智能LED照明控制系统

题目：智能LED照明系统

一、论文的背景目的和意义

近年来，世界各国在半导体照明产业领域跃跃欲试、剑拔弩张，巨大的跨国商机相继诱发催生了日本的…21世纪照明‟计划、美国的…下一代照明计划‟、欧盟的…彩虹计划‟、韩国的…固态照明计划‟、中国台湾的…新世纪照明光源开发计划‟和中国大陆的…国家半导体照明工程‟计划等国家级照明规划，促使日本、美国、欧盟、韩国、中国台湾和中国大陆等国家或地区携巨资前赴后继地在上游的衬底制作、外延晶片生长，中游的光刻、腐蚀、金属蒸镀、芯片切割和测试分选以及下游的器件封装、集成应用等各个环节展开了激烈地竞争。

LED照明产生的效益显而易见，世界各国都在政府的大力资助下加快推进LED 照明取代传统照明的步伐，日本、美国、欧盟、韩国、东南亚、我国台湾和中国政府都制定了相应的发展计划

LED球泡灯是替代传统白炽灯泡的新型节能灯具。传统白炽灯耗能高、寿命短，在全球资源紧张的大环境下下，已渐渐被各国政府禁止销售，随之替代产品是电子节能灯，电子节能灯虽然提高了节能效果，但由于使用了污染环境的重金属汞，与十二五计划的保护环境相对。随着LED技术的高速发展LED照明逐渐成为新型绿色照明的不二之选。LED在发光原理、节能、环保的层面上都远远优于传统照明产品。

二、国内外研究概况

根据DIGITIMES Research最新统计，高亮度LED 市场规模将由2010年82.5亿美元，成长至2011年的126亿美元，年成长率将高达53%；其中，LED 照明使用颗数由2010年48亿颗，将增至2011年124亿颗，主因为2011年LED 灯泡取代传统白炽灯效应开始显现。

继LED背光TV后，LED照明将成为带动LED产业高度成长的应用产品。虽2010年LED照明占总照明市场比重尚不高，以产值来看仅3.2%，然在节能减碳意识高涨下，世界主要国家已订定LED照明政策，积极推动LED照明产业发展。DIGITIMES Research分析师兼项目经理林芬卉分析，全球LED灯泡需求量将由2011年5.96亿颗，大幅成长至2013年的25亿颗；路灯方面，由于中国大陆、美国、欧洲于各主要城市已推动示范工程，预估LED路灯将由2011年220万盏，增至2013年980万盏，将再带动未来数年LED照明渗透率提升。

在全球主要国家LED照明政策推动、LED发光效率显著提升、及预估LED照明价格每年将有20~30%下跌空间等影响下，林芬卉预估，照明用LED需求量2009年至2013年CAGR将达97.4%，高于大尺寸LCD用LED背光CAGR的62.6%，且LED照明市场规模至于2011年将达154亿美元，于整体照明市场渗透率首度突破10%，达10.6%LED在发光原理、节能、环保的层面上都远远优于传统照明产品。

目前白炽灯的淘汰已经不再是将来时，而是进行时，今年白炽灯禁用法律已经在阿根廷、澳大利亚、新西兰、法国、意大利和菲律宾生效，明年将在英国、芬兰和荷兰生效，后年将在日本和加拿大生效，2014年将在美国生效，全球最晚的中国也将在2017年生效，这也是为什么CFL节能灯市场需求快速上升的一个主要原因，因为CFL节能灯是目前白炽灯的一个最佳替代选择，不仅价格最接近白炽灯，而且寿命和节能效果远超白炽灯，一只13W的CFL节能灯光效就相当于一只60W的白炽灯，功耗降低了五分之四，寿命提高了8-15倍。

目前全球灯具市场需求总量大约是100亿只，其中近三分之一（30亿只）是CFL节能灯。NXP半导体照明产品市场资深经理陈嵘说：“未来3年，CFL节能灯市场将快速发展，之后发展速度就会平坦下来，5年后市场需求将逐渐减少。LED灯具目前还存在成本障碍，但LED光源的成本在快速下降，目前市场正在试用阶段，预计LED灯具将会在未来5-10年内占据通用照明市场的主流地位。”

市场研究公司Datapoint Research今年6月发布的一份报告要显示，从2007年到2013年，白炽灯市场正在呈快速下降态势，CFL节能灯市场正在强劲上升，LED照明处于方兴未艾状态。

目前CFL灯具驱动解决方案绝大部分是NXP提供的。NXP每年的全球CFL驱动器销售量超过6千万，其中1千万片是在中国市场销售的，目前超过20家全球客户在使用NXP的CFL驱动解决方案。之所以能取得这样的市场领导地位，是因为NXP具有独特的高压工艺，它使得我们能把控制、MOSFET和MOSFET驱动电路一起集成在一个Die上，其它供应商通常需用两个Die，再封装在一个芯片上，因此我们的成本可做得更低，而这对于成本敏感型的CFL灯具市场来说是至关重要的。

目前CFL节能灯市场存在的主要问题是：CFL灯具的品质参差不齐、CFL灯泡需要经过较长时间的预热才能达到最高亮度、与现有TRIAC调光器不兼容。

现在很多消费者抱怨，买回家的CFL灯具没用多久就变黑或不亮了。这一品质问题的根本来源于欧盟目前的CFL灯具标准：即CFL灯具的合格率标准为50%，因为欧盟是中国CFL灯具制造商的主要目标市场，他们的产品合格率基本上取决于欧盟市场的要求。合格的CFL灯具使用寿命是6000小时（差不多6年），但由于合格率只有50%，因此差不多有一半的用户买回家的CFL灯具是不合格，其使用寿命可能只有几百个小时。

浙江是国内出口节能灯的第一大省，其中60%以上的产量均来自杭州。据杭州检验检疫局统计，2010年上半年杭州地区出口节能灯5457批，货值2.6亿美元，同比分别增长72%和63.5%。

这两年，海外一些发达国家纷纷出台相应政策，要求逐步用节能灯和LED 灯等能耗小的新产品来取代白炽灯。2007年2月，澳大利亚政府率先宣布，要在2010年前在全国范围内实现用节能灯取代白炽灯、禁止居民使用白炽灯。去年9月，欧盟宣布将用4年时间逐步淘汰白炽灯等高耗能照明设备，以节能灯、卤素灯泡和LED灯来代替白炽灯成为欧洲居民的主要照明灯。今年以来，出口量大幅增加，企业数量也增加很快，几乎每个星期都有新企业成立。卢振球说，虽然节能灯产业发展很快，但是这个行业的隐忧已经出现，作为一个劳动密集型的行业，门槛很低，同质化竞争日趋严重；新员工急着上岗，产品质量下降，利润率也逐年在下降。

在提倡环保、节能的绿色照明年代，白炽灯已经逐渐被节能灯、荧光灯、LED 等新兴光源所替代。但是由于新型的光源存在价格较贵、质量不稳定、容易引起眼睛疲劳等缺陷，因此白炽灯还能够在市场上留有一席之地。

我国也是一个白炽灯的生产、消费和出口大国。2005年我国共出口各类白炽灯99亿个，总值2亿7千万美元，出口目的国165个，其中非洲国家占了三分之一。

三、论文的理论依据、研究方法、研究内容

随着世界经济的飞速发展,照明作为日常生活中所不可缺少的部分,成为