LED本來(lái)是一個(gè)二極管，二極管當(dāng)然可以直接加交流電，整流二極管就是直接加交流電的，只是一般的LED耐壓比較低，所以需要用數(shù)量足夠多的LED串聯(lián)，使其耐壓足夠就可以了。和整流器不同的是，整流器的輸出還有負(fù)載，而LED本身就是負(fù)載，而不會(huì)再接別的負(fù)載了。為了使正負(fù)兩個(gè)半周都發(fā)光，就要求至少用兩串相反并聯(lián)就可以工作了(圖1)。

　　圖1. 很多LED串聯(lián)以承受220V的高壓

　　220V是交流電的有效值，而要承受的是峰值，所以還要乘以1.414，等于311.08V。假如每一個(gè)LED的正向電壓是3.3V，那么總共需要94顆LED。負(fù)半周也一樣所以一共需要188顆。這種結(jié)構(gòu)有幾個(gè)問(wèn)題，

　　1. 最大的問(wèn)題是在所有時(shí)間里只有一半的LED在工作，雖然說(shuō)起來(lái)，壽命提高了一倍，但是要達(dá)到同樣的亮度，價(jià)錢就要貴一倍，用戶是很難接受的。

　　2. 雖然總體看來(lái)，LED是連續(xù)發(fā)光的，但是因?yàn)槿魏我粋€(gè)LED在50Hz的一個(gè)周期里只在半個(gè)周期里工作，所以還會(huì)有50Hz頻閃的感覺(jué)。

　　3. 由于交流電壓是正弦波，所以流過(guò)LED的電流也是正弦波，對(duì)LED的利用率不像直流電利用那么高。也就是總體平均的光輸出，沒(méi)有像同樣幅度的直流電那么高。

　　4. 要求交流電的電壓穩(wěn)定度要足夠地高，因?yàn)長(zhǎng)ED的伏安特性很陡，10%的電壓變化就會(huì)引起很大的變化(圖2)。例如正向電壓從3.3V變到3.6V，電流就從20mA增加到34mA，增加了70%之多。而交流市電的穩(wěn)定度是很差的。尤其在農(nóng)村地區(qū)就更差，+/20%是經(jīng)常發(fā)生的事。首爾半導(dǎo)體把他們的產(chǎn)品分為100V，110V，220V，和230V，四種規(guī)格。顯然它們對(duì)電源電壓是很敏感的。220V的產(chǎn)品不能用到230V去，或者說(shuō)，雖然也可以工作但是很容易引起光衰而使得使用壽命大大縮短。但是市電是不可能有這么高的穩(wěn)定度的。

　　圖2. 小功率LED的伏安特性

　　為了解決LED只有一半時(shí)間在發(fā)光的問(wèn)題，一個(gè)最簡(jiǎn)單的解決方案就是把LED連接成橋式整流電路的形式(圖3)。

　　圖3. 連接成橋式的交流LED

　　但是即使如此連接，也只有中間那一串是全部時(shí)間發(fā)光的。其他四個(gè)臂也都只有一半時(shí)間發(fā)光。這反而會(huì)引起一個(gè)新問(wèn)題，那就是中間那一個(gè)臂會(huì)比其他臂的壽命短一倍，如果由于這一串壞掉而使整個(gè)燈具不能工作，顯然也是得不償失的。所以也不是一個(gè)好方法。

　　真正能夠解決這個(gè)問(wèn)題的唯一辦法是先用橋式整流把交流整成直流(圖4)。

　　圖4. 先把交流整流成直流再點(diǎn)亮LED

　　在這個(gè)方案中，還加上一個(gè)穩(wěn)壓管，以保證輸出電壓穩(wěn)定在100V。(這個(gè)電路是用于110VAC輸入的，假如改成220VAC，那么就應(yīng)該是200V的穩(wěn)壓管，輸出穩(wěn)定在200V)。這樣做的確不但解決了正負(fù)半周都導(dǎo)通的問(wèn)題還可以解決市電不穩(wěn)的問(wèn)題。但是，這種方案已經(jīng)很難再稱為交流LED了，因?yàn)閷?shí)際上是在用直流供電。而且采用穩(wěn)壓電源供電會(huì)引起光衰的問(wèn)題，還是應(yīng)當(dāng)采用恒流源供電。那么就完全是普通的直流LED的供電，而根本不能算是交流LED了。

　　為了避免由于市電不穩(wěn)而引起電流變動(dòng)，還有一個(gè)辦法是串聯(lián)一個(gè)電阻來(lái)限流(圖5)。

　　圖5. 采用串聯(lián)限流電阻來(lái)解決由市電不穩(wěn)而引起電流過(guò)大問(wèn)題

　　韓國(guó)首爾半導(dǎo)體的AX3221/AX3231幾種交流LED所需的串聯(lián)電阻數(shù)值如下表所示：

　　對(duì)于220V來(lái)說(shuō)，所串聯(lián)的電阻值在1.5K-2K范圍內(nèi)。用串聯(lián)電阻來(lái)限流是能夠起一定作用的，例如這款A(yù)C LED的工作電流是20mA，1.5K電阻上的壓降是30V，也就相當(dāng)于當(dāng)220V的電壓上升了30V時(shí)，還能保持LED的電流為20mA。但是這種方法也存在3個(gè)缺點(diǎn)：

　　1. 如果電壓為正常的220V，那么加到LED上的電壓就會(huì)低30V，使得LED不能有效地利用。

　　2. 它會(huì)消耗一定的功率，例如，當(dāng)電流為20mA時(shí)，1.5K電阻將損耗0.6W;

　　3. 它也不能徹底解決因結(jié)溫增加而引起的電流增加而使光衰加速的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題可以用圖6來(lái)解釋。

　　圖6. 限流電阻無(wú)法徹底解決因溫升而引起的電流增加問(wèn)題

　　假定環(huán)境溫度為25度，采用恒壓電源V1供電，剛加電時(shí)，其正向電流為I1=20mA。隨著加電時(shí)間的增加，其結(jié)溫也逐漸增加，由于LED伏安特性的溫度系數(shù)為負(fù)的，也就是當(dāng)結(jié)溫增加時(shí)，其伏安特性會(huì)左移。圖中假定T2=85度，假如用恒壓電源供電時(shí)，其正向電流就會(huì)從I1增加至I2。如果用一個(gè)電阻限流，它在常溫下電流為I3，結(jié)溫升高至85度以后，電流增加至I4。雖然電流增加的幅度要比不串電阻時(shí)為小，但是仍然不可能完全消除由結(jié)溫升高而引起的正向電流的增大。而這種效應(yīng)也是引起光衰的一個(gè)很重要的原因。要徹底解決這個(gè)問(wèn)題，唯一的方法是采用恒流電源供電。那么這樣交流的LED就和直流的LED沒(méi)有任何不同了。

　　所以說(shuō)，雖然加上限流電阻可以限制電流的增加，但還是會(huì)引起光衰而使得使用壽命縮短。首爾半導(dǎo)體宣稱，他們的這種交流LED有35,000小時(shí)以上的工作壽命(圖7)。不過(guò)，圖中只顯示了壽命和結(jié)溫的關(guān)系，這也許是可能的。但是如何來(lái)保證它的結(jié)溫一定能低于90度(尤其是在沒(méi)有任何恒流驅(qū)動(dòng)的情況下)就是一個(gè)大問(wèn)題。

　　圖7. 首爾半導(dǎo)體的交流LED的工作壽命。

　　總結(jié)起來(lái)，交流LED的問(wèn)題主要有6個(gè)：

　　1. 因?yàn)橹挥幸话隠ED在工作，所以價(jià)錢要比普通LED貴。雖然它可以省去恒流電源的費(fèi)用，但是目前這一半LED的價(jià)格可能要比恒流源的價(jià)格還要高。

　　2. 由于通過(guò)LED的電流為正弦波，所以它對(duì)LED的總體利用率就不如直流LED為高，首爾半導(dǎo)體宣稱它的發(fā)光效率為75lm/W(不知道有沒(méi)有計(jì)入串聯(lián)電阻的功耗)，而現(xiàn)在的直流LED發(fā)光效率早已超過(guò)100lm/W了，就算再計(jì)入恒流源的效率80%，那么也有80lm/W。

　　3. 直接采用市電，相當(dāng)于采用一個(gè)恒壓電源。因而它的光衰會(huì)比較嚴(yán)重。

　　4. 加上限流電阻，雖然可以使它不易損壞，但是也增加了功耗，AX3221/AX3231本身功率是4W，電阻功耗為0.6W，占15%，也就是說(shuō)，采用限流電阻以后，它的效率要降低15%。

　　5. 不僅如此，由于加限流電阻以后會(huì)增加功耗，所以它不能應(yīng)用至大功率場(chǎng)合。因?yàn)楣氖呛碗娏鞯钠椒匠烧?，假如采?4個(gè)1瓦的LED串聯(lián)，它的正向電流0.35A，平方就是0.1225，幾百歐姆電阻就是好幾十瓦的功耗，這是完全不能允許的。所以這種交流LED是無(wú)法做成大功率燈具的。

　　6. 由于是交流電直接加到LED上，所以它相當(dāng)于非隔離電源，具有觸電的危險(xiǎn)。需要通過(guò)安規(guī)。

　　當(dāng)然，有一點(diǎn)還是可以肯定的，就是假如直流LED選用了一個(gè)壽命低于交流LED壽命的恒流電源，那么它的壽命還是要比直流LED燈具的壽命為高。