Относительно недавно я опубликовал статью с вычислением КПД трёх разных вторичных источников электропитания, используемых в светодиодных лампах: импульсного, линейного и на основе гасящего конденсатора. Светодиоды тоже имеют определённый коэффициент полезного действия, который определяется как отношение полезной излучаемой мощности к потребляемой. Его значение зависит от типа светодиода.
Один из наиболее эффективных инфракрасных светодиодов 945 нм Stanley MFN1105MS имеет КПД 63,3%. "Световая" эффективность этого кристалла равна 633 мВт/Вт.
КПД красных светодиодов 660 нм Cree XLamp XP-G3 photo red (S Line) равен 84%. Для вычисления использовался ток 0,35 мА и типичное падение напряжения 1,87 В при 25 °C из даташита. Взят минимальный уровень лучистого потока для лучшего бина - 550 мВт. Изготовитель заявляет КПД 84,8%:
Красный Samsung 660nm Deep Red Ver.4 LH351H 2W по данным Electro-optical Characteristics: Radiant Power 1060 mW, Forward Voltage 2,06 V, IF=700 mA. 2,06*0,7=1,442 Вт η=1,06/1,442=73,5%. Данные 2024 года.
Для синего светодиода Cree XLamp XP-G3 royal blue КПД 74,75%. Посчитано на основе той же документации таким же образом, как и photo red. 2024 год.
Для синего OSRAM OSLON® Square, GD CSSRM3.14 указаны такие значения: Radiant Efficiency: typ. 76% @ 700mA; typ. 83% @ 350mA. 2024 год.
На основе кристаллов, излучающих синий свет, создают большинство белых светодиодов, покрывая их люминофором. Это означает, что КПД белого светодиода будет всегда ниже, чем КПД внутреннего "синего" кристалла. В документации к белому светодиоду OSRAM OSCONIQ® S 5050, GW Q9LR33.EM КПД не указано, но его можно посчитать из данных с сайта: η=0,681/0,99*100=68,78%. 2024 год. Не нашёл, при какой цветовой температуре и токе достигается такая эффективность 227,27 лм на Вт. Для сравнения, средняя светоотдача лампы накаливания 15 лм/Вт, что соответствует КПД 4,54%.
Несколько КПД белых светодиодов Cree вычисленных автором этой статьи в 2018 году: 6500К - 40%, 4000К - 28%, 3000К - 23%.
Относительно недавно появившийся в продаже тип светодиодов, бактерицидный ультрафиолетовый 265 нм, пока обладает очень низким КПД: 2-5,7%. Мой подробный обзор этого УФ светодиода здесь. На 2024 год самым эффективным является OSRAM OSLON® UV 6060, SU CZHEF1.VC.
Учёные постоянно работают над увеличением эффективности светодиодов, поэтому в ближайшие годы стоит ожидать выпуск устройств с бо́льшим КПД.
Эффективность уже выпущенных светодиодов тоже можно увеличить, просто снижая ток питания. Этой возможностью воспользовались в компании Philips, выпустив Дубайские филаментные лампы (Dubai Lamp) с эффективностью 200 лм/Вт. В них много филаментных светодиодов (12 штук у лампы мощностью 3 Вт), питающихся пониженным током.
В 2026 году в России начали продавать ещё более эффективные филаментные лампы Philips MASTER LEDBulb ND 7.3-100W E27 827 A60 CL G UE. 7,3 Вт, 1535 лм. Эффективность 210 лм/Вт. Документация.
На 2-х приведённых выше графиках наглядно видно, что КПД (Popt/Pel) и световая отдача светодиодов падает при повышении тока.
Данную закономерность можно изучить в калькуляторе светового потока и ещё на одном сайте. Например, если в калькуляторе для светодиода Nichia 219C (NVSW219C) выставить ток 100 мА, то получаем эффективность 186,7 лм/Вт, а при токе 2,4 А - только 107,3 лм/Вт. Также там можно узнать мощность и эффективность в зависимости от температуры. Скриншот сравнения 3-х светодиодов с переставшего работать сайта.
Зависимость такая же: значение lm/W снижается при увеличении тока (Current) и CRI, а также при более тёплой цветовой температуре.
Предлагаю ознакомиться с тематическим списком и всеми публикациями!
Спасибо за то, что дочитали мою статью!
Если информация понравилась - ставьте лайк и делитесь на других сайтах. Также буду рад комментариям и долгому времени прочтения | просмотра!