標簽：LED 照明 燈具

電子產(chǎn)業(yè)已經(jīng)為LED照明 搭建了重要的舞臺,并為幾乎每種家庭和商業(yè)應(yīng)用都準備了豐富的產(chǎn)品。

LED 的好處不僅得到了廣泛宣傳,而且其更高效率、更長產(chǎn)品壽命、更低成本和環(huán)保的性能已得到證實。LED照明已經(jīng)準備就緒,那么LED照明何時會走入尋常百姓家?

雖然我們經(jīng)常會看到LED的新用途,但用于一般照明應(yīng)用的LED似乎已經(jīng)非常完善。當然,在亮度 和效率方面還有提升的空間,但從大的方面看,除了商業(yè)和特殊效果照明外,LED已經(jīng)達到最高發(fā)展水平了嗎?LEDtronic s公司營銷經(jīng)理Jordon Papanier相信不會再出現(xiàn)任何本質(zhì)性的設(shè)計突破。

“在適合標準A19燈泡封裝尺寸的普通LED室內(nèi)燈流行之前,每流明 瓦數(shù)仍需要進一步提高。”他表示。

另一方面,Microsemi 公司照明與汽車產(chǎn)品部營銷總監(jiān)Irene Signorino則更為樂觀。

“總的來說,LED照明市場無疑仍處于培育階段。確實有些特殊LED應(yīng)用在一些行業(yè)分析師看來已經(jīng)成熟,但是,大部分市場仍具備許多開放可能性。”她指出。

“在達到最高水平之前我們?nèi)杂性S多工作要做。大多數(shù)產(chǎn)品非常好,在總的光照和色彩質(zhì)量方面能夠給消費者提供與白熾燈相似的體驗,并且功耗低得多。這已經(jīng)足夠引起人們對LED照明的興趣了。不過仍有改進的空間。”TI公司照明電源 產(chǎn)品部策略營銷總監(jiān)Peter DiMaso表示。

“關(guān)鍵的設(shè)計突破將來自以極具成本效益的方式給簡單的電燈泡替換增加通信 和智能功能,包括智能占位檢測、色彩調(diào)整、遠程控制以及可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問的無線 或有線技術(shù)等。”DiMaso表示。

因此,在固態(tài)照明 (SSL)前沿領(lǐng)域我們還未達到最高發(fā)展水平,仍有改進和創(chuàng)新的空間。

“當人們提起SSL時,他們總是只想到LED,并且只是單個元件 。”Osram Sylvania公司固態(tài)照明與新興市場部門高級總監(jiān)Makarand Chipalkatti指出。

“在總的發(fā)光系統(tǒng)中仍有許多工作要做,其中包括光學 、架構(gòu)集成、功率 分布、控制和通信等,而最關(guān)鍵的是人的因素,應(yīng)理解發(fā)光系統(tǒng)不只是燈泡,關(guān)鍵是光線輸出。”Chipalkatti提醒道。

“普通照明：我們正處于LED爆炸式增長的早期階段,”Tranxon Technologies與e：cue lighting control公司總裁Tony Carrella表示,“消費產(chǎn)品在不斷改進,也就是說,每瓦流明數(shù)、CRI(染色指數(shù))、成本和制造替代將可能成為最活躍的領(lǐng)域。”

SSL技術(shù)發(fā)展的障礙

LED照明更加高效,因此能夠降低電費。由于LED具有很長的壽命,因此通過長期運行更是顯得便宜。SSL可以達到傳統(tǒng)白熾燈和冷陰極熒光燈(CCF)照明的亮度,甚至更高,而且可以調(diào)光。

那么,大多數(shù)消費者轉(zhuǎn)向全LED照明的最大障礙又是什么呢?幾乎每個人都同意,成本是SSL得到普及的最大障礙。在前端市場,LED照明并不便宜。

“對大多數(shù)消費者來說主要的障礙還是價格。”Future Lighting Solutions公司全球營銷通信經(jīng)理Heather Goldsmith認為,“在傳統(tǒng)燈泡只需幾個美元的情況下,消費者是不愿意在LED燈 上花20至30美元的。即使是電費高漲,大多數(shù)消費者也不愿意對 LED照明作出初始成本投資。”

除了價格外,還有其它一些有趣的因素阻礙著SSL技術(shù)的發(fā)展。

“對大多數(shù)消費者來說最大的障礙無疑是價格。”ERG Lighting公司新業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理Mike Kretzmer表示,“然而,缺少標準化以及早期產(chǎn)品令人懷疑的質(zhì)量也如影相隨。更要命的是,LED是電子產(chǎn)品,而且照明一直屬于電氣領(lǐng)域,這將在設(shè)計燈具和購買燈具的人之間產(chǎn)生相當大的知識隔閡。”

“主要問題總是這樣一個事實：任何LED燈泡替換品不可避免要比替換掉的電燈泡昂貴得多。”國際整流器公司(IR)LED部門經(jīng)理Peter B.Green表示。

“其它阻礙因素涉及與電燈泡相比的光源性能,包括可調(diào)光能力、色溫 、或LED發(fā)射光的白度、相對電燈泡的發(fā)光量,以及光線是否能高效而均勻地分布,并且不產(chǎn)生暗區(qū)或奇怪圖案。”他指出。

“經(jīng)常提及的LED普及障礙是價格。消費者仍然還有一種丟棄心理,他們希望能以白熾燈和CFL(緊湊型熒光燈)相同的價格購買到更好的光源。”美國國家半導體公司 SSL事業(yè)部應(yīng)用工程師Matt Reynolds表示。

“消費者很難理解SSL的回報和長壽命優(yōu)點,總的來說還是不明白LED照明能提供什么。”Reynolds補充道,“培養(yǎng)公眾意識并確保我們不掉進CFL陷阱(一種可靠性很差的光源)將是關(guān)鍵,而且可靠性和良好回報的證據(jù)需要展示出來。”

除了成本外,Optek公司可視LED產(chǎn)品工程師Daniel Jacobs提供了其它一些可能的阻礙來源。“知識也會造成一點點障礙,因為消費者一般不熟悉SSL技術(shù)。”他指出,“錯誤的感覺也是個問題。便宜、低性能的產(chǎn)品已經(jīng)進入市場,并損害了LED產(chǎn)品的聲譽。例如,LED交通信號是最顯著的LED應(yīng)用之一,但其可靠性表現(xiàn)得非常差。”

總結(jié)LED制造商的觀點可以發(fā)現(xiàn),SSL面臨的最大障礙是價格、消費者意識和相關(guān)知識,以及可靠性證據(jù)。假如針對這些問題的解決方案正在開發(fā)中,那么何時我們能看到LED得到廣泛普及呢?

LED照明市場已準備就緒

LED照明問世已經(jīng)有很長一段時間了,那么如何才能將SSL推廣進每個家庭呢?也許要一點政府強大的支持,類似聯(lián)邦通信委員會強制向公眾推廣數(shù)字電視那樣?LED什么時候能夠完全作為主要的光源呢?

“我的感覺是,如果沒有政府的強制措施或推動,SSL照明的普及將非常緩慢,達到完全替換的程度可能要用10至20年。”Global Lighting Technologies公司銷售總監(jiān)Brett Shriver表示。

“政府已經(jīng)在通過節(jié)能立法影響市場,這意味著替換其實已經(jīng)開始。”Sabic Innovative Plastics公司LED/照明部全球產(chǎn)品營銷經(jīng)理Hans-Otto Schlothauer指出。

“在有更好的標準化或政府推動之前,一般民眾不可能完全支持這種技術(shù)。”ERG公司的Mike Kretzmer表示。

談到完全轉(zhuǎn)向SSL,Supertex公司營銷副總裁Hernan DeGuzman謹慎地將其與數(shù)字電視作了比較。“成本是一個壓倒性的因素。對消費者來說,數(shù)字電視的成本已經(jīng)下降到與模擬電視相當?shù)某潭?。同?LED 燈的成本也必須降低到與白熾燈相同或稍高一點。”他認為。

IR公司的Peter B.Green指出,由于LED光源 相對較高的成本,也許有必要通過禁止白熾燈來推進SSL的普及。“我估計在今后10年中LED將成為一般性應(yīng)用的主要光源。”他表示。

除了成本和政府強制措施外,Future Lighting公司的Heather Goldsmith持更有針對性并且樂觀的觀點。“當針對通用照明市場領(lǐng)域的照明解決方案關(guān)注于標準而不是定制解決方案時,LED就將擔當主角。如今市場已經(jīng)作好準備。因此對于何時普及的答案就在為每個用戶應(yīng)用找到正確的LED解決方案之中。”她指出。

LED照明解決方案

對于消費者和商業(yè)用戶來說,市場上并不缺乏LED照明產(chǎn)品。例如,ERG Lighting公司的eDriver系列LED電源 就包括恒壓和恒流模塊(圖1),每種都能達到90%的效率。這些模塊都是完全隔離型模塊,提供通用輸入(120、220、277V),功率因素校正大于90%,并具有0至10V的調(diào)光功能。

圖1 ERG Lighting公司的eDriver系列LED電源就包括恒壓和恒流模塊

Global Lighting Technologies公司通過整合邊緣光LED導光技術(shù)和大批量生產(chǎn)能力,提供細長、輕型、高效和極具成本效益的槽型聚光燈(圖2)產(chǎn)品,這些產(chǎn)品可以發(fā)出明亮均勻的光線,沒有熱點或暗區(qū)。尺寸為23.5x23.5英寸,厚度為0.35英寸,重量不到3kg,這種器件可以提供超過60流明每瓦的亮度、 4000K/6000K的色溫,功耗為45W。

圖2 Global Lighting Technologies公司的槽型聚光燈

LEDtronics公司的焰舌型表貼LED枝型裝飾燈采用焰舌形狀、紫外線保護的塑料透鏡 外殼,允許LED在多個方向(圖3)上發(fā)出三維光,主要用于家庭照明應(yīng)用。DEC02SMB11E26系列燈的功耗是3W,可提供174至202流明照度 。另外,這種燈可以提供360°的放射光束和135°的視角。

圖3 LEDtronics公司的焰舌型表貼LED枝型裝飾燈針對的是家庭照明應(yīng)用

Microsemi 公司推出的LXMG221W-0700034-D0電源模塊 (圖4)支持5至16個LED,提供90至305Vac的通用輸入電壓范圍。這種產(chǎn)品的總諧波失真(THD)不到20%,可恒流單串輸出700mA電流,在高達34W負載條件下可提供14至48V直流輸出電壓,峰值效率為90%。同時可以通過0至 10V的調(diào)光控制和電位計調(diào)至10%。

圖4 Microsemi公司推出的LXMG221W-0700034-D0電源模塊

Osram 的超白Oslon SSL LED(圖5)尺寸僅為3x3mm,但可以提供高達1W的輸出和100lm/W的發(fā)光效 率。這種LED的光束角度達80°,在熱阻為7K/W,工作電流 350mA下,超白光(5700K和6500K)典型亮度可達110流明,最大光通量 為130流明。

圖5 Osram的超白Oslon SSL LED(采用3x3mm的緊湊型尺寸,但可以提供高達1W的輸出)

Supertex公司的AT9917和AT9932 LED驅(qū)動 器主要用于汽車照明應(yīng)用,如頭燈、尾燈和頂燈、指示燈以及儀表板背光燈(圖6)。AT9917使用峰值電流模式控制方案驅(qū)動 單個開關(guān) 轉(zhuǎn)換器,并 集成了跨導放大器和采用外部FET的故障輸出電路。AT9932采用前饋電流控制方案,降低了對輸入電壓瞬變的易感性。

TI公司的TMD SDCDCLEDKIT LED DC-DC開發(fā)套件基于Piccolo MCU 和controlCARD開發(fā)平臺(圖7),它將所有必要的硬件和軟件捆 綁在一起,可用來開發(fā)數(shù)字控制的LED系統(tǒng)。一個MCU可以控制DC-DC電源級電路和多達8個LED串。值得注意的是,這個套件是完全開源的,同時提供 Gerber文件、原理圖和材料清單(BOM),并且都是免費的。

來及其他技術(shù)的挑戰(zhàn)

技術(shù)歷經(jīng)提出、開發(fā)、發(fā)展和變化的過程,有時它們會誤入歧途。在任何給定的技術(shù)中,競爭性的變化和替代技術(shù)通常能保持市場的興趣。在通用照明市場上還有哪種照明技術(shù)能與LED激烈競爭呢?ERG公司的Mike Kretzmer認為CFL有可能。

“過去幾年中許多CFL的壽命延長了兩倍多,并且初始成本仍遠低于許多家庭應(yīng)用中的LED。然而,在CFL調(diào)光功能得到顯著改進以及出于處理目的不使用汞和其它有害副產(chǎn)品制造它們的技術(shù)出現(xiàn)之前,CFL很難僅靠成本與SSL競爭。”

“射頻 等離子 是一種更高功率的技術(shù),而量子點技術(shù)是未來的新秀。”TI公司的Peter DiMaso表示。

“HID(高亮度放電)照明仍保持著一定的市場份額,因為與熒光燈相比它們具有很高的每瓦流明數(shù)和較長的壽命,雖然遠低于LED。感應(yīng)照明也繼續(xù)保持了一定的市場份額。這些光源可能最終都會被LED取代,但不是幾年中能完成的。”IR公司的Peter B.Green指出。

“一些研究人員正在開發(fā)大功率OLED (有機LED),準備用它制造出辦公室和家庭使用的超薄光板,但這些光板發(fā)熱嚴重,甚至比鹵素燈還熱。這些光板的長度是 2英尺或4英尺,或者可覆蓋天花板或房間的墻壁。“LEDtronics公司的Jordon Papanier表示。

但業(yè)界的主流意見認為,LED將是未來SSL技術(shù)的主宰。“目前我沒有看到任何大的威脅。”美國國家半導體公司的Matt Reynolds表示。