LED路燈光通及光效探討

國內(nèi)很多LED路燈廠家在技術(shù)參數(shù)說明上，為了宣稱自己產(chǎn)品的高光效，往往把芯片的初始光通除以光源的消耗電功率得出比值，作為產(chǎn)品高光效的數(shù)據(jù)。其實(shí)這樣做是混淆概念的。為了讓大家明白，下面我把這兩個概念解釋一下：

1、初始光通量(Initial luminous flux)是每單位時間到達(dá)、離開或通過曲面的光能數(shù)量，單位：流明(lm)。 光通量通常用Φ來表示。

2、實(shí)際光通量(Actual luminous flux)是指打開照明設(shè)備時，光能從光源發(fā)出，穿越照明設(shè)備(如透鏡或燈罩等)，直到它到達(dá)需要它的工作平面為止的光能數(shù)量。我們稱到達(dá)工作平面的光通量為實(shí)際光通量。

通過以上兩點(diǎn)的介紹，可以知道，實(shí)際光通量的數(shù)值要小于初始光通量。見下圖。

由光通的定義，我們緊接著引出另一個重要的概念：光效。

光效(Efficacy)是光源發(fā)出的總光通量與該光源消耗的電功率的比值，單位：流明/瓦(lm/w)。

因有初始光通量與實(shí)際光通量兩種數(shù)據(jù)，所以光效也就有了初始光效與實(shí)際光效兩種不同的數(shù)據(jù)。

我們知道，“十城萬盞工程”之所以大力推廣led路燈，完全是節(jié)能減碳的需要。芯片的初始光通量經(jīng)過透鏡燈罩，到達(dá)路面能為行人車輛起照明作用的，也就是實(shí)際光通量。我們需要的是由實(shí)際光通量帶來的高光效，并非需要初始光通量帶來的高光效。

現(xiàn)在LED路燈行業(yè)，盲目的推廣初始光通量的高光效，很多廠家在這里面也起到了推波助瀾的作用。某些商家打出了120 lm/w的高光效LED路燈，世界第一光效LED路燈等宣傳口號。導(dǎo)致這種局面出現(xiàn)的原因，正是由于國家或行業(yè)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)未制定，相關(guān)的檢測標(biāo)準(zhǔn)未實(shí)施。另外，雖然有些地方出臺了地方標(biāo)準(zhǔn)，譬如廣東的DB44標(biāo)準(zhǔn)，深圳LED規(guī)范等等，但是，標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一。就拿DB44來說，規(guī)定對于適用在高速主干道上的LED路燈，在4000K~6500K色溫前提下，I類標(biāo)準(zhǔn)是不得小于78 lm/w;深圳規(guī)范定義初始光效最高不得小于 60 lm/w,但是深圳規(guī)范額外提及能效等級評價標(biāo)準(zhǔn)是：I級能效最低不得小于80 lm/w.DB44與深圳規(guī)范都已經(jīng)按地方的實(shí)際情況發(fā)布，可以看出，各地的差異還是比較大的。所以，國家應(yīng)盡早制定統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一各項(xiàng)規(guī)范，這樣，各個地區(qū)才會有章可循。

雖然國內(nèi)對于標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一尚在研討，但是國外在2009年12月3日，經(jīng)過發(fā)布三次草案后，美國能源部DOE出臺了能源之星LED燈具標(biāo)準(zhǔn)的最終版本，要求于2010年8月31日生效。

為此，我們翻閱了大量的資料進(jìn)行研讀。美國能源部DOE在2009年7月1日發(fā)布的關(guān)于三種SSL燈具性能標(biāo)準(zhǔn)的第二稿草案，指出其他指標(biāo)尚不能充分測量出燈具的能效。因此草案提出了一種新的度量指標(biāo)----特定目標(biāo)效能FTE(Fitted Target Efficacy)。并要求戶外道路照明燈具最低的光輸出要達(dá)到1000 lm(初始光通量)。

FTE將“目標(biāo)照亮區(qū)域”作為研究對象。因此，F(xiàn)TE就有了兩個關(guān)鍵假定：

1、矩形分布可覆蓋最大區(qū)域，比圓形分布更加有效。見下圖。

2、白色圓圈是光源，綠色部分是目標(biāo)照明區(qū)域被有效照亮的區(qū)域，紅色部分是目標(biāo)照明區(qū)域未被有效照亮的區(qū)域，黑色區(qū)域處在目標(biāo)照亮區(qū)域外，落在黑色的區(qū)域的光通量應(yīng)被拋棄。見下圖。

FTE的計(jì)算公式如下：

FTE=(綠色區(qū)域光通量*綠色區(qū)域面積占綠色和紅色區(qū)域總面積的百分比)/燈具輸入功率

由此看出，美國能源部發(fā)布的以FTE作為今后LED能效的制定，是非常合理的。

我們非常反對盲目推廣初始光通的高光效。在路面照明，只需要一個合理的照度，所謂的“越亮越好，光效越高越好”,已經(jīng)不適用于現(xiàn)在節(jié)能減碳形式的需要，同時也不符合人類視覺健康的真正追求。我們應(yīng)理性的對待LED路燈的前景，不盲目追隨。只有擁有了正確的、客觀的、成熟的心態(tài)，擁有理性的、扎實(shí)的分析，擁有基礎(chǔ)的、踏實(shí)的研究，才能使得LED產(chǎn)業(yè)迅速而穩(wěn)健的發(fā)展。

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