LED光源与LED灯具效能的区别

LED进入新市场，应用领域日益扩展，已广泛用于交通信号灯、显示屏、景观照明和装饰照明等，在背光领域市场占有率也逐步提高，许多以前从事传统光源生产的企业也纷纷上马LED项目，产业投资持续升温，光效纪录屡次被刷新。日前美国Cree公司宣布，其白光功率 LED 光效再度突破行业最高纪录，实验室参数已达到 231 lm/W，与2006年6月日本日亚化学宣布的白色LED的100 lm/W相比，光效提高了一倍多，相信随着技术的进步，该纪录还会被打破。

随着光效概念也被用于LED灯具，很多LED灯具也加入到了光效竞赛的洪流中，生产企业正在忽视LED光源与LED灯具的产品功能的差异，仅以光效作为灯具性能的标杆，单纯追求高光效指标，忽视其LED灯具作为一个系统应该满足的可靠性、色质量和视觉舒适性等特性，造成目前国内LED照明灯具市场追逐光效之风盛行，市政工程及半导体照明试点示范工程中使用的所谓的“高光效LED灯具”往往达不到其预期节能减排的目的的使用效果，造成较大的负面效应。

针对目前照明市场的情况，本文阐述了LED光源与LED灯具效能的不同。揭示了追逐光效之风从LED光源蔓延LED灯具的原因。强调了LED灯具产品的灯具效能应注意与其他的性能要求的协调一致，灯具效能应建立在满足LED灯具各项性能基础上。

一、光效是光源产品的经典性能指标

就光源而言，光效是一个经典指标，每一种新光源的出现都直接与其达到的更高的光效有关，这样，光效也毫无例外地成为了LED光源的性能的重要指标。当然，光源的其他性能指标还包括显色指数、色品坐标、色温和寿命等等。

对使用传统光源的灯具，灯具的出光率，即灯具转换光源光通量的能力，是灯具性能的经典指标。由于LED光源的性能参数尚未达到标准化的程度，而且很多灯具使用的LED光源不可替换，所以，光效的概念也被沿用到了LED灯具产品。

二、LED灯具效能有别于LED光源光效

当LED光源和LED灯具都使用光效作为性能评价指标时，我们首先以分析两者的内涵和差异入手来了解LED灯具的性能，并使用正确的术语来评价LED光源的光效和LED灯具的效能。

1、LED光源光效和LED灯具效能的概念

LED光源光效(luminous efficacy of a source)定义是光源发出的光通量与其所消耗的电功率之比。

LED灯具效能(luminaire efficacy)定义是指在灯具的声称使用条件下，灯具发出的初始总光通量与其所消耗的功率之比，单位为lm/W。

“光效”用于评价LED光源，“效能”用于评价LED灯具，LED光源光效与LED灯具效能都表示电能转化为光能的效率，是描述照明产品节能特性的指标，但其内涵是不同的。

2、不同的光通量

LED光源光效中的光源光通量是指裸光源(还未装入灯具的状态)发出的光通量。其中LED光源可以是一体化LED灯或一体化LED模块、半一体化LED灯或半一体化LED模块或非一体化LED灯或非一体化LED模块。

LED灯具效能中的分子光通量是指光源装入灯具、同时使用所需的LED控制装置或LED控制装置的电源后，灯具发出的光通量。其中LED控制装置或LED控制装置的电源可以是整体式、内装式或独立式的。使用LED光源的灯具可能使用反射器、扩散板。

装入灯具的光源可能是单个光源或多个光源的集合，但由于热能、电能的相互作用造成的效率损失，以及灯具光学系统的效率，LED灯具的光通量的并不等于LED光源光通量或其简单累加。

LED光源光效中的光通量与灯具效能中的光通量的测量状态不同，前者是在脉冲状态测得，后者是在稳态下测得。

LED光源光效中的光是无所指向性的，只要光能发出来，东南西北无所谓的。而LED灯具效能中的光是有所指向性的，光需要发到有用的区域。

在使用相同LED光源的情况下，LED灯具的光通量小于LED光源的光通量。

3、不同的输入功率

LED光源光效中的分母与LED灯具效能中的分母也不相同。例如，对于非一体化LED模块, LED光源所消耗的电功率的仅是指LED模块所消耗的功率，不包括LED控制装置消耗的功率。LED灯具效能中的消耗的电功率是指灯具的输入功率，不仅包括LED光源，还包括LED控制装置所消耗的功率。LED灯具消耗的电功率大于LED光源消耗的电功率。

4、LED灯具效能与LED光源光效的关系

由于所涉及光通量和电功率的范围不同，造成LED光源光效不同于LED灯具效能，光源光效远大于灯具效能。其一因为LED进入灯具后，结温升高，光输出减少(热损失);其二因为光源进入灯具、并使用LED控制装置或其电源后存在的系统损耗;其三是光线经过灯具光学系统后的损失，即灯具效率(光损失)。

灯具效能=光源光效×(1-进入灯具后的热损失)%×(1-系统损耗)×(1-进入灯具后的光损失)%

从上面的分析可以看出，光源光效与灯具效能是完全不同的，不能混为一谈。

三、LED光源开展光效竞赛，追逐光效之风从LED光源蔓延LED灯具

随着LED光效纪录被不断刷新，正在蔓延的LED灯具光效竞赛存在以下误区：

1、仅提光效，不提色温和显色指数

应指出在多少色温CCT和在多少显色指数Ra下的光效，同样的光效，低色温比高色温难度显然大得多。

美国能源之星对固态照明室内灯具的相关色温的要求：应是下列标称的相关色温(CCT)的一种：2700K、3000K、3500K、4000K、5000K(仅限于商用)。能源之星对固态照明室内灯具：5700K、6500K色温是不允许的。

2、仅提光效，不提照明舒适性

当光效竞赛的风从光源刮到灯具时，盲目追求灯具效能的另一个现象该加的防眩光的扩散板省掉了，忽略了灯具的舒适性，没有考虑眩光控制。

3、仅提光效，不谈可靠性

为了盲目追求灯具效能，室外灯具该加的防护罩省掉了，使不该暴露的部件暴露，忽视了LED灯具的可靠性。

四、LED灯具标记普遍存在功率低标、光通量高标的现象

由于与效能相关，我们关注了276个LED筒灯产品上标记的输入功率和额定光通量与实测值的偏离情况，发现功率低标、光通量高标的现象普遍存在，这种偏离将导致产品 “光效”虚高，推高LED灯具效能的实际水平。

1、功率低标、光通量高标的情况

LED灯具的输入功率是产品效能计算公式中的分母，相同光通量时较低的输入功率表明产品的效能较高，降低产品的输入功率就能提高产品的效能。在标记产品特性时，就可能存在功率尽量低标的现象。

通过实际测量可以得到LED灯具的输入功率，并利用公式(1)计算其占灯具标记的输入功率的百分比数值，我们可以得到实测功率与标称输入功率的偏差ηP。

ηP=(实测功率/标称功率)*100% (1)

计算结果的意义：

-ηP=100%，实测功率与标称值