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

　　要點

　　●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期本錢。即使永遠不會降到與白熾燈相當程度，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，這可不是件簡略任務(wù)。不過，20世紀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。現(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，還得再過幾年，也許更長時間，才干成熟到代替老式照明燈，擰進大多數(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從第三方購進其產(chǎn)品的重要元件。而照目前的情況來看，這正好是大多數(shù)LED燈制作商所面對的局面：重要的電燈制作商都不生產(chǎn)作為LED燈核心部件的半導體芯片。（包含參考文獻1、2和3在內(nèi)的幾個網(wǎng)上術(shù)語匯編，對照明術(shù)語如“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ED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，往年LED燈的COL已經(jīng)低于鹵素燈。大約到2007年，LED燈的本錢——現(xiàn)在稍低于27美元/MlmH（百萬流明小時）——應(yīng)下降約75%。價格如此降落將使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，但即使不考慮光輸出的增加，照明所用的LED燈的價格也正在降落。

　　“照明本錢”的含義

　　這里需要說明一下照明本錢(COL)的含義。COL不僅涉及電燈的初始本錢，還涉及電燈所耗費的能源的本錢，當電燈無法正常工作時調(diào)換電燈所需的勞動本錢，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，而且它們很快就會燒壞。從白熾燈燒毀意義上說，LED燈很難燒壞。它的光輸出的降落速度慢得幾乎難以覺察。盤算LED的COL時一般都假定：LED燈的光輸出降到一半時，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，而普通白熾燈的壽命只有1000小時。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），調(diào)換電燈的勞動本錢是15美元（在產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中，這是一個公平的勞動本錢值）。COL盤算沒有把TVM（資金的時間價值）考慮在內(nèi)，而TVM闡明美元的購置力隨時間而減少。若把TVM考慮進往，則多少會加快LED在本錢上達到與熒光燈雷同的速度。（如欲獲得更多的信息，請拜訪北美照明工程學會網(wǎng)站，其網(wǎng)址為www.iesna.org。）

　　誠然，本錢并不是照明技巧的一切。審美標題也很重要，而且從審美的觀點來看，今天的白光LED并不是人人都想要的。事實上，市售的大多數(shù)白光LED實在是激發(fā)白磷光體來擴大寬輸出光譜的藍光LED。其他發(fā)白光的LED都應(yīng)用UV（紫外光）發(fā)光器來激發(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燈的光譜會因樣品不同而相差較大，而且也會隨工作條件的變更而產(chǎn)生較大變更。

　　對于這一標題，LED燈設(shè)計師發(fā)明了一個解決方法，這種方法在專業(yè)照明系統(tǒng)，如劇院照明系統(tǒng)中很實用，但對普通照明來說，目前還過于昂貴。假如你用組合在一起的紅、綠和藍三只LED調(diào)換一只藍光或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。這樣的燈有可能實現(xiàn)動態(tài)的視覺后果，而且有朝一日會變得價格低廉，低到足以全面解決白光LED的“溫熱”標題。但更有可能的是，有人將會首先完善另一種低本錢的方法——也許是在一個發(fā)光器系統(tǒng)中增加一只低亮度黃光LED。




　　每盞燈都有一個微處理器？

　　盡管現(xiàn)在的照明器材市場對價格很敏感，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技巧程度。目前，內(nèi)含三只LED和一個8位微處理器的燈是很常見的，不過照明工程師們試圖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合?？删幊滩拍苷埱笤谡彰靼殉制骱投啾K燈之間進行通信，而且一般還請求每盞燈內(nèi)都有微處理器或ASIC的智能芯片。針對這些利用系統(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。

　　和其它成熟市場一樣，照明市場也是分得很細的。各個細分市場都有不同的請求，需要專門設(shè)計的產(chǎn)品。一個局外人也許會很輕易地——而且錯誤地——得出一個結(jié)論，認為一種產(chǎn)品可滿足多個細分市場的請求。然而，這一結(jié)論很可能疏忽了各種不同利用系統(tǒng)之間的細微差別。

　　美國ColorKinetics公司供給了如下一份照明細分市場清單：

　　●學校、教堂、醫(yī)院和公司的建筑照明；

　　●飯店、旅游勝地、餐館、游輪和溫泉浴場的迎賓照明；

　　●建筑、橋梁、運動場、體育館和機場的市政照明；

　　●貿(mào)易展覽會、儀式、音樂會和時裝表演的事件照明；

　　●視覺商品、店展設(shè)計、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、天文館、動物園、水族館和紀念館的擺設(shè)品與教學照明；

　　●飛機、火車、汽車和輪船環(huán)境的運輸照明；

　　●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。



　　在這些細分市場中，目前最引人注視標LED燈市場就是交通運輸。LED正在快速地進進汽車剎車燈市場。當汽車急剎車時，LED剎車燈具有附加的安全余量，由于它們達到最大亮度要比白熾燈快100ms。它的上風還不止這些；LED剎車燈要比帶相干透鏡的白熾燈體積小，所以，LED剎車燈可適當增加行李箱空間。LED燈也比其它類型的燈更堅固，這使它們更經(jīng)受得住汽車的顛簸和震動。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在汽車中的利用遠不只是剎車燈，LED在汽車中另外兩個用處是組合儀表照明和車內(nèi)照明。

　　基于LED的交通信號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，調(diào)換本錢更低（當你把勞動本錢包含在內(nèi)時）。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。事實上，新型交通信號燈需要多個LED的時間也許不長了。自從五年前推出LED交通信號燈以來，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)計中只應(yīng)用一只LED——再加上一個漫散器，使光線似乎不是從一個針尖大的光源，而是從一個較大的光源發(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)達國家有著光明的前景，由于欠發(fā)達國家缺乏產(chǎn)業(yè)化國家具有的配電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。這些分析家認為，這一現(xiàn)象帶來的影響將與無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)達地區(qū)，只有白天才干從事生產(chǎn)勞動。由于應(yīng)用煤油燈等裝置，從理論上說，晚上從事勞動或瀏覽是可能的，但煤油燈燃料的分銷基礎(chǔ)設(shè)施時不時運轉(zhuǎn)不正常。LED燈可由太陽能電池供電，并裝有蓄電池以存儲白天來自太陽能電池的電能，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)勞動的時間增加大約三分之一。

　　有幾家公司為那些對不大的技巧改革感愛好的人供給一種LED照明技巧，其目標再簡略不過了——為那些繁忙而又不會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，四周沒有交換電插座，又需要讀出鍵帽上的字符，那你很快就會發(fā)明僅靠個人電腦屏幕發(fā)出的光來照明是不夠的。在這種情況下，把一盞LED燈插進電腦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，其價格是19.95美元。它有一根長18英寸的鵝頸狀臂，臂的一端是五只白光LED，另一端則是一個插頭，可插進USB1.1或USB2.0端口。

　　為LED燈設(shè)計燈具（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)計師很少需要關(guān)注的一些標題。最明顯的兩個標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)流器來完成電源的功效。白熾燈的熱治理重要是防止對用戶造成損害：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標題，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（輸進功率也隨之上升），光源設(shè)計中的發(fā)熱標題就日趨突出。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，它是半導體器件，因此，過高的溫度會縮短甚至終止其應(yīng)用壽命。由于強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，散熱片和其它加強自然對流冷卻的方法就在LED燈和光源設(shè)計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)展的好機會。隨著硅集成電路電源電壓的直線降落，LED工作電壓越來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供電的技巧也都實用于為LED，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)量逐漸上升帶來的范圍經(jīng)濟。(電子愛好者)