通用照明市場中的高亮度LED驅(qū)動(dòng)要求與挑戰(zhàn)

近年來，隨著綠色環(huán)保團(tuán)體不斷擴(kuò)大節(jié)能環(huán)保界線，各個(gè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)組織不斷發(fā)布新的能效標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，終端產(chǎn)品不斷向更高集成度和更小尺寸的方向發(fā)展，降低能源消耗、提高能源使用效率已經(jīng)成為全球眾多國家的政府、行業(yè)組織、半導(dǎo)體公司、電子產(chǎn)品制造商及消費(fèi)者所共同關(guān)注的一項(xiàng)焦點(diǎn)。

如果我們審視各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的電能消耗，根據(jù)預(yù)計(jì)，全球大約有19%的電能是用于照明。這部分的電能消耗比例相當(dāng)可觀，有鑒于此，業(yè)界不斷致力于尋求面向通用照明市場的更加節(jié)能高效的照明解決方案。

通用照明市場的不同光源對比

從具體應(yīng)用來看，通用照明市場涵蓋的領(lǐng)域非常廣泛，包括建筑物照明、標(biāo)志、景觀照明、零售、信號燈、街道照明和住宅照明等。在通用照明市場，目前常用的光源包括白熾燈、緊湊型熒光燈(CFL)、線性熒光燈、高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)以及新興的高亮度發(fā)光二極管(HB LED)等。

如果我們基于能效基準(zhǔn)對不同光源進(jìn)行比較，那么用于衡量照明的一個(gè)重要指標(biāo)便是總輸出流明與輸入功率比，以每瓦流明數(shù)(lm/W)來衡量，稱作能效(efficacy)。在不同的照明解決方案中，白熾燈的能效相對較低。對于標(biāo)準(zhǔn)的60 W白熾燈而言，其能效范圍介于10至13 lm/W之間(總輸出為600至800 lm)。相對而言，CFL的能效要高得多，典型能效達(dá)55至60 lm/W。不過，CFL屬于全方向照射，安裝在燈具中時(shí)，光會(huì)被直射、反向或遮蔽，從而帶來光損耗，使得55 lm/W的CFL燈具的凈能效僅在28至50 lm/W之間。其它的光源，如HID也擁有著比白熾燈更高的能效，1款100 W金屬鹵素HID燈大約可以產(chǎn)生8,000流明的輸出，即能效在80 lm/W；不過，象CFL一樣，HID的光輸出是全方向，在燈光投射路徑上會(huì)有大量的損耗。

圖1：不同光源的能效發(fā)展趨勢對比。

相比較而言，LED是一種新興的光源技術(shù)。最常見的白光LED是鍍磷(激發(fā)時(shí)會(huì)發(fā)黃光)的藍(lán)色LED。LED擁有著越來越高的能效，業(yè)界近期宣稱的最強(qiáng)的白光LED研發(fā)能力達(dá)到了132至136 lm/W，色溫達(dá)(4,500-6,000K)。實(shí)際上，近年來，業(yè)界在將LED用于通用照明市場的興趣不斷增加。對于通用照明而言，LED擁有眾多具有吸引力的特性。例如，它本質(zhì)上是一種低壓器件，它們體積小巧，產(chǎn)生定向光，能夠產(chǎn)生多種色彩以及白光。它們產(chǎn)生紅外(IR)或紫外(UV)輻射，而且由于它們是固態(tài)器件，它們在機(jī)械上很強(qiáng)固并且不含汞，在恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)和使用時(shí)能夠具有超過5萬小時(shí)的工作壽命周期。與壽命為1千小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)白熾燈相比，LED的壽命就要長得多。對于需要長時(shí)間連續(xù)工作、可能的用量有限、擁有很多極端應(yīng)用環(huán)境的照明應(yīng)用而言，或者是在地理上難于接近或故障停機(jī)成本高昂的應(yīng)用中，LED的這些特性就特別具有吸引力。這樣一來，高亮度LED已經(jīng)在多種應(yīng)用中開始替代白熾燈；其中白天可見的應(yīng)用包括汽車中央停車警告燈和交通信號燈。