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带你具体解析LED光引擎的热光效

带你详细解析LED光引擎的热光效-LED是一种半导体发光器件,半导体是一种热敏器件,也就是说它对于温度是非常敏感的。或者说温度会直接影响它的性能和参数。作为一个电-光转换器件它最重要的指标就是输入多少

  咱们都知道LED是一种半导体发光器材,半导体是一种热敏器材,也便是说它关于温度是十分灵敏的。或者说温度会直接影响它的功能和参数。作为一个电-光转化器材它最重要的目标便是输入多少瓦的电功率,输出多少光通量(流明),咱们称之为光效(发光功率),这个目标代表了LED的最重要的质量目标。用户也便是依据他所需求的光通量(流明数)来选用瓦数最小的LED

  可是尽管LED器材自身有一个光效,可是不等于用户就能够直接享受这个光效,由于把这个LED器材拼装成为灯具就会丢失一部分光效。咱们先不考虑光罩的透光率(假定为100%,实践上一般在90%左右),而主要来考虑LED光源自身的光效。这种光效咱们也分为寒光效热光效两种。或许大多数人都不会留意这两种光效的差异,所以咱们在这儿要先来评论寒光效热光效问题。

  1. 什么是寒光效什么是热光效

  简略地说寒光效便是在LED光源处于室温(25?C)时所测得的光效,而热光效则是等LED光源热安稳往后所测得的光效。详细来说,咱们一般选用积分球来测LED光源的光效,那么在接通电源往后马上测所得的光效便是寒光效(假定那时候的室温便是25度),这个“马上”大约在5秒以内。而热光效是至少要等半小时到3刻钟往后才干抵达热平衡(或热安稳)。现在咱们一般说的光效都是寒光效,或者说一般咱们在外壳上或外包装上标明的光效目标大多数都是寒光效。

  关于绝大多数用户来说,他们关怀的实践上主要是热光效。由于LED照明都是会运用超越半小时的,惋惜的是,用户只知道这个灯具的寒光效而不知道这个灯具的热光效,这在某种意义上说,这是一种无意的瞒骗顾客的行为。

  不管怎样,我主张,往后都应该以热光效作为光效目标,标明在包装盒上。

  2. 寒光效和热光效有多大的差异

  下面咱们就来看一下寒光效和热光效到底有多大的差异。咱们为了深化了解各家知名品牌的LED的PAR灯的冷热光效的不同,特地到美国和日本去购买了几种知名品牌LEDPAR灯来进行实践的测验,所得的成果如下表所示:

  

  其间起始值是接通电源后马上丈量,终了值是指通过半小时等候往后的测验值。

  例如飞利浦公司的432195型球泡灯的输出流明,在半小时后,从1860lm下降至1680lm,下降至92%。详细流明下降进程如下图所示。

  

  实践上半小时还没有彻底抵达安稳值,或许还需求三刻钟或一小时才干真实安稳。

  由上表可得出如下定论:

  (1)一切各品牌LED灯具的光效起始值和终了值都是不同的。

  (2) 其差异最小为0.97,最大为0.86

  (3) 输入功率的不同实践上是和LED的热特性无关。

  (4) 光效的不同则主要是由于LED结温的升高所形成的。

  (5)结温升高是无法防止的,由于LED自身功率只需40%左右,其他都转化为热量,所以加电往后热量逐步添加,最终从室温升到热安稳值。但升高值的巨细是和散热器的好坏有关的。散热器越好温升越低。所以,为了减小热光效和寒光效的不同,应该尽或许地选用好的散热器。

  3.LED光引擎的冷热光效

  咱们为什么要特别研讨LED光引擎的冷热光效呢,这是由于光引擎有其特别之处。所谓光引擎实践上便是把LED电源也放到LED光源地点的铝基板上,这样一来,LED电源所耗费的电能也都释放在铝基板上,这就添加了铝基板所要发出的热量,也就会进步LED在热安稳往后的结温。下面举一个比如来阐明,现在市面上最常见的是一种无电解电容光引擎,它的电源功率一般只需85%左右,这就意味着将会有15%的输入功率转化为热量而加到铝基板上。假定总的输入功率为10瓦,剩余的8.5W加到LED,假定LED自身的发光功率为40%,也便是只需3.4W的功率转变为有用光,还有 5.1W的功率变成热。原本铝基板只需散这个5.1W的热量,现在要加上电源的15%也便是1.5W的热量,一共需求散去6.6W的热量,添加了 29.4%的热量,挨近30%。而铝基板的热阻都没有改变,功率加大就意味着温度升高,铝基板的温度升高,意味着在同一个铝基板上的LED的环境温度升高,结温也跟着升高,其成果便是光效下降。

  4. LED光引擎寒光效和热光效的实践测验成果

  咱们测验了一家深圳公司出产的60W无电解电容光引擎,以及埃菲莱公司出产的60W有电解电容光引擎。二者的外形相片如下:

  

  深圳某公司无电解电容60W光引擎 埃菲莱公司有电解电容60W光引擎

  在测验时选用了相同的散热器,避免由二者散热的不同而影响测验的成果。这两种光引擎的总光通量随时刻的改变成果如下:

  

  深圳某公司的无电解电容光引擎光通量 埃菲莱的有电解电容光引擎光通量

  前者的总光通量从刚开机的5780lm,在半小时往后下降到5120lm,大约下降了11.4%,并且从下降趋势来看,还应该会随时刻进一步下降到5000lm。而埃菲莱公司的光引擎光通量从7233.8lm下降到6486.8lm。

  两者的输入功率改变曲线如下图所示:

  

  深圳某公司60W光引擎电功率改变 埃菲莱公司60W光引擎电功率改变

  深圳某公司的光引擎由于还选用了功率补偿(见上图),它的输入功率在30分钟内从57.81W上升到59.53W。所以它的光效是从 100lm/W下降到86lm/W,下降了14%。假如选用最终安稳后的热光通量为5000lm,它的最终光效只需84lm/W,下降了16%。而它的标称光效是100lm/W,假如从寒光效来看,仍是抵达的,可是假如从热光效来看,那就差了16%。

  而埃菲莱光电公司的60W有电解电容光引擎,它的功率在30分钟内从62.53W下降到60.354W(更挨近额定值60W),所以它的光效从一开端的115.68lm/W,下降到107.48lm/W,只下降了7.1%,和一般灯具下降规模差不多。这相当于LED的结温从25度室温上升到规划的额定值85度左右的结温而引起的正常光效下降。这是由于埃菲莱公司的恒流源功率高达99%。所以把这么高功率的恒流源集成到铝基板上是不会添加热安稳往后LED的结温的。所以寒光效和热光效的不同仍是归于正常值的规模。

  趁便说一下,咱们在这儿比较的两种光引擎的不同也绝不是由于LED自身的光效不同而引起的,前者某公司的无电解电容光引擎所选用的LED是很大的晶片3535,其面积为1225mil2,而那个埃菲莱的有电解电容的光引擎所选用的LED是3518,其面积只需630mil2,相差高达 595mil2,并且仍是前者为大。而埃菲莱的热光效的肯定数值也是高达107.48lm/W,远比该公司的86lm/W要高出25%之多。

  5.各种无电解电容光引擎的不同

  尽管咱们只测了某一家公司、某一种产品的冷热光效的差异。或许有人会提出这是以点代面,不行全面的定见。假如从数据的精确程度来说的确是这样,可是假如用数据的大致成果来说,这些成果是有很大代表性的。其实道理很简略,形成冷热光效的差异的主要原因便是由于把低功率的恒流源集成到了和光源在一起的铝基板上,这样就形成了LED的结温比没有恒流源的结温要高,所以它的热光效就必定低。关于开关电源来说,它的功率是有或许抵达95%的,可是由于开关电源元件多,体积大,是不或许集成到铝基板上去的。所以现在一切集成到铝基板上去的都只能是线性电源。当然线性电源的品种也有不少,现在用得最多的便是一种分段点亮的无电解电容光引擎,还有便是直接选用恒流二极管的有电解或无电解%&&&&&%的光引擎,可是不管是哪一种线性电源,它的功率曲线都是彻底相同的,都是跟着市电电压的添加而直线下降,在220Vac时都是在85%左右(见下图)。

  

  一切线性恒流源的功率

  而埃菲莱公司的恒流源尽管也是一种线性恒流源,可是由于选用了自适应智能调理技能(埃菲莱的电源芯片称为A%&&&&&%S,便是“自适应智能电流源”的缩写),使得其功率高达99%(见下图)。

  

  埃菲莱恒流源的功率(蓝线为恒流源自身的功率,红线为包含整流器的总功率)

  埃菲莱的光引擎为了去掉整流器的影响,一般把整流器和一切维护元件放在铝基板外面,在铝基板上只需功率为99%的恒流源。所以它的冷热光效就能坚持和没有恒流源时相同。

  结束语

  从这儿咱们得出一个重要的定论,便是:只需功率极高的恒流源才干够集成到铝基板上做成光引擎,才不至于由于恒流源的低功率进步LED的结温而下降其热光效。把功率低的恒流源集成到铝基板的成果是进步了LED的结温,然后下降了它的热光效,并且这种冷热光效的不同远大于一般LED灯具的不同,上面比如中不同高达15%以上。

  所以咱们更应该要求一切运用光引擎的LED灯具出产厂家都应该把热光效标明在产品的外包装上。避免误导顾客。

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