高棚照明市場正在為LED技術的轉變做好準備。這是由于LED燈的價格下降，以及傳感器和控制器的進步，這些都有助于進一步降低能耗，實現可接受的投資回報（ROI）。商業和工業環境中的高棚照明應用現在可以充分利用LED在節能和最小化停機時間方面的優勢。

Navigant Research（科羅拉多州博爾德）預測高棚燈具和燈具的全球銷售將增加到2017年，達到近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技術的改進也推動了這一轉變，使LED能夠滿足照明這些廣域空間的嚴苛要求“同時最大限度地減少對比度，減少眩光，并在許多情況下滿足嚴格的安全和危險環境要求。”

為照明設計師開發利用LED技術的最具成本效益的燈具，他們需要為工作選擇合適的發射器。這些LED必須能夠滿足高輸出流明要求，同時簡化熱管理并提供適量的光分布。

有許多方法可將LED集成到高棚燈具應用中，有許多考慮因素和/或設計師的權衡，從熱設計（散熱）和光學控制到驅動器選擇和定價。高棚照明系統的設計人員也可能希望開始考慮采用傳感器，網絡和其他先進的照明控制來進一步節約能源和降低成本，但這超出了我們在此探索的范圍。在本文中，我們將介紹幾種能夠滿足性能的LED解決方案，并為高架應用提供所需的成本節約，包括Cree的XLamp XM-L2和XLamp XP-E2以及Philips Lumileds的Luxeon R和Luxeon TX。

Cree推薦一套用于設計LED燈具和燈具的六步框架（圖1）。作為該框架的一部分，設計人員在設計高棚照明系統時應評估六個關鍵特性。這些包括照度分布（footcandles ［fc］/lux），電功率（瓦特），壽命（小時），投資回報（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（相對濕度百分比），相關色溫（CCT）（K），顯色指數（CRI）和易于安裝。

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

Designlights聯盟1已經列出了一系列技術要求，作為商業和工業建筑高棚燈具的指南和高灣過道燈具。

以下是高架商業和工業建筑的技術規格：

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

保修期：5年

以下是高棚過道燈具的技術要求：

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

保修期：5年

現在讓我們看看一些滿足這些要求的LED示例，從兩個第二代XLamp平臺開始：XM-L2和XP-E2 LED。

專為高流明應用而設計，包括室內，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，這意味著照明設計師可以以更低的成本使用更少的LED。 LED在25°C時350 mA時提供高達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

最大驅動電流：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標準

UL認可組件（E349212）

Cree還設計了XM-L2 LED，與現有的XM-L LED設計兼容，利用5 x 5 mm XM封裝。 “這使現有客戶能夠輕松地將第二代零件整合到XM LED設計中，以縮短燈具設計周期并縮短產品上市時間，”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。但是，由于XM-L2 LED是XM-L LED的后續產品，因此能源之星認證的應用僅需3，000根據Cree的數據，小時的LM-80數據，而不是正常的6，000小時。另一種適用于高棚和低棚燈具應用的第二代產品是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時可提供高達128流明/瓦的功率，在350 mA時為每瓦85°C或143流明，在冷白色（6，000K）時為25°C。它們的色溫范圍為2，700K至7，000K，最小CRI選項為70，80，85和90.XLamp XP-E2彩色LED為皇家藍提供高達1，409 mW，藍色為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，均為最大驅動電流。 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，寶藍色，藍色，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

最大驅動電流：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標準

UL認可組件（E349212）

與XM-L2平臺一樣，XP-E2可以相同的成本和功率提高原始XP-E設計的流明輸出，或者通過減少使用更少的系統成本來降低系統成本LED指示燈。由于升級性能所需的最小重新設計，這也加快了產品上市時間。 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設計光學兼容。

與XP-L2，XP-E2 LED一樣，作為“后續”產品原裝XP-E LED，僅需要3000小時的LM-80數據，而不是正常的6000小時，這加快了燈具的質量。

Philips Lumileds還提供幾種可用于高架和LED的LED產品。低棚燈具設計。飛利浦表示，應用要求包括增加光學控制以優化燈具間距，均勻照明，準確的顯色性，可讀性和安全性，即時啟動而不會損失可靠性，以及調光和基于占用的控制功能。

一個很好的例子滿足這些對高棚燈具以及各種其他應用的要求的是Philips Lumileds的LUXEON R LED系列。所有LUXEON R LED都經過熱測試（圖2），并在700 mA，TJ = 85°C的實際工作條件下進行了規定，并具有“免于分檔”功能，這意味著每個LUXEON R LED都在一個五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：測試電流下的所有LUXEON R發射器：相對光輸出與結溫（由Philips Lumileds提供）。

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

LUXEON R的主要規格包括：

熱測試并在TJ = 85°C時指定

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

另一個可以滿足的飛利浦平臺系列LUXEON TX平臺以及各種其他應用是高端和低棚照明，可用于各種CCT和CRI。通過這條生產線，飛利浦增加了至少85 CRI選項，以實現更大的設計靈活性和產品差異化。

此前，飛利浦表示，設計人員不得不選擇與90 CRI LED相關的較低功效或與80 CRI LED相關的較差的顯色性。據說LUXEON TX通過在2，700K到5，000K的CCT范圍內提供更高效率的高CRI來彌補兩者之間的差距。

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下進行熱測試

免于裝箱： - 3和5 SDCM

超過能源之星流明維持率要求

UL認可的組件［E352519］考慮4級外殼

總之，工程師需要在設計高棚燈具時考慮了許多因素，包括熱管理問題，例如適當的散熱，在多種驅動器選項中選擇正確的驅動器，以及選擇符合必要技術規格的正確LED，包括功率，壽命，光輸出（流明），CCT和CRI。設計的成本要求也必須視為一個因素。在設計早期將這些特性考慮在內的設計人員將以合適的價格開發出高效的照明系統。