我們都知道LED是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，半導(dǎo)體是一種熱敏器件，也就是說它對于溫度是非常敏感的?；蛘哒f溫度會直接影響它的性能和參數(shù)。作為一個(gè)電-光轉(zhuǎn)換器件它最重要的指標(biāo)就是輸入多少瓦的電功率，輸出多少光通量（流明），我們稱之為光效（發(fā)光效率），這個(gè)指標(biāo)代表了LED的最重要的質(zhì)量指標(biāo)。用戶也就是根據(jù)他所需要的光通量（流明數(shù)）來選用瓦數(shù)最小的LED。

　　然而雖然LED器件本身有一個(gè)光效，但是不等于用戶就能夠直接享用這個(gè)光效，因?yàn)榘堰@個(gè)LED器件組裝成為燈具就會損失一部分光效。我們先不考慮光罩的透光率（假定為100%，實(shí)際上通常在90%左右），而主要來考慮LED光源本身的光效。這種光效我們也分為冷光效和熱光效兩種?？赡艽蠖鄶?shù)人都不會注意這兩種光效的區(qū)別，所以我們在這里要先來討論冷光效和熱光效問題。

　　1. 什么是冷光效什么是熱光效

　　簡單地說冷光效就是在LED光源處于室溫（25C）時(shí)所測得的光效，而熱光效則是等LED光源熱穩(wěn)定以后所測得的光效。具體來說，我們通常采用積分球來測LED光源的光效，那么在接通電源以后立刻測所得的光效就是冷光效（假定那時(shí)候的室溫就是25度），這個(gè)“立刻”大約在5秒以內(nèi)。而熱光效是至少要等半小時(shí)到3刻鐘以后才能達(dá)到熱平衡（或熱穩(wěn)定）。現(xiàn)在我們通常說的光效都是冷光效，或者說通常我們在外殼上或外包裝上標(biāo)明的光效指標(biāo)大多數(shù)都是冷光效。

　　對于絕大多數(shù)用戶來說，他們關(guān)心的實(shí)際上主要是熱光效。因?yàn)長ED照明都是會使用超過半小時(shí)的，遺憾的是，用戶只知道這個(gè)燈具的冷光效而不知道這個(gè)燈具的熱光效，這在某種意義上說，這是一種無意的瞞騙消費(fèi)者的行為。

　　不管怎樣，我建議，今后都應(yīng)該以熱光效作為光效指標(biāo)，標(biāo)明在包裝盒上。

　　2. 冷光效和熱光效有多大的區(qū)別

　　下面我們就來看一下冷光效和熱光效到底有多大的區(qū)別。我們?yōu)榱松钊肓私飧骷抑放频腖ED的PAR燈的冷熱光效的差別，特地到美國和日本去購買了幾種知名品牌LEDPAR燈來進(jìn)行實(shí)際的測試，所得的結(jié)果如下表所示:

　　其中起始值是接通電源后立刻測量，終了值是指經(jīng)過半小時(shí)等待以后的測試值。

　　實(shí)際上半小時(shí)還沒有完全到達(dá)穩(wěn)定值，可能還需要三刻鐘或一小時(shí)才能真正穩(wěn)定。

　　由上表可得出如下結(jié)論：

　?。?）所有各品牌LED燈具的光效起始值和終了值都是不同的。

　?。?） 其差異最小為0.97，最大為0.86

　?。?） 輸入功率的差別實(shí)際上是和LED的熱特性無關(guān)。

　?。?） 光效的差別則主要是由于LED結(jié)溫的升高所致。

　?。?）結(jié)溫升高是無法避免的，因?yàn)長ED本身效率只有40%左右，其他都轉(zhuǎn)化為熱量，所以加電以后熱量逐漸增加，最后從室溫升到熱穩(wěn)定值。但升高值的大小是和散熱器的好壞有關(guān)的。散熱器越好溫升越低。所以，為了減小熱光效和冷光效的差別，應(yīng)該盡可能地采用好的散熱器。

　　3.LED光引擎的冷熱光效

　　我們?yōu)槭裁匆貏e研究LED光引擎的冷熱光效呢，這是因?yàn)楣庖嬗衅涮厥庵?。所謂光引擎實(shí)際上就是把LED電源也放到LED光源所在的鋁基板上，這樣一來，LED電源所消耗的電能也都釋放在鋁基板上，這就增加了鋁基板所要散發(fā)的熱量，也就會提高LED在熱穩(wěn)定以后的結(jié)溫。下面舉一個(gè)例子來說明，目前市面上最常見的是一種無電解電容光引擎，它的電源效率通常只有85%左右，這就意味著將會有15%的輸入功率轉(zhuǎn)換為熱量而加到鋁基板上。假定總的輸入功率為10瓦，剩下的8.5W加到LED，假定LED本身的發(fā)光效率為40%，也就是只有3.4W的功率轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉猓€有5.1W的功率變成熱。本來鋁基板只要散這個(gè)5.1W的熱量，現(xiàn)在要加上電源的15%也就是1.5W的熱量，總共需要散去6.6W的熱量，增加了29.4%的熱量，接近30%。而鋁基板的熱阻都沒有變化，功率加大就意味著溫度升高，鋁基板的溫度升高，意味著在同一個(gè)鋁基板上的LED的環(huán)境溫度升高，結(jié)溫也隨著升高，其結(jié)果就是光效降低。

　　而埃菲萊光電公司的60W有電解電容光引擎，它的功率在30分鐘內(nèi)從62.53W下降到60.354W(更接近額定值60W)，所以它的光效從一開始的115.68lm/W，下降到107.48lm/W，只下降了7.1%，和一般燈具下降范圍差不多。這相當(dāng)于LED的結(jié)溫從25度室溫上升到設(shè)計(jì)的額定值85度左右的結(jié)溫而引起的正常光效下降。這是因?yàn)榘７迫R公司的恒流源效率高達(dá)99%。所以把這么高效率的恒流源集成到鋁基板上是不會增加熱穩(wěn)定以后LED的結(jié)溫的。所以冷光效和熱光效的差別還是屬于正常值的范圍。

　　順便說一下，我們在這里比較的兩種光引擎的差別也絕不是由于LED本身的光效不同而引起的，前者某公司的無電解電容光引擎所采用的LED是很大的晶片3535，其面積為1225mil2，而那個(gè)埃菲萊的有電解電容的光引擎所采用的LED是3518，其面積只有630mil2，相差高達(dá)595mil2，而且還是前者為大。而埃菲萊的熱光效的絕對數(shù)值也是高達(dá)107.48lm/W，遠(yuǎn)比該公司的86lm/W要高出25%之多。

　　5.各種無電解電容光引擎的差別

　　雖然我們只測了某一家公司、某一種產(chǎn)品的冷熱光效的區(qū)別。可能有人會提出這是以點(diǎn)代面，不夠全面的意見。假如從數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度來說的確是這樣，然而如果用數(shù)據(jù)的大致結(jié)果來說，這些結(jié)果是有很大代表性的。其實(shí)道理很簡單，造成冷熱光效的區(qū)別的主要原因就是因?yàn)榘训托实暮懔髟醇傻搅撕凸庠丛谝黄鸬匿X基板上，這樣就造成了LED的結(jié)溫比沒有恒流源的結(jié)溫要高，所以它的熱光效就一定低。對于開關(guān)電源來說，它的效率是有可能達(dá)到95%的，可是由于開關(guān)電源元件多，體積大，是不可能集成到鋁基板上去的。所以目前所有集成到鋁基板上去的都只能是線性電源。當(dāng)然線性電源的種類也有不少，現(xiàn)在用得最多的就是一種分段點(diǎn)亮的無電解電容光引擎，還有就是直接采用恒流二極管的有電解或無電解電容的光引擎，但是不管是哪一種線性電源，它的效率曲線都是完全一樣的，都是隨著市電電壓的增加而直線降低，在220Vac時(shí)都是在85%左右（見下圖）。

所有線性恒流源的效率

　　而埃菲萊公司的恒流源雖然也是一種線性恒流源，但是由于采用了自適應(yīng)智能調(diào)節(jié)技術(shù)（埃菲萊的電源芯片稱為AICS，就是“自適應(yīng)智能電流源”的縮寫），使得其效率高達(dá)99%（見下圖）。

埃菲萊恒流源的效率(藍(lán)線為恒流源本身的效率,紅線為包括整流器的總效率)

　　埃菲萊的光引擎為了去掉整流器的影響，通常把整流器和所有保護(hù)元件放在鋁基板外面，在鋁基板上只有效率為99%的恒流源。所以它的冷熱光效就能保持和沒有恒流源時(shí)一樣。