LED照明点亮2010 引领节能新趋势

2009年LED照明产业丝毫没有受到全球金融危机带来的负面影响，在政府的政策推动下，加上LED发光效率的提升与整体产品成本下降等因素的影响，LED照明产业一路走红。与此同时绿色经济、低碳经济已经成为全球关注焦点；市场对太阳能/风力发电等新能源、节能降耗产品的需求与日俱增，这也为电子元器件行业带来了变革和创新的契机，也拓宽了相关功率器件、驱动电路、电源模块、散热管理、连接器产品的发展空间。

照明点亮

在“十城万盏”照明工程的带动下，全国路灯和24小时连续使用的隧道灯成为首先替换的重点项目，几大城市的地铁也启动普及LED日光灯节能项目。技术和市场的双重拉动，造就了一批LED照明产业链的新兴企业，据最新数据显示，深圳市LED相关企业数量由2007年的700余家，迅速发展到了09年的2000多家。电子元件技术网一直关注和见证着LED产业的发展，在2009年相续推出了LED照明电源社区和LED照明电源设计大讲台栏目，为网友奉献了精彩纷呈的LED盛宴。

预估2010年到2011年将是LED商用照明快速成长与普及的二个年头。在长期使用效益、节能环保因素的推动下，高流明输出的商业等级LED照明系统在2010年将会大幅增长，如停车场照明、办公室照明、工厂照明、仓库照明等区域。此外高亮度和高通量LED的另一个关键应用增长市场，将是平板液晶电视、笔记本电脑和笔记本电脑显示器中的大尺寸LCD的背光。有研究机构预测，LED产业目前即将迈入新的扩张期，未来三年将以15%以上的两位数速度增长。这种增长将源于更多的高亮度（HB）和高通量LED进入一系列新的下一代照明应用。同时，LED路灯的光源效率已达132lm/W,整灯效率达70-80lm/W;成本方面，LED路灯已经于高压钠灯相差无几，可以预见，发光效率提升和成本下降促进LED路灯2010年在各个领域大显身手。电子元件技术网展望2010LED照明亮点：LED电视和LED路灯将会有大发展。

照明产业前进的步伐还不仅仅止步于此，发光效率超过100流明每瓦的高通量LED灯泡的开发，以及允许LED在不需要逆变器的情况下使用交流电的创新设计，正在推动LED更接近被主流普通照明市场所采用。iSuppli公司预测，LED灯泡会在2010年真正打入住宅和企业一般照明市场。毫无疑问，LED的长远未来在于普通照明。

照明产业的持续走热，除了LED发光效率提升和成本的下降的因素外，最主要的推动因素是各国政府对节能环保新能源产业的日益重视和大力扶持。无论是09年闭幕的哥本哈根世界气候大会，还是当前世界许多国家应对金融危机的重要举措，扶持发展新能源始终处于决定性的重要地位。

所有迹象表明新能源将是近代基于低碳经济的一场技术革命。可以预见，2010年必将是围绕新能源发展的一年。未来新能源产业的价值链将围绕新能源收集和新能源利用，更有效的收集和开拓新能源的新应用会为半导体厂商开拓新的价值增长点。如LED照明、太阳能/风能发电、电动汽车和更多新应用领域。

电子元件技术网整理和发掘2010年新能源对电子元器件的新亮点和新应用，在太阳能/风力发电等领域探讨技术进步和市场需求引起的电子器件的需求变化和最新挑战。

风力发电：2010新机遇/新挑战

在各类可再生能源中，从目前的技术成熟度和建设可行性来看，风能最具竞争力。从长远来看，全球风能产业的前景相当乐观，各国政府不断出台有利于再生能源发展的鼓励政策，为该产业带来巨大的市场机遇。德意志银行最新发布的研究报告显示，全球风电发展正进入迅速扩张时期，风能产业将保持每年20%的增速，预计到2015年，该行业总产值将增至目前水平的5倍。如此庞大的需求和市场，为半导体企业提供了新的机遇与挑战。

由于风能是一种非常不稳定的能源，风机输出的电压、频率和功率都很不稳定，因此不做处理不能直接输入电网。在从风力发电到并网运行的过程中，整流器、逆变器、晶闸管、保护器件、变压器等器件发挥了重要的作用。

一个能实现与现有国家电网并网的大型风力发电场通常主要由以下几个部分组成：风力涡轮机、整流器、逆变器、控制器、晶闸管、同步器、防雷装置、变压器、连接器和其他控制系统。

其中整流器用于将风力涡轮机发出的交流电转换成直流电，以尽可能地降低电能在传输过程中的损失。在靠近电网端，逆变器再将整流器过来的直流电能转变成电网采用的正弦电波，然后通过晶闸管和同步器确保生成的交流电与电网同步并将此正弦波交流电并到电网上。

逆变器通常由IGBT模块、续流二极管、IGBT栅极驱动器、驱动保护、滤波电容、扼流线圈、散热器、隔离器和MCU构成。风力发电机效益与逆变器的效率直接相关，继而又取决于所用元件的能效，因此国内的电子元件企业在逆变器市场存在巨大商机。此外，大功率风电应用要求能承受上千安培电流和几千伏高压的大功率IGBT器件或模块，而且要求它们必须具备很高的可靠性，这为生产高可靠性、大功率器件的公司提供了为新能源服务的商机。

为了吸收更多能量，轮毂高度和叶轮直径随着增高，相对的也增加了被雷击的风险，雷击成了自然界中对风力发电机组安全运行危害最大的一种灾害。雷电释放的巨大能量会造成风力发电机组叶片损坏、发电机绝缘击穿、控制元器件烧毁等。因此风力发电机的防雷解决方案显得极为重要，防雷装置一般为防过压冲击的气体放电管（GDT）、晶闸管、TVS二极管或金属氧化物变阻器（MOV），以及防过流冲击的可恢复PolySwitch器件或一次性熔断器。2009年电子元件技术网推出的电路保护研讨会汇集了业界最优秀的电路保护企业，同时提供一整套的电路保护解决方案。

在逆变器和电网之间一般都需要加变压器，因为电网电压一般高达几万伏，这么高的电压逆变器是做不到的，因此需要大型变压器进行升压，国内的大型变压器企业起步较早，技术和价格优势明显，如天威保变等国内企业。

成本降低催生太阳能产业扩张

作为新能源中的另一个大市场是太阳能的应用，据拓墣预估2010年中国太阳能发电市场需求将达6.2亿美元，高达138.5%的年成长率亦可看出其发展潜力。

广阔的市场推动厂商拼命降低太阳能发电的成本，其中最简单的方法就是提高太阳能电池的光电转换效率。

但目前太阳能光电转换效率能实现商业化量产的大部分还不超过20%,虽然有着很大的提升空间，但受限于基础材料的限制其提升进展非常缓慢。审视交流发电应用的核心环节：太阳能电池板、太阳能充电控制器、蓄电池和逆变器，半导体厂商的机会主要集中在充电和逆变环节。

由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定，所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，达到一定阈值，才能供应照明负载。蓄电池的特性直接影响系统的工作效率、可靠性和价格。蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则：首先在能够满足夜晚照明的前提下，把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来，同时还要能够存储预定的连续阴雨天夜晚照明需要的电能。

在太阳能系统中，逆变器把直流电变成交流电，当照明负载为直流时无需使用（如LED照明），目前已经有太阳能直接供电的LED照明系统，相信这个趋势将在未来得到更多应用。而照明负载为交流负载时必须使用。考虑到太阳能光电转换效率的低下，这更凸显了逆变器转换效率的重要。太阳能逆变器中功率电子器件的选择对逆变器实现最小损耗和最高效率至关重要，就以太阳能逆变器应用来说，绝缘栅双极晶体管（IGBT）能比其他功率元件提供更多的效益，其中包括高载流能力、以电压而非电流进行控制，并能使逆并联二极管与IGBT配合，如何正确地为太阳能逆变器应用选择IGBT,是工程师在设计逆变器、提高转化效率时面临的挑战。

此外，多数独立型太阳能发电设备工作环境偏远且恶劣，这就要求逆变器能在恶劣的使用环境及较少的维护条件下长期稳定工作，因此很多逆变器也添加了电路短路保护、欠压保护、过流保护、反接保护及雷电保护等功能。

公司预计，2012年全球用于太阳能系统的逆变器出货量将从2008年时的723,329个增长到950万个。太阳能系统广阔的应用需要使用更多的蓄电池和逆变器，这为从事电源设计和元器件厂商带来巨大的机会。

　冯耀元