体育场走向LED照明_凯利讯半导体

　　led的性能提升，加上低成本，为户外照明带来了巨大的机遇，尤其是在体育场照明方面。在这些应用中，与传统光源相比，led可以提供更亮、更均匀的光以及更多的照明选择。采用的三大因素是节能、低维护成本和照明美学。

　　在LED照明方面，体育场馆确实是最后一个不存在的市场，主要是因为这些应用需要高强度的照明——每台设备需要10万流明。即使是街道照明也只需要1万到2万流明。

　　户外LED照明采用的两个最大的驱动因素是体育赛事和现场音乐会。“我们正处在一个转折点，在LED方面的一些支持技术只有一两年的时间，所以你才刚刚开始看到主要的玩家开始采用它，”产品营销、LED组件、Cree Inc.的领导者Paul Scheidt说。

　　然而，好处不仅仅是在照明方面，包括节约能源和降低维护成本。led为广播电视提供了更好的照明，提高了高清电视的观看体验，并提供了更好的特殊效果，如慢镜头回放。

　　Lumileds的业务发展高级总监雷•乔克(Ray Chock)表示，除了广播要求之外，场馆也正在重新评估led作为光源的可靠性。“当2012年超级碗比赛的灯光熄灭时，大约30到40分钟，球场官员们不仅担心一个最大的体育赛事的延迟，而且当灯熄灭的时间很长时，他们也会有潜在的责任。”通常，传统的光源需要在重新启动之前冷却，不像led那样，”Chock补充道。

　　LED制造商已经准备好满足体育场高强度的灯光要求。下面是一些可以在这些应用程序中使用的led的例子。

　　Cree的XLamp XP-L和XLamp MK-R led都被用于体育场照明。去年引进的Cree XLamp XP-L高密度，在350 mA时达到了200流明每瓦的突破效果，在3.45毫米x3.45 mm的包装上提供1226流明。它提供了比XLamp XP-G发光二极管的50%的性能提升。特点和封存在1050毫安,85°C,XP-L可用短剑90和色彩的温度从2700 K到8300 K。

　　的XLamp MK-R领导,介绍了几年前,提供高达200流明(1 W,25°C)。它有7毫米x 7毫米足迹6毫米光学来源和提供高达1600流明15 W,85°C。特征在85°C,MK-R组件可在2700 K到7000 K色温度和70年提供了最低CRI选项,80年和90年(在选定的颜色温度)。

　　虽然旧的产品，Cree MK-R led在体育场的照明应用中找到了家。例如，凤凰城体育场(图1)最近更换了超过780个金属卤化物装置，其中有312个以Ephesus为照明的体育馆，其中有44,928个Cree XLamp MK-R led灯。这个新系统使用了31万瓦特的能量，而之前的系统所需的能量为124万瓦，能耗降低了75%。以弗所LED灯也为传统的金属卤化物灯提供了近两倍的照明。

　　2015超级碗在凤凰城大学体育场的形象。

　　图1:2015年在菲尼克斯大学体育场举行的超级碗比赛是由以弗所LED照明灯具使用Cree的XLamp MK-R LED灯点亮的。(由凯利讯半导体)

　　在大学校园里，Musco照明也使用Cree LEDs在室内和户外体育场照明应用。

　　Cree最近推出了XLamp极限大功率(XHP) led，它的目标是将MK-R替换成更大的阵列。XHP50和XHP70 led提供了两倍的流明输出，并提高了可靠性，与以前相同尺寸的led相比。

　　这些设备减少了照明系统设计的尺寸和成本，通过使用更少的led来达到同样的亮度。这也意味着更少的光学，更小的PCB和更小的外壳。Cree说，即使在更高的运行温度和电流中，XHP LED也能比之前的LED技术获得更长的寿命，这使得照明制造商可以在不影响额定寿命的情况下降低散热器的尺寸和成本。它们可以在体育场、轨道和高海湾照明中使用。

　　XHP50和XHP70 led从5.0毫米x5.0 mm的包装和高达4022流明的19瓦，分别从7.0毫米x7.0 mm封装，达到了2546流明。他们提供2- 3步的EasyWhite垃圾箱，3500 K到2700 K，在80和90 CRI。

　　市场上不同的LED产品之间总有取舍。LED的选择将基于应用程序和光源需要做什么。例如，虽然Cree的XP-L和XPH70达到了相同的性能，但在每个LED的流明度和它对光学设计的影响方面存在权衡。XPH70的光学需要比XP-L大，但它提供了更多的流明，所以它需要更少的全光。

　　一个球场照明的应用需要非常高的强度。这些光必须在很远的距离上抛出一束窄的高强度光束。Scheidt说，你需要达到高强度光的三个关键要素，是一个小的光源尺寸、高亮度输出(lumens)，以及一个高效的光学设计，它消除了扩散和混合的需要。

　　然而，Cree似乎已经解决了这个挑战，最新的单模XP-L高强度(XP-L HI)发光二极管有一个小的光源尺寸。(编者注:新的XP-L HI发光二极管在你阅读这篇文章时将会在数字键上出现。)

　　以下数据:XP-L嗨吹捧为第一个单模拉导致交付超过100000烛光在10瓦50 mm直径光学(图2)。基于克里族SC5技术平台,它翻了不止一倍,烛光的单模拉XP-L通过相同的光。它还提供了Cree的新主光学设计，该设计将光源尺寸降低了50%以上，以每瓦185流明每瓦的功率传输烛光。LED灯可达90cri，颜色温度可达2700至8300 K，而LM-80的长期测试数据可达6000小时，为寻求能源之星资质的照明制造商提供XP-L高强度LED。它还利用现有的3.45毫米x3.45毫米XP-L包。

　　Cree XLamp XP-L高强度图。

　　图2:Cree XLamp XP-L高强度是第一个单模LED，在10瓦的情况下，用50毫米直径的光学镜片，提供超过100,000个的烛光，并在每瓦185流明每瓦的功率下提供烛光。(由凯利讯半导体)

　　例如，为了点亮一个体育场，灯光设计师需要更多的光线直接从光线中直接照射到球场上。Scheidt说:“这不仅仅是关于流明的问题，而是如何控制这些流明，并将它们转化为candelas。”

　　这就是在死亡的规模上权衡的地方。一个更大的骰子能提供更多的流明，但是最大的坎德拉获得的能量少一点，它需要更多的能量，Scheidt说。每瓦特的烛光，是LED在将电能转化为强度时的效率。这就是使用较小的源和较大的源的优势。Cree的方法是使用一个单模包，使它更容易和更有效地把光学放在上面，这将提高成本。

　　其目标是降低系统的大小、功率和成本，而XP-L HI通过二次光学来比XP-L高的密度增加了120%的烛光。根据该公司的数据，与最接近的竞争对手相比，该公司在获得同等级别的坎德拉的同时，也实现了79%的权力削减。

　　“这将是启用体育场照明的一个重大突破，”Scheidt说。“当你需要扔很多的光而不是流明时，坎德拉才是最重要的。”如果你能减少四倍的能量，将光线射向中心球场或足球场的中央，那将是对散热器、司机、金属以及球场照明所需的所有物品的相当大的节省。

　　另外，XP-L HI的源大小与现有的XP-G2 LED的大小相同，这意味着它具有非常好的光学兼容性，对于一个大型光学系统来说，它已经可以用于XP-G2。

　　同样，飞利浦Lumileds继续开发一系列产品，满足特定的应用，如体育场应用。有三个要素的光，需要产生一个高质量的体育场照明，高流明的每个发射器，高的效率，和色温，说Chock。

　　Lumileds在其额定驱动电流的140- 160- lumo -per-watt范围内生产产品，可用于制造100、110和120流明每瓦的夹具效率。Chock说，这至少比传统照明节能一半或更多。

　　例如，LUXEON M也提供多种CCT和CRI选项，包括在5700K范围内的90 CRI的产品，这是专门用于户外区域和体育场的应用(图3)。

　　Lumileds LUXEON M的图像。

　　图3:Lumileds LUXEON M提供了高强度和高通量密度的统一来源，具有紧密的相关色温(CCT)控制。(凯利讯半导体)

　　Lumileds还提供了一款没有穹顶的版本的LUXEON M. LUXEON MZ提供了一个小的源尺寸;它比大哥哥m小约50%，这意味着更高的烛光和更好的光束控制，这样它就能把光线投射到体育场的一个非常紧的横梁上。他们提供900到1000流明的每个发射器，大约比LUXEON M低10%到15%。

　　除了豪华的M和MZ，另一款Lumileds的旗舰产品LUXEON TX，在300流明的范围内，可以用于体育场的应用。“但对于10万到12万的流明球场照明来说，尺寸要求更大，你需要的led灯比LUXEON M要多四倍，”Chock说。

　　“有些人可能会说，因为热是分散在更大的区域，而不是在LUXEON M，因此，LUXEON TX是一个更好的系统。”Chock说。“如果你有一个非常好的热设计，那么LUXEON M应该是足够的，以优化系统设计和热密度。

　　尽管目前还没有用于体育场照明，Chock说它的芯片阵列(COB)阵列是另一个很好的选择，因为它们的光的增加非常高(高达8000流明)，并且具有非常好的流明/瓦特特性。

　　决定权在灯具设计师手中。“虽然有推荐的产品，但有些设计的不同架构方法可能会导致不同的LED选择。”然而，由于Lumileds拥有如此广泛的投资组合，我们可以为客户提供许多不同的选择。

　　Lumileds还提供了两种用于活动照明的彩色led。其中包括LUXEON Rebel Color，在3毫米x4.5毫米包装，和LUXEON Z颜色，安装在1.6毫米x1.3毫米大小。LUXEON Z的标志是色彩密度，而LUXEON Rebel色则提供了高效率。

　　“你可以在一个反叛颜色的地方安装三个Z led，但是从反叛军的颜色来看，你会得到更多的颜色，而不是Z。”Chock说。

　　这两者之间存在权衡，但同样，特定的应用，例如照明特定的空间或在舞台上投射光线，将决定选择。

　　综上所述，体育场的照明只是向LED行业开放，是LED制造商的一个新领域。然而，他们中的许多人正在为特定的应用开发产品，比如体育场照明，这需要高强度的光线。他们也满足了球场业主的节能要求和较低的维修费用，同时增加了对比赛的兴奋感，以及更好的家庭观看和改进的照明。

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