普通LED照明市場因其非常分散而與模擬IC市場相類似。例如,其細(xì)分市場包括替換燈泡、燈條、燈串、室外區(qū)域照明、工業(yè)、商業(yè)、住宅、消費類便攜式產(chǎn)品、娛樂、零售展示用照明、離網(wǎng)和安全/安保。
要注意的是,在2018年259億美元的LED總體市場預(yù)測規(guī)模中,普通LED照明市場所占的比例大約為57%。其他的市場是標(biāo)示牌、汽車照明、移動設(shè)備、顯示器中的背光源、監(jiān)視器等等。
普通照明LED應(yīng)用在商業(yè)和住宅市場中均繼續(xù)獲得動力,它們進一步加速成長。根據(jù)行業(yè)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析,“在面向商業(yè)用途的高亮度LED照明系統(tǒng)中出現(xiàn)了顯著的增長。這是因為對于大多數(shù)消費者來說,針對家用的LED照明仍然過于昂貴。在其長期效益優(yōu)勢、節(jié)能和環(huán)保屬性、以及相關(guān)減稅政策的支持之下,LED照明在停車場、辦公空間、廠房和庫房等商業(yè)場所中的使用量將大幅度增長。LED燈不僅能夠替代高壓鈉燈、鹵素?zé)艉桶谉霟襞?,而且還可在某些場地中取代CFL和熒光燈。據(jù)估計,LED商業(yè)照明的快速成長和廣泛使用發(fā)生在2011年,但是把LED用于家庭照明則直到2012年才開始快速發(fā)展。”
商業(yè)/工業(yè)應(yīng)用在向LED過渡的過程中起引領(lǐng)作用是毫不奇怪的,因為在商業(yè)樓宇的能源消費總量中,照明通常占到了25%至40%。由于這些應(yīng)用需要提供長時間的高強度光,所以節(jié)省電能的經(jīng)濟回報是相對短期的。其次,LED燈具的長壽命極大地降低了更換燈泡的成本。這些更換成本不僅包括燈泡本身的價格,還包括實際更換時的人工成本,而在某些應(yīng)用(比如:天井燈)中這種人工成本是巨大的。
LED照明之高成長率的主要背后推手是其功耗較之傳統(tǒng)照明方式有了大幅下降。與白熾燈照明相比,LED提供相同照明等級(以流明為單位)所需的電能低于20%。如在表1中可以看到的那樣,LED照明還擁有其他的優(yōu)勢,但也帶來了一些額外的挑戰(zhàn)。LED的優(yōu)勢包括比白熾燈泡高幾個數(shù)量級的壽命,這就大幅度地降低了更換成本。另外,能夠采用以前安裝好的TRIAC調(diào)光器對LED進行調(diào)光也是一個主要的好處,特別是在住宅照明中。即時接通消除了與CFL有關(guān)的預(yù)熱時間,而且LED對電源循環(huán)不敏感,這一點與CFL是相像的。此外,LED照明燈具還不含任何需要管理和處置的有毒材料,而CFL的操作則采用了有毒的汞氣。最后,LED實現(xiàn)了非常扁平的新外形,而這是其他技術(shù)做不到的。
表1:LED、CFL和白熾光源的比較
不過,推動至家用LED照明轉(zhuǎn)變的另一個影響因素是這樣的事實:在2013年底,大多數(shù)美國家庭中常用的40W和60W白熾燈泡禁止在美國制造或從國外進口(不過,它們?nèi)匀豢梢圆少?。另外還應(yīng)注意的是,75W和100W燈泡在2012年就逐步淘汰。美國環(huán)保署(EPA)對于改善電至光輸出功效的要求是導(dǎo)致這些產(chǎn)品逐漸消亡的主要推動因素。居支配地位的理由是幫助降低電力消耗(因而就減少了發(fā)電量),因為事實上住宅家居照明在總耗電量中所占的比例在14%左右(信息來源:美國能源信息管理局)。因此,產(chǎn)生等值光強度輸出所需電能僅為其他光源1/8的固態(tài)LED已經(jīng)涌入了我們的現(xiàn)代世界。
Cree公司在美國家得寶(Home Depot)出售其60WLED產(chǎn)品的價格低至7.97美元。這款Cree燈泡是專為擁有25,000小時的壽命而設(shè)計的,并且與同等的傳統(tǒng)白熾燈泡相比其電能節(jié)省幅度達到84%。此外,而且對消費者來說更加重要的是,Cree聲稱:通過用他們的LED燈泡替代家中5個最常用照明燈具中的白熾燈泡,消費者每年可以平均節(jié)省約60美元的電費。因此,雖然大多數(shù)消費者對于花8美元購買一只60WLED燈泡仍然猶豫不前,但是他們再也不能購買與之同等的白熾燈泡了。好消息是:諸如Philips和Feit等競爭供應(yīng)商繼續(xù)提供特殊的價格激勵,其中此類燈泡的平均成本略低于每只3美元。
這種逐步發(fā)展的照明順序(從白熾燈泡到固態(tài)電子)類似于目前汽車行業(yè)中出現(xiàn)的車用照明技術(shù)遷移。雖然紅光LED在汽車尾燈中的使用已經(jīng)超過了10年,然而汽車內(nèi)部和前向照明系統(tǒng)的變化只是近期才在LED使用率上取得了顯著的進步。例如:車內(nèi)指示燈和儀表板背光燈中的LED使用率分別超過了70%和45%。與之形成鮮明對比的是:目前晝間行駛燈(DRL)中的LED采用率高于55%,而車前燈中的LED采用率則約為5%。
那么,LED車前燈為何沒有像其他形式的汽車LED照明那樣取得快速發(fā)展呢?答案當(dāng)然是成本。作為在車前燈中使用LED的替代方案是:白熾燈泡、鹵素?zé)襞莼騂ID氙氣燈泡。性能相當(dāng)?shù)腖ED其成本可比鹵素車前燈(最初于1962年在歐洲推出,但直到1978年才在美國得到推廣使用)高出100%之多,并且高達HID氙氣燈泡的1.5倍(相比于較低性能的鹵素替代方案,實現(xiàn)與HID氙氣車前燈相當(dāng)?shù)男阅苄枰捎觅F得多的LED解決方案)。
一般而言,在發(fā)光方面LED車前燈介于鹵素?zé)艉虷ID氙氣燈之間,但其提供的光線聚焦度高得多,而且還能用來創(chuàng)建不同的形狀。另外,憑借其小尺寸,LED可提供更大的操控余地,汽車制造商能夠設(shè)計出各種各樣的車燈形狀和組件以與其車型完美地匹配。雖然LED在其點亮?xí)r并不發(fā)熱,但是當(dāng)電力通過時它們確實會在發(fā)射極的底部產(chǎn)生一定的熱量,從而對相鄰的組件和連接電纜形成某種潛在的風(fēng)險。為此,LED車前燈需要冷卻系統(tǒng)(比如:散熱器或風(fēng)扇)以阻止其熔化。此外,這些冷卻系統(tǒng)位于引擎室,對于某些其他系統(tǒng)保持合適溫度而言是一個不那么冷卻的區(qū)域。這也是LED車前燈更難設(shè)計和難以在車中實現(xiàn)的另一原因,以及它比HID更昂貴。圖1示出了LED車前燈配置的一種代表。
圖1:矩陣式LED車前燈是怎樣散射光的
再者,奧迪(Audi)最近宣布在其高性能R8車系中推出了一款可任選的激光遠(yuǎn)光燈。該系統(tǒng)的卓越之處是不會把光照射到行駛在其前方的車輛上,因此遠(yuǎn)光燈可以保持接通并自我調(diào)節(jié),即使其前方有多達8輛汽車也不例外。與LED遠(yuǎn)光燈相比,Audi的激光聚光燈能夠沿著行駛的道路把其光束投射兩倍之遠(yuǎn)(超過500英尺),從而為駕駛者提供更大的能見距離。
表2 概要列出了用于為汽車提供前照燈的不同方法之優(yōu)缺點。
表2:不同汽車照明燈泡的比較
總之,白熾燈泡作為應(yīng)對照明需求之首選的支配地位曾有令人暈眩的日子,而這樣的時光即將結(jié)束。已經(jīng)有很長一段時間了,但是通常與LED產(chǎn)品有關(guān)的成本結(jié)構(gòu)在過去5年有了大幅度的下降。如此一來,其價位現(xiàn)在足夠低了,不僅被消費者所接受,同時也受到了主要產(chǎn)業(yè)(例如:交通市場區(qū)段)的歡迎。沒錯,我相信對于LED燈而言未來是光明的。
(審核編輯: 滄海一土)
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