LED 照明的成長(cháng)推動(dòng)力

　　背景

　　到 2015 年，高亮度 (HB) LED 的市場(chǎng)規模預計將達到 202 億美元，自 2012年算起的年復合增長(cháng)率 (CAGR) 將達到 30.6% (數據來(lái)源：Strategies Unlimited)。驅動(dòng)這種顯著(zhù)增長(cháng)的重要應用領(lǐng)域之一是用于為薄膜晶體管 (TFT) 液晶顯示器 (LCD) 提供背光照明的 LED。應用包括從高清晰度 (HD) TV 和便攜式平板個(gè)人電腦到汽車(chē)顯示器以及五花八門(mén)的手持式通信設備。不過(guò)，為了保持這種令人印象深刻的增長(cháng)率，LED 不僅必須提供更高的可靠性、更低的功耗和更緊湊的外形尺寸，還必須在對比度比和色彩準確度方面做出改進(jìn)。此外，在汽車(chē)、航空電子設備和船舶顯示器中，所有這些改進(jìn)都必須進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)還要承受從陽(yáng)光燦爛到無(wú)月之夜的各種環(huán)境照明條件。

　　這些 TFT-LCD 應用包括信息娛樂(lè )系統、儀表板及眾多的儀器顯示屏。當然，當采用 LED 來(lái)為這些顯示器提供背光照明時(shí)，為了在各種各樣的照明條件下優(yōu)化顯示器的清晰度，將會(huì )產(chǎn)生一些獨特的 LED 驅動(dòng)器 IC 設計難題。它要求 LED 驅動(dòng)器提供非常寬的調光比范圍和高效轉換，同時(shí)還要承受相對苛刻的汽車(chē)電氣及物理環(huán)境的考驗。不言而喻，此類(lèi)解決方案必須提供非常扁平和緊湊的占板面積，同時(shí)還要提高總體成本效益。

　　除此之外，據 LED 業(yè)內人士透露：“驚人的增長(cháng)出現在面向商業(yè)用途的高亮度 LED 照明系統中;這是因為在大多數消費者的眼里，LED 照明對于家用而言仍然太過(guò)昂貴。憑借其長(cháng)期優(yōu)勢、節能和環(huán)保特性、及相關(guān)的減稅政策優(yōu)惠，商業(yè)領(lǐng)域中的 LED 照明使用量將會(huì )有大幅度的增長(cháng)，例如：停車(chē)場(chǎng)、辦公區、工廠(chǎng)廠(chǎng)房和倉庫。LED 燈不僅能取代高壓鈉燈、鹵素燈和白熾燈泡，而且在某些場(chǎng)合中還可替代 CFL 和熒光燈。”

　　于是，由于在商用建筑的總用電量中照明一般占到 25% 至 40%，所以商業(yè)應用在向 LED 的過(guò)渡中居領(lǐng)先地位，這一點(diǎn)絲毫不讓人感到驚訝。因為此類(lèi)應用需要長(cháng)時(shí)間的高強度光，所以節省電能可在相對較短的時(shí)間內取得滿(mǎn)意的經(jīng)濟回報。其次，LED 燈的長(cháng)壽命大幅度地降低了燈泡的更換成本。這些更換成本不僅包括燈泡本身的價(jià)格，而且在某些應用 (例如：高棚燈照明) 中實(shí)際更換燈泡的人工費用也是十分巨大的。反過(guò)來(lái)，就目前而言面向家庭用途的通用型 LED 照明對于大多數消費者來(lái)說(shuō)仍然過(guò)于昂貴。然而，在未來(lái)的幾年中，隨著(zhù) LED 燈價(jià)格的走低和普及率的提高，其在照明市場(chǎng)的住宅區段也將實(shí)現大幅增長(cháng)。大多數分析人士預計：這一市場(chǎng)區段在 2013 年及以后將加速成長(cháng)。

　　是什么因素推動(dòng)汽車(chē)顯示器越來(lái)越多地采用 LED 呢?

　　汽車(chē)照明領(lǐng)域這種令人印象深刻的增長(cháng)潛力是由哪些因素支撐的呢?首先，LED 的發(fā)光效率是白熾燈泡的 10 倍，而且幾乎是熒光燈 (包括冷陰極熒光燈 [CCFL]) 的兩倍，因此降低了提供給定的光輸出量 (以流明/瓦 [lm/W] 為單位衡量) 所需的電功率。隨著(zhù) LED 的進(jìn)一步發(fā)展，其功效或者從電源產(chǎn)生光輸出的能力只會(huì )繼續提高。其次，我們是一個(gè)關(guān)注環(huán)保的世界，而 LED 照明不需要處理、接觸和棄置于冷陰極熒光燈 (CCFL) 中常見(jiàn)的有毒水銀蒸氣。最后，白熾燈泡在使用約 1,000 小時(shí)以后常常需要更換，而熒光燈可以持續使用長(cháng)達 10,000 小時(shí)。不過(guò)，與 LED 照明可提供超過(guò) 10 萬(wàn)小時(shí)的壽命相比，這些數字就相形見(jiàn)絀了。

　　在大多數應用中，這種更長(cháng)的工作壽命使 LED 能永久性地嵌入到最終應用中。這對汽車(chē)儀表板、儀表以及信息娛樂(lè )系統顯示屏的背光照明而言，顯然特別重要，由于它們在汽車(chē)工作壽命期內將不需要更換，因而常常嵌入在汽車(chē)的儀表盤(pán)里。此外，LED 的外形比其他燈可小好幾個(gè)位量級，也更緊湊，因此 LED 屏可以做得極其扁薄，故而只需占用非常少的汽車(chē)內部空間。而且，通過(guò)紅、綠和藍光 LED 的配置，可以提供無(wú)限多種色彩。再者，LED 還能夠以遠遠超出人眼察覺(jué)能力的速度進(jìn)行調光以及接通 / 關(guān)斷操作，從而可顯著(zhù)改善 LCD 顯示器的背光照明，同時(shí)提供擁有高對比度比和較高分辨率的圖像。

　　進(jìn)入汽車(chē)應用領(lǐng)域所面臨的障礙

　　然而，汽車(chē)照明系統設計師面臨的最大障礙之一是，怎樣優(yōu)化最新一代 LED 具有的所有特色和優(yōu)勢。因為 LED 一般需要一個(gè)準確和高效率的電流源和一種調光方法，所以 LED 驅動(dòng)器 IC 必須設計成能在多種工作條件下滿(mǎn)足這些要求。另外，它們的電源解決方案必須非常高效、堅固和可靠，同時(shí)還必須非常緊湊和富有成本效益?？梢哉f(shuō)，就驅動(dòng) LED 而言，最苛刻的應用之一將是汽車(chē)信息娛樂(lè )及儀器 TFT-LCD 的背光照明，因為它們處于嚴酷的汽車(chē)電氣環(huán)境中，必須適應范圍很寬的環(huán)境照明條件變化，同時(shí)還必須能放入非常有限的狹小空間之中。而且始終不變的是，它們必須具有富吸引力的成本結構。

　　許多新興汽車(chē)設計采用單個(gè)屏來(lái)為用于駕駛控制的所有顯示儀表提供背光照明。通常，儀表盤(pán)的 LED 背光照明與信息娛樂(lè )系統是共用的，從而形成一種便于閱讀的一體型控制面板。同樣，包括汽車(chē)、火車(chē)和飛機在內的諸多交通工具也在面向后方的座位上裝有用于為乘客提供電影、視頻游戲等娛樂(lè )服務(wù)的 LCD 顯示器。歷史上，此類(lèi)顯示器采用 CCFL 背光照明;然而，人們開(kāi)始越來(lái)越多地采用非常扁平的白光 LED 陣列來(lái)取代這些相對龐大的燈泡設計，以提供更加精確和可調的背光照明以及更長(cháng)的使用年限?！　?/p>