任何照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)師面臨的兩個(gè)最大問題是設(shè)計(jì)復(fù)雜性和成本。它們也是采用LED照明的最大障礙。幸運(yùn)的是，LED制造商正在以多種新方式解決這兩個(gè)問題：他們正在尋求更好的散熱，開發(fā)板上芯片（COB）設(shè)計(jì)以及改善光輸出。此外，供應(yīng)商通過開發(fā)新的架構(gòu)和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了性能和成本突破，這些架構(gòu)和設(shè)計(jì)可以提供許多有用的功能，例如增強(qiáng)光輸出，減少空間，降低成本和降低設(shè)計(jì)復(fù)雜性。

兩個(gè)例子其中包括Cree的新SC5技術(shù)平臺(tái)，它將高功率LED的光輸出提高了一倍，大大降低了成本，飛利浦Lumileds的LUXEON CoB系列最近增加了LUXEON CoB 1202，據(jù)稱可以提供領(lǐng)先的中心光束蠟燭緊湊陣列中的功率（CBCP）。該公司采用CrispWhite技術(shù)的LUXEON CoB陣列被稱為零售筒燈和聚光燈的“改變游戲規(guī)則”。然而，并非所有關(guān)于美學(xué)。 LUXEON CoB陣列降低了燈具設(shè)計(jì)的成本，降低了對(duì)散熱器的要求。

LED行業(yè)發(fā)生的重大變化之一是一些LED制造商轉(zhuǎn)向?qū)Ｗ⒂谄渌M件，如散熱器，光學(xué)器件和LED照明系統(tǒng)中的印刷電路板（PCB），以降低總系統(tǒng)成本。這種方法的最大支持者之一是Cree公司。“LED照明界仍然普遍認(rèn)識(shí)到，歷史真相是LED曾經(jīng)是系統(tǒng)中最昂貴的部分，所以誰能買到最便宜的LED呢？最便宜的系統(tǒng)，“Cree LED組件產(chǎn)品營銷負(fù)責(zé)人Paul Scheidt說。 “三四年前曾經(jīng)如此，但LED的成本已降至LED不再是系統(tǒng)中最昂貴的部分。”

“你的LED不是現(xiàn)在，系統(tǒng)中的其他部件不會(huì)影響您的系統(tǒng)成本，“Scheidt說。 “大多數(shù)人為散熱器或PCB支付的費(fèi)用高于LED，所以你必須看看LED的設(shè)計(jì)如何影響你需要多少PCB，散熱器和光學(xué)器件，因?yàn)槟切┦钦嬲苿?dòng)它的東西。系統(tǒng)成本。“

這種方法是Cree SC5技術(shù)背后的一部分。 “突破并不是說我們制造了更便宜的LED。我們已經(jīng)采用了LED現(xiàn)在的價(jià)位和性能，并為L(zhǎng)ED帶來了很多改進(jìn)，“Scheidt補(bǔ)充道。

第一個(gè)改進(jìn)集中在光輸出和尺寸上。 “如果我們可以將更多的光線放入更小的空間，這意味著您不需要像其他LED一樣多的底盤，PCB和光學(xué)器件。如果您想降低系統(tǒng)成本，那么讓我們降低不亮的東西的成本。 PCB不會(huì)發(fā)光，驅(qū)動(dòng)器不會(huì)發(fā)光，光學(xué)器件也不會(huì)發(fā)光。如果使用較少的產(chǎn)品，可以降低系統(tǒng)成本。“

”這都是為了降低成本。 Scheidt評(píng)論說，價(jià)格越低，采用LED照明的速度就越快。

另一個(gè)重要因素是可靠性。 “一個(gè)可以運(yùn)行得更熱的LED意味著你需要的散熱器比另一個(gè)必須運(yùn)行溫度更低的LED更少。它與任何其他功率半導(dǎo)體沒有什么不同，“Scheidt說。

Cree最近推出了下一代SC5技術(shù)平臺(tái)，可將光輸出增加一倍，據(jù)說可顯著降低系統(tǒng)成本。 Scheidt解釋說，在重新定義用于照明的高功率LED時(shí)，基于SC5技術(shù)的一系列新系列中的第一個(gè)是極高功率（XHP）LED，可在大多數(shù)照明應(yīng)用中將系統(tǒng)成本降低高達(dá)40％。

新的Cree XHP零件可以運(yùn)行更熱，并且仍然可以延長(zhǎng)使用壽命。據(jù)該公司稱，由于工作溫度較高，XHP部件可使散熱器成本節(jié)省高達(dá)60％（圖1）。對(duì)于具有與新XHP相同光輸出量的上一代LED，Cree在相同條件下能夠?qū)勖岣邘缀鮾杀叮@相當(dāng)于L90的使用壽命為50,000小時(shí)，這僅僅降低了10％從最初的條件。

圖1：Cree XLamp XHP LED的較高工作溫度可使散熱器成本節(jié)省高達(dá)60％。 （由Cree提供）

與以前相同尺寸的LED相比，新型XLamp XHP50和XHP70 LED提供兩倍的流明輸出，并提高了可靠性。通過解決熱，機(jī)械和光學(xué)元件如何影響照明系統(tǒng)的總成本而被描述為游戲規(guī)則改變者，XHP LED允許照明制造商通過使用更少，更可靠的LED來顯著減小其照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的尺寸和成本實(shí)現(xiàn)相同的亮度。

這意味著XHP LED需要更少的光學(xué)元件，更小的PCB，更小的外殼和更少的處理（圖2）。此外，即使在比以前的LED技術(shù)更高的工作溫度和電流下，它們也可以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的使用壽命，這意味著照明制造商可以在不影響額定壽命的情況下減小散熱器的尺寸和成本。

圖2：Cree的XHP LED在更小的封裝中具有更高的光輸出，可以使用更小的PCB，TIR反射器和漫射器光學(xué)器件。 （由Cree提供）

這些進(jìn)步是通過SC5平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的，該平臺(tái)由碳化硅技術(shù)和外延結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，芯片架構(gòu)以及針對(duì)最佳熱學(xué)和光學(xué)性能優(yōu)化的先進(jìn)光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)組成。 。

以下是規(guī)格：XLamp XHP50 LED采用5.0 x 5.0 mm封裝，19瓦時(shí)可提供高達(dá)2546流明的亮度，而XHP70可提供高達(dá)4022流明，32瓦，7.0 x 7.0 mm包。在最大電流下，XHP50提供兩倍于業(yè)界最亮的單芯片LED（XLamp XM-L2 LED）的光輸出，具有類似的每瓦流明，并且不會(huì)增加封裝尺寸。 XHP50設(shè)計(jì)用于即使在高溫和高電流下也能保持L90的使用壽命超過50,000小時(shí)。

由于光轉(zhuǎn)換過程的改進(jìn)，Cree還減少了LED到LED的顏色變化，并提供XHP LED 2步和3步EasyWhitebins適用于3500 K至2700 K的80和90色撕裂指數(shù)（CRI）。此外，新封裝允許制造商通過電路板上的焊盤設(shè)計(jì)從同一LED中選擇6 V或12 V配置。

同樣，Philips Lumileds也會(huì)考慮總成本問題作為推動(dòng)LED采用的一部分。 Philips Lumileds的產(chǎn)品線總監(jiān)Eric Senders表示：“我們正試圖進(jìn)一步研究LED，以幫助客戶通過光學(xué)器件和驅(qū)動(dòng)器提供更低的熱阻來幫助客戶制造更便宜的系統(tǒng)。”

Lumileds努力的一個(gè)很好的例子是LUXEON CoB陣列具有小型發(fā)光表面（LES），這使得它們易于設(shè)計(jì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更便宜的設(shè)計(jì)。與Cree LED類似，LUXEON CoB陣列可實(shí)現(xiàn)更小，更便宜的反射器和更小的散熱器。 Senders解釋說，基于競(jìng)爭(zhēng)分析與其他CoB LED相比，照明設(shè)計(jì)師可以通過LUXEON CoB LED節(jié)省高達(dá)30％的散熱器成本，因?yàn)樗哂休^低的熱阻。

此外，LUXEON CoB部件是由于其更堅(jiān)固的MCPCB封裝允許將部件直接擰在散熱器上，因此更易于在應(yīng)用中使用。相比之下，市場(chǎng)上使用陶瓷作為載體的其他CoB LED在處理零件時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)裂縫，Senders表示。

標(biāo)準(zhǔn)化也有助于通過提供IC驅(qū)動(dòng)器，光學(xué)器件和支架來降低成本標(biāo)準(zhǔn)尺寸的制造商適合CoB系列。 “如果這些零件供應(yīng)量很大，那么價(jià)格就會(huì)下降，”Senders說，他補(bǔ)充說這不僅僅是關(guān)于成本，而是提供高質(zhì)量的光。

飛利浦Lumileds的輕質(zhì)突破是針對(duì)零售筒燈和聚光燈。 CrispWhite技術(shù)（圖3）使白色顯得更加鮮艷明亮，色彩飽和。 Lumileds能夠通過在光譜中添加第二個(gè)藍(lán)色峰（~410 nm）來增強(qiáng)白色感知并保持高CRI。根據(jù)Lumileds的說法，CrispWhite光譜僅在含有活性熒光增白劑的材料中激活，其中包括所有織物，衣服和涂料。

圖3：為了增強(qiáng)白度感知并保持高CRI，Lumileds在其CrispWhite技術(shù)的光譜（~410 nm）中增加了第二個(gè)藍(lán)色。 （由Philips Lumileds提供）

此外，所有CrispWhite版本均可在Black Body Line（BBL）下方的3步MacAdam Ellipse中使用，因此適合替代陶瓷放電金屬鹵化物（ CDM）燈，傳統(tǒng)上用于零售照明應(yīng)用。為確保均勻的光學(xué)性能，所有LUXEON CoB LED均提供3步（80和90 CRI）以及5步（70 CRI）麥克亞當(dāng)橢圓。

此外，LUXEON CoB采用CrispWhite技術(shù)（圖4）采用多流明封裝，MR16和PAR燈具有800流明，高達(dá)7000流明可替代70 W和100 W CDM解決方案。 Senders表示，CoB范圍內(nèi)的流明值代表傳統(tǒng)的照明流明封裝，例如35瓦和75瓦的CDM燈。

圖4 ：CrispWhite解決方案與標(biāo)準(zhǔn)90 CRI。 （由Philips Lumileds提供）

CoB系列還提供非常廣泛的色溫組合，以幫助滿足極低CCT/CRI組合的需求，特別是在酒店業(yè)，使用通常在這些應(yīng)用中變暗的鹵素?zé)艋虬谉霟簦琒enders說。/p>

“當(dāng)你調(diào)暗燈絲時(shí)，通常在2700 K的色溫下降到大約2200 K.當(dāng)CoB LED或LED變暗時(shí)，色溫仍然是2700 K而且LED不能因?yàn)樗鼪]有提供與今天使用的老式照明相同的效果，“他說。”

因此，Lumileds推出色溫為2200 K和80和90 CRI，以實(shí)現(xiàn)Senders說，酒店和酒店市場(chǎng)采用LED。 Lumileds預(yù)計(jì)將繼續(xù)擴(kuò)展針對(duì)特定應(yīng)用的CoB LED系列。

另一個(gè)例子是為聚光燈和定向燈開發(fā)的LUXEON CoB 1202。該系列還提供CrispWhite技術(shù)。 CoB 1202s采用行業(yè)領(lǐng)先的中心束燭光功率（CBCP），在65,000坎德拉處以10?光束角度，以6.5 mm LES封裝產(chǎn)生光輸出，該封裝以前只有9 mm陣列。此外，LUXEON CoB產(chǎn)品，包括最新的1202產(chǎn)品，可提供2200 K版本。

Philips Lumileds還為工業(yè)和戶外應(yīng)用提供更高流明的封裝。 LUXEON CoB 1211可替代70 W和100 W等效CDM燈。 LUXEON CoB 1211的效率為100-130 lm/W，具體取決于燈具的色溫和CRI。在發(fā)光表面（LES）為19 mm時(shí)，LED在70 CRI下實(shí)現(xiàn)了超過10,000 lm和100 lm/W的冷白輸出。