白光LED的光效究竟能到多少

一、什麼是可用於的照明白光

　　照明的白光一定要有可用的顯色指數和舒適的色溫．天然光和白熾光都是自然界賦予的。是人類製造的人工光源追求的目標，它們分別代表了高色溫(5000K以上)和低色溫(3000K以下)的顯色指數接近100的理想光源．到目前為止。人工光源中除了白熾燈(低色溫)和氙燈(高色溫)以外幾乎沒有這樣好的顯色性的光源．

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/168196.htm

　　然後，在目前照明領域的所有場合中，不是一定要光源的顯色指數有100才能應用．顯色性只有50的滷磷酸鈣螢光粉的螢光燈不是也用了大半個世紀嗎?顯色性只有20左右的高壓鈉燈不是在道路上也應用了半個世紀嗎?因此不能一概而論。必須按照周圍環境和使用條件才能劃出好用和不好用的界線．
　　但是，當今技術發展的大背景下。不可否認地看到這樣的事實：
　　1．綠色和低碳要求我們使用光效越來越高的光源，滿足減少耗能的目的。新的產品必須有高的發光效率．例如：用三基色螢光粉替代滷磷酸鈣螢光粉製成的螢光燈光的光源的發光效率可以提高約50％(從22501m(40W滷磷酸鈣螢光燈)提高至U3350 Im(36W---基色螢光燈))：彩色的LED已經全面替代了傳統白色光源加濾色片的這種發出彩色光的模式，如此等等：

　　2．顯色性已經越來越得到重視．顯色性差的光源往往在許多場合中是不能用或不建議用的．最清楚的例子就是低壓鈉燈有接近2001m／W的發光效率，但單色的黃色光使它只能用於道路照明和極少的其它場合．有更大受眾面的室內環境，要求的顯色性更高。像美國能源部(DOE)對用於室內照明的LED燈的顯色指數已從原來的70(2007，8)提高到近來規定的≥80了(2009．12)H]．在國內的照明設計標準中，也規定有辦公室和賓館飯店中的顯色指數應在80以上的要求．還有。高顯色指數(Ra>80)的金滷燈的出現，使國際上體育場館的照明指標中的顯色性從原來的60多提高到>80，一切源出於此．那麼，什麼是可用於照明的白光呢?高光效和高顯色指數且符合照明環境或照明作業對象的白光才是最好的白光．在當前情況下，高光效意味著比傳統光源的發光效率要高。因為現在不同場合現在都有傳統光源在充當主角，將發光效率高的傳統光源裝入燈具內作為標杆，再將新光源裝入此燈具(如LED燈具)後做比較，不失為一種比較好的方法。DOE目前文件中就有將普通燈泡、MRl6和螢光燈這方面的標杆．至於顯色指數，各種不同場合下的顯色指數是人為規定的一個數值，有些場合中沒有規定，如室外照明，有的已經作出詳細規定，特別是室內照明中的要求頗多，例如家居環境中顯色指數在80以上，已經成為俗成的要求了。因此，比傳統光源有高的效率和顯色指數大於80似乎應該是衡量室內照明用白光LED的一個界限。

　　用LED驅動傳統光源的趨勢已經明朗，高的光線和不太低的顯色指數，已經在一些室內外照明中展露頭角，顯現出不俗的成績和強勁的發展勢頭，必須引起注意。

　　二、LED產生白光的顯色指數

　　目前有兩種產生白色LED的方法：螢光法和RGB法，它們有不同的色溫和顯色指數，圖上的光譜曲線就表示了不同的色溫和顯色指數。

圖1螢光法(BY法)得到白光幾種色溫和顯色指數

圖2 RGB得到白光的色溫和顯色指數

圖上的曲線說明了兩個問題：

　　1、 用BY法得到的白光的顯色指數在80以下。由於螢光法得到的是連續光譜，在與傳統光源比較時，採用傳統方法計算顯色指數，不能說是一個還有缺陷的方法：眼下DOE規定了一體化燈的顯色指數指標為80以上後，更需要重視了。
　　2、用傳統的顯色指數計算方法計算由RGB方法得到白光見圖2，它的顯色指數比較低。

　　三、產生白光的光源的理論極限光效的計算—光譜設計和光電效率轉換

　　以為LED是單色光源，可以由RGB或者BY兩種方法產生白光，因此，對RGB法形成白光可以看出拼湊出來的一種白光光源，它的光譜可變，色溫和顯色性也可變，以適合各種需要。而BY法產生的白光就不會又太多的變化了。

　　眾所周知一種光源，光譜的可變表示了它的發光效率、色溫和顯色指數是有變化餘地的。有的變得光效更高和顯色更好，也有變得更差。顯然，任何製造商都想朝著將這些參數向越來越好的方向發展。當然LED的光譜設計就變得特別重要了。我們知道，白色LED光源的極限光效A=Wo*We。其中Wo為光源光功率的理論效率，由光譜線上個譜線的光功率折算為光通量計算來的，如按照人眼光譜光視效能最高的電功率1W的555nm黃綠光相當於光功率是683lm,即光電轉換效率是683lm/w。We為光源發光機理算出的電功率轉換為光功率的理論效率。