LED在電子產(chǎn)品唆使器中盤踞主導(dǎo)地位，現(xiàn)在甚至在交通信號(hào)燈和剎車燈中的應(yīng)用超過(guò)了白熾燈。這種狀態(tài)還僅僅是個(gè)開端。

　　要點(diǎn)

　　●LED將終極成為一種重要的關(guān)鍵技巧，并逐步代替白熾燈等產(chǎn)品。

　　●促使人們應(yīng)用LED的最重要因素是它具有較低的長(zhǎng)期本錢。即使永遠(yuǎn)不會(huì)降到與白熾燈相當(dāng)程度，LED的初始本錢也正在快速降落，而其它照明技巧的這一本錢則保持不變。

　　●LED已經(jīng)大舉打進(jìn)很多有利可圖的利用范疇，如劇院照明。

　　使照明器材行業(yè)從黯然衰退中重現(xiàn)光輝，這可不是件簡(jiǎn)略任務(wù)。不過(guò)，20世紀(jì)的確把照明技巧等同于白熾燈技巧。比擬新式的照明器材，如小型熒光燈和高亮度放電燈，持續(xù)在敏捷發(fā)展，但它們不再處于技巧前沿?，F(xiàn)在，照明器材的創(chuàng)新大多集中在固態(tài)光源上，重要是LED（發(fā)光二極管）。然而，盡管LED是占主導(dǎo)地位的唆使器，但它們迄今已在專業(yè)照明系統(tǒng)中取得了最大成功。幾乎可以確定的是，還得再過(guò)幾年，也許更長(zhǎng)時(shí)間，才干成熟到代替老式照明燈，擰進(jìn)大多數(shù)燈座。

　　照明器材行業(yè)的某些觀察家至少把造成這種局面的部分義務(wù)回于該成熟行業(yè)的垂直整合結(jié)構(gòu)。白熾燈和熒光燈制作商不會(huì)從第三方購(gòu)進(jìn)其產(chǎn)品的重要元件。而照目前的情況來(lái)看，這正好是大多數(shù)LED燈制作商所面對(duì)的局面：重要的電燈制作商都不生產(chǎn)作為L(zhǎng)ED燈核心部件的半導(dǎo)體芯片。（包含參考文獻(xiàn)1、2和3在內(nèi)的幾個(gè)網(wǎng)上術(shù)語(yǔ)匯編，對(duì)照明術(shù)語(yǔ)如“電燈”作懂得釋。）

　　盡管存在著與照明器材行業(yè)的結(jié)構(gòu)和貿(mào)易慣例不相容這種情況，但照明工程師們?nèi)匀粚?duì)LED保持著濃重的愛好，由于在所有電照明器材中，只有固態(tài)發(fā)光器才是足夠新奇的，可以從技巧的飛速提高中不斷獲益，使本錢大幅度降落。老式照明技巧的本錢保持恒定不變，只有固態(tài)光源才干明顯下降COL（照明本錢）。

　　根據(jù)某些估計(jì)，往年LED燈的COL已經(jīng)低于鹵素?zé)?。大約到2007年，LED燈的本錢——現(xiàn)在稍低于27美元/MlmH（百萬(wàn)流明小時(shí)）——應(yīng)下降約75%。價(jià)格如此降落將使LED燈的COL與熒光燈的7美元/MlmH大致雷同。這種改良在很大程度上源自光輸出的加強(qiáng)，但即使不考慮光輸出的增加，照明所用的LED燈的價(jià)格也正在降落。

　　“照明本錢”的含義

　　這里需要說(shuō)明一下照明本錢(COL)的含義。COL不僅涉及電燈的初始本錢，還涉及電燈所耗費(fèi)的能源的本錢，當(dāng)電燈無(wú)法正常工作時(shí)調(diào)換電燈所需的勞動(dòng)本錢，以及所需電燈調(diào)換的均勻頻率。白熾燈的初始本錢很低，但它們將電能轉(zhuǎn)換成光能的效率比擬低，而且它們很快就會(huì)燒壞。從白熾燈燒毀意義上說(shuō)，LED燈很難燒壞。它的光輸出的降落速度慢得幾乎難以覺(jué)察。盤算LED的COL時(shí)一般都假定：LED燈的光輸出降到一半時(shí)，LED燈的應(yīng)用壽命就終止。

　　照明工程師們一般假定典范LED燈的壽命是75000小時(shí)，而普通白熾燈的壽命只有1000小時(shí)。獲得上述COL值的其他假設(shè)是：電能本錢為10美分/kWH（千瓦小時(shí)），調(diào)換電燈的勞動(dòng)本錢是15美元（在產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中，這是一個(gè)公平的勞動(dòng)本錢值）。COL盤算沒(méi)有把TVM（資金的時(shí)間價(jià)值）考慮在內(nèi)，而TVM闡明美元的購(gòu)置力隨時(shí)間而減少。若把TVM考慮進(jìn)往，則多少會(huì)加快LED在本錢上達(dá)到與熒光燈雷同的速度。（如欲獲得更多的信息，請(qǐng)拜訪北美照明工程學(xué)會(huì)網(wǎng)站，其網(wǎng)址為www.iesna.org。）

　　誠(chéng)然，本錢并不是照明技巧的一切。審美標(biāo)題也很重要，而且從審美的觀點(diǎn)來(lái)看，今天的白光LED并不是人人都想要的。事實(shí)上，市售的大多數(shù)白光LED實(shí)在是激發(fā)白磷光體來(lái)擴(kuò)大寬輸出光譜的藍(lán)光LED。其他發(fā)白光的LED都應(yīng)用UV（紫外光）發(fā)光器來(lái)激發(fā)光輸出或多或少是白光的組合磷光體。這樣發(fā)出的光都是一種“冷”光，大多數(shù)人感到不如白熾燈甚至新型熒光燈發(fā)出的光柔和、悅目。而且，與白熾燈相比，這種LED燈的光譜會(huì)因樣品不同而相差較大，而且也會(huì)隨工作條件的變更而產(chǎn)生較大變更。

　　對(duì)于這一標(biāo)題，LED燈設(shè)計(jì)師發(fā)明了一個(gè)解決方法，這種方法在專業(yè)照明系統(tǒng)，如劇院照明系統(tǒng)中很實(shí)用，但對(duì)普通照明來(lái)說(shuō)，目前還過(guò)于昂貴。假如你用組合在一起的紅、綠和藍(lán)三只LED調(diào)換一只藍(lán)光或UV發(fā)光器，并且用可變占空因數(shù)的脈沖波形往鼓勵(lì)這三只LED，那你就可以得到一盞你可在全部可見光譜范疇調(diào)節(jié)其輸出色彩的燈。這樣的燈有可能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的視覺(jué)后果，而且有朝一日會(huì)變得價(jià)格低廉，低到足以全面解決白光LED的“溫?zé)帷睒?biāo)題。但更有可能的是，有人將會(huì)首先完善另一種低本錢的方法——也許是在一個(gè)發(fā)光器系統(tǒng)中增加一只低亮度黃光LED。




　　每盞燈都有一個(gè)微處理器？

　　盡管現(xiàn)在的照明器材市場(chǎng)對(duì)價(jià)格很敏感，但很多基于LED的照明燈現(xiàn)在卻具有令人難以置信的先進(jìn)技巧程度。目前，內(nèi)含三只LED和一個(gè)8位微處理器的燈是很常見的，不過(guò)照明工程師們?cè)噲D將這種智能用于有利可圖的照明系統(tǒng)，由于這種照明系統(tǒng)的價(jià)格可以比普通照明產(chǎn)品更高。內(nèi)含微處理器的經(jīng)常利用于劇院照明等需要可編程才能的場(chǎng)合?？删幊滩拍苷?qǐng)求在照明把持器和多盞燈之間進(jìn)行通信，而且一般還請(qǐng)求每盞燈內(nèi)都有微處理器或ASIC的智能芯片。針對(duì)這些利用系統(tǒng)，照明產(chǎn)業(yè)開發(fā)了DMX512通信協(xié)議。DMX512可以在以太網(wǎng)物理層上運(yùn)行。由于以太網(wǎng)在辦公室和工廠已經(jīng)普及，所以一些照明器材制作商認(rèn)為DMX512與以太網(wǎng)聯(lián)合順理成章，照明把持功效與其他樓宇把持功效必定共享以太網(wǎng)物理層。

　　和其它成熟市場(chǎng)一樣，照明市場(chǎng)也是分得很細(xì)的。各個(gè)細(xì)分市場(chǎng)都有不同的請(qǐng)求，需要專門設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。一個(gè)局外人也許會(huì)很輕易地——而且錯(cuò)誤地——得出一個(gè)結(jié)論，認(rèn)為一種產(chǎn)品可滿足多個(gè)細(xì)分市場(chǎng)的請(qǐng)求。然而，這一結(jié)論很可能疏忽了各種不同利用系統(tǒng)之間的細(xì)微差別。

　　美國(guó)ColorKinetics公司供給了如下一份照明細(xì)分市場(chǎng)清單：

　　●學(xué)校、教堂、醫(yī)院和公司的建筑照明；

　　●飯店、旅游勝地、餐館、游輪和溫泉浴場(chǎng)的迎賓照明；

　　●建筑、橋梁、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、體育館和機(jī)場(chǎng)的市政照明；

　　●貿(mào)易展覽會(huì)、儀式、音樂(lè)會(huì)和時(shí)裝表演的事件照明；

　　●視覺(jué)商品、店展設(shè)計(jì)、擺設(shè)品和化裝品的零售照明；

　　●貿(mào)易性戲劇、電視演播室、電影布景、舞蹈和攝影的舞臺(tái)照明；

　　●地面、水景、噴泉、游泳池和溫泉的景觀照明；

　　●起居室與家庭影院的住宅照明；

　　●展覽會(huì)、天文館、動(dòng)物園、水族館和紀(jì)念館的擺設(shè)品與教學(xué)照明；

　　●飛機(jī)、火車、汽車和輪船環(huán)境的運(yùn)輸照明；

　　●雕塑、各種媒體、圖像和表演的美術(shù)照明；

　　●成像與色彩療法的科技照明。



　　在這些細(xì)分市場(chǎng)中，目前最引人注視標(biāo)LED燈市場(chǎng)就是交通運(yùn)輸。LED正在快速地進(jìn)進(jìn)汽車剎車燈市場(chǎng)。當(dāng)汽車急剎車時(shí)，LED剎車燈具有附加的安全余量，由于它們達(dá)到最大亮度要比白熾燈快100ms。它的上風(fēng)還不止這些；LED剎車燈要比帶相干透鏡的白熾燈體積小，所以，LED剎車燈可適當(dāng)增加行李箱空間。LED燈也比其它類型的燈更堅(jiān)固，這使它們更經(jīng)受得住汽車的顛簸和震動(dòng)。與白熾燈相比，LED燈通常還能做成更有創(chuàng)意的格式，本錢也更低。此外，LED在汽車中的利用遠(yuǎn)不只是剎車燈，LED在汽車中另外兩個(gè)用處是組合儀表照明和車內(nèi)照明。

　　基于LED的交通信號(hào)燈一直在快速地代替白熾燈，由于這種固態(tài)光源的能耗本錢更低，壽命更長(zhǎng)，調(diào)換本錢更低（當(dāng)你把勞動(dòng)本錢包含在內(nèi)時(shí)）。即使不考慮因每盞燈應(yīng)用大批LED而使可靠性提高這一因素，LED燈的調(diào)換本錢大大低于白熾燈。事實(shí)上，新型交通信號(hào)燈需要多個(gè)LED的時(shí)間也許不長(zhǎng)了。自從五年前推出LED交通信號(hào)燈以來(lái)，技巧提高已經(jīng)使每只LED的光輸出增加了約20倍。只要再將LED的光輸出增大三分之一，就可以在交通燈設(shè)計(jì)中只應(yīng)用一只LED——再加上一個(gè)漫散器，使光線似乎不是從一個(gè)針尖大的光源，而是從一個(gè)較大的光源發(fā)出的。

　　照亮第三世界

　　照明器材行業(yè)的分析家看到，LED照明在欠發(fā)達(dá)國(guó)家有著光明的前景，由于欠發(fā)達(dá)國(guó)家缺乏產(chǎn)業(yè)化國(guó)家具有的配電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。這些分析家認(rèn)為，這一現(xiàn)象帶來(lái)的影響將與無(wú)線通信技巧在缺乏有線通信基礎(chǔ)設(shè)施地區(qū)造成的影響雷同。在很多欠發(fā)達(dá)地區(qū)，只有白天才干從事生產(chǎn)勞動(dòng)。由于應(yīng)用煤油燈等裝置，從理論上說(shuō)，晚上從事勞動(dòng)或?yàn)g覽是可能的，但煤油燈燃料的分銷基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)不時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常。LED燈可由太陽(yáng)能電池供電，并裝有蓄電池以存儲(chǔ)白天來(lái)自太陽(yáng)能電池的電能，因此它不需要燃料分銷基礎(chǔ)設(shè)施，而且還可能使每年從事生產(chǎn)勞動(dòng)的時(shí)間增加大約三分之一。

　　有幾家公司為那些對(duì)不大的技巧改革感愛好的人供給一種LED照明技巧，其目標(biāo)再簡(jiǎn)略不過(guò)了——為那些繁忙而又不會(huì)按指法打字的筆記本電腦用戶供給鍵盤照明。假如你正在一間昏暗的房間中工作，四周沒(méi)有交換電插座，又需要讀出鍵帽上的字符，那你很快就會(huì)發(fā)明僅靠個(gè)人電腦屏幕發(fā)出的光來(lái)照明是不夠的。在這種情況下，把一盞LED燈插進(jìn)電腦USB端口，就是一種幻想的解決措施。這種燈從USB端口獲得的是電能，而不是數(shù)據(jù)。Levenger公司供給一款這樣的燈，其價(jià)格是19.95美元。它有一根長(zhǎng)18英寸的鵝頸狀臂，臂的一端是五只白光LED，另一端則是一個(gè)插頭，可插進(jìn)USB1.1或USB2.0端口。

　　為L(zhǎng)ED燈設(shè)計(jì)燈具（或在照明器材行業(yè)中稱為“光源”），需要留心白熾燈和熒光燈燈具設(shè)計(jì)師很少需要關(guān)注的一些標(biāo)題。最明顯的兩個(gè)標(biāo)題就是電源和熱治理。大多數(shù)白熾燈直接由交換電線供電，因此不需要電源。熒光燈應(yīng)用鎮(zhèn)流器來(lái)完成電源的功效。白熾燈的熱治理重要是防止對(duì)用戶造成損害：他們可能接觸滾燙的燈具裝置而被燙傷，或者滾燙的燈具可能引起火災(zāi)。熒光燈一般不存在這兩個(gè)標(biāo)題，由于它們的耗電較少。

　　像熒光燈一樣，LED燈也有很高的效率；與熒光燈相比，LED燈的效率或許會(huì)稍高一些，或許稍低一些，視所發(fā)光的色彩而定。然而，隨著LED燈的光輸出的增加（輸進(jìn)功率也隨之上升），光源設(shè)計(jì)中的發(fā)熱標(biāo)題就日趨突出。由于白熾燈的燈絲為了完成它的發(fā)光功效，必需燒到白熱狀態(tài)，并蒙受極高溫度；而LED則不同，它是半導(dǎo)體器件，因此，過(guò)高的溫度會(huì)縮短甚至終止其應(yīng)用壽命。由于強(qiáng)迫空氣冷卻通常在光源中是不可取的，所以隨著功率電平的提高，散熱片和其它加強(qiáng)自然對(duì)流冷卻的方法就在LED燈和光源設(shè)計(jì)中施展日益重要的作用。

　　談到電源，LED在照明范疇里的地位不斷提高，恰逢供電技巧發(fā)展的好機(jī)會(huì)。隨著硅集成電路電源電壓的直線降落，LED工作電壓越來(lái)越多地處于電源輸出電壓的最佳區(qū)間。大多數(shù)為低電壓IC供電的技巧也都實(shí)用于為L(zhǎng)ED，特別是大功率LED供電。再則，LED電源還應(yīng)能利用低電壓IC電源產(chǎn)量逐漸上升帶來(lái)的范圍經(jīng)濟(jì)。(電子愛好者)