全方面解析LED的調(diào)光

3.4 兼容可控硅調(diào)光的問題和缺點(diǎn)

　　盡管多個(gè)跨國(guó)大芯片公司都推出了兼容現(xiàn)有可控硅調(diào)光的芯片和解決方案。但是這類解決方案是不值得推薦的，主要原因如下：

　　1. 可控硅技術(shù)是具有半個(gè)多世紀(jì)的陳舊技術(shù)，它具有很多如前所述的缺點(diǎn)，是一種早該淘汰的技術(shù)。它應(yīng)該和白熾燈、鹵素?zé)敉瑫r(shí)退出歷史舞臺(tái)。

　　2. 很多這類芯片自稱具有PFC，可以改善功率因素，實(shí)際上，它只改善了作為可控硅負(fù)載的功率因素，使它們看上去接近純阻的白熾燈和鹵素?zé)?，而并沒有改善包括可控硅在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的功率因素。

　　3. 所有兼容可控硅的LED調(diào)光系統(tǒng)的整體效率都十分低下，有些還沒有考慮為了穩(wěn)定工作而需要的泄流電阻的損耗，完全損壞了LED的高能效。

　　4. 所有的可控硅LED調(diào)光系統(tǒng)也都是調(diào)節(jié)LED的正向電流，存在著前面所述的色譜偏移等缺點(diǎn)。

　　5. 安裝可控硅調(diào)光的白熾燈和鹵素?zé)羲嫉谋壤坏饺f(wàn)分之一，而在墻里安裝可控硅開關(guān)的比例在可控硅調(diào)光的燈具里連萬(wàn)分之一都不到，因?yàn)榻^大多數(shù)安裝可控硅調(diào)光的都是臺(tái)燈、床頭燈、立燈。更何況市面上有幾十種不同規(guī)格的可控硅和晶體管調(diào)光開關(guān)，實(shí)際上所開發(fā)的IC根本不可能兼容所有的可控硅開關(guān)，而只能兼容其中的一小部分。

　　6. LED是一種全新的創(chuàng)世紀(jì)的技術(shù)，它有著無(wú)可比擬的優(yōu)越性。完全沒有必要為了照顧落后的可控硅而犧牲LED的優(yōu)點(diǎn)。更不應(yīng)該去新安裝墻上的可控硅開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)LED的調(diào)光。

4 未來(lái)的LED調(diào)光系統(tǒng)

　　那么LED究竟應(yīng)該采用什么樣的調(diào)光系統(tǒng)呢？

　　4.1 PWM調(diào)光

　　前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)LED調(diào)光最好是采用PWM調(diào)光，采用PWM調(diào)光時(shí)，可以在墻上開關(guān)里安裝一個(gè)簡(jiǎn)單的PWM發(fā)生器，然后利用電位器來(lái)控制PWM的工作比從而實(shí)現(xiàn)調(diào)光。但是如果還要開關(guān)燈的亮滅，那么就需要再加一對(duì)線。所以無(wú)法兼容原來(lái)墻里的的可控硅開關(guān)的引線。原來(lái)的可控硅開關(guān)的引線只有2根，就可以又能調(diào)光又能開關(guān)。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)是很難兼容的。不過(guò)實(shí)際上真正最常用的調(diào)光燈具是臺(tái)燈或立燈，那些調(diào)光開關(guān)都是安裝在電源線上不是墻里，那也就無(wú)所謂要利用墻里的兩根引線了。也就是說(shuō)，PWM調(diào)光是可以直接應(yīng)用于調(diào)光型臺(tái)燈的。

　　4.2 分段式開關(guān)調(diào)光

　　臺(tái)灣有一家公司推出了一種稱之為EZ-Dimming的GM6182的四段開關(guān)調(diào)光不失為一種好方案。它只利用墻上的普通電燈開關(guān)就能實(shí)現(xiàn)4段調(diào)光，第一次開為全亮，第二次開為60%亮度，第三次開為40%亮度，第四次開為20%亮度。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可以利用普通的墻上開關(guān)實(shí)現(xiàn)調(diào)光。而且其功率因素高達(dá)0.92以上。沒有產(chǎn)生干擾信號(hào)之慮。缺點(diǎn)是無(wú)法連續(xù)調(diào)光。還有操作麻煩一些。

　　4.3 遙控式調(diào)光

　　采用紅外遙控器對(duì)LED實(shí)現(xiàn)調(diào)光。這當(dāng)然是最理想的解決方案?？梢詫?shí)現(xiàn)開關(guān)燈，和用PWM連續(xù)調(diào)光。缺點(diǎn)是成本高，沒有統(tǒng)一規(guī)格，只能用于高檔住宅。

　　其實(shí)我們應(yīng)當(dāng)回過(guò)來(lái)想一想我們要調(diào)光的主要目的應(yīng)當(dāng)是什么。前面所有提到的調(diào)光目的都是為了滿足居家的人們?cè)诓煌瑘?chǎng)合下需要不同的光強(qiáng)。例如看電視的時(shí)候可能要暗一些，看書的時(shí)候可能要亮一些。這些大多是在住宅里。很少有辦公室、商場(chǎng)、工廠、學(xué)校安裝調(diào)光燈的。而且這些地方絕大多數(shù)安裝的是熒光燈、節(jié)能燈，也不可能進(jìn)行調(diào)光或者很難實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)光。

　　5 劃時(shí)代的為節(jié)能而調(diào)光

　　自從人類意識(shí)到一定要千方百計(jì)節(jié)能減排，才能解決大氣變暖的迫切問題后，如何減少照明用電就作為一個(gè)重要的問題提到日程上來(lái)。因?yàn)檎彰饔秒娬伎偰芎牡?0%。幸好出現(xiàn)了高效節(jié)能的LED，LED本身比白熾燈節(jié)能5倍以上，比熒光燈、節(jié)能燈也要節(jié)能一倍左右，還不像熒光燈、節(jié)能燈那樣含汞。如果還能夠利用調(diào)光來(lái)節(jié)能，那么也是非常重要的節(jié)能手段。但過(guò)去所有光源都很不容易實(shí)現(xiàn)調(diào)光，而容易調(diào)光正是LED的一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)樵诤芏鄨?chǎng)合其實(shí)不需要開燈或者至少不需要那么亮，可是燈卻開得很亮，例如半夜到黎明時(shí)段的路燈；地鐵車廂從地下開到郊區(qū)地面時(shí)車廂里的照明燈；更常見的是在陽(yáng)光明媚時(shí)靠近窗口的辦公室、學(xué)校、工廠等的熒光燈都還開在那里。這些地方每天不知道要浪費(fèi)多少電能！過(guò)去因?yàn)楦邏衡c燈、熒光燈、吸頂燈、節(jié)能燈根本無(wú)法調(diào)光，也只能算了?，F(xiàn)在改用LED以后，可以自如調(diào)光了，這些電能完全可以節(jié)省下來(lái)！ 所以對(duì)于燈具調(diào)光來(lái)說(shuō)，家庭壁上調(diào)光不是主要的應(yīng)用場(chǎng)合，市場(chǎng)也很小。反而是路燈、辦公室、商場(chǎng)、學(xué)校、工廠的按需調(diào)光才是更重要的場(chǎng)合，不但市場(chǎng)巨大，而且節(jié)能可觀。這些場(chǎng)合需要的不是手動(dòng)調(diào)光而是自動(dòng)調(diào)光、智能調(diào)光！

　　5.1 路燈的調(diào)光

　　一般來(lái)說(shuō)，路燈到半夜以后就沒有什么用處了，所以通常的做法是12點(diǎn)以后關(guān)燈或者開一半亮度。但是最合理的做法是根據(jù)交通流量來(lái)控制路燈的亮度，甚至是完全自適應(yīng)地控制亮度。圖10就是根據(jù)當(dāng)?shù)亟煌髁康慕y(tǒng)計(jì)值來(lái)調(diào)節(jié)路燈亮度的一個(gè)例子。

圖10. 交通流量的統(tǒng)計(jì)值來(lái)智能地調(diào)節(jié)路燈的亮度

　　而為了實(shí)現(xiàn)這種智能調(diào)光，實(shí)際上也是十分簡(jiǎn)單的。只要把這個(gè)地區(qū)的交通流量統(tǒng)計(jì)值的曲線輸入到一個(gè)單片機(jī)，根據(jù)這個(gè)曲線給出PWM的調(diào)光信號(hào)到恒流驅(qū)動(dòng)源就可以實(shí)現(xiàn)。

5.2 光敏自動(dòng)調(diào)光LED燈

　　為了減小在強(qiáng)日光下不必要的照明，可以采用光敏自動(dòng)調(diào)光LED日光燈（或任何其他LED燈具）。它的方框圖如圖11所示。

圖11. 光敏自動(dòng)調(diào)光LED燈具的方框圖和實(shí)物圖

　　光敏元件的作用是感受周圍的日光，如果日光越強(qiáng)那么就輸出一個(gè)PWM信號(hào)到所有靠近日光的LED燈具（例如LED日光燈），把它們的亮度調(diào)暗。一個(gè)調(diào)光信號(hào)發(fā)生器可以調(diào)節(jié)很多LED燈具，只要這些燈具的恒流驅(qū)動(dòng)源帶有PWM調(diào)光控制接口。這種調(diào)光系統(tǒng)本身的效率高達(dá)92%以上。而且不存在任何和墻上可控硅調(diào)光線路的兼容性問題。這種全自動(dòng)的自適應(yīng)節(jié)能調(diào)光是任何熒光燈、節(jié)能燈、高壓鈉燈等氣體放電管根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，而卻是LED燈具最擅長(zhǎng)的。

　　6 結(jié)語(yǔ)

　　目前全國(guó)安裝的日光燈和節(jié)能燈的數(shù)量之大是十分驚人的，據(jù)工信部統(tǒng)計(jì)，我國(guó)2008年熒光燈的生產(chǎn)量超過(guò)40億支，其中出口就高達(dá)38.6億支。而據(jù)中國(guó)照明協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)每年消耗熒光燈數(shù)量大約為4億支。假定中國(guó)熒光燈的實(shí)際使用量為10億支（大多數(shù)安裝在辦公室、商場(chǎng)、工廠）。假定每支每天平均開燈4小時(shí)，每支平均功率25W（1.2米T8熒光燈額定功率為36W，功耗為40W以上。但國(guó)產(chǎn)熒光燈實(shí)際功率較低，故假定為25W），每天耗電0.1度，每年耗電36.5度。除去節(jié)假日為30度。10億支就是300億度。換成LED日光燈以后至少可能節(jié)能一半，就是150億度。再采用自動(dòng)調(diào)光可以至少再節(jié)能10%以上。那就是15億度。按每度電0.7元計(jì)算，就是節(jié)約10.5億元。這是十分可觀的數(shù)字！這個(gè)數(shù)字還沒有包括即將被LED替換的節(jié)能燈和白熾燈的節(jié)能調(diào)光在內(nèi)。所以大力發(fā)展可節(jié)能的自適應(yīng)調(diào)光才是LED調(diào)光的重點(diǎn)方向！