听安福利LightSpeed主管剖析：照明节能设计

编者按：Cary Eskow是安福利电子部门LightSpeed固态照明及LED（发光二极管）业务负责人，一位在安福利工作达28年的老手，他率领的安福利照明部门长期专注于热、驱动阶段和光学设计。而且自从20年前取得自己的第一份LED专利之后，他与LED设备商、先进模拟IC以及二次光学厂商也保持着很紧密的联系。截至目前，他已经发表了30多篇有关HB-LED（高亮度LED）系统设计的文章与论文，而且还是8750 LED标准技术平台人才库作家。近日，Eskow就向记者介绍了怎样有针对性的面向HB-LED市场进行设计，下文为此次访谈的摘要。

为什么目前HB-LED市场备受关注？

Cary Eskow

 
最初人们探索HB LED技术只是为了节省能耗，因为全球能源的25%是用在了照明领域。由于涉及物理及白炽灯工作方式，通常一个HB LED拥有给定能量输入3~4倍的光输出。

在加利福尼亚，要求为24，需要所有的结构都有一定数量的节能照明。（你可能）通过经凑性日光灯或者类似的其他设备也能够达到此标准，但是有一点不容忽视----这些设备当中都含有水银。已经有13个州明文规定限制使用含有或经过特殊处理的水银灯。所以，从另一个方面来说，在节能照明方面你有义务提高排斥有害物质如水银的意识。这么说来，唯一能够解决能耗问题的材质就只剩下HB LED。

HB LED存在什么设计挑战？

LED技术面临的设计挑战是除了红外LED，所以的材料都会变热。根据半导体业的经验，这些热能以红外能量的形式聚集无法释放。最大的设计挑战就是人们在设计HB-LED之前无法预计如何释放设备中的热量。

HB LED在白炽灯和日光灯应用中非常节能，但是在一些系统应用中，会不会因为功率损耗丧失上述优势？

在系统应用中，使用LED依然比采用白炽灯更有优势。白炽灯没有转换器，只有大概5%~7%的能量能够进入灯泡转化成白光。而基于LED的系统，当你将交流电转化成恒压直流电时存在的10%~15%的能量损耗也可以收集，因为这部分能量完全能够激发LED工作，实现功率照明。不像你不想要的红外、紫外以及其他东西。

如果你比较经凑性日光灯或者常规日光灯，会发现他们非常接近LED提供的流明，这是一种测量每瓦照明强度的单位。然而，日光灯和紧凑型日光灯存在着很大的负面影响，其一就是产品生命，通常他们的生命周期都不会太长。其二是它们内部填充的是汞蒸气，虽然数量不多，然而确实存在，这也是为什么他们被认为是环境污染威胁物。

你能举例说明能源之星法规以及固态照明是如何适应它们的吗？

我们从广为接受的紧凑型日光灯失败案例中学到了很多。首先是质量，所以能量部门想出了一系列包含质量的法规，例如在特定环境特定面积内需要多少照明强度？能耗甚至厂商的保证书都在规定之列。如果所有的要求都能够实现，那么该款产品就能够获得能源之星的认证。这并不是LED的能源效率，这是能源的转换数量，是你感兴趣的墙上的插座以及光强度。

不过他真的是一个质量控制系统，不仅仅是一个能量效率问题。而且很难实现。所以，当一个固态光电产品获得能源之星认证，那就说明它的设计真的很好，也很容易获得消费者的信任，实现了也许其他技术压根不能实现的能源节省，例如紧凑型日光灯。

为什么你觉得工程师和经销商保持联络很重要？例如安福利在进行HB LED设计是取得专门的系统级设计支持？

今天，真正缺乏的不是器件本身，一些厂商已经飞速的提升了HB LED 的生产工艺。此外，IC和其他部件需要直流HB LED支持的目前也不难实现。真正缺乏的是如何设计一款照明系统的知识。你可以将此比作1985年左右的FPGA技术，这就是我们目前面临的环境。

最有价值的HB LED产品不是来源于任何供应商，而是HB LED如何影响你的具体应用的经验和系统性知识。这些知识通常需要人们对二次光源、热需求应用全面建模、HB-LED设备选择以及修正HB-LED参数方面经验等有一个正确的理解。

当然，数据表解释、建模以及仔细的设计对工程师来说已经不是什么新鲜概念，但是从事光和LED却是一个大任务。安福利的方式是为用户提供一个关于光、热、以及每天与这些知识打交道的电子工程师专门小组。未来6~7年，HB-LED产品将会成为一件普通商品，系统级光学/热学知识也将普及。