采用LED照明降低工業(yè)環(huán)境的應(yīng)用成本

在工業(yè)環(huán)境中安裝節(jié)能照明不僅可以降低成本;通過(guò)在需要的地方提供均勻的照明，它還可以提高倉(cāng)庫(kù)和生產(chǎn)/制造地板等工業(yè)區(qū)域的安全性。 LED制造商繼續(xù)開(kāi)發(fā)新技術(shù)和技術(shù)，在工業(yè)包裝中提供更小尺寸和更高性能。在許多情況下，新的LED設(shè)計(jì)還提供更高的亮度，減少燈具所需的LED數(shù)量，同時(shí)降低總成本，同時(shí)提高工作人員的安全性。

東芝美國(guó)電子元件的最新白光LED之一Inc.（TAEC）使各類應(yīng)用的設(shè)計(jì)人員能夠更輕松地過(guò)渡到LED技術(shù)。 TAEC已擴(kuò)展其LETERAS系列白光LED，包括超緊湊型TL1L3系列，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3535（3.5 mm x 3.5 mm）鏡頭封裝（圖1）。高度（包括透鏡）的尺寸為2.42 mm。

這些白光LED的有趣之處在于它們采用硅氮化鎵（GaN-on-Si）技術(shù)生產(chǎn)，可以生產(chǎn)GaN LED 200毫米晶圓，與通常使用100或200毫米晶圓在藍(lán)寶石襯底上制造的競(jìng)爭(zhēng)性高性能白光LED相比。工業(yè)LED照明和通用制造商的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是成本更低。此外，集成鏡頭使其適用于各種應(yīng)用，包括安全照明，路燈，LED燈泡和筒燈。

圖1：東芝的LETERAS TL1L3系列白光LED采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3535（3.5 mm x 3.5 mm）鏡頭包裝。 （由Toshiba提供）盡管體積小，但1.0 W白光LED可提供高達(dá)145流明（典型值），具體取決于相關(guān)色溫（CCT），東芝表示。 TL1L3 LED系列由七個(gè)器件組成，色溫從2700 K到6500 K.LED還提供自然的照明，最低顯色指數(shù)（Ra）等級(jí)高達(dá)80.其他關(guān)鍵規(guī)格包括操作溫度范圍為-40°C至100°C，最大功耗為3.4 W，以及從LED結(jié)到5°C/W焊點(diǎn)的典型熱阻Rthj-s非常低。另請(qǐng)參閱3535包裝和成本問(wèn)題，Philips Lumileds的LUXEON 3535 2D（圖2）在4000 K的冷白光下提供高達(dá)140流明/瓦（lm/W）的功效，最小著色渲染指數(shù)（CRI）為80各種室內(nèi)和室外應(yīng)用。該器件在封裝中結(jié)合了兩個(gè)LED芯片，可以減少部件數(shù)量，降低設(shè)計(jì)漫射工業(yè)燈，改裝燈以及消費(fèi)者筒燈的成本。封裝尺寸為3.4 mm x 3.5 mm，高度為0.8 mm。根據(jù)Philips Lumileds的說(shuō)法，新設(shè)計(jì)將改裝燈的LED數(shù)量減少了50％。例如，根據(jù)該公司的說(shuō)法，5 W PAR20燈可以設(shè)計(jì)為僅有4個(gè)LED，40 W A19燈可以設(shè)計(jì)為只有6個(gè)LED，低于14個(gè)LED。

圖2：Philips Lumileds的LUXEON 3535 2D在4000 K的冷白光下提供高達(dá)140流明/瓦（lm/W）的功效。（由Philips Lumileds提供）

除了節(jié)省成本外，大這里的優(yōu)點(diǎn)是具有高效率的高流明以及每個(gè)照明裝置所需的更少的芯片。這些中功率LED的工作溫度為0.5 - 1 W，3535的外形尺寸可提供高達(dá)130流明的亮度。典型的光通量范圍為65至70 lm。 LUXEON 3535 2D的額定電流為100 mA，但最高可驅(qū)動(dòng)至200 mA。 LUXEON 3535 2D在85°C和150 mA時(shí)支持高達(dá)25，000小時(shí)的ENERGY STAR認(rèn)證要求。這些經(jīng)濟(jì)高效的器件提供良好的均勻性和低熱量管理。

Philips Lumileds還提供適用于工業(yè)，室內(nèi)和室外應(yīng)用的LUXEON M LED，這些LED針對(duì)低成本或高效率進(jìn)行了優(yōu)化。與3535 2D系列一樣，它可以將改裝燈的LED數(shù)量減少50％，但專為高流明應(yīng)用而設(shè)計(jì)。 LUXEON M提供超過(guò)1100流明的高流明輸出，最小CRI為70.典型電壓為11.2 V.這種設(shè)計(jì)有兩個(gè)作用：通過(guò)使用高效的現(xiàn)成設(shè)備降低系統(tǒng)成本并提高系統(tǒng)性能LUXEON M（圖3）提供均勻的強(qiáng)度和顏色，有三種不同的相關(guān)色溫--3000 K，4000 K和5700 K，提供超過(guò)1100流明，最低CRI為70。每個(gè)LUXEON M都經(jīng)過(guò)熱測(cè)試，指定溫度為85°C，可提供“免于分檔”，在單個(gè)3步或5步麥克亞當(dāng)橢圓內(nèi)提供色彩一致性。該系列產(chǎn)品超出了能源之星的流明維護(hù)要求。

圖3：對(duì)于高流明要求，Philips Lumileds提供適用于工業(yè)，室內(nèi)和室外應(yīng)用的LUXEON M LED，由于其光輸出和光輸出，可提供更低的系統(tǒng)復(fù)雜性和整體解決方案成本功效。 （由Philips Lumileds提供）

通過(guò)光輸出和功效實(shí)現(xiàn)較低的整體解決方案成本。 LED通過(guò)消除發(fā)射器和相關(guān)的組裝成本來(lái)降低系統(tǒng)復(fù)雜性。據(jù)飛利浦Lumileds介紹，光源均勻性使光學(xué)工程師能夠創(chuàng)造清晰的無(wú)陰影光束，緊束角度和緊密的亮度比。

Cree的XLamp XP-G2 LED結(jié)合了高光輸出和功效技術(shù)。根據(jù)Cree的說(shuō)法，該設(shè)備在之前的版本中得到了改進(jìn)，每瓦特流明增加了20％，每美元流明增加了2.5倍，這意味著系統(tǒng)成本降低了57％。 XP-G2 LED（圖4）針對(duì)定向，高流明應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，可用于各種室內(nèi)和室外應(yīng)用，包括低棚和高棚照明，街道和區(qū)域照明。它們也可用于PAR替換燈。

圖4：Cree的XLamp XP-G2 LED使設(shè)計(jì)人員能夠使用更少的LED以更低的成本實(shí)現(xiàn)相同的亮度或提高性能相同的LED數(shù)量和功率。 （由Cree提供）

性能更高的XP-G2意味著設(shè)計(jì)可以使用更少的LED，從而可以減少光學(xué)器件和更小的印刷電路板，從而降低系統(tǒng)成本。 XP-G2 LED在350 mA時(shí)提供高達(dá)142流明/瓦特，在350 mA時(shí)提供85°C或155流明/瓦特，在暖白色（3000 K）時(shí)提供25°C/瓦特。這意味著照明制造商可以使用更少的LED以更低的系統(tǒng)成本實(shí)現(xiàn)相同的亮度，或者使用相同的LED數(shù)量和功率來(lái)提高性能水平。

XP-G2系列有白色，戶外白色和80-， 85-和90-CRI白色，并在85°C下裝箱。 LED采用3.45 mm x 3.45 mm封裝尺寸封裝。

摘要

在眾多工業(yè)照明應(yīng)用中推動(dòng)應(yīng)用的關(guān)鍵是通過(guò)能源效率降低成本，LED可以毫無(wú)疑問(wèn)地提供這些成本，并降低成本整體系統(tǒng)成本。領(lǐng)先的LED制造商的許多最新LED設(shè)計(jì)和工藝在過(guò)去的一年中都在解決后一個(gè)問(wèn)題。其中包括在200 mm晶圓上使用GaN-on-Si技術(shù)，降低制造成本，提高LED的光輸出和功效，有助于減少設(shè)計(jì)所需的LED數(shù)量。