关于固态照明能效问题的深度研究

    LED灯的能效计算

    我们经常能够看到某些LED制造商声称又进一步提高了LED照明光源的lm/W性能。DOE制订的研究计划是将商用照明领域的SSL光源效率从当前的30lm/W提高到150lm/W以上。

    根据当前SSL凹进式照明装置的能源之星计划草案，我们可以计算出利用现有的元件构成的SLL照明装置的总体能效。对于孔径略大于4英寸、相关色温（CCT）为3000K的照明装置，它的最小亮度为500lm，最小光源效率为35lm/W。

    我们使用一种常见的暖白色LED灯作为照明光源的基本例子。该LED的额定指标为3000KCCT、350mA、3.8V的最大正向压降。LED灯是按照亮度进行分类标识的，我们在这里选择最小60lm@350mA的一部分。在测试条件下，LED结温为25℃，电流脉冲作用时间为25ms。在实际工作过程中，LED的结温将会根据照明器材的热设计效果上升到某个稳定值。对于任何LED而言，随着温度的上升，其产生的亮度就会下降。相比测试值，工作在60℃下的LED的亮度将会降低10%。这就意味着在稳定工作状态下LED实际产生的亮度大小为54lm。

    要想获得所需的照明亮度，我们至少需要10个这样大小的LED，这里我们采用5个LED两排并列的方式来实现。利用LightTech公司的LED-18W直流700mA恒流源驱动器就能够驱动两排350mA的LED。它的能效为80%，可以产生24V的输出电压。

    通过计算，10个工作在350mA、3.8V下的LED总功耗为13.3W。因此，该光源的能效就等于54lm×10（即540lm）除以总功耗，得41.5lm/W。

    如果将驱动器的能效考虑在内，那么可以计算出最差情况下的能效为33.2lm/W。这一结果能够满足当前能源之星计划的要求，接近于反射式CCFL照明灯的性能，但是仍然比白炽灯性能的四倍还要高。