固態(tài)照明 (SSL) 也即發(fā)光二極管 (LED) 照明很明顯將取代白熾燈和 FL/CFL 照明,,其背后的推動力包括政府規(guī)定,、高效率、長壽命以及環(huán)境問題,。由于政府繼續(xù)逐步淘汰白熾燈泡(例如,,歐洲規(guī)定 2009 年年底開始禁用 100W 燈泡,,2010 年年底開始禁用 75W 燈泡)。剩下的唯一選項便是含有微量汞的 CFL 燈泡和 LED 燈泡,,但不幸的是,,LED 燈泡的成本仍然遠高于白熾燈或者CFL。另外,,LED 燈泡符合 RoHS(有害物質(zhì)使用規(guī)定)規(guī)定,,并且它不含汞或者其他有害物質(zhì)——更有利于環(huán)境。
然而,,這一目標(biāo)的實現(xiàn)需由各大公司來推動,,例如:IKEA宣布他們將首先逐步淘汰白熾燈泡,未來只供應(yīng) CFL 和 LED 燈泡,。需要注意的另一點是 LED 的價格將會自己慢慢降下來,,從而有效降低總 LED 燈泡價格。這樣便讓廣大消費者能夠使用更長壽命,、更加有益環(huán)境的 LED 燈泡來取代其老舊的各種燈泡,。由于 LED 燈泡更換速度的加快,我們可以預(yù)見未來在這些燈泡中將會內(nèi)置更多的特性,,其會改變我們?nèi)粘I钪惺褂脽艟叩姆绞?。由于鎢絲的發(fā)熱和冷卻,傳統(tǒng)的白熾燈泡基本都有一種特有的相關(guān)色溫 (CCT),。使用亮度調(diào)節(jié)器的情況下,這種 CCT 在深度亮度調(diào)節(jié)時呈現(xiàn)橘紅色,,而在滿功率(無亮度調(diào)節(jié))時為亮白色,,其在這兩種色溫之間變化。使用 LED 時,,可以讓不同類型的彩色 LED 組合發(fā)出彩色的光,,來提供與白熾燈泡相似的 CCT,或者如圖 1所示的任何 CIE 1931 色度圖色彩。另外,,我們還可以增加許多特性,,例如:用于調(diào)節(jié)、分組和改變這些燈泡光輸出顏色的遠程/無線控制——而這還僅僅只是初級應(yīng)用,。
圖 1 CIE 1931 色度圖:黑色曲線反映使用鎢絲的燈泡
受益于 LED 照明設(shè)備的不僅僅是家居市場,。根據(jù) 2008 年美國能源部 (United States Department of Energy)撰寫的一份報告,如果全部的美國零售商都改用 LED 系統(tǒng)來為冷藏陳列柜提供照明,,“……可以節(jié)省 25.4 億千瓦時的電,。這相當(dāng)于節(jié)省了 273.8 TBtu 的能源,其等于四座大型火力發(fā)電站一年的用煤量,,或者兩百多萬個家庭一年的用電量,。”改用 LED 照明的趨勢已經(jīng)持續(xù)有一段時間了,許多大型的零售公司都正在逐漸采用 LED 照明,,例如:沃爾瑪2009 年 12 月宣布在 650 家店面中用 LED 替換陶瓷金屬鹵化物燈,;在 2010 底以前,500 多家店面的展示柜都改用 LED 照明,,以期達到每年省電 1600 萬千瓦小時的目標(biāo),。位于波多黎各的 SuperMax 正在用 LED 型照明技術(shù),替換其所有的商店照明,。Nualight最近發(fā)布的白皮書顯示,,熒光燈照明讓一些如冷藏設(shè)備等應(yīng)用的功耗增加約 25%-50%,包括展示柜,、冷藏柜,、冷藏庫和自動飲料出售機等。實際上,,LED 照明是這些低溫型展示設(shè)備的理想選擇,,因為相比之下 LED 產(chǎn)生的熱量非常小。因此,,它們消耗非常少的能源便可提供相同甚至更好的照明,,同時對壓縮機沒有明顯的影響,無需過多地對制冷機組進行散熱處理,。另外,,在食品冷凍冷藏過程中使用 LED 照明,還消除了因熒光燈泡破損產(chǎn)生汞污染的潛在危險,。LED 顏色可以根據(jù)展示的類型進行調(diào)整匹配,,而 LED 的壽命遠遠超出了冷藏柜。早在 2008 年,,Naulight 便同Tesco 簽訂了一份合同,,負(fù)責(zé)改造其愛爾蘭商店中的 115 家,,并已經(jīng)改造了其在英國的商店以及其 Tesco 美國店 Freshandeasy。在英國,,Sainsbury's已經(jīng)在其全部英國商店的15000多個冷藏展示柜中安裝使用了 LED 照明系統(tǒng),。
另外,戶外和基礎(chǔ)設(shè)施市場也正從傳統(tǒng)照明設(shè)備 LPS,、HPS 和水銀蒸汽,,向 LED 型照明解決方案的轉(zhuǎn)移。LED 擁有諸多的優(yōu)勢,,例如:亮度可調(diào)節(jié)性,、瞬時導(dǎo)通(沒有達到最大亮度輸出的預(yù)熱時間)以及低維護。在世界各地都在進行著許多創(chuàng)新試點,,對停車場照明,、路燈和交通信號燈進行升級。在美國政府經(jīng)濟刺激資金的幫助下,,一些城市已經(jīng)在 2009 年安裝了 LED 路燈,,還有其他幾十個城市也在計劃之中。至少有 30 個城市已經(jīng)提出超過 1.04 億美元的聯(lián)邦經(jīng)濟刺激資金撥付申請,,以幫助它們實施上述照明升級,。2009 年,歐盟委員會便通過了一項規(guī)定,,旨在有效地逐步淘汰傳統(tǒng)的辦公,、工業(yè)和街道照明燈具,這在 2012 年將會產(chǎn)生巨大的影響,,其具體內(nèi)容如下:
- 2010:逐步淘汰暈磷酸鹽熒光燈管
- 2012:逐步淘汰T12 熒光 (FL) 燈管
- 2012:逐步淘汰高壓鈉燈 (HPS) 標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量燈(僅E27/ E40/ PGZ12受影響)
- 2012:逐步淘汰低效率的金屬鹵化物 (MH) 燈(僅E27/E40/PGZ12受影響),。
歐洲的目標(biāo)是到 2020 年能源消耗減少 20%,歐盟委員會2011 年 2 月宣布了一項計劃,,旨在籌集 1 千萬歐元實施兩到三個主要的大型項目,,示范 LED 照明在光線質(zhì)量、低能耗,、低總運行成本以及用戶接受度方面的諸多好處,。
在推動采用如 LED 等更高效照明設(shè)備過程中,各國政府都在發(fā)揮其積極的作用,,與此同時,,如果我們真的想要加快 LED 照明在普通照明市場的推廣應(yīng)用,我們需要實現(xiàn)三個重要的技術(shù)突破,。
首先,,需要降低驅(qū)動器的成本,才能實現(xiàn)在普通照明市場 LED 燈泡和燈具的大眾消費,。許多 LED 芯片和電源 IC 供應(yīng)商都正在研究如何通過新技術(shù)或者改良技術(shù),,一點一點地降低其 LED 芯片或者驅(qū)動器 IC 的成本,目的是以更低的價格提供更高的功效(更高的流明/瓦),。
其次,,需要開發(fā)出能夠同目前安裝的電源基礎(chǔ)設(shè)施無縫連接的 LED 驅(qū)動器。我們在使用“可調(diào)光”LED 燈泡時已經(jīng)碰到過這種問題,,LED 燈泡需要正確地同斷相調(diào)光器一起工作,,例如:前沿(基于 TRIAC)及后沿調(diào)光器(基于晶體管)、數(shù)字調(diào)光器和運動傳感器,。MR16 型 LED 燈泡需要與目前安裝使用的磁性電子變壓器兼容(調(diào)光),,同時還要與功耗低于傳統(tǒng)鹵素 MR16 燈泡的 LED 燈泡兼容。在保持燈泡本身高效率的同時,,還要滿足電子變壓器 (eTransformer) 最低功耗要求,,存在相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。
最后,,相比同類的白熾燈和 CLF 產(chǎn)品,,LED 擁有非常高的靈活性。但是,,需要發(fā)展 LED 照明智能控制技術(shù),,以便真正地將這種技術(shù)的價值最大化。它的范圍涵蓋家用或辦公用 LED 燈泡的智能調(diào)光,,其根據(jù)進入房間光線的多少來調(diào)節(jié)亮度,,或者根據(jù)時段(黎明、粉塵,、夜晚)來改變路燈的亮度,。另外,LED 還有一個優(yōu)勢即瞬時開啟的能力,,因此,,相比目前使用的體育場館照明等設(shè)備,其沒有“加熱”時間要求,。
TI 致力于為這一重要成長市場提供服務(wù),。例如,TI 有一個業(yè)務(wù)部門,,專門負(fù)責(zé)普通照明市場的 LED 照明業(yè)務(wù),。TI 及其競爭對手共同面臨的主要挑戰(zhàn)是,這一市場仍處于起步階段,,因此充滿了躁動和混亂,,且不斷地變化著。這個市場現(xiàn)在存在的一個主要問題是,,世界各個地區(qū)的要求都或多或少地不同,,例如:輸入電壓,、功率因數(shù)、電磁干擾 (EMI),、額定標(biāo)準(zhǔn),、成本等等。這就意味著,,作為電源控制器和轉(zhuǎn)換器IC的制造廠商,,我們很難達到理論規(guī)模經(jīng)濟效益,因為這個工業(yè)根本不可能實際開發(fā)出真正的通用 LED 燈泡(至少在短期內(nèi)不可能),。但是,,隨著一些傳統(tǒng)的競爭對手以及許多新進入這個行業(yè)的參與者,都一起加入到 LED 照明產(chǎn)業(yè)中來,,競爭變得非常激烈,,而這種狀況也會加速針對這一市場的新型解決方案產(chǎn)品的出現(xiàn)。
這種激烈競爭帶來市場的好處是創(chuàng)新的出現(xiàn)和成本的降低,,而這正是推動這一新興市場發(fā)展的兩個關(guān)鍵因素,。在這個市場統(tǒng)一以前,競爭的勝出者將會是那些找到并投資正確細分市場的企業(yè),,并且最終將會只有幾家大型企業(yè)主導(dǎo)這個市場,。TI 專注于那些為 LED 照明量身定做的產(chǎn)品開發(fā)工作,這些產(chǎn)品同時還擁有高度的靈活性,,可以快速地適應(yīng)各種 LED 照明細分市場要求的變化,。這個市場仍然處于早期嘗試應(yīng)用階段,在未來兩到三年時間內(nèi)其將會出現(xiàn)爆炸式的增長,。TI 目前正在開發(fā)的產(chǎn)品以及正在實施的產(chǎn)能投入,,將會讓TI成為這個令人興奮不已且不斷增長的市場的領(lǐng)跑者。它可以確保 TI 的廣大客戶在 LED 照明市場競爭中取得成功,。