LED照明将开启智能化时代

LED最大的优势在于其可控性,LED照明节能概念的充分体现、数字化的实现以及照明之外的增值均离不开智能控制系统的支撑。同时,智能控制系统可以使LED彻底摆脱传统照明定义的桎梏,推进绿色照明事业的大变革。
尽管目前国内外已有众多应用于景观照明和功能性照明的智能控制系统产品,但在技术方案、市场认可度、产品成熟度等方面还存在不少问题,真正能把建筑、能效、增值功能与LED照明各方面完美融合的企业和产品还为数不多。
为此,本刊邀请部分海外企业介绍了智能照明的最新趋势。
LED智能控制的现状、挑战及趋势
智能照明市场会翻番
凌力尔特公司电源产品部产品市场总监Tony Armstrong指出,与模拟IC相似,LED 照明市场也是非常细分的。表 1 列出了 2012 年度全球 20 亿美元 LED 照明市场,按应用进行了划分 (来源:Strategies Unlimited,2012 年 9 月) 。
需要进一步指出的是,LED 照明市场仅占有 LED 市场 125 亿美元总额的 16%。此外还有移动 (23%)、背光 TV / 显示器 (21%)、标牌 (13%)、汽车 (10%) 以及其他 (17%)。
但是,如果有一个增长非常显著的领域,那一定是智能照明市场。它要求进行高级控制,包括深度调光、可编程性能、频谱控制和环境集成等。目前,这大概是 LED 照明市场 20 亿美元总额的 13%,但有望在 2014 年翻倍。
实现与旧技术兼容是挑战
国际整流器公司 (IR) LED系统与应用部门经理Peter B. Green解释道,智能LED照明控制涉及对灯光亮度的精确控制。一个可编程的智能控制内核普遍用于架构系统,接收来自灯源和运动传感器以及面板的输入。
这种系统一般可以由用户进行编程,在一天中所规划的不同时间、不同区域,提供不同的照明等级,并可能按照一周不同的日期进行变化。
这种控制的关键在于利用最佳光输出范围和稳定性的机制调节LED的明暗度,同时在调光范围上使得每瓦流明实现最优化,并提供高功率因数和低交流线路谐波。
实现与旧技术,如基于可控硅调光器之间的向后兼容成为实现高效LED照明控制的最大障碍。这是因为这些调光器采用相切式调光,设计用于与开关转换器驱动LED负载不兼容的电阻式荧光灯。为了使LED灯可以采用旧的调光器进行调光,就必须增加一个额外的电路,从而增加了成本,并降低了每瓦流明。利用完整的新型调光器便可以实现理想的智能控制,这种新型调光器设计用于运行LED光源,无需运行白炽灯,而后者将逐渐被禁止使用。AC电源线上搭载的数字控制信号是利用每个LED灯中嵌入的简易数字解码器进行控制的一种可行方法。



目前,用晶体管取代双向可控硅控制的特殊调光器已经开始出售,允许采用相切方式对LED灯进行调光。这是一种折衷的解决方案,可以采用白炽灯,也可以采用LED灯,然而,它并未实现最佳的性能,未来,随着白炽灯的逐渐淡出,它将会实现更超级的性能。
价格点及市场认知度使企业还呈观望态度
安森美半导体LED通用照明及电源模块细分市场总监Sri Jandhyala认为,LED智能控制技术进一步渗透及采用的挑战包括这些技术的价格点以及市场对这些技术的认识和了解。率先采用LED智能控制的是复杂应用项目,例如建筑物及景观照明等应用,价格对这些应用不是大问题。要在消费类应用推广并在商业/办公应用中获得更广泛的采用,价格及市场认知必须改善。不同终端应用的要求各不相同,例如在街灯应用中,与光源的双向通信非常重要。但在住宅照明应用中,这就不太重要了。
从半导体的角度来看,有几家公司专注于提供智能控制方案。然而,如今LED照明行业在本质上是分散的,因而推动了极宽的半导体方案要求,使某些公司在这方面持观望态度。这是一项挑战,因为需要这些个别方案的量不够多,没法证明投资于极宽方案的合理性。
此外,由于市场上存在不同的竞争技术以盼市场采纳,谁是最终赢家尚不得而知,这也延宕了半导体厂商的投资。例如在智能照明无线通信方面,有几种标准在互相竞争,如WiFi、蓝牙、ZigBee Light Link、IEEE 802.15.4、6LoWPAN等;许多灯具制造商已根据他们的偏好,为其产品选择了不同的无线通信协议。一旦这些通信标准的其中一种获得更广泛的市场采纳,预计市场上将出现更多的现成方案。安森美目前提供不同的有线通信方案,也在开发无线通信产品,还提供不同的传感器方案,用于智能照明。
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