高棚照明市場(chǎng)正在為LED技術(shù)的轉(zhuǎn)變做好準(zhǔn)備。這是由于LED燈的價(jià)格下降，以及傳感器和控制器的進(jìn)步，這些都有助于進(jìn)一步降低能耗，實(shí)現(xiàn)可接受的投資回報(bào)（ROI）。商業(yè)和工業(yè)環(huán)境中的高棚照明應(yīng)用現(xiàn)在可以充分利用LED在節(jié)能和最小化停機(jī)時(shí)間方面的優(yōu)勢(shì)。

Navigant Research（科羅拉多州博爾德）預(yù)測(cè)高棚燈具和燈具的全球銷售將增加到2017年，達(dá)到近170億美元，主要是由于新建筑和改造中更昂貴的LED燈具和燈具的采用率不斷上升。

Navigant Research指出，LED技術(shù)的改進(jìn)也推動(dòng)了這一轉(zhuǎn)變，使LED能夠滿足照明這些廣域空間的嚴(yán)苛要求“同時(shí)最大限度地減少對(duì)比度，減少眩光，并在許多情況下滿足嚴(yán)格的安全和危險(xiǎn)環(huán)境要求。”

為照明設(shè)計(jì)師開發(fā)利用LED技術(shù)的最具成本效益的燈具，他們需要為工作選擇合適的發(fā)射器。這些LED必須能夠滿足高輸出流明要求，同時(shí)簡(jiǎn)化熱管理并提供適量的光分布。

有許多方法可將LED集成到高棚燈具應(yīng)用中，有許多考慮因素和/或設(shè)計(jì)師的權(quán)衡，從熱設(shè)計(jì)（散熱）和光學(xué)控制到驅(qū)動(dòng)器選擇和定價(jià)。高棚照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員也可能希望開始考慮采用傳感器，網(wǎng)絡(luò)和其他先進(jìn)的照明控制來進(jìn)一步節(jié)約能源和降低成本，但這超出了我們?cè)诖颂剿鞯姆秶Ｔ诒疚闹校覀儗⒔榻B幾種能夠滿足性能的LED解決方案，并為高架應(yīng)用提供所需的成本節(jié)約，包括Cree的XLamp XM-L2和XLamp XP-E2以及Philips Lumileds的Luxeon R和Luxeon TX。

Cree推薦一套用于設(shè)計(jì)LED燈具和燈具的六步框架（圖1）。作為該框架的一部分，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)高棚照明系統(tǒng)時(shí)應(yīng)評(píng)估六個(gè)關(guān)鍵特性。這些包括照度分布（footcandles ［fc］/lux），電功率（瓦特），壽命（小時(shí)），投資回報(bào)（月），光通量（流明）和可制造性。其他重要特性包括工作溫度，工作濕度（相對(duì)濕度百分比），相關(guān)色溫（CCT）（K），顯色指數(shù)（CRI）和易于安裝。

圖1：Cree用于創(chuàng)建LED燈具和燈具的六步框架（由Cree提供）。這也意味著設(shè)計(jì)人員需要牢記設(shè)計(jì)目標(biāo)，這應(yīng)該集中在幾個(gè)特征上，包括光輸出（流明） ，電源，燈具效率，壽命，CCT，CRI和功率因數(shù)，都有最小和最大目標(biāo)。

Designlights聯(lián)盟1已經(jīng)列出了一系列技術(shù)要求，作為商業(yè)和工業(yè)建筑高棚燈具的指南和高灣過道燈具。

以下是高架商業(yè)和工業(yè)建筑的技術(shù)規(guī)格：

最小光輸出：10，000流明

帶狀流明密度：≥30百分比：20°至50°

最低燈具效率：80 lm/W

允許的CCT：≤5，700K

最小CRI：70

L70流明維持率：35，000小時(shí)

保修期：5年

以下是高棚過道燈具的技術(shù)要求：

最低照度輸出：10，000流明

帶狀流明密度：≥50％：20°至50°，≥30％：0°至20°

最低燈具效率：80 lm/W

允許的CCT：≤5，700K

最低CRI：70

L70流明維持率：35，000小時(shí)

保修期：5年

現(xiàn)在讓我們看看一些滿足這些要求的LED示例，從兩個(gè)第二代XLamp平臺(tái)開始：XM-L2和XP-E2 LED。

專為高流明應(yīng)用而設(shè)計(jì)，包括室內(nèi)，高棚和戶外照明，第二代Cree XLamp XM-L2單芯片LED每瓦流明的亮度提高20％，與原來的XM-L LED相比，每美元流明增加一倍，這意味著照明設(shè)計(jì)師可以以更低的成本使用更少的LED。 LED在25°C時(shí)350 mA時(shí)提供高達(dá)186流明/瓦的能力。

XM-L2的主要特性包括：

白色，80-CRI白色，85-CRI白色，和90-CRI白色

ANSI兼容的色度箱

在85°C下裝箱

最大驅(qū)動(dòng)電流：3，000 mA

低熱阻：2.5°C/W

寬視角：125°

在30oC/85％RH下無限制的地板壽命

可回流焊接 - JEDEC J -STD-020C

電中性熱路徑

符合RoHS和REACH標(biāo)準(zhǔn)

UL認(rèn)可組件（E349212）

Cree還設(shè)計(jì)了XM-L2 LED，與現(xiàn)有的XM-L LED設(shè)計(jì)兼容，利用5 x 5 mm XM封裝。 “這使現(xiàn)有客戶能夠輕松地將第二代零件整合到XM LED設(shè)計(jì)中，以縮短燈具設(shè)計(jì)周期并縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，”Cree表示。

特色是85°C，XM-L2 LED是可提供2，700K至6，200K的色溫，并提供80，85和90的最低CRI選項(xiàng)。但是，由于XM-L2 LED是XM-L LED的后續(xù)產(chǎn)品，因此能源之星認(rèn)證的應(yīng)用僅需3，000根據(jù)Cree的數(shù)據(jù)，小時(shí)的LM-80數(shù)據(jù)，而不是正常的6，000小時(shí)。另一種適用于高棚和低棚燈具應(yīng)用的第二代產(chǎn)品是XLamp XP-E2彩色和白色LED，它們也是與原始XP-E LED相比，每美元流明，每瓦特流明可提高20％。 XP-E2 LED在350 mA時(shí)可提供高達(dá)128流明/瓦的功率，在350 mA時(shí)為每瓦85°C或143流明，在冷白色（6，000K）時(shí)為25°C。它們的色溫范圍為2，700K至7，000K，最小CRI選項(xiàng)為70，80，85和90.XLamp XP-E2彩色LED為皇家藍(lán)提供高達(dá)1，409 mW，藍(lán)色為109流明，綠色為253流明，琥珀為203流明，紅橙為193流明，紅色為155流明，均為最大驅(qū)動(dòng)電流。 br》 XP-E2 LED的主要特性包括：

白色，戶外白色，80-CRI，85-CRI，90-CRI

白色，寶藍(lán)色，藍(lán)色，綠色，琥珀色，紅橙色和紅色

ANSI兼容的色度箱

白色在85°C下裝箱

最大驅(qū)動(dòng)電流：1 A

低熱阻：低至5°C/W

寬視角：110°-135°

無限制的地板壽命，≤30°C/85 ％RH

可回流焊接 - 兼容JEDEC J-STD-020C

電中性熱路徑

符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)

UL認(rèn)可組件（E349212）

與XM-L2平臺(tái)一樣，XP-E2可以相同的成本和功率提高原始XP-E設(shè)計(jì)的流明輸出，或者通過減少使用更少的系統(tǒng)成本來降低系統(tǒng)成本LED指示燈。由于升級(jí)性能所需的最小重新設(shè)計(jì)，這也加快了產(chǎn)品上市時(shí)間。 XP-E2 LED也使用相同的XP占地面積（3.45 x 3.45 mm），并與所有XP LED設(shè)計(jì)光學(xué)兼容。

與XP-L2，XP-E2 LED一樣，作為“后續(xù)”產(chǎn)品原裝XP-E LED，僅需要3000小時(shí)的LM-80數(shù)據(jù)，而不是正常的6000小時(shí)，這加快了燈具的質(zhì)量。

Philips Lumileds還提供幾種可用于高架和LED的LED產(chǎn)品。低棚燈具設(shè)計(jì)。飛利浦表示，應(yīng)用要求包括增加光學(xué)控制以優(yōu)化燈具間距，均勻照明，準(zhǔn)確的顯色性，可讀性和安全性，即時(shí)啟動(dòng)而不會(huì)損失可靠性，以及調(diào)光和基于占用的控制功能。

一個(gè)很好的例子滿足這些對(duì)高棚燈具以及各種其他應(yīng)用的要求的是Philips Lumileds的LUXEON R LED系列。所有LUXEON R LED都經(jīng)過熱測(cè)試（圖2），并在700 mA，TJ = 85°C的實(shí)際工作條件下進(jìn)行了規(guī)定，并具有“免于分檔”功能，這意味著每個(gè)LUXEON R LED都在一個(gè)五step MacAdam橢圓（以ANSI CCT顏色箱為中心的顏色空間）。這可以確保照明制造商從LED到LED的顏色一致性。

圖2：測(cè)試電流下的所有LUXEON R發(fā)射器：相對(duì)光輸出與結(jié)溫（由Philips Lumileds提供）。

LUXEON R還與LUXEON Rebel和LUXEON Rebel ES兼容，同時(shí)提供更多光輸出，更高效率和更好的光質(zhì)量。這些LED的最低CRI為70.

LUXEON R的主要規(guī)格包括：

熱測(cè)試并在TJ = 85°C時(shí)指定

免于裝箱：《5SDCM

CCT：3，000K，4，000 K，5，000K，5，700K，6，500K

CRI最小值：70

最小光通量：160至200流明

另一個(gè)可以滿足的飛利浦平臺(tái)系列LUXEON TX平臺(tái)以及各種其他應(yīng)用是高端和低棚照明，可用于各種CCT和CRI。通過這條生產(chǎn)線，飛利浦增加了至少85 CRI選項(xiàng)，以實(shí)現(xiàn)更大的設(shè)計(jì)靈活性和產(chǎn)品差異化。

此前，飛利浦表示，設(shè)計(jì)人員不得不選擇與90 CRI LED相關(guān)的較低功效或與80 CRI LED相關(guān)的較差的顯色性。據(jù)說LUXEON TX通過在2，700K到5，000K的CCT范圍內(nèi)提供更高效率的高CRI來彌補(bǔ)兩者之間的差距。

以下是LUXEON TX的一些主要特性：

緊湊型3737封裝

典型VF為2.8 V，熱阻為3K/W

在TJ = 85°C下進(jìn)行熱測(cè)試

免于裝箱： - 3和5 SDCM

超過能源之星流明維持率要求

UL認(rèn)可的組件［E352519］考慮4級(jí)外殼

總之，工程師需要在設(shè)計(jì)高棚燈具時(shí)考慮了許多因素，包括熱管理問題，例如適當(dāng)?shù)纳幔诙喾N驅(qū)動(dòng)器選項(xiàng)中選擇正確的驅(qū)動(dòng)器，以及選擇符合必要技術(shù)規(guī)格的正確LED，包括功率，壽命，光輸出（流明），CCT和CRI。設(shè)計(jì)的成本要求也必須視為一個(gè)因素。在設(shè)計(jì)早期將這些特性考慮在內(nèi)的設(shè)計(jì)人員將以合適的價(jià)格開發(fā)出高效的照明系統(tǒng)。