淺析LED照明的市場概述

固態(tài)照明 (SSL) 也即發(fā)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(guī)定、高效率、長壽命以及環(huán)境問題。由于政府繼續(xù)逐步淘汰白熾燈泡（例如，歐洲規(guī)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(xiàng)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(yuǎn)高于白熾燈或者 CFL。另外，LED 燈泡符合 RoHS（有害物質(zhì)使用規(guī)定）規(guī)定，并且它不含汞或者其他有害物質(zhì)——更有利于環(huán)境。

然而，這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)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(yīng) CFL 和 LED 燈泡。需要注意的另一點(diǎn)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(fèi)者能夠使用更長壽命、更加有益環(huán)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(yù)見未來在這些燈泡中將會內(nèi)置更多的特性，其會改變我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂脽艟叩姆绞?。由于鎢絲的發(fā)熱和冷卻，傳統(tǒng)的白熾燈泡基本都有一種特有的相關(guān)色溫 (CCT)。使用亮度調(diào)節(jié)器的情況下，這種 CCT 在深度亮度調(diào)節(jié)時呈現(xiàn)橘紅色，而在滿功率（無亮度調(diào)節(jié)）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(fā)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(diào)節(jié)、分組和改變這些燈泡光輸出顏色的遠(yuǎn)程/無線控制——而這還僅僅只是初級應(yīng)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(shè)備的不僅僅是家居市場。根據(jù) 2008 年美國能源部 (United States Department of Energy)撰寫的一份報(bào)告，如果全部的美國零售商都改用 LED 系統(tǒng)來為冷藏陳列柜提供照明，“……可以節(jié)省 25.4 億千瓦時的電。這相當(dāng)于節(jié)省了 273.8 TBtu 的能源，其等于四座大型火力發(fā)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(jīng)持續(xù)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(dá)到每年省電 1600 萬千瓦小時的目標(biāo)。位于波多黎各的 SuperMax 正在用 LED 型照明技術(shù)，替換其所有的商店照明。Nualight最近發(fā)布的白皮書顯示，熒光燈照明讓一些如冷藏設(shè)備等應(yīng)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(jī)等。實(shí)際上，LED 照明是這些低溫型展示設(shè)備的理想選擇，因?yàn)橄啾戎?LED 產(chǎn)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(jī)沒有明顯的影響，無需過多地對制冷機(jī)組進(jìn)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(chǎn)生汞污染的潛在危險。LED 顏色可以根據(jù)展示的類型進(jìn)行調(diào)整匹配，而 LED 的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了冷藏柜。早在 2008 年，Naulight 便同Tesco 簽訂了一份合同，負(fù)責(zé)改造其愛爾蘭商店中的 115 家，并已經(jīng)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(jīng)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(tǒng)。

另外，戶外和基礎(chǔ)設(shè)施市場也正從傳統(tǒng)照明設(shè)備 LPS、HPS 和水銀蒸汽，向 LED 型照明解決方案的轉(zhuǎn)移。LED 擁有諸多的優(yōu)勢，例如：亮度可調(diào)節(jié)性、瞬時導(dǎo)通（沒有達(dá)到最大亮度輸出的預(yù)熱時間）以及低維護(hù)。在世界各地都在進(jìn)行著許多創(chuàng)新試點(diǎn)，對停車場照明、路燈和交通信號燈進(jìn)行升級。在美國政府經(jīng)濟(jì)刺激資金的幫助下，一些城市已經(jīng)在 2009 年安裝了 LED 路燈，還有其他幾十個城市也在計(jì)劃之中。至少有 30 個城市已經(jīng)提出超過 1.04 億美元的聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)刺激資金撥付申請，以幫助它們實(shí)施上述照明升級。2009 年，歐盟委員會便通過了一項(xiàng)規(guī)定，旨在有效地逐步淘汰傳統(tǒng)的辦公、工業(yè)和街道照明燈具，這在 2012 年將會產(chǎn)生巨大的影響，其具體內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)質(zhì)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(biāo)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(xiàng)計(jì)劃，旨在籌集 1 千萬歐元實(shí)施兩到三個主要的大型項(xiàng)目，示范 LED 照明在光線質(zhì)量、低能耗、低總運(yùn)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(shè)備過程中，各國政府都在發(fā)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(yīng)用，我們需要實(shí)現(xiàn)三個重要的技術(shù)突破。

首先，需要降低驅(qū)動器的成本，才能實(shí)現(xiàn)在普通照明市場 LED 燈泡和燈具的大眾消費(fèi)。許多 LED 芯片和電源 IC 供應(yīng)商都正在研究如何通過新技術(shù)或者改良技術(shù)，一點(diǎn)一點(diǎn)地降低其 LED 芯片或者驅(qū)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(fā)出能夠同目前安裝的電源基礎(chǔ)設(shè)施無縫連接的 LED 驅(qū)動器。我們在使用“可調(diào)光”LED 燈泡時已經(jīng)碰到過這種問題，LED 燈泡需要正確地同斷相調(diào)光器一起工作，例如：前沿（基于 TRIAC）及后沿調(diào)光器（基于晶體管）、數(shù)字調(diào)光器和運(yùn)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(diào)光），同時還要與功耗低于傳統(tǒng)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) 最低功耗要求，存在相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。

最后，相比同類的白熾燈和 CLF 產(chǎn)品，LED 擁有非常高的靈活性。但是，需要發(fā)展 LED 照明智能控制技術(shù)，以便真正地將這種技術(shù)的價值最大化。它的范圍涵蓋家用或辦公用 LED 燈泡的智能調(diào)光，其根據(jù)進(jìn)入房間光線的多少來調(diào)節(jié)亮度，或者根據(jù)時段（黎明、粉塵、夜晚）來改變路燈的亮度。