就現(xiàn)階段綠能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而言,LED照明可說是目前推廣成效最好的應(yīng)用。然而,整體而言,LED照明的普及仍局限于路燈及商用環(huán)境的應(yīng)用,家用照明方面的進度則較為落后。目前家用LED照明所采用的燈具以LED筒燈、LED燈泡居多,間接照明則是燈條居多。若再細分則有MR16規(guī)格的嵌燈、E27燈頭規(guī)格的LED燈泡、E27燈頭規(guī)格的LED裝飾燈、E14燈頭規(guī)格的床頭燈等等,目前也已有許多業(yè)者推出相關(guān)產(chǎn)品,然而,LED照明若要大舉進入家庭環(huán)境;進而全面取代傳統(tǒng)照明設(shè)備,則在價格及效能方面仍必須有所突破,尤其是高功率LED照明燈具。
在價格方面,1.2米長LED燈管的零售價近200元人民幣,同樣長度的傳統(tǒng)日光燈管價格卻在10元以下,這樣的價格差距自然絕對是LED照明進入家庭環(huán)境的最大障礙。不過,業(yè)者指出,隨著技術(shù)的成熟,在三至五年內(nèi),LED照明燈具成本將不斷降低,達到普通消費者可以接受的價格,亦即40到60元人民幣之間。
節(jié)能燈仍為最大勁敵
除了價格外,高功率LED燈具的發(fā)光效率也是一大問題。以5W、10W或13W的LED燈泡為例,其使用的LED晶粒發(fā)光效率約為每瓦50流明至80流明,然而實際的出光效率會因為燈具結(jié)構(gòu)、光型等因素而有所折扣。再者,根據(jù)臺灣消基會的調(diào)查顯示,20瓦的LED燈泡價格為節(jié)能燈泡的12倍,但在相同電量下,LED燈泡的亮度僅是節(jié)能燈泡的八成。此外,LED散熱器體積過大、演色性差等缺點也有待改善。
直至目前為止,相較于節(jié)能燈具在居家建筑物中已頗為常見,例如可替換型燈泡(E27)、天花板燈具、嵌燈、吸頂燈等等范疇均是節(jié)能燈泡擅長的領(lǐng)域。市場上的LED照明產(chǎn)品則還是以MR16系列燈具、冷凍柜照明、燈條、軌道燈、櫥柜燈、景觀燈與拱形燈、小夜燈等應(yīng)用為主。綜合效能及價格兩大因素,業(yè)界一般認為LED燈具若想要取代一般節(jié)能燈泡,首先LED燈泡光通量必須達1000lm,才能應(yīng)付大部份室內(nèi)照明需求,再者,LED的成本必須要下降到每千流明1美元(USD$1/Klm),如此才能加快普及速度。
封裝、驅(qū)動及燈具技術(shù)持續(xù)進步
雖然家用LED照明的普及仍存在諸多障礙,不過,業(yè)者認為隨著LED封裝、LED燈具技術(shù)的進步,效率可望進一步提高,業(yè)者認為LED燈泡取代節(jié)能燈泡仍是必然的趨勢。晶元光電總經(jīng)理特助王希維便表示,目前LED照明普及化遇到的最大挑戰(zhàn)是價格壓力,其次是單位流明(光通量的單位)的功耗比(lm/W)。從芯片到封裝的各個環(huán)節(jié),都必須采取多樣措施,如添加紅光晶粉、發(fā)展高壓LED等,以達到降低成本的目的。
Maxim公司HBLED產(chǎn)品線業(yè)務(wù)經(jīng)理Piero Bianco亦指出,與商業(yè)照明應(yīng)用相比,龐大的消費群使得LED家庭照明市場極受關(guān)注,但家用市場對于成本極其敏感,這導(dǎo)致其發(fā)展速度緩慢,LED燈具的價格必須控制在10至15美元以下,才能進一步普及。
Piero Bianco進一步說明指出,降低整個LED系統(tǒng)成本的有效方法之一是減少驅(qū)動器成本,例如利用單級變換驅(qū)動器,直接采用交流電源供電便能有效降低成本。另一種方法則在驅(qū)動器中盡可能避免使用電解電容,這是由于LED燈的工作溫度較高,必須選用高級電解電容才能維持足夠的驅(qū)動電路使用壽命。因此,如果驅(qū)動器中不需使用電解電容,也會節(jié)省相應(yīng)的成本。
Maxim已推出單級變換、無需電解電容的LED燈驅(qū)動方案。Maxim開發(fā)的交流輸入(120VAC和230VAC)照明方案采用單級變換結(jié)構(gòu)驅(qū)動LED,該方案可以通過三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)節(jié)亮度且不會出現(xiàn)閃爍,由于不需使用電解電容,可得到更小的外形尺寸,并有助于延長使用壽命,此器件可以配制成隔離和非隔離架構(gòu),功率因子優(yōu)于0.9。
事實上,目前已有LED業(yè)者宣稱LED發(fā)光效率已可達到100-150 lm/W,燈具價格甚至也出現(xiàn)7美元的低價,可以預(yù)見,隨著LED燈成本的下降,LED燈將能在價格差距縮小的情況下,以環(huán)保特性勝出市場?;旧?,節(jié)能燈泡及燈管含有重金屬汞,一旦破損便會釋出汞進入環(huán)境,對環(huán)境和人體造成危害,而LED燈不含汞,符合環(huán)保訴求。除此之外,LED光源具有壽命長的優(yōu)點,可使用25,000小時,光衰后的亮度仍然可以達到傳統(tǒng)全新燈管的光效,以及無頻閃、無輻射等特性,也都是LED燈具可以訴求的優(yōu)點。
再者,增加調(diào)光功能,讓用戶可根據(jù)實際需要調(diào)節(jié)燈的亮度,也有助于LED照明在家用市場上競爭力的提升。針對此應(yīng)用,安森美半導(dǎo)體推出一款功率因子校正可調(diào)光LED驅(qū)動器NCL30000,其采用臨界導(dǎo)電模式(CrM)反激架構(gòu),以單段式拓撲結(jié)構(gòu)提供高功率因子(>0.95),可省下一個DC/DC轉(zhuǎn)換段。典型應(yīng)用包括LED嵌燈、LED燈泡等。
2012為應(yīng)用起飛關(guān)鍵年
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