足以取代高壓鈉燈、鹵素燈或白熾燈的LED照明,因挾帶明顯的節能與環保等效益,因此在於停車場、辦公室、工廠、倉庫等商用領域,確實一拍即合,也因而保持增長態勢;反觀家用市場,LED照明則礙於價格問題,相對未能如此活躍,展望未來,這個現象是否將有所轉變?
就商用建築物而言,綜觀其能耗分布,大約有25%~40%比重是來自於照明,因此這類型應用場域採用LED照明無疑其來有自,因為LED照明早已被喻為立即見效的節能方案。以LED燈管與傳統燈管做比較,若以4尺長度為基準,則後者T8耗電量約45W、T5耗電量約28W,一旦改採LED燈管,不論T8或T5耗電量都僅剩下18W,省電幅度高達50%~70%之譜,相對也減少二氧化碳的排放量。
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不僅如此,LED附屬裝置的壽命長,導致換置成本走低,亦是獲得商業型用戶青睞的主因。若以8W的LED燈與17W的省電燈泡做比較,前者壽命長達35,000個小時以上,後者則僅有約6,000個小時,彼此差距甚大。
儘管LED照明具備發光效率佳、壽命長、支援智能控制、高演色性、環保(不含汞污染與鉛)、健康(無UV紫外線與紅外線)、安全(比白熾燈或省電燈泡更不容易破碎)等特色,可謂好處多多,但對於一般消費者而言,家用LED照明仍顯太過昂貴,因而影響滲透率。
有業者指出,依LED成品燈報價而論,即便來到每瓦1.2美元、看似已不算高的價位,然相較於白熾燈泡,仍高出6倍有餘,因此2011年全球滲透率不過8%,原本備受期待的2012年,再多也只是13%左右,量能都不算大,家用市場尤其如此。
明後兩年 可望見到甜蜜點
工研院預測,2014年LED市場規模將進入大幅成長期,不僅如此,未來10年內LED在整體照明市場的滲透率,更將達到80%高水準。
根據美國能源署(DOE)的報告顯示,不管是螢光燈管、CFL省電燈泡、鹵素燈及白熾燈等傳統燈源,亮度都已經到達極限,唯獨LED照明的亮度仍會持續提升。
但即便如此,意欲支撐「LED市場規模將進入大幅成長期」之現象,亮度固然重要,但價格顯然是更為關鍵的因素。業者認為,LED照明的真正決勝轉捩點,其實可能落在2015年,因為屆時LED燈泡與CFL省電燈泡之間的價差,可望拉近到2倍左右,甚至不排除低於2倍,如此一來,LED照明之於節能、使用壽命等方面的相對優勢,才容易獲得凸顯,量能才會被逼出來,到了那個時刻,LED市場滲透率可望順勢飛奔到三成以上,從這個角度來看,2015年或許就是所謂的「甜蜜點」。
為迎接即將引爆的市場商機,業者也紛紛整軍經武,悉心經營品牌與通路,亟盼能朝著飛利浦、歐斯朗等世界照明品牌迎頭趕上。例如在台灣8瓦以上球泡燈市場掌握半壁江山的億光電子,早在2012年上半期間即展開大動作,當時即與7-ELEVEN合作,開出了每顆8瓦LED燈泡新台幣299元的破盤價位,引起一陣騷動;除此之外,該公司在當年的台北國際光電展當中,也展示了全周光可調光LED球泡燈(發光角度超過270度),觸動了此後同業競相跟進加入全周光、可調光行列。
技術瓶頸漸突破 利多紛至沓來
從去年開始,來自於LED驅動器層面的種種技術性突破,也為LED照明的後勢發展,扎下愈趨厚實的根基。
針對住宅照明,LED燈泡之所以相較於CFL燈泡,猶可更勝一籌,乃至於它可利用家家戶戶多已安裝的雙向矽控整流器(Triac)調光器來進行調光,且可即時接通,無須如同CFL需要有預熱時間,而且對於電源週期的敏感度也相對來得小。
但問題來了,若LED驅動器必須提供用現有Triac調光器調光的能力,再加上它也必須確保節省功率,並提供電氣隔離、功率因數校正(PFC)及低諧波失真等性能,導致LED驅動器IC設計難度偏高,尤其是離線式電源供應設計,只因放眼全球離線式電源的頻率不同,介於50~65Hz之間,且電壓落差更大,小到90VAC、大至250VAC,所以若要協助製造商推出能夠適用全球的LED附屬裝置,前提便是憑藉單一LED驅動器IC,就可處理多種輸入電壓與頻率。
另外,為了配合Triac調光器,LED驅動器IC必須與此並肩高效運作,但也有一些難度。主因在於,Triac調光器是專門為與白熾燈或鹵素燈而設計,兩類照明均是相當理想的電阻性負載,反觀LED驅動器電路則非如此,因此LED驅動器IC必須藉由特殊設計,以便模擬出純電阻性負載的效果,才可確保LED在不產生任何明顯閃爍的前提下,得以被正確地啟動,然後運用Triac做最適當的調光。
綜上所述,舉凡電氣隔離、高效率、PFC及Triac調光能力,乃至於因應電壓變化的電流調節能力,在在都為LED驅動器電路構成嚴苛考驗,所幸透過業界的努力,足以克服這些考驗的離線式LED驅動器已然現身於市場,對於支撐更高性能、更大成本效益的照應用發展,更顯游刃有餘。
值得一提的,時值智慧生活應用蔚為潮流的今天,具備可調光功能的照明系統,已是孕育智慧家庭環境的必要利器;而隨著LED驅動器業者紛紛祭出可精準調光的解決方案,已使得LED產品附加價值大為提高,可望加速取代CFL省電燈泡。
事實上,LED照明對於一般家庭來說好處並不僅止於省電,而是讓生活更有品質。首先,以傳統捕蚊燈來看,其最主要的運作原理,即是以紫外光(UV)吸引昆蟲靠近,再一舉將之擊殺,足見UV其實是會引來蚊蠅的,反觀LED燈並不含UV,所以不會吸引蚊子或其他昆蟲,有助於創造清淨舒適的居住環境。
其次,生怕被曬黑的女性朋友,為了保持白晢剔透的肌膚往往對陽光沒有好感,殊不知螢光燈管裡頭其實也有讓她們生畏的紫外線;相形之下,不含UV的LED燈,可使愛美的女性不怕被曬黑,更不怕皮膚因紫外線傷害而加速老化。
再者,沒有高頻閃爍的LED照明環境,可讓人們的眼睛最舒適,不但不易疲勞也減少了白內障、視網膜等眼睛病變的機率,且不可諱言的,在燈光柔和、連續光譜的照明下,也能提升人們的思緒效率。
更值得一提的是,一旦善用LED可連續性調光之特性,人們即可讓空間情境隨時轉換,透過調光、調色溫、時間/燈控排程等功能,讓空間產生多種光源變化的氛圍,更重要的,人們只消運用平板電腦或手機,便可遠端控制燈光;以智慧型手機為例,人們以此為載具,即可以Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee等通訊技術遠端控制光源,輕鬆調整光的顏色與亮度。
或許有些人認為,暫且撇開LED燈不談,即使採用CFL省電燈泡,也未嘗不可結合智能控制,然箇中蹊蹺其實就在這裡。CFL省電燈泡容易隨著點滅次數的增加導致壽命大幅降低,若搭配調光控制,其壽命更將因此而減損5~8成之多;至於LED燈,不論點滅次數、調光控制,皆對壽命毫無影響。
正因如此,具有可調光功能的LED混色燈,在2013年3月舉辦的台灣國際照明科技展中,就順勢成為各家廠商創造產品差異優勢之利基所在;另一值得留意的趨勢,在國際照明科技展中所展示的可調光LED燈,多半支援ZigBee、Wi-Fi等無線通訊標準,顯見不論是脈寬調變(PWM)或是0~10伏特(V)的類比調光LED燈泡,最終都需要與微控制器(MCU)搭配,朝無線控制調光功能方向邁進,而LED驅動器在於這些智慧調光層面的技術精進,益發使得家用LED照明的發展前景更加令人期待。
via DIGITIMES中文網
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