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兼顧系統電源設計要點 LED照明方能可長可久
 

【CTIMES/SmartAuto 鍾榮峰 報導】   2009年11月18日 星期三

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如何更有效地節能一直是LED照明相當重要的技術課題。除了LED驅動IC外,LED照明還要搭配整體系統電源方案,才能提升節能效能,用更少的電源來執行更高亮度的照明功能。

安森美(OnSemi)LED通用照明及電源行銷和系統工程總監Laurent Jenck
安森美(OnSemi)LED通用照明及電源行銷和系統工程總監Laurent Jenck

安森美(OnSemi)LED通用照明及電源行銷和系統工程總監Laurent Jenck便指出,根據美國Building Energy End-Use Breakdown對於美國建築物耗能狀況的統計數字顯示,建築物總耗能中約有30%源自於照明,空調佔17%,冷氣佔11%,而暖氣則佔10%。在能源價格持續走高的情況下,各國政府陸續禁止使用一般白熾燈,並減少對於環境產生污染影響的CFL和LFL螢光燈。推廣LED照明並鼓勵LED應用,也成為各國政府主要的能源政策之一,例如美國便挹注40億美元積極推動LED照明應用。而每瓦電能可產生多少流明亮度也是目前各國區域主張照明效能規範的重要依據,這些主要規範包括美國的能源之星(Energy Star)、歐盟的EuP Ecodesign和Eco-Label、中國的CNIS和CSC等等,例如能源之星對於LED照明的PFC標準要求最少要達到0.7。

目前LED照明正逐漸進入各類應用領域,滲透率則各自不一。在汽車領域的LED照明應用主要以儀表板、資訊娛樂(Infotainment)、內部照明、中央高位煞車燈(CHMSL)、前照燈和停車燈等為主,主要是取代高強度氣體放電燈(HID)、白熾燈和鹵素燈,滲透率在15%左右。行動手機、數位相機閃光和閃光燈等,以及可尋址標誌的大型螢幕,其滲透率就已近100%。Laurent Jenck進一步說明表示,目前應用在行動裝置領域的LED驅動器技術主要有電池供電的線性電流驅動、升壓開關穩壓和電荷泵這三大類,而車用LED驅動器技術便以線性驅動和開關驅動這兩大類為核心。

至於在LCD背光部分,滲透率約在20%上下,主要是欲取代冷陰極螢光燈(CCFL),目前液晶電視使用LED作為背光源的比例只有3~5%左右,預估到明年此一比例可迅速達到50%。LED在中大尺寸LCD背光的滲透率也值得樂觀期待。在LED通用照明部分的應用廣度可以更為加強,目前仍是囿於價格成本因素。Laurent Jenck對LED通用照明的發展是相當樂觀的,這就好像當初半導體產品價格也是居高不下,但隨著時間和應用普及,LED照明成本終究會進入庶民化階段。

更重要的是,驅動LED照明市場規模持續擴大的動力,來自於LED在節、使用壽命、色彩組合以及環保的技術優勢。相較於白熾燈、鹵素燈、CFL和LFL螢光燈、高低壓鈉燈和氖燈,LED每瓦流明效能(lm/W)的照明輸出幅度不斷迅速成長,光輸出流明亮度要高,耗能要越少越好,這方面LED照明效能已具備基礎優勢。Laurent Jenck便以LED模組重新設計的檯燈與鹵素檯燈相比較,LED照明檯燈的輸入功率僅有鹵素檯燈的1/4,但可達795流明度,功率因數更達到0.857,72.9的每瓦流明效能更遠遠超過鹵素燈的17.8。

不過,LED通用照明目前還是需要在低功率效能密度、功率因數校正(Power Factor Correction;PFC)、燈具空間設計、可靠性和輸入電源範圍等方面不斷改良。高效能的LED照明方案就要兼顧電源輸入和穩流輸出的設計要點。目前安森美的LED驅動器產品,可達到0.9的功率因數(0.92~0.97),並符合IEC的C類諧振波含量標準。因此Laurent Jenck強調,LED照明IC設計除了LED驅動IC外,還要兼顧包括電源管理和轉換、控制和感測與離散元件等整體系統電源方案,在技術上要一併考量低功率結合高功率因數,直接驅動LED結合緊密穩定的電流輸出、並可擴展更寬範圍的功率LED和電流電平、同時支援TRIAC和Trailing Edge調光方案等內容,才能有效提升LED照明的節能效能。

關鍵字: LED照明  電源管理  安森美  Laurent Jenck 
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