新世代的LED照明调光设计[1]

　　摘要

　　面对一个看似非常简单的调光功能需求，现代的3G、4G、云端运算世代的电子业却束手无策。当红的媒体宠儿--智慧电网--对照明控制也完全无能为力。这难免让人怀疑整个智慧电网的概念，纯粹是一场炒作的泡沫闹剧而已。

　　绝大部分的电子电机工程师都感到同样困惑，为何谈到照明调光，我们还是要依靠一个古老的元件--SCR硅控管？设计一个调光功能，真的有那麼难吗？

　　其实困难点是在装置成本与市场的不确定性。若能自硅控调光器的优缺点以及其他调光方案装置成本来分析，许多困惑将可以澄清。
 
　　本文针对现有的调光方案进行解析。并提出几项大胆的预测：
　　(1) 硅控调光器将和白炽灯一起走入歷史
　　(2) 电子调光器与遥控调光器也没有市场前景
　　(3) EZ Dimming 是唯一通用可行的调光方案，也将成为无所不在的调光方式。

　　1.照明需求基准

　　首先让我们先了解照明需求的基准与调光节能的关係。照明设计须考虑光源强度，和被照物或被照平面所得到的光通量。光源强度的计量单位是流明 (Lumen)。照度的计量单位是 Lux。两者之间的关係是 1 Lux = 1 Lumen/m2

　　假设我们有一座 10W的LED檯灯，发出来的总光通量是600 Lumens。如果这600 Lumens全部集中在一平方米的桌面，那桌面的照度就是 600 Lux。

　　(1) 商用照明 -- 明亮的食物，尤其是麵包、汉堡、海鲜、 烧烤等可以刺激食慾。所以麵包蛋糕店、汉堡速食店、餐馆的橱窗要有 1000 Lux 以上的照度。珠宝、鐘表、衣饰店，也必须要有明亮的照度，以刺激购买慾。精密工业、彩色印刷、博物馆、画廊、眼镜店、3C卖场、书店、打字、制图、诊疗室都要有1000 Lux照度。

　　(2) 一般照明 -- 办公室、教室、量贩店、一般店面、咖啡店、快餐馆、工厂、生产线，则要有 300-800 Lux。

　　(3) 非工作场合 -- 如车站、机场、医院、大楼大厅、病房、走廊、楼梯间、厕所，则100-300 Lux即可。公园、停车场、与街道则可以低到 10-50 Lux。

　　(4) 非营业时段 -- 商用照明、一般照明在非营业时段，可以降到100-300 Lux。

　　适度的照明，对商店的竞争力，绝对有显着的影响。便利商店、百货公司一楼的重点专柜，包括化妆品、珠宝，照度都超过2000Lux。照明不足，就不会吸引注意力与购买慾。若照明过度不足，还会增加人员的疲惫感与睡意。一个明显的例子就是桃园机场的入境与出境大厅，照度严重不足。比起香港机场与成田机场的明亮程度，更让人感觉桃园机场的老旧、冷清。只有免税商店区，店家都是灯火通明。

　　表一、 各场所照明的基准