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LED通用照明剛剛起步,市場(chǎng)需求主流仍是CFL燈

NXP半導(dǎo)體照明產(chǎn)品市場(chǎng)資深經(jīng)理陳嶸說(shuō):“未來(lái)3年,CFL節(jié)能燈市場(chǎng)將快速發(fā)展,之后發(fā)展速度就會(huì)平坦下來(lái),5年后市場(chǎng)需求將逐漸減少。LED燈具目前還存在成本障礙,但LED光源的成本在快速下降,目前市場(chǎng)正在試用階段,預(yù)計(jì)LED燈具將會(huì)在未來(lái)5-10年內(nèi)占據(jù)通用照明市場(chǎng)的主流地位?!?/p>

目前白熾燈的淘汰已經(jīng)不再是將來(lái)時(shí),而是進(jìn)行時(shí),今年白熾燈禁用法律已經(jīng)在阿根廷、澳大利亞、新西蘭、法國(guó)、意大利和菲律賓生效,明年將在英國(guó)、芬蘭和荷蘭生效,后年將在日本和加拿大生效,2014年將在美國(guó)生效,全球最晚的中國(guó)也將在2017年生效,這也是為什么CFL節(jié)能燈市場(chǎng)需求快速上升的一個(gè)主要原因,因?yàn)镃FL節(jié)能燈是目前白熾燈的一個(gè)最佳替代選擇,不僅價(jià)格最接近白熾燈,而且壽命和節(jié)能效果遠(yuǎn)超白熾燈,一只13W的CFL節(jié)能燈光效就相當(dāng)于一只60W的白熾燈,功耗降低了五分之四,壽命提高了8-15倍。

《國(guó)際電子商情》
NXP半導(dǎo)體照明產(chǎn)品市場(chǎng)資深經(jīng)理陳嶸Iycesmc

目前全球燈具市場(chǎng)需求總量大約是100億只,其中近三分之一(30億只)是CFL節(jié)能燈。NXP半導(dǎo)體照明產(chǎn)品市場(chǎng)資深經(jīng)理陳嶸說(shuō):“未來(lái)3年,CFL節(jié)能燈市場(chǎng)將快速發(fā)展,之后發(fā)展速度就會(huì)平坦下來(lái),5年后市場(chǎng)需求將逐漸減少。LED燈具目前還存在成本障礙,但LED光源的成本在快速下降,目前市場(chǎng)正在試用階段,預(yù)計(jì)LED燈具將會(huì)在未來(lái)5-10年內(nèi)占據(jù)通用照明市場(chǎng)的主流地位?!? 市場(chǎng)研究公司Datapoint Research今年6月發(fā)布的一份報(bào)告要顯示,從2007年到2013年,白熾燈市場(chǎng)正在呈快速下降態(tài)勢(shì),CFL節(jié)能燈市場(chǎng)正在強(qiáng)勁上升,LED照明處于方興未艾狀態(tài)。 目前CFL燈具驅(qū)動(dòng)解決方案絕大部分是NXP提供的?!癗XP每年的全球CFL驅(qū)動(dòng)器銷(xiāo)售量超過(guò)6千萬(wàn),其中1千萬(wàn)片是在中國(guó)市場(chǎng)銷(xiāo)售的,目前超過(guò)20家全球客戶(hù)在使用NXP的CFL驅(qū)動(dòng)解決方案?!标悗V表示,“之所以能取得這樣的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位,是因?yàn)镹XP具有獨(dú)特的高壓工藝,它使得我們能把控制、MOSFET和MOSFET驅(qū)動(dòng)電路一起集成在一個(gè)Die上,其它供應(yīng)商通常需用兩個(gè)Die,再封裝在一個(gè)芯片上,因此我們的成本可做得更低,而這對(duì)于成本敏感型的CFL燈具市場(chǎng)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的?!? 目前CFL節(jié)能燈市場(chǎng)存在的主要問(wèn)題是:CFL燈具的品質(zhì)參差不齊、CFL燈泡需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)熱才能達(dá)到最高亮度、與現(xiàn)有TRIAC調(diào)光器不兼容。 現(xiàn)在很多消費(fèi)者抱怨,買(mǎi)回家的CFL燈具沒(méi)用多久就變黑或不亮了。這一品質(zhì)問(wèn)題的根本來(lái)源于歐盟目前的CFL燈具標(biāo)準(zhǔn):即CFL燈具的合格率標(biāo)準(zhǔn)為50%,因?yàn)闅W盟是中國(guó)CFL燈具制造商的主要目標(biāo)市場(chǎng),他們的產(chǎn)品合格率基本上取決于歐盟市場(chǎng)的要求。合格的CFL燈具使用壽命是6000小時(shí)(差不多6年),但由于合格率只有50%,因此差不多有一半的用戶(hù)買(mǎi)回家的CFL燈具是不合格,其使用壽命可能只有幾百個(gè)小時(shí)。 這一問(wèn)題可能要到2013年才會(huì)改善,因?yàn)闅W盟新的CFL燈具標(biāo)準(zhǔn)要到2013年才會(huì)實(shí)施。新標(biāo)準(zhǔn)將合格率提高到70%,這意味著2013年后的CFL燈具消費(fèi)者買(mǎi)到不合格產(chǎn)品的概率會(huì)低很多。 新標(biāo)準(zhǔn)還將CFL燈具的開(kāi)關(guān)次數(shù)大幅提高了3倍,從2009年的1萬(wàn)次到2013年的3萬(wàn)次。一旦CFL燈具的開(kāi)關(guān)次數(shù)達(dá)到規(guī)定的數(shù)字,其燈絲就會(huì)變黑,這燈具就不能用了。提高燈絲開(kāi)關(guān)次數(shù)壽命的方法是每次打開(kāi)開(kāi)關(guān)前先預(yù)熱燈絲,但這方法只有采用基于IC的驅(qū)動(dòng)方案才能實(shí)現(xiàn),現(xiàn)有的基于分立元件的驅(qū)動(dòng)方案是做不到這點(diǎn)的。 在今年的香港國(guó)際照明展上,NXP展出了基于其最新UBA2211驅(qū)動(dòng)器的13W內(nèi)嵌式CFL驅(qū)動(dòng)解決方案,它的效率可做到90-92%。與目前市場(chǎng)上主流的分立式解決方案相比,基于IC的CFL驅(qū)動(dòng)方案可將周邊元器件數(shù)量降低到十幾個(gè),不僅PCB板可做得很小及很簡(jiǎn)潔,成本也只會(huì)增加幾元錢(qián),而且還會(huì)帶來(lái)很多的性能提升。 例如,陳嶸表示,NXP基于UBA2211的CFL驅(qū)動(dòng)電源方案可以解決以下幾個(gè)問(wèn)題:CFL燈具壽命可延長(zhǎng)50-150%、開(kāi)關(guān)次數(shù)可提高3倍到30倍、產(chǎn)品一致性可大幅提高、光電轉(zhuǎn)換效率可提高2-5%、減小燈具尺寸、支持高效深度調(diào)光、縮短燈具啟動(dòng)時(shí)間、降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和人工成本、以及恒定輸出功率(降低輸入電壓依賴(lài)性)。 與LED驅(qū)動(dòng)電源方案不同的是,CFL驅(qū)動(dòng)電源方案不需要采用專(zhuān)門(mén)的EMI消除元件,它可以用2個(gè)小陶瓷電容來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能。另外,電源輸入回路所需的鋁電解電容(主要用于消除紋波電流)也不會(huì)影響CFL驅(qū)動(dòng)電源的壽命,因?yàn)镃FL是輻射光源,鋁電解電容的工作環(huán)境溫度不會(huì)像LED驅(qū)動(dòng)電源那樣高達(dá)1百多度,因此它的工作壽命也就不會(huì)受到多大影響,一般多能達(dá)到6千小時(shí)以上的工作壽命。 陳嶸指出:“目前市場(chǎng)上只有約2%的高品質(zhì)CFL燈具在采用基于IC的驅(qū)動(dòng)解決方案,我們希望未來(lái)有更多的CFL燈具制造商采用內(nèi)嵌式IC驅(qū)動(dòng)方案。” 不過(guò),對(duì)很多CFL燈具或驅(qū)動(dòng)電源開(kāi)發(fā)商來(lái)說(shuō),采用IC驅(qū)動(dòng)方案也有一些實(shí)際的難處。例如,深圳恒耀光電科技有限公司技術(shù)部部長(zhǎng)何其輝說(shuō):“我們現(xiàn)在生產(chǎn)的CFL驅(qū)動(dòng)電源既有分立式的,也有IC式的?;贗C的方案的確有很多性能上的優(yōu)勢(shì),是未來(lái)的發(fā)展主流,但目前對(duì)我們來(lái)說(shuō)還有一些工藝實(shí)現(xiàn)上的問(wèn)題,如目前所有的CFL驅(qū)動(dòng)電源PCB板皆采用波峰焊(因成本考慮),這些加工廠是沒(méi)有貼片機(jī)的,因此需要工人用手工方式將IC貼裝到PCB板上,而這會(huì)因ESD等問(wèn)題帶來(lái)最終驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)品的可靠性問(wèn)題?!?

《國(guó)際電子商情》
NXP CFL驅(qū)動(dòng)電源方案 “PCB正面” 與 “PCB背面”Iycesmc

目前市場(chǎng)上的大部分CFL驅(qū)動(dòng)器不能支持很寬的調(diào)光深度,因此無(wú)法支持市場(chǎng)上所有的TRIAC調(diào)光器。陳嶸透露:“我們現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出支持所有市面上TRIAC調(diào)光器的CFL驅(qū)動(dòng)芯片,它的調(diào)光深度高達(dá)1%,不過(guò),這芯片的正式發(fā)布要到明年。” [轉(zhuǎn)下一頁(yè):LED照明:戰(zhàn)略投資方向 {pagination} LED照明:戰(zhàn)略投資方向 LED固態(tài)照明目前被廣泛認(rèn)為是中長(zhǎng)期高效能照明的首選方案,其效能可望達(dá)到白熾燈的10倍。目前LED的使用主要在于建筑照明、裝飾照明和效果照明,以及交通信號(hào)和路燈照明等特殊應(yīng)用。 為了使LED照明躍升為室內(nèi)照明的主流技術(shù),目前業(yè)界正在亮度、效率、光衰和成本等方面做進(jìn)一步的努力,預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)就能取得顯著進(jìn)展。 為了延續(xù)自己在CFL照明市場(chǎng)上的領(lǐng)先地位,NXP這幾年也在為這5年后將蓬勃發(fā)展的新興市場(chǎng)做必要的戰(zhàn)略投資。目前已開(kāi)發(fā)出針對(duì)10W以下LED燈具驅(qū)動(dòng)的SSL2101驅(qū)動(dòng)芯片和針對(duì)10W-25W范圍的LED驅(qū)動(dòng)芯片SSL2102,SSL2102支持TRIAC調(diào)光。

《國(guó)際電子商情》
NXP LED照明驅(qū)動(dòng)電源系列Iycesmc

陳嶸表示,“NXP的LED驅(qū)動(dòng)解決方案SSL2101/2102自2009年5月發(fā)布以來(lái),銷(xiāo)售量已經(jīng)超過(guò)1千萬(wàn)片,很受市場(chǎng)歡迎,它們也是目前市場(chǎng)上唯一達(dá)到LED壽命標(biāo)準(zhǔn)的LED驅(qū)動(dòng)芯片(壽命超過(guò)7萬(wàn)5千小時(shí)),并在今年5月拉斯維加斯國(guó)際照明展上獲得技術(shù)創(chuàng)新大獎(jiǎng)?!? 他說(shuō),明年我們還將推出支持外置MOSFET的LED驅(qū)動(dòng)芯片SSL2103,它可以驅(qū)動(dòng)更大功率,如25W-100W。 目前影響LED通用照明市場(chǎng)的2大主要問(wèn)題是:LED燈具太貴、LED驅(qū)動(dòng)電源壽命偏低。一個(gè)13W的LED燈泡需要250元人民幣左右,而一個(gè)一流品牌的13W CFL節(jié)能燈只需20元左右,二流品牌的13W CFL燈可能只需要15元人民幣。 LED燈具太貴的原因有二:一是高亮度LED光源的成本太高,二是LED散熱金屬殼的成本居高不下。 好消息是高亮度LED光源的成本每年都在快速下降。陳嶸表示:“目前LED光源的成本正以40%的速度快速下降?!盋ree中國(guó)區(qū)副總裁兼總經(jīng)理施毓?fàn)N也說(shuō):“高亮度LED的成本目前正以25%左右的速度往下掉?!? 3W以上LED燈泡需要采用金屬散熱外殼來(lái)散熱,功率越大,需要的金屬外殼越多,成本也就越高。因此,陳嶸指出:“解決LED照明散熱瓶頸的未來(lái)最終方案只能是提高光效,以降低LED功率。另外一個(gè)解決方法是從點(diǎn)光源走向面光源,這樣每個(gè)點(diǎn)上的LED功率不需很大,從而可以有效消除散熱問(wèn)題。從這個(gè)意義上講,LED燈泡可能只是一個(gè)過(guò)渡性產(chǎn)品?!? LED驅(qū)動(dòng)電源壽命偏低的一個(gè)重要原因是驅(qū)動(dòng)電源所需的鋁電解電容的壽命不足,主要原因是長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)LED燈具內(nèi)部的環(huán)境溫度很高,導(dǎo)致鋁電解電容的電解液很快被耗干,壽命大為縮短,一般只能工作5千小時(shí)左右。而LED光源的壽命是5萬(wàn)小時(shí),因此鋁電解電容的工作壽命就成為了LED驅(qū)動(dòng)電源壽命的短肋。 現(xiàn)在有些供應(yīng)商為了解決這個(gè)問(wèn)題,發(fā)明了無(wú)鋁電解電容的LED驅(qū)動(dòng)電源方案。但并不是所有的LED驅(qū)動(dòng)電源供應(yīng)商都贊成這種做法。陳嶸指出:“目前量產(chǎn)的LED照明驅(qū)動(dòng)電源中沒(méi)有一款是采用了無(wú)電解電容的驅(qū)動(dòng)方案,因?yàn)闆](méi)有它的話(huà),很多試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)通不過(guò),如EMI測(cè)試和無(wú)閃爍測(cè)試?!? 而采用鋁電解電容的LED驅(qū)動(dòng)電源方案很容易通常以上測(cè)試,如果換成薄膜電容和陶瓷電容或鉭電容,情況如何呢?薄膜電容要達(dá)到相同的電容量(一般為100-220uF),體積就會(huì)很大,而且成本也太高,陶瓷電容一般容量太小,如用多個(gè)陶瓷電容實(shí)現(xiàn)這么大的容量,占板面積和成本都太大,鉭電容要具有這么大容量,一是太貴,而是耐壓太低達(dá)不到要求,因此換成其它任何種類(lèi)的電容,基本上不是體積太大,就是太貴,如為了這些缺點(diǎn)換成容量較小的電容,消除紋波的效果就沒(méi)有那么好,很多出口產(chǎn)品所需的嚴(yán)格認(rèn)證測(cè)試指標(biāo)就無(wú)法通過(guò),因此目前高質(zhì)量的LED驅(qū)動(dòng)電源還是普遍采用鋁電解電容。 深圳恒耀光電科技有限公司技術(shù)部部長(zhǎng)何其輝說(shuō):“很多供應(yīng)商宣稱(chēng)的無(wú)電解電容LED驅(qū)動(dòng)電源方案,很可能只是去掉了AC輸入端的鋁電解電容,恒流輸出端的鋁電解電容應(yīng)該是很難去掉或替代的?!? 在這次的香港國(guó)際照明展上,NXP還展示了一款可TRIAC調(diào)光的內(nèi)嵌了驅(qū)動(dòng)電源的13W LED燈泡,這款基于SSL2102的驅(qū)動(dòng)電源方案采用了鋁電解電容。當(dāng)筆者問(wèn)及該燈泡的工作壽命時(shí),陳嶸說(shuō):“鋁電解電容的工作壽命問(wèn)題肯定會(huì)影響到整個(gè)LED燈泡的壽命,但可以采取一些物理方法來(lái)緩解這個(gè)問(wèn)題,如將鋁電解電容在PCB上位置靠近燈尾,一般來(lái)說(shuō),最靠近LED光源部分的溫度最高,可達(dá)到100-200℃,散熱金屬外殼部分其次,一般為100℃左右,燈尾部分最低,一般為70℃左右,因此只要注意把鋁電解電容的位置靠近燈尾,其壽命就不會(huì)衰減得太厲害。我們的實(shí)驗(yàn)表明,它的壽命還可達(dá)到1萬(wàn)小時(shí)左右,相當(dāng)于10年使用時(shí)間,這對(duì)于一般家庭用戶(hù)來(lái)說(shuō),十年換一次LED燈泡基本上是可以接受的?!? 從LED驅(qū)動(dòng)電源的架構(gòu)上來(lái)說(shuō),陳嶸表示,日本和美國(guó)將以非隔離式方案為主流,因?yàn)樗麄兊碾娋W(wǎng)輸入電壓只有110V。而中國(guó)和歐洲將以隔離式方案為主流,因?yàn)樗鼈兊碾娋W(wǎng)輸入電壓高達(dá)220V,隔離方案的安全性有保障,盡管成本可能會(huì)偏高一些。
責(zé)編:Quentin
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