LED照明的海量市場(chǎng)已經(jīng)具備激活條件
LED的經(jīng)濟性主要體現在其更好的節電效果,照度效率的優(yōu)勢。此外,由于LED具有超長(cháng)壽命,其更換成本也顯著(zhù)優(yōu)于其它光源。
全球燈泡市場(chǎng)胃納量上看兩百億顆,在白熾燈于2012年禁產(chǎn)、禁售規范上路后,盡管節能螢光燈(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(dòng)的照明計劃中優(yōu)先導入的產(chǎn)品之一。市調機構預估,2011年LED燈泡滲透率為3%,出貨量將達六億顆,產(chǎn)值80億美元。至2013年,隨著(zhù)40瓦和60瓦傳統燈泡掀起汰換潮,總體市場(chǎng)規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(shí)施補貼政策,目前包括賣(mài)場(chǎng)、商店及工廠(chǎng)等場(chǎng)所亦有較高意愿置換為L(cháng)ED照明,預估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(chǎng)競逐商機。由于愈來(lái)愈多國家開(kāi)始編列預算替換LED路燈,再加上LED照明每年價(jià)格趺幅達30%以上,預估2013年滲透率將提升至近20%,市場(chǎng)前景可期。(數據來(lái)源:新電子科技雜志)
各國政府 - LED照明發(fā)展計劃
日本 … 21世紀照明計劃
美國 … 下一代照明計劃
臺灣 … 白光照明光源計劃
韓國 … GaN半導體開(kāi)發(fā)計劃
歐洲 … 彩虹計劃
中國 … 國家半導體照明工程
由于LED的光源特性、特殊的產(chǎn)品設計以及高效率驅動(dòng)電路,而且在光學(xué)設計方面,LED是單向點(diǎn)光源,可進(jìn)行非常好的光學(xué)設計,有利于使光線(xiàn)到達指定區域,同時(shí)減少反射,這些都可以提高照射效果,所以照度成本應該是評價(jià)LED應用起飛的關(guān)鍵指針。
再從LED產(chǎn)能技術(shù)配合可用性來(lái)看,中國政府藉由Metal Organic Chemical Vapor Deposition獎勵方案,來(lái)推動(dòng)大陸內部對LED自給自足的能力。該方案預計在2010-2012年間將耗資16億美元在MOCVD設備上,同時(shí)對每項設備還提供高達180萬(wàn)美元的補助金,地方政府也提出了降低稅率、加速設備汰舊換新、以及免費用地等優(yōu)惠措施,因此該計劃等于是鼓勵現有的中國LED制造商去擴大產(chǎn)能,也導致許多新的加入者出現,而來(lái)自臺灣和韓國的廠(chǎng)商也以合資方式進(jìn)入中國,他們都成為推動(dòng)中國產(chǎn)能增加的因素。
正因為如此,我們認為L(cháng)ED照明的海量市場(chǎng)已經(jīng)具備激活條件。
照明市場(chǎng)最先激活的是戶(hù)外大角度照射,例如路燈、廣告牌燈等。室內照明首先激活的將是長(cháng)效照明應用,包括隧道、冷庫、車(chē)庫、超市、廠(chǎng)房、商場(chǎng)(冷白光)、辦公樓,預計到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(hù)。
然而,LED照明市場(chǎng)也面臨著(zhù)許多挑戰,除了價(jià)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(diǎn),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(diǎn)。由于使用習慣的差異,部分應用環(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(mén)檻要高于冷白光,我們估計當LED的成本能夠下降40%左右時(shí)候,暖白光將具有目前冷白光的經(jīng)濟性,預計這個(gè)時(shí)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(wàn)小時(shí),但是封裝和驅動(dòng)環(huán)節都可能導致整燈壽命下降。目前已經(jīng)出臺的LED路燈標準都規定壽命要達到三萬(wàn)小時(shí),室內照明的標準大部分規定在兩萬(wàn)小時(shí),這也是行業(yè)的普遍水平。
目前的LED壽命多數是通過(guò)一定時(shí)間測試過(guò)后,采用數據模型推算所得。由于LED壽命較長(cháng),客戶(hù)難以通過(guò)使用的經(jīng)驗寸判斷LED燈的壽命,而之前不規范的LED產(chǎn)品影響了大眾對于LED壽命的預期。
LED照明電源和驅動(dòng)方案的選擇
在LED照明設計中,驅動(dòng)方案一般來(lái)說(shuō)有兩種:線(xiàn)性驅動(dòng)和開(kāi)關(guān)型驅動(dòng)。
線(xiàn)性驅動(dòng)應用是一種最為簡(jiǎn)單和最為直接的驅動(dòng)應用方式。在照明級白光LED應用中,雖然存在著(zhù)效率低、調節性差等問(wèn)題,但是由于其電路簡(jiǎn)單、體積小巧,能滿(mǎn)足一些特定的場(chǎng)合應用較多。
而開(kāi)關(guān)型驅動(dòng)可以獲得良好的電流控制精度和較高的總體效率,應用方式主要分為降壓式和升壓式兩大類(lèi)。降壓式開(kāi)關(guān)驅動(dòng)是針對電源電壓高于LED的端電壓或者是多個(gè)LED采用并聯(lián)驅動(dòng)情況下的應用。升壓式開(kāi)關(guān)驅動(dòng)是針對電源電壓低于LED的端電壓或者是多個(gè)LED采用串聯(lián)驅動(dòng)情況下的應用。
一般認為,隔離型驅動(dòng)安全但效率較低,非隔離型驅動(dòng)效率較高,應按實(shí)際使用的要求來(lái)選。
目前設計一般的基本LED驅動(dòng)器照明應用相對較簡(jiǎn)單,但是如果還需要其它功能如相位控制調光和功率因子校正(PFC),設計就變得復雜。無(wú)功率因子校正功能的非調光LED驅動(dòng)器通常包含一個(gè)離線(xiàn)式開(kāi)關(guān)電源,用于恒定電流下調節輸出。
LED驅動(dòng)器的后端架構包含一個(gè)具有短路保護功能的電流調節電路�？梢岳镁�(xiàn)性調節電路達到這一目的,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(huì )應用到多級架構中去。替代方法是使用簡(jiǎn)單的、具有電流回饋功能的降壓穩壓器電路,以便限制了輸出電流超過(guò)期望的LED驅動(dòng)電流。其抵消了總LED正向電壓隨溫度和器件容差的變化,還限制了出現短路或其它故障條件時(shí)的電流,從而能夠保護驅動(dòng)器免遭損壞。
E27 3.5W LED燈泡驅動(dòng)方案推介
工作原理圖
方案主芯片 : 意法半導體( STMicro )型ALTAIR03TR (SO16貼片封裝 )，準諧振型工作模式芯片,高集成和高可靠度。
主要參數如下
·輸入電壓 : AC90~264V,50/60Hz
·功率因子 : > 0.5
·平均效率 : > 75%
·輸出恒壓/恒流 : DC10.2V , 350mA +/-5%
·LED組合 : 串聯(lián) 1W x 3
·方案特點(diǎn) : 內置700V MOSFET ,極少組件數目,性?xún)r(jià)比極高 |
