LED路灯光通及光效探讨

　　国内很多LED路灯厂家在技术参数说明上，为了宣称自己产品的高光效，往往把芯片的初始光通除以光源的消耗电功率得出比值，作为产品高光效的数据。其实这样做是混淆概念的。为了让大家明白，下面我把这两个概念解释一下：

　　1.初始光通量(Initial luminous flux)是每单位时间到达、离开或通过曲面的光能数量，单位：流明(lm)。 光通量通常用Φ来表示。

　　2.实际光通量(Actual luminous flux)是指打开照明设备时，光能从光源发出，穿越照明设备(如透镜或灯罩等)，直到它到达需要它的工作平面为止的光能数量。我们称到达工作平面的光通量为实际光通量。

　　通过以上两点的介绍，可以知道，实际光通量的数值要小于初始光通量。见下图。

　　由光通的定义，我们紧接着引出另一个重要的概念：光效。

　　光效(Efficacy)是光源发出的总光通量与该光源消耗的电功率的比值，单位：流明/瓦(lm/w)。

　　因有初始光通量与实际光通量两种数据，所以光效也就有了初始光效与实际光效两种不同的数据。

　　我们知道，“十城万盏工程”之所以大力推广LED路灯，完全是节能减碳的需要。芯片的初始光通量经过透镜灯罩，到达路面能为行人车辆起照明作用的，也就是实际光通量。我们需要的是由实际光通量带来的高光效，并非需要初始光通量带来的高光效。

　　现在LED路灯行业，盲目的推广初始光通量的高光效，很多厂家在这里面也起到了推波助澜的作用。某些商家打出了120 lm/w的高光效LED路灯，世界第一光效LED路灯等宣传口号。导致这种局面出现的原因，正是由于国家或行业的统一标准未制定，相关的检测标准未实施。另外，虽然有些地方 了地方标准，譬如广东的DB44标准，深圳LED规范等等，但是，标准并不统一。就拿DB44来说，规定对于适用在高速主干道上的LED路灯，在4000K~6500K色温前提下，I类标准是不得小于78 lm/w;深圳规范定义初始光效最高不得小于 60 lm/w，但是深圳规范额外提及能效等级评价标准是：I级能效最低不得小于80 lm/w。DB44与深圳规范都已经按地方的实际情况发布，可以看出，各地的差异还是比较大的。所以，国家应尽早制定统一的行业标准，统一各项规范，这样，各个地区才会有章可循。

　　虽然国内对于标准的统一尚在研讨，但是国外在2009年12月3日，经过发布三次草案后，美国能源部DOE 了能源之星LED灯具标准的最终版本，要求于2010年8月31日生效。

　　为此，我们翻阅了大量的资料进行研读。美国能源部DOE在2009年7月1日发布的关于三种SSL灯具性能标准的第二稿草案，指出其他指标尚不能充分测量出灯具的能效。因此草案提出了一种新的度量指标----特定目标效能FTE(Fitted Target Efficacy)。并要求户外道路照明灯具最低的光输出要达到1000 lm(初始光通量)。

　　FTE将“目标照亮区域”作为研究对象。因此，FTE就有了两个关键假定：

　　1.矩形分布可覆盖最大区域，比圆形分布更加有效。见下图。

　　2.白色圆圈是光源，绿色部分是目标照明区域被有效照亮的区域，红色部分是目标照明区域未被有效照亮的区域，黑色区域处在目标照亮区域外，落在黑色的区域的光通量应被抛弃。见下图。

　　FTE的计算公式如下：

　　FTE=(绿色区域光通量*绿色区域面积占绿色和红色区域总面积的百分比)/灯具输入功率

　　由此看出，美国能源部发布的以FTE作为今后LED能效的制定，是非常合理的。

　　我们非常反对盲目推广初始光通的高光效。在路面照明，只需要一个合理的照度，所谓的“越亮越好，光效越高越好”，已经不适用于现在节能减碳形式的需要，同时也不符合人类视觉健康的真正追求。我们应理性的对待LED路灯的前景，不盲目追随。只有拥有了正确的、客观的、成熟的心态，拥有理性的、扎实的分析，拥有基础的、踏实的研究，才能使得LED产业迅速而稳健的发展。