盡管我們常常每隔一段時間就會看到LED的新應用,但LED普通照明應用似乎已經很完美了。當然,在亮度和效率方面還有提升的空間,但從大的方面看,除了商業和特殊效果照明外,LED真的已經達到最高水平了嗎?LEDtronics公司的市場經理Jordon Papanier表示,在可見的未來應該不會有任何基本的設計突破。
“在我們能夠擁有一個滿足標準A19燈泡封裝尺寸的普通LED室內燈泡之前,每流明所需的瓦數仍需要進一步改善。”他說。
另一方面,Microsemi公司照明與汽車產品部營銷總監Irene Signorino則很樂觀。她說:“總的來說,LED照明市場無疑仍處于培育階段。盡管的確有一些特別的LED應用在行業分析師眼里已經處于成熟階段,但大部分LED照明市場仍是一個充滿許多開放可能性的市場。”
“在LED達到最高水平之前,我們仍有許多工作要做。今天大多數LED燈泡在光通量和顏色質量方面已能夠為消費者提供與白熾燈類似的體驗,而且功耗低得多。這已足以引起消費者對LED照明的興趣了。不過,改進的空間還是有的。”TI公司照明電源產品部策略營銷總監Peter DiMaso表示。
“除了簡單的電燈泡替換,LED燈泡帶來的關鍵設計突破還包括可以極具成本效益的方式增加通信和智能功能,如智能在位檢測、顏色調整、遠程控制、以及可以通過互聯網訪問的無線或有線技術等。”DiMaso表示。
因此在LED固態照明(SSL)前沿領域我們還未達到最高發展水平,仍有改進和創新的空間。
“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公司固態照明與新興市場部門高級總監Makarand Chipalkatti指出。
“在總的LED發光系統中,仍有許多工作要做,其中包括光學、架構集成、功率分布、控制和通信等,而最關鍵的是人類因素,要理解發光系統不只是燈泡,關鍵是光線輸出。”Chipalkatti提醒道。
“我們正處于LED普通照明爆炸式增長的早期階段,”Tranxon Technologies和照明控制公司總裁Tony Carrella表示,“LED消費產品在持續改進,也就是說,每瓦流明數、CRI(染色指數)、成本和直接替代將很可能成為最活躍的領域。”
SSL發展障礙
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,而且可以調光。
那么,大多數消費者轉向全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。LED照明并不便宜。
“對大多數消費者來說主要障礙還是價格。”Future Lighting Solutions公司全球營銷通信經理Heather Goldsmith認為,“在傳統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,大多數消費者也不愿意對LED照明做出初始成本投資。”
除了價格外,還有其它一些因素也在阻礙著SSL技術的發展。
“對大多數消費者來說最大的障礙無疑是價格。”ERG Lighting公司新業務開發經理Mike Kretzmer表示,“然而,缺少標準化并懷疑早期產品的質量也如影相隨。更要命的是這樣一個事實:LED是電子產品,而照明一直屬于電氣領域,這將在設計燈具和購買燈具的人之間產生相當大的教育隔閡。”
“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LED部門經理Peter B.Green表示。
“其它阻礙因素涉及與電燈泡相比之下的光源性能,包括可調光能力、色溫、或LED發射光的白度、相對電燈泡的發光量,以及光線是否能高效而均勻地分布,并且不產生暗區或奇怪圖案。”他指出。
“經常提及的LED普及障礙是價格。消費者還有一個丟棄心理,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。”國家半導體公司SSL事業部應用工程師Matt Reynolds表示。
“消費者很難理解SSL的回報和長壽命優點,總的來說還是不明白LED照明能提供什么。”Reynolds補充道,“培養公眾意識,確保我們不掉進CFL陷阱(一個不可靠并且很差的光源)將是關鍵,而且可靠性和良好回報的證據需要展示出來。”
除了成本外,Optek公司可視LED產品工程師Daniel Jacobs提供了其它一些可能的障礙源。“知識也可以說是一點障礙,因為消費者一般不熟悉SSL技術。”他指出,“錯誤的感覺也是個問題。便宜而低性能的產品已經進入市場,并損害了LED的聲譽。例如,LED交通信號燈是最顯著的LED應用之一,但可靠性表現得非常差。”
總結LED制造商的觀點可以發現,SSL面臨的最大障礙是價格、消費者意識和教育以及可靠性證據。假如針對這些問題的解決方案正在開發中,那么何時我們能看到LED得到廣泛普及呢?
LED照明的黎明時刻
LED照明問世已經有很長一段時間了,那么如何才能將SSL推廣進每個家庭呢?也許要一點點政府強大的支持,類似聯邦通信委員會強制向公眾推廣數字電視那樣?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Brett Shriver表示。
“政府已經在通過節能立法影響市場,這意味著替換其實已經開始。”Sabic Innovative Plastics公司LED/照明部全球產品營銷經理Hans-Otto Schlothauer指出。
“在有更好的標準化或政府推動之前,一般民眾不太可能完全支持這種技術。”ERG公司的Mike Kretzmer表示。
談到完全轉向SSL,Supertex公司營銷副總裁Hernan DeGuzman謹慎地與數字電視作了比較。“成本是一個壓倒性的因素。對消費者來說,數字電視的成本已經下降到與模擬電視相當的程度。同樣,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。
國際整流器公司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域的照明解決方案關注于標準而不是定制解決方案時,LED就將擔當主角。如今市場已經作好準備。因此回應何時的答案就在為每個用戶應用找到正確的LED解決方案之中。”她指出。
LED照明解決方案
對于消費者和商業用戶來說,市場上并不缺乏LED照明產品。例如,ERG Lighting公司的eDriver系列LED電源就包括恒壓和恒流模塊,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的調光功能。
Global Lighting Technologies公司通過整合邊緣光LED導光技術和大批量生產能力,提供細長、輕型、高效和極具成本效益的凹型筒燈,這些產品可以發出明亮均勻的光線,沒有熱點或暗區。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。
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在多個方向上發出三維光,主要用于家庭照明應用。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。
Microsemi公司推出的LXMG221W-0700034-D0電源模塊支持5至16個LED,提供90至305Vac的通用輸入電壓范圍。這種產品的總諧波失真(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的調光控制和電位計調至10%。

美國國家半導體公司TRIAC可調光LED驅動器
Osram的超白Oslon SSL LED尺寸僅3x3mm,但可以提供高達1W的輸出和100lm/W的發光效率。這種LED的光束角度可達80°,熱阻為7K/W,工作電流為350mA,在超白(5700K和6500K)時可提供110流明的典型亮度,最大光通量為130流明。
Supertex公司的AT9917和AT9932 LED驅動器主要用于汽車照明應用,如頭燈、尾燈和頂燈、指示燈以及儀表板背光燈。AT9917使用峰值電流模式控制方案驅動單個開關轉換器,并集成了跨導放大器和使用外部FET的故障輸出電路。AT9932采用前饋電流控制方案,實現了對輸入電壓瞬變的低易感性。
TI公司的TMDSDCDCLEDKIT LED直流-直流開發者套件基于的是Piccolo MCU和controlCARD開發平臺,它將所有必要的硬件和軟件捆 綁在一起,可用來開發數字控制的LED系統。一個MCU可以控制直流-直流電源級電路和多達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。
LED普通照明挑戰
每種技術都有提出、開發、發展和變化的過程,有時它們不被市場采納就消失了。在任何給定的技術中,競爭性的變化和替代技術通常能保持市場的興趣。雖然人們已經對LED熟視無睹,但在通用照明市場上還有哪種照明技術能與LED激烈競爭呢?ERG公司的Mike Kretzmer認為CFL有可能。
他說,“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用中的LED。然而,在CFL調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品制造它們的技術出現之前,CFL很難僅靠成本與SSL競爭。”
“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和較長的壽命,雖然遠低于LED。感應照明也繼續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。”國際整流器公司的Peter B.Green指出。
“一些研究人員正在開發大功率OLED,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,或可覆蓋天花板或房間的墻壁。“LEDtronics公司的Jordon Papanier表示。
但業界的主流意見認為,LED將是未來SSL技術的主宰。“目前我沒有看到任何大的威脅。”國家半導體公司Matt Reynolds表示。
Mat Dirjish,Electronic Design
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