Den högsta ljuseffekten av en vit LED
På senare tid har lampans effektivitet ökat avsevärt tack vare användningen av vita lysdioder i arkitektonisk belysning. Återförsäljare hävdar att ett enormt steg i ljuseffekt kommer, men sådana påståenden saknar trovärdighet.
Vad driver ljuseffekten och hur effektiva kan vita lysdioder egentligen vara? Under de senaste åren har tillverkare konkurrerat om sina LED-produkters ljusutbyte. Ändå har ingen konsensus nåtts om en enhetlig definition av ljuseffektivitet eller standarddriftsförhållanden – vilket ofta leder till tolkningar som förvirrar belysningsplanerare och designers.
DIAL har använt matematiska metoder för att bestämma den teoretiska maximala ljusutbytet för olika ljusspektra.
Teoretisk maximal ljuseffekt för vita lysdioder
Den mänskliga näthinnan har cirka 7 miljoner färguppfattande-receptorer som kallas "koner", uppdelade i röda, gröna och blå typer. Gröna kottar utgör ungefär 60 % av det totala, så människor uppfattar grönt som mycket ljusare än rött eller blått – även när alla har samma fysiska strålningskraft.
För ögon anpassade till ljusa förhållanden uppstår maximal relativ spektral känslighet vid 555 nm. Grönt ljus vid denna våglängd skapar den starkaste uppfattningen av ljusstyrka, med en teoretisk maximal ljusutbyte på 683 lm/W, känd i branschen som den fotometriska strålningsekvivalenten, Km. Men i praktiken går det inte att nå detta värde, eftersom det skulle kräva omvandling av 1 W fysisk strålningseffekt till synligt ljus utan förluster.
Även om monokromatiskt grönt ljus var det mest effektiva, är det olämpligt för de flesta belysningsbehov. Planerare föredrar vitt ljus, som kommer i olika färgtemperaturer och erbjuder optimal färgåtergivning. Men att lägga till fler våglängder inom det synliga området (380–780 nm) sänker den teoretiska maximala ljuseffekten för spektralfördelningen.
Även om monokromatiskt grönt ljus var det mest effektiva, är det olämpligt för de flesta belysningsbehov. Planerare föredrar vitt ljus, som kommer i olika färgtemperaturer och erbjuder optimal färgåtergivning. Men att lägga till fler våglängder inom det synliga området (380–780 nm) sänker den teoretiska maximala ljuseffekten för spektralfördelningen.
Ljuseffektivitetens beroende av spektrumet
Följande tabell visar den teoretiska maximala ljuseffektiviteten för olika spektra som bestäms matematiskt av DIAL:
Utöverlysdiodermed varierande färgtemperaturer finns även exempel på temperaturstrålning och gasurladdningsbelysning. Systemeffektiviteten och ljusflödet för lamporna eller modulerna i denna tabell testades och mättes i DIALs eget ackrediterade fotometriska laboratorium, och dessa mätningar utgör grunden för att beräkna systemets ljusutbyte. Med hjälp av den relativa ljuskänslighetskurvan för fotopisk syn (betecknad som V(λ)), beräknades den teoretiska maximala ljuseffektiviteten för varje ljusspektrum.
Från tabellen är det uppenbart att det typiska spektrumet för envarmvit LEDuppnår en teoretisk modulljuseffekt på cirka 320 lm/W. Denna beräkning antar emellertid förlustfri omvandling av fysisk strålningseffekt till spektrumets våglängder; i verkligheten är den uppnåbara modulens ljuseffekt mycket lägre. Framöver kan det vara möjligt att nå systemets ljusutbyte i området 200–250 lm/W.
Dessutom inkluderar översikten energiomvandlingseffektiviteten för de testade lamporna – ett mått som beskriver hur stor andel av den ingående effekten som omvandlas till synligt ljus. I detta avseende överträffar effektiva lysdioder konventionella lampor med klar marginal. Till exempel har glödlampor en energiomvandlingseffektivitet på bara 10 % till 20 %, medandagens högeffektiva lysdioder uppnår värdenmellan 40 % och 50 %. Trots det betyder denna siffra fortfarande att 50 % till 60 % av strömmen går förlorad som värme
Dessa siffror bör dock inte skymma det faktum att många lysdioder som för närvarande finns på marknaden har betydligt lägre systemljusutbyte och deras energiomvandlingseffektivitet är motsvarande dålig.
Farväl till idén om enorma framsteg i ljuseffekt
Under de kommande åren är det osannolikt att ökningen av uppnåbar ljuseffektivitet kommer att matcha de snabba vinsterna de första åren efter att vita lysdioder kom in i massproduktion. Kurvan som spårar den maximala ljuseffekten för nyutvecklade LED-produkter planar gradvis ut.
Som sagt, genomsnittetLED-armaturers ljuseffektkommer utan tvekan att fortsätta att förbättras. Det beror på att det fortfarande finns många armaturer på marknaden med en ljusutbyte på 50–70 lm/W – siffror som lämnar gott om utrymme för optimering. DIALs mätningar, utförda i dess ackrediterade laboratorium under de senaste åren, visar tydligt denna trend.
Tillsammans gör vi det bättre.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd.
Mobil/WhatsApp: (+86)18673599565
E-post:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Web:www.benweilight.com
Lägg till: F Building, Yuanfen Industrial Zone, Longhua, Bao'an District, Shenzhen, Kina
