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教你如何挑选合适的LED光源

发布时间:2014-12-04     阅读:4815


随着节能环保的呼声越来越强,我们在照明设计中越来越多使用LED灯。LED市场目前可谓是鱼龙混杂,良莠不齐,各厂家和商家,都在力推、力吹自己的产品。对此乱象,我们的观点是:与其听他吹得天花乱坠,不如让他送样一测。

LED灯具的选择包括了外观、散热、配光、眩光、安装等。我们今天不讲灯具方面的参数,只讲光源:你真的会挑选一个好的LED光源么?光源的参数主要有:电流、功率、光通量、光衰、光色、显色性。本文重点讲后两项,先简要讲讲前面四项。

我们经常说:“我要多少瓦的灯”,这个习惯是延续以前的传统光源,那时的光源只有几种固定瓦数,基本只能在那些瓦数里面选择,不能自由调整。而现在的 LED,驱动电流稍微改改,功率马上就变了!你还在要求功率么?当心!同一个LED光源,用过大的电流去驱动的时候,功率是上去了,但是会造成光效下降、 光衰增加。请看下图:

 

说明: https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/PuS4uBg371iaVxHxkqqpGCY7f3tX58kejap6L2oMnUbRcvXgwwa3sg0kHpUSrex77BTUWAVbWWfMWu6XkYFiaySA/640

 

  一个好的LED光源,驱动电流应该使用最大额定电流70%左右。

在此情况下,设计师应该直接要求光通量,至于使用什么瓦数,应该由厂家自己去决定。这样可以促进厂家追求效率和稳定性,而不是一味去推高光源的瓦数,而牺牲了效率和寿命。

光色

传统光源时代,说到色温,大家只关心“黄光、白光”,不大关心光色跑偏的问题。到LED时代,我们发现:LED的光色啥样都有。

举个例子,在一间老化室里,我看到两组明显不同光色的灯条,一组正常暖白,另一组明显偏绿。

说明: https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/PuS4uBg371iaVxHxkqqpGCY7f3tX58kejibRnfaMtdVJJRb4eL31vk4e7f1EofWdjj9U6tWNJcugfWsTpyzmbNcQ/640

我从包里掏出“神器”——微型光谱测试仪照明护照,对着他俩分别测了一下。结果是这样的……

说明: https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/PuS4uBg371iaVxHxkqqpGCY7f3tX58kejod0f5lVGQCPicymSYLTV4mvweRNibcmh1K52liaFgemvsEr4mic3Ug8OEw/640

事实证明,人眼看上去完全不同的两个光源,“相关色温”只相差20K

难道“色温偏差±150K以内,人眼难以察觉”这个结论不对吗?莫急,听我慢慢解释:先说说色温(CTvs相关色温(CCT)这两个概念。

色温:当光源的色品与某一温度下黑体的色品相同时,该黑体的绝对温度为此光源的色温。亦称"色度"。单位为开(K)

相关色温:当光源的色品点不在黑体轨迹上,且光源的色品与某一温度下的黑体的色品最接近时,该黑体的绝对温度为此光源的相关色温,简称相关色温。单位为开(K)

举个例子,下图的两组灯条,他们的“相关色温”只相差20K!可以说是几乎完全相同了。但事实上,他们却是明显不同的光色。问题出在哪里?

说明: https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/PuS4uBg371iaVxHxkqqpGCY7f3tX58kej6KWD1PprxlPFibxSYdlFj0Vjjw69hgmia4KXl8Vf19vb4I0k0EwczQHQ/640

真相是这样的:我们来看看他们的SDCM图:

说明: https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/PuS4uBg371iaVxHxkqqpGCY7f3tX58kejIEsCmv0Q9VHXQW6xwIdzsGCMVicVNSGk8q6DUUTibfRyQXYjAhGRI6Hg/640

左图是左边暖白的3265K,请留意绿色椭圆右边的小黄点,就是本光源在色度图上的位置。右图是右边偏绿的,他的位置跑到红色椭圆外面去了。

上例两个光源在色度图上的位置,他们距离黑体曲线最近处的数值分别是3265K3282K,看上去只相差20K,但实际上他们的距离很远。

显色指数

对显色指数要求高的室外照明是建筑物的照明,低显色指数会严重损害被照建筑或景观的美观。

室内应用方面,显色指数的重要性尤其体现在住宅、零售商店、及酒店照明等场合。对办公环境来说,显色特性反倒不是那么重要,因为办公室照明的设计是为了工作的执行来提供最佳的照明,而不是为了美感。

显色性是评价照明质量的重要方面,显色指数(Color RenderingIndex)则是评价光源显色性的重要方法。

通常来讲,显色指数越高,说明光源的显色性越好,对物体的色彩还原能力越强。但是,这只是通常来讲。事实果真如此吗?用显色指数评价光源的色彩还原力绝对可靠吗?什么情况下会有例外?

为了弄清楚这些问题,我们先得搞明白显色指数到底是指什么,怎么得出来的。CIE很好地规定了一套评价光源显色性的方法,它采用14种试验颜色样品,这14种实验颜色样品如下:

说明: https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/PuS4uBg371iaVxHxkqqpGCY7f3tX58kejK5ia6ysH9bUyRegvibOd2cPUZDV9Z4Phq3jTVv8TnGGVv7ITN6AfVALw/640

说明: https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/PuS4uBg371iaVxHxkqqpGCY7f3tX58kejRnxjicYicpjOQfVLqHDGNMlWRUsL6VKga4OqBUEZDkV3Burl8yhTtUIQ/640

通常我们所说的显色指数值Ra是基于光源对8块标准色样的显色性得到的,8种颜色样品都具有中等彩度和明度,都是非饱和色,它们用于衡量光谱连续且频带较宽的光源的显色性具有不错的结果,而对于评价波形陡峭且频带狭窄的光源则会产生问题。

关注光源的显色性时,首先我们看Ra。对于大部分LED光源来说,通常是不连续、频段窄的,要看光谱分布。在色彩丰富且要求较高的场所,比如博物馆、超 市、商店、餐饮,我们应该选择光谱比较连续且频带较宽的光源,这样才能真实还原出物品真实、漂亮和舒适的颜色,有助于物品展示和销售以及环境氛围的营造。

当物体相继被两个光源照射的时候,其呈现的颜色可能会发生戏剧性的变化。即使两个光源具有完全一致的色度坐标,只要它们的谱功率分布不一致,反射光的谱功率分布将基本上不再互为同色异谱,因此也就会表现出颜色的不一致,即使不是那么明显,也会发生轻微的变化。

色彩再现对室内LED照明来说尤其重要。一只典型的白光LED的谱功率分布,与通常的室内灯光相比有很大的差别。消费者也许会很失望地发现,当他们在家里或者办公室装上全新的LED灯泡之后,他们所熟悉的东西的颜色会发生巨大的变化。

过去,照明行业己经面对了这个问题,并提出了显色指数(CRI) 这个度量指标,通过跟白炽灯光源(低色温范围,<5000K)和日光(高色温范围,>5000K)的特性进行对比,定量分析光源的色彩再现特 性。在所考察的光源之下,色彩呈现或色彩再现与在日光或白炽灯下的表现完全一致,显色指数就是100。显色指数并不是光源的色彩再现性能的完美预测者,但 它确实在实践一种合理的工作。

以上我们讲了光色方面的几个小点,其实还有色彩饱和度、对白色物体的表现……等很多需要关注的因素。我们在选择光源时,不能简单地凭借几个固有参数去轻易选择那样就是刻舟求剑、胶弦鼓瑟了。

 


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