日常生活中的射頻能量第2部分：等離子照明

隨著氮化鎵(GaN)技術(shù)的價(jià)值在商用微波和射頻(RF)市場中得到認(rèn)可，潛在的應(yīng)用比比皆是，最值得注意的可能是射頻能量領(lǐng)域，相關(guān)內(nèi)容最近在以前的博客文章中重點(diǎn)介紹過。射頻能量使用受控的電磁輻射來為不同的過程供電，能夠有效利用固態(tài)解決方案取代當(dāng)前的磁控管，除了快速的頻率、相位和功率捷變外，這種解決方案還可提供低電壓驅(qū)動(dòng)、半導(dǎo)體式可靠性和更小的外形尺寸，并輔之以超高精度。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了前所未有的控制范圍，甚至能量分配，以及對(duì)不斷變化的負(fù)載條件的快速適配。

受益于射頻能量的令人振奮的應(yīng)用包括等離子照明，這將成為照明市場的下一個(gè)發(fā)展方向，里程碑式產(chǎn)品包括標(biāo)準(zhǔn)飛利浦燈泡和LED照明產(chǎn)品。等離子照明設(shè)備是一種沒有電極的光源，由惰性氣體放電形成，并由射頻能量激發(fā)。它是特斯拉在進(jìn)行高壓研究時(shí)發(fā)現(xiàn)的，期間，他在玻璃管中進(jìn)行了高頻電流的實(shí)驗(yàn)。電場由一種特殊類型的波導(dǎo)引導(dǎo)，可激發(fā)等離子體。

與其他主流光源相比，等離子燈可提供重要優(yōu)勢。與目前常用的常規(guī)熒光燈和高強(qiáng)度放電(HID)燈相比，它們的體積要小得多，可以大面積照明，并且提供更高的照明效率。這些品質(zhì)使等離子燈能夠提供高水準(zhǔn)的視覺敏銳度，但所需的燈具和消耗的電能卻更少。

等離子燈自發(fā)明以來便由磁控管供電，磁控管的平均壽命預(yù)計(jì)在500至1000小時(shí)。在評(píng)估等離子燈的價(jià)值時(shí)，這是一個(gè)重要的考慮因素，因此做一些統(tǒng)計(jì)是值得的。 美國海軍天文臺(tái)提供了一種工具來計(jì)算給定時(shí)間段內(nèi)的黑夜小時(shí)數(shù)(即整個(gè)太陽低于地平線的時(shí)間)。在加利福尼亞州的洛杉磯，今年八月份平均每日黑夜時(shí)間為10小時(shí)9分鐘，一個(gè)月的黑夜時(shí)間總共為313小時(shí)。如果在這些黑夜時(shí)間段內(nèi)持續(xù)點(diǎn)亮，則由磁控管供電的等離子燈的使用壽命最短2個(gè)月，最長4個(gè)月。因此，由于更換燈泡的成本過高，諸如室外、街道、體育場或區(qū)域照明的應(yīng)用將無法從基于磁控管的等離子照明中獲益。

不過，利用氮化鎵技術(shù)的性能優(yōu)勢，基于固態(tài)射頻能量的等離子照明極大延長了光源的使用壽命，為等離子燈提供了前所未有的市場機(jī)會(huì)。由于固態(tài)射頻能量的高效率和長壽命，等離子照明現(xiàn)在可以為大面積照明應(yīng)用提供極高的價(jià)值。

由氮化鎵驅(qū)動(dòng)的射頻能量不僅提供更高的效率和更長的使用壽命，還可實(shí)現(xiàn)可控的能量。由射頻能量供電的超高精度燈泡能夠適應(yīng)時(shí)間或者過往行人或車輛的運(yùn)動(dòng)，并相應(yīng)地轉(zhuǎn)換發(fā)出的光。利用射頻能量，電力將不再浪費(fèi)在空置的地方，這進(jìn)一步延長了燈泡的壽命。

盡管這是一個(gè)極具吸引力的概念，但從以往記錄來看，固態(tài)芯片的成本結(jié)構(gòu)比磁控管更昂貴，這使射頻能量應(yīng)用成為一種奢侈品。然而，憑借MACOM氮化鎵(以硅成本結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的硅晶圓)的優(yōu)異效率和增益性能，等離子照明首次有望主宰照明市場。

由于射頻能量等離子照明能夠以低于傳統(tǒng)技術(shù)的成本提高效率和可控性，升級(jí)到節(jié)能解決方案就像更換燈泡一樣簡單?，F(xiàn)有路燈的燈具、接線和燈架應(yīng)完全兼容基于射頻等離子的照明技術(shù)，無需改裝。無論在洛杉磯還是世界各地，我們都可以從超精確的照明中獲益，從而帶來巨大的節(jié)能效益!將等離子照明中的射頻能量與氮化鎵技術(shù)相結(jié)合，其價(jià)值近乎無窮。