器材光效是指在规则的结温(例如Tj=25℃)时,每瓦电功率转化成输出(可见光)辐射光能两者的比。可用下式表明
一般LED出产企业给出的器材光通量大多是Tj=25℃时的数值。给出的光效也相同如此。实际使用时,Tj一般不等于25℃。
LED灯具是指用LED作光源的照明灯具。任何灯具一般包括:光源(灯泡或模组);镇流器或驱动电源模组;光管配光透镜(或反射腔等);散热装置或灯外壳等四个部分组成,关于LED灯具,这四个部分除光源外均对灯具的光效有奉献,且都是负奉献!下面别离加以阐明:
LED一般以LED器材厂给出的光效为准,例如一个LED的光效在Tj=25℃时,假定为100lm/w,则若用100个这样的LED器材组成的光源模块的光通量依据光的叠加律可得为100lm/w×100=10000lm,但光效仍为100lm/w;但它并不等于灯具的光效。
(这儿假定100个100lm/w的光源加上100w电功率,它宣布的总光通量应为10000lm)。
当供应LED光源模块上的电功率为100w时,因为驱动LED的开关电源或是AC/DC电流源等,本身要耗费电功率,也便是输入电功率较用于LED光源模块的电功率要高。它们两者的比值称为电源功率。假定此功率E=85%,则灯具输入电功率为:
将此刻的光效计入驱动电源转化功率时,光效从100lm/w下降为10000lm/117.65w85lm/w。下降:15%,这下降是电源驱动电路作的负奉献。
一般的照明灯具,特别是LED这类窄光束光源,需求二次光学规划,以到达所需求的光分配的配光要求。例如LED射灯要求截光型蝙蝠翼型配光,一般在每个LED上加置椭圆形透镜,这样就会带来因透镜丢失光能,所以就有一灯具的光学功率Light的问题,一般光学级透镜的透光率不超越0.9,即Light0.9.
也便是说一个不加透镜的10000lm的光源,加透镜后就成为输出9000lm的光源,丢践约10%的光能,此刻,光源电源、二次光学透镜二个组成部分的光效为(3)=0.85×0.9=0.765
不只电源功率,光学透镜功率的负奉献,LED灯具还有对LED光源不可或缺的热办理的功率,也便是散热器功率,一般LED灯具将PCB板、灯壳均用来作散热通道,完成热分开,对灯具有一体系热阻的规划问题。也便是好的散热体系,LED PN结上温度Tj与灯具环境温度Ta之间的温度梯度越小越好。灯具的体系热阻界说为:灯具外壳(或内部)平均温度与环境温度差与灯具功率之比。可表明为:Rthsystem=(Tscase-Ta)/Pin (单位:℃/w)
假定LED的热阻为8℃/w,则一个LED上加1w电功率后,LED PN结上的温度Tj与LED底座散热底板之间温差为8℃,而LED基板与PCB(一般是铝PCB板)间热阻一般小于1.2℃/w,则Tj与PCB板之间温差为8℃+1.2℃=9.2℃,若灯火也为散热资料压铸(如铝合金),则铝合金的热阻一般仅0.2℃/w,为此灯壳到LED PN结的温差约为:(8+1.2+0.2)℃=9.4℃
现在的问题是灯壳Tscase与灯周边环境温度Ta的温度差多少度?这就由灯具的体系热阻决议。假定用于热分开的灯壳触摸环境空间的面积为A,此面积的巨细决议两者的温差,仅当A时,灯壳面积与环境等温,但这是做不到的。韩国三星LED电子等公司,对他们的不同功率的LED器材,作光源时,给出散热器面积与Tj的联系曲线w功率的LED,要使Tj从100℃下降到80℃,散热器与空气触摸面积要添加60cm2以上,由此可估算得,每添加60cm2/3.5w17cm2/w,便是说一个1w电功率的LED若用60cm2以上散热器时其结温将下降20℃。或许用灯具体系热阻Rthsystem来表明时,本例117.65w总功率按每w17.2cm2计,灯具散热器与空气触摸面的面积大于等于17.2cm2/w×117.65w=2024cm2(约0.2m2)时,灯壳与环境温差20℃。灯具体系热阻Rthsystem即为:Rthsystem20℃/117.65w0.17℃/w 所以在对灯具施加电功率为117.65w时,在Ta=25℃时,灯壳上的温度应为: Tcase=Ta+Rthsystem×Pin