，也完全消除无光时间。本发明方法，可以在不改变原有LED结构的基础上，从根本上解决AC-LED的频闪问题，从而大大推进AC-LED在各个领域的应用。
【IPC分类】H05B37-02
【公开号】CN104754794
【申请号】CN201310728480
【发明人】吴维群, 贾砚林, 于得鲁, 曹清, 卢金雄, 陈阿平, 熊峰, 胡勇
【申请人】宝钢金属有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月25日