利好消息不断 LED照明普及在望

    淘汰白炽灯日程敲定

    美国早在《2007年能源信息及安全法(EnergyInformationandSecurityActof2007)》立法中已经规定，将限制在美国出售低效率的灯具。无独有偶，从2009年9月开始，100W的白炽灯在欧洲将走上淘汰之路，而在2012年所有低效率的白炽灯同样将被替换。按照欧洲条例规定，在2016年所有的白炽灯将面临绝迹的命运。虽然目前这些法规对LED销售的真正推动力还没有显现，但是它体现了管理层注意到LED技术在实现节能减排方面的价值。

    据美国市场调研公司StrategiesUnlimited的报告显示，目前全球节能意识看涨，正适合LED替代灯市场的发展，该市场会在未来几年内快速增长。尽管LED替代灯市场仍处于发展初期，但到2013年，预计LED替代灯的市场收入将会增长，其复合年均增长率将达到107%。    

黎志远：近年来LED驱动效率提高很大，目前面临的最大挑战是热耗及其相关的可靠性问题。

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    “目前不少国家和地区的政府都制定了明确的白炽灯禁用时间表，美国、欧盟、日本、加拿大等国均会在2014年前后淘汰白炽灯。”美国国家半导体亚太区市场经理黎志远进一步指出，“中国政府也明确表示会在10年(2019年)内完成白炽灯的淘汰。尽管LED还会面临节能灯的竞争，但更加环保的LED灯会逐步占据市场优势。”

 到目前为止，背光仍然是LED驱动器最主要的应用市场，特别是在笔记本/上网本、冷阴极荧光灯(CCFL)替代及液晶显示器等应用就是如此。“但随着高性价比、超高亮度、更长寿命LED的出现，再结合提供丰富色彩组合和节能方面的优势，LED在通用照明市场也快速发展，前景也备受看好。这也有助于推动LED更快地步入成熟应用期。”安森美半导体亚太区电源管理部市场推广经理蒋家亮对LED的未来相当乐观。他认为，家居和办公室照明市场因为尚未完全开发，所以它们是LED最大的市场。“LED现在存在某些难题，而且启动的成本依然较高，但是经过一段时间后，成本将会降低，一旦达到可负担的价位，人们将会转用LED灯，因为LED灯的能效更高，使用时间更长，而这两项优势均对环境有利。”

 LED价格/发光效率仍待突破

    不可否认，LED已成功进入手机和其它便携应用，成为小尺寸屏幕的主流产品。LED日渐受到消费者的重视，但是在照明方面始终“只闻楼梯响，不见人下来”，LED照明还没有真正普及，但是更广阔的照明应用领域还有待LED进一步开拓。“LED在路灯、家居、办公室、TV、汽车和商店外墙照明的进展相对发展缓慢。”飞兆半导体技术市场部经理WayneSeto认为LED要成为主流照明还要两到三年时间，但其成本也必须进一步降低。

    近年来，LED照明灯具的性能得到了显著的改善，价格也有所降低，但是还不能与已经成形的照明技术相抗衡。相比而言，公共设施和商业广告用途对LED的价格接受度较高，而消费者在关注LED节能的同时，仍然注重灯具的价格。

    “目前阻碍消费者选择LED的主要因素还是价格。”黎志远深入剖析消费者的购买心理，“尽管LED照明灯具的总拥有成本(Totalcostofownership)比传统照明灯具具有一定的优势，但是大多数消费者仍然看重的是采购时的价格。”他建议解决LED照明发展的瓶颈，一方面需要继续通过技术创新来尽可能的降低生产成本、提高产品的效率；另一方面也希望政府能够鼓励并补贴那些率先采用LED照明的消费者。

    除了价格因素之外，蒋家亮认为目前制约LED照明发展的因素还在于发光效率。LED衬底材料GaAs对光的吸收非常严重，而且它的折射率也非常高，影响了输出光的效率。而没有输出的光，在LED结区转换为热能，反而提高了结温，令LED的寿命大打折扣。可以说，LED的发光效率牵一发而动全身。“LED光源效率还有待进一步提高。目前业界宣称的最强LED光源效率在132~136lm/W之间，未来几年将有望进一步向大约160lm/W的方向发展。”蒋家亮说。除此以外，LED的电源转换及驱动的能效还需要进一步提高。    

    改善LED性能依靠驱动器

    市场上常见的LED驱动器包括开关稳压器、线性稳压器和电阻驱动器等。“不同的LED驱动器各有不同的拓扑结构，选择驱动器取决于个别应用的输入及输出电压范围。”黎志远随后详细分析了选择的具体方式：当输入电压大于输出电压时选择降压(Buck)驱动器，当输入电压低于输出电压时选择升压(Boost)驱动器，输入电压交替变化的则需要选用开关稳压器。

    上述驱动器各有特色，也有不同的软肋需要设计时特别注意。蒋家亮逐一概括了各种LED驱动器的优缺点。开关稳压器的优点包括能效高及能够方便地控制亮度，不足则表现在成本及复杂度上，而且还会产生电磁干扰(EMI)问题。开关稳压器包括电感升压型转换器和电荷泵转换器两种类型。安森美半导体的NCP3065开关稳压器能够根据应用要求，方便地配置为降压、升压或单端初级电感转换器(SEPIC)等不同拓扑结构。

蒋家亮：目前业界宣称的最强LED光源效率在132~136lm/W之间，未来有望进一步向160lm/W发展。

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    相比开关稳压器，线性稳压器的结构比较简单，易于设计，而且噪声低，没有电磁兼容性问题。但它的缺点在于能效较低，存在功率耗散问题，成本相较于开关稳压器和电阻驱动器而言处在中间水平。黎志远赞同蒋家亮的观点，但他还特别指出，低压降稳压器不宜用来驱动高功率的LED。因为线性稳压器会产生较多热能，如果输入电压和输出电压之间的差距较大，这个缺点尤为突出。

    电阻型驱动器的优点是低成本、易于设计及没有电磁兼容性问题，缺点在于依赖于电池电压、需要恰当的LED编码、电阻库存大及能效低。

    除了通过驱动器改善LED性能以外，近日在上海举行的聚积科技研讨会上，来自奥地利的Swarco公司产品经理LarsMichel介绍LED交通屏时谈到一种利用透镜提高LED效率的方法。Michel首先以交通显示屏为例，指出实际使用光源的时候并不是所有方向都需要照明，对于不需要光的方向提供照明就是浪费。即使按照欧洲交通显示屏标准规范EN12966(EuropeanNormEN12966)最高等级的显示要求，也只规定显示屏的有效观看角度范围为向左向右各30度，向下20度。“高速公路上的鸟并不需要看交通指示信息。”Michel诙谐地说道。欧洲已研发出一种汇聚光源的透镜，套在LED上可将光线汇聚在固定的光域内，从而无需提高发光亮度就可改善LED的有效照明效率，进而达到更节能能源的目的。    

    奥运、世博为LED开道

    人们对北京奥运会开幕式的LED画卷仍记忆犹新，LED借奥运向全球打出了一个漂亮的广告。正当LED成为众人看好的明星产业，新企业争相投入之际，2008年的金融危机突然来袭，打乱了LED走向照明主流的步调。

    “金融危机之后，广告业确实深受影响，”聚积科技总经理陈企凯坦言，“但这并不意味着LED市场就此消失。”奥运后中国政府出台各项政策拉动内需给LED带来了大量商机。例如政府出资支持地铁、铁路、高速公路等基础建设，而地铁车站、火车站内提示车辆信息的显示屏，以及高速公路上的交通信息显示屏，这些都是LED在大型建设中的用武之地。此外，2010年上海世博会正进入建设高峰期，涌现了建筑物外墙装饰、景观灯照明的大量需求。

    陈企凯预计，2009年LED显示屏将有137亿元人民币的市场商机，即使保守估计未来3~5年也将保持每年20%的增长率。中国市场在LED市场扮演的地位越来越重要。陈企凯透露，三年前中国市场约占聚积出货量的35%，而现在销往中国市场的产品已超过聚积出货量的60%。

    中国LED市场为什么能够在短时间迅速壮大？他认为原因之一为海外市场向中国制造基地汇集。海外制造成本一路攀升，海外供应商选择来到中国寻找合作伙伴，他们仅保留设计能力，通过将生产转向中国来实现降低成本的要求。随着中国LED制造技术的提高，大量标准化生产是目前LED企业的市场趋势和机会。

    聚积科技针对不同的市场定位规划了多种产品路线。面向高端市场，聚积科技推出整合PWM的驱动芯片；中端市场方面将结合亮度调整、错误侦测等辅助功能。另外，聚积更着力于整合系统方面。“其他厂商一般从低价的角度切进市场，后续市场支持如帮助客户提升彩屏设计质量、提升终端产品价值方面着墨比较少。”陈企凯表示聚积科技非常重视售后技术支持，“我们将和客户配合进行色彩校正、亮度校正，帮助合作伙伴提升整体竞争力。”他说。