Энергетическая и световая эффективность светодиодов

Составляющие эффективности

Общая эффективность светодиода Е определяется двумя составляющими: энергетической эффективностью прибора Ee и световой эффективностью Ev. Вторая составляющая применима только для светодиодов видимого спектра (380 – 780 нм).

Энергетическая эффективность

Энергетическая эффективность Ее - это отношение выходной оптической к входной электрической мощности. В англоязычной литературе для энергетической эффективности принято сокращение WPE (Wall-Plug-Efficiency). На рисунке показаны энергетические потери в светодиоде.

Световая эффективность

Световая эффективность Ev. Слово «свет» предполагает наблюдателя – человека. Спектр зрения человека ограничен диапазоном длин волн от 380 до 780 нм. Вне пределов этого диапазона слово «свет» неприменимо (хотя и употребляется, например инфракрасный или ультрафиолетовый свет вместо излучение). Мало того, чувствительность зрения к различным длинам волн различна и определяется т.н. кривой видности V(λ).

Светодиод излучает не на одной длине волны, а в некотором промежутке длин волн. Интенсивность распределения оптической мощности в пределах этого промежутка описывается кривой, называемой энергетическим (или оптическим) спектром излучения Fe(λ). Оптическая мощность определяется площадью под кривой спектра и измеряется в ваттах. Для расчета световой мощности нужно перейти от энергетических величин (ватт) к световым (люменам), для чего необходимо перемножить энергетический спектр Fe(λ) на кривую видности – V(λ):

Тогда световая эффективность определится как отношение световой мощности к оптической:

Ev=Fv/Fe, (1)

где Fe, Fv - интегралы функций Fe(λ), Fv(λ).

Максимальное значение световой эффективности приходится на длину волны 555 нм и составляет 683 лм/вт.

Общая эффективность

Зная энергетическую и световую эффективность, можно определить общую эффективность:

E=Ee*Ev (2)

Как не странно, легче всего рассчитать общую эффективность светодиода E. Все данные для такого расчета приводятся в паспорте светодиода. Это следующие параметры:

· Напряжение падения V, в;

· Ток C, а;

· Сила света I, кд/м^2;

· Угол наблюдения α, градусов.