LED照明設(shè)計(jì)知識(shí)淺析

　　1、LED器件光效ηL，單位lm/w

　　LED器件光效是指在規(guī)定的結(jié)溫（例如Tj=25℃）時(shí)，每瓦電功率轉(zhuǎn)換成輸出（可見光）輻射光能兩者的比?？捎孟率奖硎綥ED光效： ηLED=Φ/w，單位：lm/w

　　必要條件是Tj為規(guī)定值，在同樣功率下，不同的Tj溫度，LED輸出的光通量Φ是不同的，隨溫度升高，Φ會(huì)下降。美國(guó)能源部西太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室給出白光功率LED PN結(jié)上溫度Tj每升高1℃輸出光通量下降0.25%。（以Tj=25℃時(shí)，Φ=100lm計(jì)，當(dāng)Tj=80℃時(shí)，Φ=（1-13.75%）×100=86.25lm，下降約13.75%，可見大功率白光LED的光通溫度系數(shù)：？Φ/？Tj≈-0.25（lm/℃））

　　一般LED生產(chǎn)企業(yè)給出的器件光通量大多是Tj=25℃時(shí)的數(shù)值。給出的光效也同樣如此。實(shí)際使用時(shí)，Tj一般不等于25℃。

　　2、LED燈具的光效ηTub1（lm/w）

　　LED燈具是指用LED作光源的照明燈具。任何燈具一般包含：光源（燈泡或模組）；鎮(zhèn)流器或驅(qū)動(dòng)電源模組；光管配光透鏡（或反射腔等）；散熱裝置或燈外殼等四個(gè)部分組成，對(duì)于LED燈具，這四個(gè)部分除光源外均對(duì)燈具的光效有貢獻(xiàn)，且都是負(fù)貢獻(xiàn)！下面分別加以說明：

　　（1）LED器件和光源模組光效ηLED

　　ηLED一般以LED器件廠給出的光效為準(zhǔn)，例如一個(gè)LED的光效在Tj=25℃時(shí)，假設(shè)為100lm/w，則若用100個(gè)這樣的LED器件組成的光源模塊的光通量根據(jù)光的疊加律可得為100lm/w×100=10000lm，但光效仍為100lm/w；但它并不等于燈具的光效。

　?。ㄟ@里假設(shè)100個(gè)100lm/w的光源加上100w電功率，它發(fā)出的總光通量應(yīng)為10000lm）。

　?。?）電源效率對(duì)燈具光效的影響（貢獻(xiàn)）

　　當(dāng)供給LED光源模塊上的電功率為100w時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)LED的開關(guān)電源或是AC/DC電流源等，自身要消耗電功率，也就是輸入電功率較用于LED光源模塊的電功率要高。它們兩者的比值稱為電源效率。假設(shè)此效率ηE=85%，則燈具輸入電功率為：

　　Pin=PLED/0.85=117.65w

　　將此時(shí)的光效計(jì)入驅(qū)動(dòng)電源轉(zhuǎn)換效率時(shí)，光效從100lm/w下降為10000lm/117.65w≈85lm/w。下降：15%，這下降是電源驅(qū)動(dòng)電路作的負(fù)貢獻(xiàn)。

　?。?）二次配光光學(xué)效率ηLight 的影響

　　一般的照明燈具，特別是LED這類窄光束光源，需要二次光學(xué)設(shè)計(jì)，以達(dá)到所需求的光分配的配光要求。例如LED射燈要求截光型蝙蝠翼型配光，通常在每個(gè)LED上加置橢圓形透鏡，這樣就會(huì)帶來因透鏡損失光能，于是就有一燈具的光學(xué)效率ηLight的問題，通常光學(xué)級(jí)透鏡的透光率不超過0.9，即ηLight≈0.9.

　　也就是說一個(gè)不加透鏡的10000lm的光源，加透鏡后就成為輸出9000lm的光源，損失約10%的光能，此時(shí)，光源電源、二次光學(xué)透鏡二個(gè)組成部分的光效為η（3）=0.85×0.9=0.765

　　也就是說100lm/w的光源，現(xiàn)在僅為76.5lm/w。二者負(fù)貢獻(xiàn)達(dá)：23.5%。