LED技術(shù)節(jié)能智能化趨勢及面臨的挑戰(zhàn)

文章來源:恒光電器

發(fā)布時間:2014-05-20

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  LED照明具有節(jié)能,、環(huán)保,、長壽、抗震,、體積小,、響應(yīng)速度快等優(yōu)點。目前,，LED應(yīng)用領(lǐng)域主要包括背光,、一般照明和車用照明三大市場。隨著LED燈價格下降,，舒適性和安全性成為半導(dǎo)體照明的技術(shù)方向,。另外，廠房照明,，半導(dǎo)體照明將開啟照明智能化時代,。智能照明具有燈光亮度調(diào)節(jié)、色溫調(diào)節(jié),、燈光軟啟動,、定時控制、場景設(shè)置等功能,，并達(dá)到個性化,、舒適性、二次節(jié)能,、安全高效的要求,。

　　一、機遇和挑戰(zhàn)

　　LED照明具有很多突出的優(yōu)點：節(jié)能——直流驅(qū)動,，綠色照明,，電光功率轉(zhuǎn)換接近100％，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80％以上；壽命長——使用壽命可達(dá)6萬～10萬小時,，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上,；色彩變化多——利用紅、綠,、藍(lán)三基色原理,，在計算機技術(shù)控制下使三種顏色具有256級灰度并任意混合，可產(chǎn)生256×256×256—16777216種顏色,；環(huán)保——既沒有熱量,，也沒有輻射，眩光小,，工程照明,，可回收，不含汞元素,，冷光源,，可以安全觸摸；高科技——低壓微電子產(chǎn)品,，室外照明,，融合計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),、圖像處理技術(shù),、嵌入式控制技術(shù)等，是半導(dǎo)體光電器件的數(shù)字信息化產(chǎn)品,，具有在線編程,、無限升級、靈活多變的特點,。LED照明的價格相對高于傳統(tǒng)光源,，這成為LED進(jìn)入市場的障礙之一。另外,，產(chǎn)能過剩也導(dǎo)致LED市場的競爭激烈,。推動LED照明市場發(fā)展的關(guān)鍵推動力是高亮度LED和智能LED控制器的出現(xiàn),。采用高亮度LED的產(chǎn)品設(shè)計師面臨許多設(shè)計挑戰(zhàn),，包括散熱管理、驅(qū)動方案,、拓?fù)浼軜?gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施,。

　　二、市場趨勢

　　就當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的水準(zhǔn)來看,，LED照明還沒有足夠的能力打破傳統(tǒng)照明觀念,，依然停留在取代型路線上；而在取代型路線里面，LED照明還必須依賴政府政策指引,。也就是說,，雖然LED照明某些領(lǐng)取發(fā)展到足夠成熟的程度，但是相對于整個市場而言,，其還處在一個起步階段的雛形層面上,。

　　1、汽車

　　隨著LED照明技術(shù)的不斷進(jìn)步,，LED逐漸被應(yīng)用于汽車照明領(lǐng)域,。針對汽車應(yīng)用的LED研發(fā)廠商積極性很高，而LED也確實以它的獨特性吸引著車用市場,。I．ED光源在汽車中應(yīng)用具有很多優(yōu)勢：能耗低,，壽命長，形式多樣,，識別度高,，抗沖擊性好，便于布置和造型設(shè)計,，LED照明品牌,，響應(yīng)速度快，亮度高,，光線亮度衰減遠(yuǎn)低于鹵素?zé)�,，低壓直流電即可�?qū)動LED，負(fù)載小,，干擾弱,，對使用環(huán)境要求低。這些因素對節(jié)能和行車安全顯然大有裨益,。LED車燈在向著平民化的車型蔓延,。對于要求更高的車前燈，也會隨著LED亮度的提高,、價格的逐漸下降而獲得普遍應(yīng)用,。智能化應(yīng)用也是LED一個潛在的優(yōu)勢。未來的LED照明不是帶來更高的光效,，而是更好的光線,。在汽車中，行業(yè)資訊,，智能化照明是未來一個流行趨勢,，比如按需調(diào)節(jié)燈光的明暗程度、車內(nèi)燈光隨外界光線而自動調(diào)整等等,。利用LED照明的汽車不僅僅是在歐洲等市場成長,。在中國,，新能源汽車已經(jīng)進(jìn)入中國十二五計劃，屬于國家低碳,、節(jié)能,、環(huán)保產(chǎn)業(yè)的一部分，符合國家產(chǎn)業(yè)支持政策,，屬于LED產(chǎn)業(yè)延伸的領(lǐng)域之一,。

　　2、物聯(lián)網(wǎng)與智能照明

　　除了高光效外,，商業(yè)照明燈具,，光的質(zhì)量、尺寸的輕薄以及智能控制系統(tǒng)等將會是未來LED照明發(fā)展的重點,。如果有一個增長非常顯著的LED領(lǐng)域,，那一定是智能照明市場。智能照明是指利用計算機,、無線數(shù)據(jù)傳輸,、擴頻電力載波通信技術(shù)、計算機智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術(shù)組成的分布式無線遙測,、遙控,、遙訊控制系統(tǒng)，來實現(xiàn)對照明設(shè)備的智能化控制,，具有燈光亮度的強弱調(diào)節(jié),、燈光軟啟動、定時控制,、場景設(shè)置等功能,，達(dá)到安全、節(jié)能,、舒適,、高效的特點。它要求進(jìn)行高級控制,，包括可編程性能,、頻譜控制和環(huán)境集成等。目前,，這大概是LED照明市場20億美元總額的13％,，但有望在2014年翻倍。

智能LED照明控制要求對燈光亮度進(jìn)行精確控制,�,？删幊讨悄芸刂苾�(nèi)核普遍用于架構(gòu)系統(tǒng)，接收來自燈源和運動傳感器以及面板的輸入,。這種系統(tǒng)一般可以由用戶進(jìn)行編程,，在一天中規(guī)劃不同的時間及區(qū)域，提供不同的照明等級,，并可能按照一周不同的日期進(jìn)行變化,。

　　這種控制的關(guān)鍵在于利用最佳光輸出范圍和穩(wěn)定性的機制調(diào)節(jié)LED的明暗度，同時在調(diào)光范圍上使得每瓦流明實現(xiàn)最優(yōu)化,，并提供高功率因數(shù)和低交流線路諧波,。要實現(xiàn)真正的“智能”，照明燈必須能感應(yīng)周邊環(huán)境并對環(huán)境變化作出局部的反應(yīng),。驅(qū)動器本身并不“智能”,，照明燈具目前也不能實現(xiàn)局部感應(yīng)，工程照明,，所以,，它們都不能算實現(xiàn)了“智能”。整個行業(yè)都僅僅把LED燈當(dāng)作產(chǎn)生光子的替代品,，但現(xiàn)實是LED控制裝置越來越多,， led服裝照明，它們都為LED照明帶來全新的方法,。未來的發(fā)展趨勢是,，在生產(chǎn)備用燈具時將傳感器和智能的決策方案包含進(jìn)去，通過調(diào)整操作方式來滿足用戶的需求,，而照明開關(guān)將不復(fù)存在,。

　　在物聯(lián)網(wǎng)世界里，聯(lián)網(wǎng)照明等系統(tǒng)將形成樓宇管理系統(tǒng)的通信中樞,，包括照明,、安防、火災(zāi)探測,、溫度控制和人員檢測,。這些功能可以連接到使用個人電腦和便攜設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)，照明方案,，實現(xiàn)基于云控制,、數(shù)據(jù)采集以及處理和存儲。到2020年,，家庭和樓宇相關(guān)設(shè)備的市場價值可能達(dá)到6650億美元,，在更加廣泛的互連設(shè)備市場中占據(jù)29％的份額。高級控制功能可提供低成本和個性化的便利照明體驗,。通過i0S或Android系統(tǒng),，綠色照明，系統(tǒng)可提供家庭局域網(wǎng)與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用之間的低成本連接,，以及安裝在樓宇內(nèi)的智能照明設(shè)備的近距離實時控制能力,。

　　未來照明行業(yè)將會朝著“智能化”的趨勢發(fā)展,，LED照明最終的表現(xiàn)形式會朝著智能化、模組化,、專業(yè)化發(fā)展,，這更有利于產(chǎn)品的生產(chǎn)和維護(hù)。智能技術(shù)與照明的結(jié)合使照明更進(jìn)一步地滿足不同個體,、不同層次群體的需求,。這也應(yīng)該是智能照明的發(fā)展方向。

　　三,、技術(shù)趨勢

　　1,、高壓LED

　　高壓LED是一種全新的LED品種，具有很多優(yōu)點,。VF值為3．2V左右的光源早已應(yīng)用到不計其數(shù)的燈具里面,，恒光電器，多只LED串聯(lián)的做法也是第一種高壓LED的應(yīng)用,。第二種,，就是LED上游芯片廠家通過特殊工藝制程，將多顆VF值在3．2V左右的LED芯片以串聯(lián)方式做在一片基片上,，引出“+”“一”兩個PAD,，又叫做高壓LED芯片。封裝廠家拿芯片后,，制做成高壓LED光源,。

　　高壓LED有高光效、電源要求低,、線性電源結(jié)合省成本,、減緩光衰等優(yōu)點，同時也存在成本,、功率耗散和散熱器等問題,。總之,，高壓LED不失為一種具有特點的LED,，向人們提供了一種選擇，對于不同場合可選擇最適合的技術(shù),。

　　2,、中功率LED

　　隨著LED照明市場起飛，加上背光用LED規(guī)格的改變,，中功率市場一躍而成2013年LED產(chǎn)業(yè)主流規(guī)格,，產(chǎn)值首度超越高功率市場。其中,，采用EMC支架材料LED驅(qū)動電流可以達(dá)1～2W,，可同時供應(yīng)中功率與中高功率市場,，LED封裝廠積極擴增EMC產(chǎn)能，而PCT支架材料改良后,，LED封裝廠也積極以PCT產(chǎn)品切入中功率市場,。

此外,， led商業(yè)照明,，flip—chip產(chǎn)品也在2014年進(jìn)軍中功率市場。EMC產(chǎn)品隨著中功率市場興起而成為2013年的閃亮之星,，其中日亞化EMC產(chǎn)品757系列2013年在市場熱賣打響EMC名號,，EMC產(chǎn)品具有同時供應(yīng)直下式背光與照明市場的高共用性特性，加上跌幅加速,，LED封裝廠皆積極投入EMC產(chǎn)品開發(fā)與產(chǎn)能擴充,。

　　而PCT支架材料經(jīng)過廠商改良后，驅(qū)動功率由過去的0．7W拉升至1～1．2W,，除了一舉拉開與PPA支架的距離,，也切進(jìn)原先EMC產(chǎn)品中0．7～1．2W的市場。高性價比的PCT產(chǎn)品也是部分LED封裝廠2014年中功率重要產(chǎn)品線,。

　　中功率市場2013年產(chǎn)值首度超越高功率,，原先專注于高功率市場的飛利浦也在2013年積極切人中功率市場。除了已經(jīng)推出的中功率產(chǎn)品以外,，飛利浦也計劃在2014年將具有體積更小,、單位面積發(fā)光效率更佳，以及有五面發(fā)光,、發(fā)光角度大的flip—chip產(chǎn)品導(dǎo)人中功率市場,，顯見其對中功率市場的看中程度。

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