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LED驱动与LED能效-热冷因数

发布者:topday   发布时间: 2010-07-15 10:09 浏览次数: :

        在许多情况下,很多LED供应商提供的产品说明书中会给出很高的光输出率。灯光设计师可能会过早断定在数据表中有较高光输出的LED将在现实世界中表现更好。但这可能是一个错误的结论,因为数据表中所有的值都限定在LED结温为25℃的时候。照明系统中LED的性能必须在更高的结温下评定。一旦这样做了,才能按照真实条件的对比挑出更好的产品。
        举一个例子,对两个暖白光LED进行分析(见表2):LED1有一个改进的热/冷因数,LED2则拥有一个典型的热/冷因数。



        在数据表描述的25℃结温和350mA的前向电流下,LED2的性能比LED1要好。但是,更实际的比较将在更高的结温下进行(见表3)。

        由于LED1的高热/冷因数,9个LED1的总光输出比10个LED2高出50lm。尽管在25℃时,LED1的额定光通低于LED2,但在350mA的电流驱动下,其性能要超过LED2。图3(左)显示了LED1在任何前向电流的驱动下,都比LED2高出100mA。图3(右)显示了在同样的电流驱动下,LED1的效能要高过LED2。

图39个LED1和10个LED2的性能比较

        因此,提高热/冷因数能显著提高运行在更高结温下的LED性能,可以用更少的LED获得同样的光输出,以降低功耗和系统整体成本。为一个特定应用选择LED时候,重要的是要评估真实条件下的LED表现,而不是只依靠数据表。

        节能是LED卖点与技术的关键结合之一。相比于传统的灯泡,LED可显著降低照明用电的消耗,并提高照明系统的效能。虽然其优势是显著的,但有一个不利因素:在同样的驱动电流下,结温增加会导致光输出下降,这一变化造成了光输出和效率的一并下降。

        为了弥补这一现象,设计人员经常采取用低电流驱动更多LED的方法来保持一个合理的结温。多个LED的使用有可能消耗额外的功率,增加系统成本。但是,像lED的热/冷因数可以减少影响并提高系统的性能。

什么是冷/热因数

       这一术语将结温描述为光输出降低的函数,业界并没有为在该因素加以界定标准。较低的温度始终是25℃(室温),但较高的温度可以是LED限定内任何值。在本文中,我们定义热/冷因数为光输出在25℃和100℃时的比例。图1显示了标准光通量与散热片温度的关系。采用散热片温度相当于在非常短的脉冲测试条件下的LED结温。


图1散热片温度和光通量的关系
        在25℃时,标准光通量为1,在100℃时,为0.84,因此冷/热因素是0.84。这意味着散热片温度为100℃时,LED将失去16%的光通。


冷/热因数的影响

       乍一看,16%的LED光通减少量影响可能不大。然而,当考虑到一个照明装置由多个LED组成时,这个问题就严重了。用10个LED组成的嵌筒灯同一个LED组成的手电筒比较,热/冷因数的影响就显现出来了。
       对于一个普通的用户而言,手电筒16lm的光输出减少并没有对其应用产生严重影响。然而,160lm的光输出减少对嵌筒灯则是影响巨大的,因此需要添加一个或更多的LED驱动,以补偿光线损失。这样,嵌筒灯的整体功耗和成本会增加。能源之星对LED灯具发光效率有着严格的要求,这样的光输出减少使其很难达到这些要求。
目前,市场上的一些高功率LED的热/冷因数为0.94。这意味着LED在100℃条件下工作时,将失去6%的标准光通。图2给出了典型和改进的热/冷因数下的光输出降低函数。


图2改进的热/冷因数使得LED的亮度有了明显的改进
       热/冷因数的改善增加了LED的工作温度范围,让照明设计师有机会在LED极限内的任何结温下工作。

本文链接:http://www.leddianyuan.com/jishuzixun/2010/0715/460.html

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