高度集成的板上芯片提供的照明优化方案

随着价格合理的高性能LED的出现，零售照明已成为一种要求苛刻且复杂的应用。典型的方案可能包括提供普通照明的环境照明，用于装饰或景观效果的彩色照明以及为特定产品区域提供焦点的定向或聚光灯。

本文将重点展示当今新兴的高度集成的板上芯片（CoB）据称LED设计可实现足够高的通量密度，以取代广泛用于聚光灯的传统卤素和CDM技术。将参考Philips Lumileds Luxeon CoB模块，包括针对零售行业的CrispWhite版本以及Cree CXA1310 XLamp阵列。

进一步的讨论将集中于为特定应用提供优化的照明方案日益增长的重要性，其中包括忠实和/或增强色彩渲染等因素。

竞争优势当然，长期以来，零售空间和展出商品的有效照明一直是吸引顾客的关键因素。然而，随着LED灯具成本的下降，加上其非凡的灵活性和控制水平，照明在零售商中已成为一种竞争优势。成本可以说是零售业LED快速增长的最重要因素;这不仅是购买价格下降，而且还可以节省能源，特别是对于超市来说。然而，毫无疑问，光的质量以及LED产生的各种特殊效果正在推动市场向前发展。无论是食品，家具或时尚，大型商店还是街角商店，LED技术都涌入新的场所，改装和翻新。

图1：更酷，更临床的白光更好适用于零售药房区域（左），使用Cree的TrueWhite LED技术。相反，时尚服装可能需要温暖，环境一般照明和高CRI斑点的组合，以最佳地同时显示鲜艳的色彩和明亮的白色。

零售空间设计师的选择是巨大的：固定装置和配件，形状因素包括聚光灯，筒灯，管子，洗墙灯和架子灯;多色模块;冷至暖白色温度;加上引人注目的特性，如高CRI，可调性和可调性。可编程控制和模块化结构允许照明方案随着展出的产品而变化。

聚光灯是窗户显示的理想选择，可以产生戏剧效果，吸引眼球和顾客进入商店。一旦进入内部，重点照明可用于创造温暖，舒适的感觉，例如，对于皮革家具或在试衣间。具有定向和/或筒灯的更酷，更明亮，更动感的外观将是运动器材或DIY商店的更好选择。超市已经知道选择高CRI，高R9值设备，以展现水果和蔬菜中自然鲜艳的色彩。

LED现在可以满足几乎所有这些需求。改造灯仍然是一种流行的选择，以避免全面改装的成本，同时获得节能和改善外观的一些优点。然而，除了传统灯具形状因素的限制之外，LED也有自己的特色，特别是对于富有想象力的建筑效果，使用LED灯串勾勒出搁架，楼梯，扶手和用于墙面清洗的隐藏式照明。

CoBs在聚光灯下

定向灯或灯具有利于突出商品，而卤素灯在过去一直是受欢迎的选择。然而，直到最近，LED替代品一直难以为某些单元提供令人满意的等效物，例如经典的MR16。参见前面的文章：改造灯的LED突破。¹对于插入式替换市场，挑战是实现必要的磁通密度，高中心束烛光功率（CBCP）以及以有吸引力的成本装入封装的功效。

现在显示出前景的替代方法是高密度CoB LED阵列，其具有更小的光源尺寸，能够实现更窄的光束角度和更高的通量密度。今天的CoB设计比早期的解决方案成本更低，但重要的是，更小的光源尺寸也意味着更紧凑的二次光学器件，从而缩小了封装尺寸;飞利浦Lumileds最近扩展了CoB LED阵列系列，采用Luxeon 1202系列，具有更小的发光表面（LES），从之前的9 mm下降到6.5 mm。该公司报告说，LES尺寸缩小30％可导致CBCP增加两倍。这里的关键规格是优越的CBCP，由于LES较小，在10o光束角下可提供65，000 cd。 CCT的选择范围为2200至5000 K，典型的光通量范围为525至800 lm，功效范围为75至109 lm/W - 阵列尺寸令人印象深刻。

它是高CBCP提供的更均匀，更清晰的光束，确保它可用于PAR30/38，卤素和CDM更换，特别适用于定向照明应用。这些阵列采用3步（80至90CRI）麦克亚当椭圆形，以确保颜色均匀性和良好的光学性能。

要提供6.5 mm和9 mm LES版本之间的对比度，请考虑LHC1-4090-1202。这是一个较大的9 mm LES阵列，采用19 x 16 x 1.5 mm封装。中性/冷白色4000 K（3步麦克亚当椭圆）阵列的CRI为90，典型光通量为725 lm，功效为102 lm/W. 400 K版本的最小CRI为80，典型光通量为800 lm，典型功效为113 lm/W.此外，Cree也处于同一轨道;推出了一系列具有6，9和12 mm LES的高密度CoB阵列，用于那些需要更聚焦光束的零售聚光灯应用，尤其适用于卤素替代市场。该公司声称其6毫米LES阵列将卤素替代品的尺寸减少了一半，并提供两倍于CMH的CBCP，功率减少30％至50％。

CXA1310，6 mm LES阵列可用于提供31，000 cd相比之下，中高频44 W PAR20 CMH灯可提供13，220 cd CBCP和10o光束。该系列的流明输出范围为1400至2700流明，光通量为85oC，在780至1290流明范围内，取决于正向电压和电流。可选择18和36 V正向电压，电流范围分别为500至1050和350至525 mA。设备的色温范围为2700至6500 K，冷却器白色的CRI选项为70至80，CCT版本为80至95。功效指定在87到100 lm/W范围内。

举几个例子，CXA1310-0000-000F00K240F是一个4000 K中性白色（4步麦克亚当椭圆）阵列，而CXA1310-0000 -000F0HK250F是5000 K冷白色（4步麦克亚当椭圆）阵列。两者均可在700 mA/18 V下提供1245 lm（典型值）光通量。功效为100 lm/W，CRI为80，封装尺寸为13.35 x 13.35 x 1.55 mm。

Cree已制作参考设计/应用说明，²演示使用单个CXA1304或CXA1310 LED阵列设计35 W和50 W GU10灯的等效替代品。该指南概述了光输出，CBCP，光束角度，功效，功率，CCT和CRI，光学，热学和电学效率以及最终机械考虑因素（如标准形状因数和二次光学）的设计目标。分析得出的结论是，使用不到22％的能量超出光输出，寿命通常是16倍。

真彩色CoB LED不仅可以节省能源，而且可以提供高质量的色彩渲染。在零售领域，需要以最佳方式呈现白色和颜色。随着合适的改型LED灯具的选择增加，对光质量的重视也在增加。从真正意义上讲，光质量并不一定意味着最高流明输出，或CRI接近100，而是适合应用的水平。同样重要的是颜色一致性，功效，长寿命和可靠性。

Philips Lumileds专门为零售应用开发了其CrispWhite版本的CoB LED阵列。 LED密切模仿陶瓷金属卤化物（CMH）灯的光谱功率分布，以同时提供鲜艳的色彩渲染和明亮的白色。白人的问题是白皮书和纺织产品，包括荧光增白剂（OBA）。 LED构造技术使用额外的深蓝色（410 nm）LED芯片，激发增亮元素高显色指数对于显色很重要，而CrispWhite版本的显色指数超过90.对功效有轻微的折衷。例如，9 mm LES，LHC1-3090-1202CRSP的典型值为90 lm/W，92 CRI，相比之下，80 CRI 3000 K等效值为113 lm/W，90 CRI版本为93 lm/W 。 6.5毫米版本的效率为85 lm/W（3000 K，92 CRI），相比之下，3000 K 90 CRI等效值为88 lm/W.有趣的是，R9值（渲染饱和红色的测量值）为Philips Lumileds的CrispWhite阵列报价为55，相对较低。然而，该公司认为这足够高，并且高于CMH灯通常所引用的39个数字，传统上这些数字符合客户的期望。据称，在90的范围内，非常高的R9值可以使白色和浅色的红色/黄色色调。

结论

对于零售行业的卤素和CMH替代市场，新一代高密度，小型LES CoB阵列似乎能够以所需的形状因子提供预期的光输出和光质量，并具有节能，长寿命和更低总体拥有成本等附加优势。