2014-03-21 15:48:33
LED照明的海量市場已經(jīng)具備激活條件
LED的經(jīng)濟性主要體現(xiàn)在其更好的節(jié)電效果,照度效率的優(yōu)勢。此外,由于LED具有超長壽命,其更換成本也顯著優(yōu)于其它光源。全球燈泡市場胃納量上看兩百億顆,在白熾燈于2012年禁產(chǎn)、禁售規(guī)范上路后,盡管節(jié)能螢光燈(CFL)普及率仍占上風(fēng),然在全球環(huán)保意識高漲下,發(fā)光二極管(LED)已成為各國力推的政策,其中LED燈泡將為眾多國家推動的照明計劃中優(yōu)先導(dǎo)入的產(chǎn)品之一。市調(diào)機構(gòu)預(yù)估,2011年LED燈泡滲透率為3%,出貨量將達(dá)六億顆,產(chǎn)值80億美元。至2013年,隨著40瓦和60瓦傳統(tǒng)燈泡掀起汰換潮,總體市場規(guī)模將劇增至二十五億顆。日、韓及北美等國已對LED照明等綠色產(chǎn)品實施補貼政策,目前包括賣場、商店及工廠等場所亦有較高意愿置換為LED照明,預(yù)估2011年全球LED照明滲透率可望突破10%,吸引日亞,飛利浦,歐司朗及科銳等大廠競逐商機。由于愈來愈多國家開始編列預(yù)算替換LED路燈,再加上LED照明每年價格趺幅達(dá)30%以上,預(yù)估2013年滲透率將提升至近20%,市場前景可期。
各國政府 - LED照明發(fā)展計劃
日本 … 21世紀(jì)照明計劃
美國 … 下一代照明計劃
臺灣 … 白光照明光源計劃
韓國 … GaN半導(dǎo)體開發(fā)計劃
歐洲 … 彩虹計劃
中國 … 國家半導(dǎo)體照明工程
中國：國家半導(dǎo)體照明工程
由于LED的光源特性、特殊的產(chǎn)品設(shè)計以及高效率驅(qū)動電路,而且在光學(xué)設(shè)計方面,LED是單向點光源,可進行非常好的光學(xué)設(shè)計,有利于使光線到達(dá)指定區(qū)域,同時減少反射,這些都可以提高照射效果,所以照度成本應(yīng)該是評價LED應(yīng)用起飛的關(guān)鍵指針。
再從LED產(chǎn)能技術(shù)配合可用性來看,中國政府藉由Metal Organic Chemical Vapor Deposition獎勵方案,來推動大陸內(nèi)部對LED自給自足的能力。該方案預(yù)計在2010-2012年間將耗資16億美元在MOCVD設(shè)備上,同時對每項設(shè)備還提供高達(dá)180萬美元的補助金,地方政府也提出了降低稅率、加速設(shè)備汰舊換新、以及免費用地等優(yōu)惠措施,因此該計劃等于是鼓勵現(xiàn)有的中國LED制造商去擴大產(chǎn)能,也導(dǎo)致許多新的加入者出現(xiàn),而來自臺灣和韓國的廠商也以合資方式進入中國,他們都成為推動中國產(chǎn)能增加的因素。
正因為如此,我們認(rèn)為LED照明的海量市場已經(jīng)具備激活條件。
照明市場最先激活的是戶外大角度照射,例如路燈、廣告牌燈等。室內(nèi)照明首先激活的將是長效照明應(yīng)用,包括隧道、冷庫、車庫、超市、廠房、商場(冷白光)、辦公樓,預(yù)計到2011年底左右大部分的商業(yè)照明激活,家庭照明則主要是高端客戶。
然而,LED照明市場也面臨著許多挑戰(zhàn),除了價格之外,例如提高發(fā)光效率、降低眩光和提升光的配置和均勻度等都是重點,特別是在取代日光燈的領(lǐng)域尤其為重要。
高效率LED存在色溫較高偏冷色的缺點。由于使用習(xí)慣的差異,部分應(yīng)用環(huán)境(如服裝店)或部分國家(如大部分亞洲國家)需要色溫更低的暖白光,這最多損失30%左右的光源效率。正因如此,暖白光的激活門檻要高于冷白光,我們估計當(dāng)LED的成本能夠下降40%左右時候,暖白光將具有目前冷白光的經(jīng)濟性,預(yù)計這個時間在2011年底左右。
LED燈壽命一直存在爭議,盡管LED芯片的壽命可能大于10萬小時,但是封裝和驅(qū)動環(huán)節(jié)都可能導(dǎo)致整燈壽命下降。目前已經(jīng)出臺的LED路燈標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定壽命要達(dá)到三萬小時,室內(nèi)照明的標(biāo)準(zhǔn)大部分規(guī)定在兩萬小時,這也是行業(yè)的普遍水平。
目前的LED壽命多數(shù)是通過一定時間測試過后,采用數(shù)據(jù)模型推算所得。由于LED壽命較長,客戶難以通過使用的經(jīng)驗寸判斷LED燈的壽命,而之前不規(guī)范的LED產(chǎn)品影響了大眾對于LED壽命的預(yù)期。
LED照明電源和驅(qū)動方案的選擇
在LED照明設(shè)計中,驅(qū)動方案一般來說有兩種:線性驅(qū)動和開關(guān)型驅(qū)動。
線性驅(qū)動應(yīng)用是一種最為簡單和最為直接的驅(qū)動應(yīng)用方式。在照明級白光LED應(yīng)用中,雖然存在著效率低、調(diào)節(jié)性差等問題,但是由于其電路簡單、體積小巧,能滿足一些特定的場合應(yīng)用較多。
而開關(guān)型驅(qū)動可以獲得良好的電流控制精度和較高的總體效率,應(yīng)用方式主要分為降壓式和升壓式兩大類。降壓式開關(guān)驅(qū)動是針對電源電壓高于LED的端電壓或者是多個LED采用并聯(lián)驅(qū)動情況下的應(yīng)用。升壓式開關(guān)驅(qū)動是針對電源電壓低于LED的端電壓或者是多個LED采用串聯(lián)驅(qū)動情況下的應(yīng)用。
一般認(rèn)為,隔離型驅(qū)動安全但效率較低,非隔離型驅(qū)動效率較高,應(yīng)按實際使用的要求來選。
目前設(shè)計一般的基本LED驅(qū)動器照明應(yīng)用相對較簡單,但是如果還需要其它功能如相位控制調(diào)光和功率因子校正(PFC),設(shè)計就變得復(fù)雜。無功率因子校正功能的非調(diào)光LED驅(qū)動器通常包含一個離線式開關(guān)電源,用于恒定電流下調(diào)節(jié)輸出。
LED驅(qū)動器的后端架構(gòu)包含一個具有短路保護功能的電流調(diào)節(jié)電路。可以利用線性調(diào)節(jié)電路達(dá)到這一目的,然而這種方法本身效率低下,因此適用低輸出電流,通常不會應(yīng)用到多級架構(gòu)中去。替代方法是使用簡單的、具有電流回饋功能的降壓穩(wěn)壓器電路,以便限制了輸出電流超過期望的LED驅(qū)動電流。其抵消了總LED正向電壓隨溫度和器件容差的變化,還限制了出現(xiàn)短路或其它故障條件時的電流,從而能夠保護驅(qū)動器免遭損壞。
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