白熾燈禁用法律生效 LED燈具將成市場(chǎng)主流
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：“未來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，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5-10年內(nèi)占據(jù)通用照明市場(chǎng)的主流地位?！?BR>
目前白熾燈 的淘汰已經(jīng)不再是將來時(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、意大利和菲律賓生效，明年將在英國、芬蘭和荷蘭生效，后年將在日本和加拿大生效，2014年將在美國生效，全球最晚的中國也將在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。
市場(chǎng)研究公司DatapointResearch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)器銷售量超過6千萬，其中1千萬片是在中國市場(chǎng)銷售的，目前超過20家全球客戶在使用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)來說是至關(guān)重要的。”
目前CFL節(jié)能燈市場(chǎng)存在的主要問題是：CFL燈具的品質(zhì)參差不齊、CFL燈泡需要經(jīng)過較長(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，買回家的CFL燈具沒用多久就變黑或不亮了。這一品質(zhì)問題的根本來源于歐盟目前的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買回家的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燈具的開關(guān)次數(shù)大幅提高了3倍，從2009年的1萬次到2013年的3萬次。一旦CFL燈具的開關(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。提高燈絲開關(guān)次數(shù)壽命的方法是每次打開開關(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，而且還會(huì)帶來很多的性能提升。
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)問題：CFL燈具壽命可延長(zhǎng)50-150%、開關(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)品開發(fā)和人工成本、以及恒定輸出功率（降低輸入電壓依賴性）。
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門的EMI消除元件，它可以用2個(gè)小陶瓷電容來實(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，對(duì)很多CFL燈具或驅(qū)動(dòng)電源開發(fā)商來說，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：“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)，是未來的發(fā)展主流，但目前對(duì)我們來說還有一些工藝實(shí)現(xiàn)上的問題，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等問題帶來最終驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)品的可靠性問題?！?
禁用白熾燈 LED照明崛起
NXPCFL驅(qū)動(dòng)電源方案“PCB正面”與“PCB背面”
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，這芯片的正式發(fā)布要到明年。' [!--empirenews.page--]
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
NXPLED照明驅(qū)動(dòng)電源系列
“NXP的LED驅(qū)動(dòng)解決方案SSL2101/2102自2009年5月發(fā)布以來，銷售量已經(jīng)超過1千萬片，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7萬5千小時(shí)），并在今年5月拉斯維加斯國際照明展上獲得技術(shù)創(chuàng)新大獎(jiǎng)。”
他說，“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13WCFL節(jié)能燈只需20元左右，二流品牌的13WCFL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。'Cree中國區(qū)副總裁兼總經(jīng)理施毓?fàn)N也說：'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題。從這個(gè)意義上講，LED燈泡可能只是一個(gè)過渡性產(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)問題，發(fā)明了無鋁電解電容的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)電源中沒有一款是采用了無電解電容的驅(qū)動(dòng)方案，因?yàn)闆]有它的話，很多試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)通不過，如EMI測(cè)試和無閃爍測(cè)試?！?nbsp;
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)就無法通過，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：“很多供應(yīng)商宣稱的無電解電容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?！?nbsp;
從LED驅(qū)動(dòng)電源的架構(gòu)上來說，陳嶸表示，日本和美國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。
在這次的香港國際照明展上，NXP還展示了一款可TRIAC調(diào)光的內(nèi)嵌了驅(qū)動(dòng)電源的13WLED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)筆者問及該燈泡的工作壽命時(shí)，陳嶸說：鋁電解電容的工作壽命問題肯定會(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緩解這個(gè)問題，如將鋁電解電容在PCB上位置靠近燈尾，一般來說，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)于一般家庭用戶來說，十年換一次LED燈泡基本上是可以接受的。
下載文檔
