通用照明市場中的高亮度LED驅動要求與挑戰

近年來，隨著綠色環保團體不斷擴大節能環保界線，各個規范標準組織不斷發布新的能效標準，同時，終端產品不斷向更高集成度和更小尺寸的方向發展，降低能源消耗、提高能源使用效率已經成為全球眾多國家的政府、行業組織、半導體公司、電子產品制造商及消費者所共同關注的一項焦點。

如果我們審視各個應用領域的電能消耗，根據預計，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可觀，有鑒于此，業界不斷致力于尋求面向通用照明市場的更加節能高效的照明解決方案。

通用照明市場的不同光源對比

從具體應用來看，通用照明市場涵蓋的領域非常廣泛，包括建筑物照明、標志、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、高強度氣體放電燈(HID)以及新興的高亮度發光二極管(HB LED)等。

如果我們基于能效基準對不同光源進行比較，那么用于衡量照明的一個重要指標便是總輸出流明與輸入功率比，以每瓦流明數(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。對于標準的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55至60 lm/W。不過，CFL屬于全方向照射，安裝在燈具中時，光會被直射、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有大量的損耗。

圖1：不同光源的能效發展趨勢對比。

相比較而言，LED是一種新興的光源技術。最常見的白光LED是鍍磷(激發時會發黃光)的藍色LED。LED擁有著越來越高的能效，業界近期宣稱的最強的白光LED研發能力達到了132至136 lm/W，色溫達(4,500-6,000K)。實際上，近年來，業界在將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，它本質上是一種低壓器件，它們體積小巧，產生定向光，能夠產生多種色彩以及白光。它們產生紅外(IR)或紫外(UV)輻射，而且由于它們是固態器件，它們在機械上很強固并且不含汞，在恰當地設計和使用時能夠具有超過5萬小時的工作壽命周期。與壽命為1千小時的標準白熾燈相比，LED的壽命就要長得多。對于需要長時間連續工作、可能的用量有限、擁有很多極端應用環境的照明應用而言，或者是在地理上難于接近或故障停機成本高昂的應用中，LED的這些特性就特別具有吸引力。這樣一來，高亮度LED已經在多種應用中開始替代白熾燈；其中白天可見的應用包括汽車中央停車警告燈和交通信號燈。