照明消耗全球近20%的电力。比起已开发国家，开发中国家的照明耗电量比重更高。白炽灯虽然便宜，但效率十分低落。如果全面更换省电灯泡或固态照明，全世界可以少建上百座的发电厂，并每年减少几千万吨的二氧化碳排放量。如今欧盟已经计画在2009年至2016年逐步淘汰白炽灯;美国也预计在2010年至2014年逐步禁用大部分的白炽灯。虽然日本还没通过类似立法措施，但一领导照明品牌公司，东芝，已经在2010年3月全面关闭其白炽灯生产线，结束其120年制造灯泡的歷史。另一方面，中国正积极地建立其大规模LED照明产业。中国、印度、和日本禁用白炽灯，也是几年内一定会发生的事。

　　两马相争: 省电灯泡与LED照明

　　白炽灯淘汰之后，一般家用及商用照明将是省电灯泡CFL与LED照明双雄竞争的局面。LED照明因诸多功能超越省电灯泡，因此被各方看好为二十一世纪照明首选。LED照明的优点包括:

　　1. LED不含有毒物质，但省电灯泡有一定含量的汞。

　　2. 不同于省电灯泡，LED不排放紫外线。

　　3. LED照明效率现在和省电灯泡相近，但其效率正持续增高，而价格也越来越便宜。

　　4. LED灯泡寿命比省电灯泡长了好几倍。日本松下电器宣称他们的LED灯泡有19年的寿命。

　　5. LED灯泡在低温-40度C的环境裡仍可正常运作，但大多数省电灯泡在低于10度C就很难啟动或操作。

　　许多产业分析师预测LED灯泡将在2015年全面取代省电灯泡。这观点是依据近年来LED与CCFL产品在其他市场竞争的结论。他们注意到LED背光在手机、平板电脑、笔记型电脑等应用已将CCFL背光推向淘汰的边缘，所以市场专家们很有把握预测LED背光在2012年会取代CCFL背光在LCD 电视和LCD屏幕的应用。以此看来，LED照明在5年后超越CFL照明是很合理的推测。

　　潜在破坏者

　　许多工程师和公司在LED照明技术的突破性成就为我们带来这次照明革命，我们该为他们鼓掌致意。然而，我们很忧心硅控调光器这潜在破坏者会侵蚀、甚至推翻LED照明革命所带来的大部分好处。

　　我们知道可调光照明可以进一步提高节能效果。但是在三种主要的LED调光照明中，硅控调光器就像一隻狰狞怪物，吞食着我们努力发展可调光照明所得到的成果。

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　　硅控调光器的黑暗面

　　硅控调光器的调光方式是截断部分提供灯泡的正弦交电流波形。如此一来，硅控调光灯泡的功率因数经常低于0.5。但注意一点，功率因数是有关于电源效率和电力品质的重要指标。完美的功率因数为1.0。只有同相位的正弦电流，并且谐波失真为零，才能达到1.0的功因。近年来，在许多电子电气设备的电流波形谐波失真上，EN/IEC 61000-3-2标准有相当严格的规范。过去，大多电脑电源的功率因数为0.5至0.7。而现在EN 61000-3-2及其他政府规范，如美国能源部能源之星，要求电视、电脑等电气设备的电源至少要达0.9的功率因数。

　　再者，硅控调光LED灯泡必须加上一些电容缓冲电路，才能避免灯泡在调光时产生闪烁。但这麼做会使原本已经很低的功率因数变得更低，往往低于0.10。同时，供电线路电流波形将变成为一连串的突波电流。电流波形谐波失真会远超过规定限度。就笔者超过三十年的电子业经验来看，没有任何其他产品会像硅控调光器一样对功率因数和电流波形造成如此严重伤害。

　　图一为硅控调光器在不同调光准位的电流波形。我们可以清楚看到不同调光准位时低落的功因和严重的电流突波。

　　图一 硅控调光器在不同调光准位的电流波形

　　洩流电阻

　　除此之外，硅控调光器表面上是省电节能装置，其实不然。虽然硅控调光器可以降低白炽灯的耗电量，但不代表它用于硅控调光LED灯泡上也可以省电。这是因为在调光时，LED灯泡对传统的硅控调光器是个小负载。但负载太小，会使得硅控元件开关不稳定，导致LED灯泡严重闪烁。大家都知道要修正这种闪烁问题，需在硅控调光LED灯泡中加入假负载或洩流电阻。但是通常洩流电阻在调光状态，必须消耗1W至2W才能有效克服闪烁问题。

　　这种採取洩漏电阻的做法揭露了硅控调光LED灯泡的黑暗一面，即低效率和过度的待机功耗。请注意，能源之星计画在不久的将来要提升固态照明灯具发光效率至56 lm/W。很明显地，硅控调光LED灯泡是无法达到这项持续提高灯具效率的要求。此外，能源之星已规定大多数的电子设备待机功耗，包括电话、电视、和电脑等等。现今，个人电脑和电视的待机功耗已经小于1W。而能源之星的下一目标是将许多小型电器待机功耗降至0.3W以下。照明的总消耗电量远超过其他小型电器，对其待机功耗的规范将更为重要。

　　另外，能源之星固态照明计画对于关机状态有零功耗的规定。在深度调光时，硅控调光灯功能应该等同于关灯状态或待机模式。但事实上，其洩流电阻浪费超过1W的电力。

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　　硅控调光LED灯泡无法达到能源之星的规范，不论是功率因数、灯具效率，或是关灯状态功耗。

　　如上所述，硅控调光器有数个无法有效解决的根本缺陷。硅控调光器是所有电子设备裡最严重违反节能和电力品质的怪物。因此，采用硅控调光LED灯泡只会帮忙散播其恶果至全国各地电力网络。

　　噩梦可能会是这样展开: 一主要城市将其所有的商业和住宅照明加装硅控调光器。在午夜时分，大多数的办公大楼、工厂、和家庭将可调光照明设定成深暗模式。没人注意到这些灯具在120Hz频率同时形成突波电流。严重电流谐波失真造成噪音，干扰了通讯网路、电视、收音机、电脑和家用电器。有些系统故障了，无法使用。同时，电流突波也传至发电厂的涡轮发电机。发电机开始振动。发电厂必须在振动无法控制之前关掉涡轮发电机。

　　硅控调光器对功率因数的损害，及破坏电源供电品质并浪费待机电力的程度，是无以伦比。

　　硅控调光器是上个世纪遗留的产物。即使它已经存在半个世纪之久，但其破坏功率因数这项本质上的缺陷仍旧无法解决。就像同时代的含铅汽油一样，或者是加一点汞到萤光灯裡头，硅控调光器给人一种很快克服问题的错觉。但几十年过去了，我们现在必须为当初的无知付出沉重的代价。很不幸的，有一些公司可能是不了解，另外有一些公司则是无视于硅控调光器的缺陷，持续开发与硅控调光器匹配的LED 照明产品。

　　我们呼吁各电力公司，政府监管机构，环保团体，以及科技团体能深入了解硅控调光器与硅控调光灯具的黑暗面。我们建议，硅控调光器及灯具应受到能源之星相同的规范，必须在调光模式中，在功因、效率、和待机模式功耗等方面都达到各种规范的要求。如果不能达到规范的要求†，我们希望主管机关能早日宣告硅控调光器不适用于节能照明应用上。

　　註: 其实，任何一位电力电子学专家都可以告诉你，硅控调光器伤害功率因数与电流波型的先天缺陷，是无法解决的。

　　替代硅控调光器的选择

　　那什麼可以取代硅控调光器呢? 现在有两种主要的替代方式，一是遥控调光器，另一个是EZ dimming。

　　遥控调光器是利用红外线或无线电波来传输控制讯号，类似电视或冷气的遥控器。他们主要缺点是成本太高。在天花板或灯具内安装红外线或无线接收器，其成本必定远高于一般不可调光灯具。另外必须克服的是，各品牌的遥控器必须相容。不幸的是，一牵涉到制定业界公用的标准，各品牌厂商都以自身利益为优先，各行其是，很难达成共识。

　　EZ dimming是新绿科技所发明的新一代调光技术。EZ dimming保证是成本最低的解决方案。它整合所有调光控制功能在一颗可调光LED驱动器上。而且EZ dimming灯可以使用原本的墙壁开关，不用重新佈线，不用改造，也不需要额外的硬体设施。

　　实际上，EZ dimming LED灯平常操作方式就跟不可调光灯完全一样。把墙壁开关打开就全亮，把开关关掉就全暗。

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　　如果夜间想调暗走廊、洗手间、办公大厅、停车场，或是深夜时调降公共建筑物，如医院、学校、火车和公车站等场所的灯光，将墙壁开关切换一次 (快速关-开墙壁开关的动作)，就可以调暗灯光至60%亮度。第二次切换可至40%亮度，第三次则到20%亮度，再一次切换就会回到全亮状态。

　　要直接从任一调光准位跳至全亮，你只要在墙壁开关的关闭状态停留超过1.5秒之后再打开，灯就会全亮。若要直接从任一电力准位跳至全暗，只要将墙壁开关切到关闭状态。

　　图二显示EZ调光灯泡在不同调光准位的电流波形。交流电流波形皆为圆滑曲线，没有突波。不论在哪一个调光准位，功因皆维持在0.9以上。

图二 EZ调光灯泡在不同调光准位的电流波形

图三：EZ调光灯泡的操作方式

　　零成本调光方案

　　其实绝大部分场合，我们只需要对一般照明增加一种简单的调光功能。也就是说办公室、商店、和学校、医院等公共建筑，平常只是全开或全关;只有在夜间、下班、 或歇业时，可以将部分场所的灯光调降。EZ dimming 的四段调光，已经可以满足这种基本调光的需求。情境灯光，檯灯，及其他需要无段式调光的场所，就请厂商各自发展遥控或其他调光方案，但是必须通过功因 、效率、和待机功耗等规范。

　　新绿科技EZ dimming LED照明驱动器，GM6182，在四段调光中皆有超过0.90的高功因，超过80%的高效率。另外，GM6182不使用洩流电阻或电解电容，也不用重新佈线，不用遥控器，也不需要额外的硬体设施。几乎是以零实施成本，做到了优良的调光功能。

公司：新绿科技

作者：Ken Liu

网站: www.green-mark.com

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