LED照明市場(chǎng)發(fā)展及LED驅(qū)動(dòng)方案的選擇

　　全球燈泡市場(chǎng)胃納量上看兩百億顆,在白熾燈于2012年禁產(chǎn)、禁售規(guī)范上路后,盡管節(jié)能螢光燈(CFL)普及率仍占上風(fēng),然在全球環(huán)保意識(shí)高漲下,發(fā)光二極管(LED)已成為各國(guó)力推的政策,其中LED燈泡將為眾多國(guó)家推動(dòng)的照明計(jì)劃中優(yōu)先導(dǎo)入的產(chǎn)品之一。市調(diào)機(jī)構(gòu)預(yù)估,2011年LED燈泡滲透率為3%,出貨量將達(dá)六億顆,產(chǎn)值80億美元。至2013年,隨著40瓦和60瓦傳統(tǒng)燈泡掀起汰換潮,總體市場(chǎng)規(guī)模將劇增至二十五億顆。

　　LED照明的海量市場(chǎng)已經(jīng)具備激活條件

LED的經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在其更好的節(jié)電效果,照度效率的優(yōu)勢(shì)。此外,由于LED具有超長(zhǎng)壽命,其更換成本也顯著優(yōu)于其它光源。全球燈泡市場(chǎng)胃納量上看兩百億顆,在白熾燈于2012年禁產(chǎn)、禁售規(guī)范上路后,盡管節(jié)能螢光燈(CFL)普及率仍占上風(fēng),然在全球環(huán)保意識(shí)高漲下,發(fā)光二極管(LED)已成為各國(guó)力推的政策,其中LED燈泡將為眾多國(guó)家推動(dòng)的照明計(jì)劃中優(yōu)先導(dǎo)入的產(chǎn)品之一。市調(diào)機(jī)構(gòu)預(yù)估,2011年LED燈泡滲透率為3%,出貨量將達(dá)六億顆,產(chǎn)值80億美元。至2013年,隨著40瓦和60瓦傳統(tǒng)燈泡掀起汰換潮,總體市場(chǎng)規(guī)模將劇增至二十五億顆。日、韓及北美等國(guó)已對(duì)LED照明等綠色產(chǎn)品實(shí)施補(bǔ)貼政策,目前包括賣場(chǎng)、商店及工廠等場(chǎng)所亦有較高意愿置換為L(zhǎng)ED照明,預(yù)估2011年全球LED照明滲透率可望突破10%,吸引日亞,飛利浦,歐司朗及科銳等大廠競(jìng)逐商機(jī)。由于愈來愈多國(guó)家開始編列預(yù)算替換LED路燈,再加上LED照明每年價(jià)格趺幅達(dá)30%以上,預(yù)估2013年滲透率將提升至近20%,市場(chǎng)前景可期。(數(shù)據(jù)來源:新電子科技雜志)

　　各國(guó)政府 - LED照明發(fā)展計(jì)劃

　　日本 … 21世紀(jì)照明計(jì)劃

　　美國(guó) … 下一代照明計(jì)劃

　　臺(tái)灣 … 白光照明光源計(jì)劃

　　韓國(guó) … GaN半導(dǎo)體開發(fā)計(jì)劃

　　歐洲 … 彩虹計(jì)劃

　　中國(guó) … 國(guó)家半導(dǎo)體照明工程

　　由于LED的光源特性、特殊的產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及高效率驅(qū)動(dòng)電路,而且在光學(xué)設(shè)計(jì)方面,LED是單向點(diǎn)光源,可進(jìn)行非常好的光學(xué)設(shè)計(jì),有利于使光線到達(dá)指定區(qū)域,同時(shí)減少反射,這些都可以提高照射效果,所以照度成本應(yīng)該是評(píng)價(jià)LED應(yīng)用起飛的關(guān)鍵指針。

　　再?gòu)腖ED產(chǎn)能技術(shù)配合可用性來看,中國(guó)政府藉由Metal Organic Chemical Vapor Deposition獎(jiǎng)勵(lì)方案,來推動(dòng)大陸內(nèi)部對(duì)LED自給自足的能力。該方案預(yù)計(jì)在2010-2012年間將耗資16億美元在MOCVD設(shè)備上,同時(shí)對(duì)每項(xiàng)設(shè)備還提供高達(dá)180萬美元的補(bǔ)助金,地方政府也提出了降低稅率、加速設(shè)備汰舊換新、以及免費(fèi)用地等優(yōu)惠措施,因此該計(jì)劃等于是鼓勵(lì)現(xiàn)有的中國(guó)LED制造商去擴(kuò)大產(chǎn)能,也導(dǎo)致許多新的加入者出現(xiàn),而來自臺(tái)灣和韓國(guó)的廠商也以合資方式進(jìn)入中國(guó),他們都成為推動(dòng)中國(guó)產(chǎn)能增加的因素。

　　正因?yàn)槿绱?我們認(rèn)為L(zhǎng)ED照明的海量市場(chǎng)已經(jīng)具備激活條件。

　　照明市場(chǎng)最先激活的是戶外大角度照射,例如路燈、廣告牌燈等。室內(nèi)照明首先激活的將是長(zhǎng)效照明應(yīng)用,包括隧道、冷庫(kù)、車庫(kù)、超市、廠房、商場(chǎng)(冷白光)、辦公樓,預(yù)計(jì)到2011年底左右大部分的商業(yè)照明激活,家庭照明則主要是高端客戶。

　　然而,LED照明市場(chǎng)也面臨著許多挑戰(zhàn),除了價(jià)格之外,例如提高發(fā)光效率、降低眩光和提升光的配置和均勻度等都是重點(diǎn),特別是在取代日光燈的領(lǐng)域尤其為重要。

　　高效率LED存在色溫較高偏冷色的缺點(diǎn)。由于使用習(xí)慣的差異,部分應(yīng)用環(huán)境(如服裝店)或部分國(guó)家(如大部分亞洲國(guó)家)需要色溫更低的暖白光,這最多損失30%左右的光源效率。正因如此,暖白光的激活門檻要高于冷白光,我們估計(jì)當(dāng)LED的成本能夠下降40%左右時(shí)候,暖白光將具有目前冷白光的經(jīng)濟(jì)性,預(yù)計(jì)這個(gè)時(shí)間在2011年底左右。

　　LED燈壽命一直存在爭(zhēng)議,盡管LED芯片的壽命可能大于10萬小時(shí),但是封裝和驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)都可能導(dǎo)致整燈壽命下降。目前已經(jīng)出臺(tái)的LED路燈標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定壽命要達(dá)到三萬小時(shí),室內(nèi)照明的標(biāo)準(zhǔn)大部分規(guī)定在兩萬小時(shí),這也是行業(yè)的普遍水平。

　　目前的LED壽命多數(shù)是通過一定時(shí)間測(cè)試過后,采用數(shù)據(jù)模型推算所得。由于LED壽命較長(zhǎng),客戶難以通過使用的經(jīng)驗(yàn)寸判斷LED燈的壽命,而之前不規(guī)范的LED產(chǎn)品影響了大眾對(duì)于LED壽命的預(yù)期。

　　LED照明電源和驅(qū)動(dòng)方案的選擇

　　在LED照明設(shè)計(jì)中,驅(qū)動(dòng)方案一般來說有兩種:線性驅(qū)動(dòng)和開關(guān)型驅(qū)動(dòng)。

　　線性驅(qū)動(dòng)應(yīng)用是一種最為簡(jiǎn)單和最為直接的驅(qū)動(dòng)應(yīng)用方式。在照明級(jí)白光LED應(yīng)用中,雖然存在著效率低、調(diào)節(jié)性差等問題,但是由于其電路簡(jiǎn)單、體積小巧,能滿足一些特定的場(chǎng)合應(yīng)用較多。

　　而開關(guān)型驅(qū)動(dòng)可以獲得良好的電流控制精度和較高的總體效率,應(yīng)用方式主要分為降壓式和升壓式兩大類。降壓式開關(guān)驅(qū)動(dòng)是針對(duì)電源電壓高于LED的端電壓或者是多個(gè)LED采用并聯(lián)驅(qū)動(dòng)情況下的應(yīng)用。升壓式開關(guān)驅(qū)動(dòng)是針對(duì)電源電壓低于LED的端電壓或者是多個(gè)LED采用串聯(lián)驅(qū)動(dòng)情況下的應(yīng)用。

　　一般認(rèn)為,隔離型驅(qū)動(dòng)安全但效率較低,非隔離型驅(qū)動(dòng)效率較高,應(yīng)按實(shí)際使用的要求來選。

　　目前設(shè)計(jì)一般的基本LED驅(qū)動(dòng)器照明應(yīng)用相對(duì)較簡(jiǎn)單,但是如果還需要其它功能如相位控制調(diào)光和功率因子校正(PFC),設(shè)計(jì)就變得復(fù)雜。無功率因子校正功能的非調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器通常包含一個(gè)離線式開關(guān)電源,用于恒定電流下調(diào)節(jié)輸出。

　　LED驅(qū)動(dòng)器的后端架構(gòu)包含一個(gè)具有短路保護(hù)功能的電流調(diào)節(jié)電路。可以利用線性調(diào)節(jié)電路達(dá)到這一目的,然而這種方法本身效率低下,因此適用低輸出電流,通常不會(huì)應(yīng)用到多級(jí)架構(gòu)中去。替代方法是使用簡(jiǎn)單的、具有電流回饋功能的降壓穩(wěn)壓器電路,以便限制了輸出電流超過期望的LED驅(qū)動(dòng)電流。其抵消了總LED正向電壓隨溫度和器件容差的變化,還限制了出現(xiàn)短路或其它故障條件時(shí)的電流,從而能夠保護(hù)驅(qū)動(dòng)器免遭損壞。

　　E27 3.5W LED燈泡驅(qū)動(dòng)方案推介

　　工作原理圖

　　方案主芯片 : 意法半導(dǎo)體( STMicro )型ALTAIR03TR (SO16貼片封裝 )，準(zhǔn)諧振型工作模式芯片,高集成和高可靠度。

　　主要參數(shù)如下

　　middot;輸入電壓 : AC90~264V,50/60Hz

　　·功率因子 : > 0.5

　　·平均效率 : > 75%

　　·輸出恒壓/恒流 : DC10.2V , 350mA +/-5%

　　·LED組合 : 串聯(lián) 1W x 3

　　·方案特點(diǎn) : 內(nèi)置700V MOSFET ,極少組件數(shù)目,性價(jià)比極高