Ответ на пост VRMS "Неужели светодиоды могут так значительно отличаться по КПД?"

Добрый день, ребята!

Давно я ничего не писал и, честно говоря, меня самого это расстраивает, но наколдовать материал не всегда получается, а, порой, так вообще понимаешь, что прошляпил момент. Так, позавчера принесли на ремонт светильник неработающий, пришлось чинить, в частности полный сбор-разбор, поиск проблемы и замена больных мест при помощи донора. Но, вот, запечатлеть забыл, виноват. В иной раз выложу весь процесс, обещаю.

Так вот, а что сегодня? Сегодня предлагаю немного порассуждать на тему, которую поднял @Vrms. Если быть точнее, то его заинтересовал такой момент: как же так выходит, что у ламп разных производителей может быть такая разная энергоэффективность и кпд.

Под энергоэффективностью понимается термин "световая отдача". Грубо говоря, это то, сколько мы получаем света с единицы мощности. Обозначается эта величина буковкой эта "η". Ну, и измеряется она отношением люменов к ваттам. Лм/Вт.

Цитата: "Также интересно выглядит повторяемость измерений. Если Эковат, Feron и IEK дают около 75 лм/вт., то ЭРА и Camelion больше 120 лм/вт"

Давайте неспешно отвечать на вопросы:

1) "Возможно такая разница, по сути, в КПД ламп вызвана типом их драйвера?"
ответ - нет. По сути, что такое драйвер? Это устройство, которое функционирует в своём цикле и поддерживает рабочий режим светодиодов. Какой режим задавать конкретно уже решает конструктор. Драйвера по сути своей эти те же самые велосипеды. У кого-то есть много скоростей, у кого-то тормоз ногой или рычагами руки. Кто-то может и по грязи, и по трассе, а кто-то только по трассе. Но суть одна: велик обеспечивает тебе езду и ты сам решаешь в каком режиме ты будешь катить, это зависит исключительно от тебя) Так же и с лампами, драйвер просто обеспечивает горение ламп в режиме который ему задают. А импульсный он, линейный или RC парень, это не важно.

2) "Либо это рассеиватель так задушил лампу?"
Ответ - нет. Рассеиватель "придушивает" лампу, конечно, но это в сравнении с тем, что есть без рассеивателя. Мы говорим в плоскости света после рассеивателя, причём все замеры сделаны для ламп с ним, более того, он у всех одинаковый. Надо буквально иметь один материал с коэффициентом поглощения в 50%, а иной с коэффициентом 10%. Так что нет, рассеиватель здесь не при чём.

3) "Например "температура" Камелион это 6500к это очень холодный цвет, а Эра 4000к и да есть минимальная разница в 9 лм (130 vs 121 лм/вт.) Эковат и ИЕК около 3000к. Полагаю хоть последние два и теплее, но такой большой разницы это вызвать недолжно"

Давайте залезем к производителям светодиодов и посмотрим разницу в свете для тёплых диодов и для холодных. Так ли она велика. Ходить далеко не будем, тыкаемся в Nichia или Cree. Nichia выглядит удобнее, чисто визуально. Что ж выберем одну и ту же линейку светодиодов, но с разными Тс и поглядим, что имеем.

Такс, видим, что разница между холодным и тёплым диодом порядка 5% в световом потоке. В целом, логично. Используется технология синего кристалла и жёлтого люминофора. Чтобы получить тёплый свет, нужно подрезать синюю часть посильнее, поэтому и имеем 5% разницы с холодным синим светом. Значит, ответ на вопрос таков: большая разница в световой отдаче обусловлена не тональностью света диодов.

С вопросами поднятыми в статье разобрались, осталось дать ответ почему так. Почему где-то 100 Лм/Вт, а где-то 70 Лм/Вт. Причём, при условии, что диоды могут быть одни и те же.

1) Сразу оговорюсь, что 70 Лм/Вт это грубейшее нарушение требований. Согласно современным ГОСТам, таможенным регламентам и прочей чиновнической чепухе, светодиодная лампа, используемая в быту, должна иметь НЕ МЕНЕЕ 95 Лм/Вт. Но есть поблажки. 5% на погрешность оборудования и замеров. 5 или 10% (точно не помню) для ламп с Тс < 2700K. Так же, есть вводные для филамента, там требования выше (так как нет душащего рассеивателя). Поэтому, на выходе мы должны иметь стабильные 90 Лм/Вт.

2) А теперь самое интересное: для одной и той же лампы можно добиться как 120 Лм/Вт, так и 70 Лм/Вт. Это решает токозадающий резистор :)) Вспомните ВАХ светодиодов, с этой лютой экспонентой. Поменяв ток в 2 раза, вы едва ли сдвинетесь по напряжению. А увеличенный в 2 раза ток увеличит световой поток в 2-2.5 раза :) Правда, за этим потянется проблема с температурой и сроком службы и много-много всего.

3) С другой стороны, имея низкую световую отдачу ты увеличиваешь ресурс работы, причём очень даже хорошо.

Поэтому, как говорится есть два стула.....вернее, два пути. Кто-то выбирает мало света, но долгую работу, кто-то выбирает много света, но жизнь становится короче. Всё зависит от стратегии производителя и его желаний. Буквально одним резистором можно регулировать судьбу изделия. Диоды, довольно, гибки в управлении и один и тот же объект можно раскачать в 2-3 раза от номинала и в обе стороны. Как-то так, поэтому, никаких больших смыслов здесь нет. Регулируемся в соответствии с требованиями, установленными государством, а потом уже проводим расчёт баланса света и долголетия :)

Спасибо и хорошего дня!