作者：Nick Holland，德州儀器 (TI)

固態照明 (SSL) 也即發光二極管 (LED) 照明很明顯將取代白熾燈和 FL/CFL 照明，其背后的推動力包括政府規定、高效率、長壽命以及環境問題。由于政府繼續逐步淘汰白熾燈泡（例如，歐洲規定 2009 年年底開始禁用 100W 燈泡，2010 年年底開始禁用 75W 燈泡）。剩下的唯一選項便是含有微量汞的 CFL 燈泡和 LED 燈泡，但不幸的是，LED 燈泡的成本仍然遠高于白熾燈或者 CFL。另外，LED 燈泡符合 RoHS（有害物質使用規定）規定，并且它不含汞或者其他有害物質——更有利于環境。

然而，這一目標的實現需由各大公司來推動，例如：IKEA宣布他們將首先逐步淘汰白熾燈泡，未來只供應 CFL 和 LED 燈泡。需要注意的另一點是 LED 的價格將會自己慢慢降下來，從而有效降低總 LED 燈泡價格。這樣便讓廣大消費者能夠使用更長壽命、更加有益環境的 LED 燈泡來取代其老舊的各種燈泡。由于 LED 燈泡更換速度的加快，我們可以預見未來在這些燈泡中將會內置更多的特性，其會改變我們日常生活中使用燈具的方式。由于鎢絲的發熱和冷卻，傳統的白熾燈泡基本都有一種特有的相關色溫 (CCT)。使用亮度調節器的情況下，這種 CCT 在深度亮度調節時呈現橘紅色，而在滿功率（無亮度調節）時為亮白色，其在這兩種色溫之間變化。使用 LED 時，可以讓不同類型的彩色 LED 組合發出彩色的光，來提供與白熾燈泡相似的 CCT，或者如圖 1 所示的任何 CIE 1931 色度圖色彩。另外，我們還可以增加許多特性，例如：用于調節、分組和改變這些燈泡光輸出顏色的遠程/無線控制——而這還僅僅只是初級應用。

圖 1 CIE 1931 色度圖：黑色曲線反映使用鎢絲的燈泡

受益于 LED 照明設備的不僅僅是家居市場。根據 2008 年美國能源部 (United States Department of Energy)撰寫的一份報告，如果全部的美國零售商都改用 LED 系統來為冷藏陳列柜提供照明，“……可以節省 25.4 億千瓦時的電。這相當于節省了 273.8 TBtu 的能源，其等于四座大型火力發電站一年的用煤量，或者兩百多萬個家庭一年的用電量。”改用 LED 照明的趨勢已經持續有一段時間了，許多大型的零售公司都正在逐漸采用 LED 照明，例如：沃爾瑪2009 年 12 月宣布在 650 家店面中用 LED 替換陶瓷金屬鹵化物燈；在 2010 底以前，500 多家店面的展示柜都改用 LED 照明，以期達到每年省電 1600 萬千瓦小時的目標。位于波多黎各的 SuperMax 正在用 LED 型照明技術，替換其所有的商店照明。Nualight較近發布的白皮書顯示，熒光燈照明讓一些如冷藏設備等應用的功耗增加約 25%-50%，包括展示柜、冷藏柜、冷藏庫和自動飲料出售機等。實際上，LED 照明是這些低溫型展示設備的理想選擇，因為相比之下 LED 產生的熱量非常小。因此，它們消耗非常少的能源便可提供相同甚至更好的照明，同時對壓縮機沒有明顯的影響，無需過多地對制冷機組進行散熱處理。另外，在食品冷凍冷藏過程中使用 LED 照明，還消除了因熒光燈泡破損產生汞污染的潛在危險。LED 顏色可以根據展示的類型進行調整匹配，而 LED 的壽命遠遠超出了冷藏柜。早在 2008 年，Naulight 便同Tesco 簽訂了一份合同，負責改造其愛爾蘭商店中的 115 家，并已經改造了其在英國的商店以及其 Tesco 美國店 Freshandeasy。在英國，Sainsbury's已經在其全部英國商店的15000多個冷藏展示柜中安裝使用了 LED 照明系統。

另外，戶外和基礎設施市場也正從傳統照明設備 LPS、HPS 和水銀蒸汽，向 LED 型照明解決方案的轉移。LED 擁有諸多的優勢，例如：亮度可調節性、瞬時導通（沒有達到較大亮度輸出的預熱時間）以及低維護。在世界各地都在進行著許多創新試點，對停車場照明、路燈和交通信號燈進行升級。在美國政府經濟刺激資金的幫助下，一些城市已經在 2009 年安裝了 LED 路燈，還有其他幾十個城市也在計劃之中。至少有 30 個城市已經提出超過 1.04 億美元的聯邦經濟刺激資金撥付申請，以幫助它們實施上述照明升級。2009 年，歐盟委員會便通過了一項規定，旨在有效地逐步淘汰傳統的辦公、工業和街道照明燈具，這在 2012 年將會產生巨大的影響，其具體內容如下：

• 2010：逐步淘汰暈磷酸鹽熒光燈管
• 2012：逐步淘汰T12 熒光 (FL) 燈管
• 2012：逐步淘汰高壓鈉燈 (HPS) 標準質量燈(僅E27/ E40/ PGZ12受影響)
• 2012：逐步淘汰低效率的金屬鹵化物 (MH) 燈(僅E27/E40/PGZ12受影響)。

歐洲的目標是到 2020 年能源消耗減少 20%，歐盟委員會2011 年 2 月宣布了一項計劃，旨在籌集 1 千萬歐元實施兩到三個主要的大型項目，示范 LED 照明在光線質量、低能耗、低總運行成本以及用戶接受度方面的諸多好處。

在推動采用如 LED 等更高效照明設備過程中，各國政府都在發揮其積極的作用，與此同時，如果我們真的想要加快 LED 照明在普通照明市場的推廣應用，我們需要實現三個重要的技術突破。

首先，需要降低驅動器的成本，才能實現在普通照明市場 LED 燈泡和燈具的大眾消費。許多 LED 芯片和電源 IC 供應商都正在研究如何通過新技術或者改良技術，一點一點地降低其 LED 芯片或者驅動器 IC 的成本，目的是以更低的價格提供更高的功效（更高的流明/瓦）。

其次，需要開發出能夠同目前安裝的電源基礎設施無縫連接的 LED 驅動器。我們在使用“可調光”LED 燈泡時已經碰到過這種問題，LED 燈泡需要正確地同斷相調光器一起工作，例如：前沿（基于 TRIAC）及后沿調光器（基于晶體管）、數字調光器和運動傳感器。MR16 型 LED 燈泡需要與目前安裝使用的磁性電子變壓器兼容（調光），同時還要與功耗低于傳統鹵素 MR16 燈泡的 LED 燈泡兼容。在保持燈泡本身高效率的同時，還要滿足電子變壓器 (eTransformer) 較低功耗要求，存在相當大的挑戰。

較后，相比同類的白熾燈和 CLF 產品，LED 擁有非常高的靈活性。但是，需要發展 LED 照明智能控制技術，以便真正地將這種技術的價值較大化。它的范圍涵蓋家用或辦公用 LED 燈泡的智能調光，其根據進入房間光線的多少來調節亮度，或者根據時段（黎明、粉塵、夜晚）來改變路燈的亮度。另外，LED 還有一個優勢即瞬時開啟的能力，因此，相比目前使用的體育場館照明等設備，其沒有“加熱”時間要求。

TI 致力于為這一重要成長市場提供服務。例如，TI 有一個業務部門，專門負責普通照明市場的 LED 照明業務。TI 及其競爭對手共同面臨的主要挑戰是，這一市場仍處于起步階段，因此充滿了躁動和混亂，且不斷地變化著。這個市場現在存在的一個主要問題是，世界各個地區的要求都或多或少地不同，例如：輸入電壓、功率因數、電磁干擾 (EMI)、額定標準、成本等等。這就意味著，作為電源控制器和轉換器IC的制造廠商，我們很難達到理論規模經濟效益，因為這個工業根本不可能實際開發出真正的通用 LED 燈泡（至少在短期內不可能）。但是，隨著一些傳統的競爭對手以及許多新進入這個行業的參與者，都一起加入到 LED 照明產業中來，競爭變得非常激烈，而這種狀況也會加速針對這一市場的新型解決方案產品的出現。

這種激烈競爭帶來市場的好處是創新的出現和成本的降低，而這正是推動這一新興市場發展的兩個關鍵因素。在這個市場統一以前，競爭的勝出者將會是那些找到并投資正確細分市場的企業，并且較終將會只有幾家大型企業主導這個市場。TI 專注于那些為 LED 照明量身定做的產品開發工作，這些產品同時還擁有高度的靈活性，可以快速地適應各種 LED 照明細分市場要求的變化。這個市場仍然處于早期嘗試應用階段，在未來兩到三年時間內其將會出現爆炸式的增長。TI 目前正在開發的產品以及正在實施的產能投入，將會讓TI成為這個令人興奮不已且不斷增長的市場的領跑者。它可以確保 TI 的廣大客戶在 LED 照明市場競爭中取得成功。

參考文獻

1.       《IKEA 宣布自 2010 年 8 月 1 日起在所有美國 IKEA 商店逐步淘汰白熾燈照明》 IKEA, 2010年6月15日。

2.       《壁櫥照明應用中發光二極管的節能估算》, Navigant 咨詢公司，2008 年 9 月。

3.       《沃爾瑪 LED 照明 650 店計劃》，《relumination》，2010年11月12日。

4.       《500店LED改造節能計劃》，《環境與能源管理通訊》，2010年4月13日。

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6.       《照亮通向綠色零售業的道路：數字照明研究報告》，《Nualight》,2008年。

7.      《Tesco英國LED照明改造參考》,《Naulight》,2011年2月10日。

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9.      《越來越的城市借助經濟刺激計劃升級安裝LED路燈》，《今日美國》，2009年3月3日。

10.    《UE照明禁令》， 《HiTEC LED照明專家》。

11.    《歐盟能源效率政策》，建筑節能研究所。

12.    《歐洲提議實施固態照明試點項目》，《LED雜志》，2011年3月16日。

如欲了解關于 TI LED 解決方案的更多詳情，敬請訪問：www.ti.com.cn/ww/lighting/index.htm 。