茅于海:一种极高光效平板灯的设计

  实际上在节能减排的大形势的要求下,任何LED灯具都要求有极高光效。这里只是拿一个平板灯的设计举例来说明如何能够实现极高光效。

  1.LED晶片的选用

  任何灯具的光效在很大程度上是取决于所选用的LED晶片。在这里我们选用的是台湾亿光的5630,其光效可高达200lm/w。具体参数见下:

  这个表是在65mA的电流下测得的,所以在最小功率2.5x0.065=0.1625瓦测出的流明数为34lm,所以光效为209lm/w,而在最大功率也就是正向电压为3.0V时,功率为3.0x0.065=0.195w,此时的流明数为46lm,所以光效为46/0.195=235lm/wp平均光效为(209+235)/2=222lm/w >200lm/w。所以这个LED的光效还是很高的。但是因为实际的产品是按光效分档的,我们买到的LED只保证光效大于200lm/w。

  当然现在很多其他国产的2835的光效也可以达到200lm/w以上。

  2.恒流源的选用

  整灯光效也和驱动恒流源的效率有关,因为输入的功率要先被恒流源吃掉一点,再输送给LED。所以LED灯所选用的电源效率也是决定整灯光效的一个很重要的因素。

  普通的非隔离开关电源的效率在90%-94%之间,平均约为92%。我们采用了埃菲莱公司的高效率非隔离线性电源(这个公司采用了我发明的高效电源芯片),它的效率可达98%(包括了整流器的效率在内)。而且可以在很大的市电电压变动的范围内保持极高效率不变。其实测的效率曲线见下图。

  其中蓝色曲线为恒流源本身的效率,红色的曲线为包括了整流器的效率在内的总效率。可见其总效率高于98%,而且在很大的市电电压变动的范围(从175V-265V)内保持不变。

  3.整灯性能的实测结果

  我们把这个平板灯拿到澳星光电公司请他们代为测试,因为他们公司有分布式光度计,用它来测试平板灯的结果要比用积分球测试结果可信度高很多(实际上像平板灯这类的灯具是不能够(也不允许)用积分球测试的)。用分布式光度计测得的光度特性的测试结果如下:

  从表中可见,其主要的光度数据如下:

  光度数据光效:151.20 lm/W

  峰值光强(cd)1656S/MH(C0/180)1.31

  标称功率(W)30

  灯具光标(%)100.0S/MH(C90/270)1.29

  其光谱特性的测试结果如下:

  4.外形图

  该平板灯的外形图如下所示:

  结论

  本文介绍了一种光效高达151lm/w的平板灯,这个平板灯之所以能够达到这么高的光效,主要是采用了光效为200lm/w的台湾亿光5630型LED灯珠,不过通常给出的LED光效都是冷光效,所谓冷光效就是指在加电以后马上测试所得的光效,但在实际使用时,都是需要在长时期工作稳定以后的光效,这种热光效通常要比冷光效低10%,所以就变成了180lm/w。做成灯具以后,前面一定会有一块玻璃罩,以保护里面的LED灯珠和电路。而玻璃光罩的透光率约为90%,也就是会损失10%。所以还要再乘以0.9,就等于162lm/w。整灯光效还应该考虑电源的损耗,如果采用了普通的效率为90%的开关电源,那么就还要乘以0.9,那就只有145.8lm/w了,因为我们采用了效率高达98%的埃菲莱公司的线性电源,所以实现了151lm/w的光效(还有一些损耗没有计算在内)。即使是这么高的光效在市面上还是很难找到的。所以我们在这里作了详细的介绍,也希望能大家能够提出更高光效的LED灯具!

编辑:严志祥

来源:OFweek

   作者:茅于海  

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