LED進入新市場，應用領域日益擴展，已廣泛用于交通信號燈、顯示屏、景觀照明和裝飾照明等，在背光領域市場占有率也逐步提高，許多以前從事傳統(tǒng)光源生產的企業(yè)也紛紛上馬LED項目，產業(yè)投資持續(xù)升溫，光效紀錄屢次被刷新。日前美國Cree公司宣布，其白光功率 LED 光效再度突破行業(yè)最高紀錄，實驗室參數(shù)已達到 231 lm/W，與2006年6月日本日亞化學宣布的白色LED的100 lm/W相比，光效提高了一倍多，相信隨著技術的進步，該紀錄還會被打破。

隨著光效概念也被用于LED燈具，很多LED燈具也加入到了光效競賽的洪流中，生產企業(yè)正在忽視LED光源與LED燈具的產品功能的差異，僅以光效作為燈具性能的標桿，單純追求高光效指標，忽視其LED燈具作為一個系統(tǒng)應該滿足的可靠性、色質量和視覺舒適性等特性，造成目前國內LED照明燈具市場追逐光效之風盛行，市政工程及半導體照明試點示范工程中使用的所謂的“高光效LED燈具”往往達不到其預期節(jié)能減排的目的的使用效果，造成較大的負面效應。

針對目前照明市場的情況，本文闡述了LED光源與LED燈具效能的不同。揭示了追逐光效之風從LED光源蔓延LED燈具的原因。強調了LED燈具產品的燈具效能應注意與其他的性能要求的協(xié)調一致，燈具效能應建立在滿足LED燈具各項性能基礎上。

一、光效是光源產品的經典性能指標

就光源而言，光效是一個經典指標，每一種新光源的出現(xiàn)都直接與其達到的更高的光效有關，這樣，光效也毫無例外地成為了LED光源的性能的重要指標。當然，光源的其他性能指標還包括顯色指數(shù)、色品坐標、色溫和壽命等等。

對使用傳統(tǒng)光源的燈具，燈具的出光率，即燈具轉換光源光通量的能力，是燈具性能的經典指標。由于LED光源的性能參數(shù)尚未達到標準化的程度，而且很多燈具使用的LED光源不可替換，所以，光效的概念也被沿用到了LED燈具產品。

二、LED燈具效能有別于LED光源光效

當LED光源和LED燈具都使用光效作為性能評價指標時，我們首先以分析兩者的內涵和差異入手來了解LED燈具的性能，并使用正確的術語來評價LED光源的光效和LED燈具的效能。

1、LED光源光效和LED燈具效能的概念

LED光源光效(luminous efficacy of a source)定義是光源發(fā)出的光通量與其所消耗的電功率之比。

LED燈具效能(luminaire efficacy)定義是指在燈具的聲稱使用條件下，燈具發(fā)出的初始總光通量與其所消耗的功率之比，單位為lm/W。

“光效”用于評價LED光源，“效能”用于評價LED燈具，LED光源光效與LED燈具效能都表示電能轉化為光能的效率，是描述照明產品節(jié)能特性的指標，但其內涵是不同的。

2、不同的光通量

LED光源光效中的光源光通量是指裸光源(還未裝入燈具的狀態(tài))發(fā)出的光通量。其中LED光源可以是一體化LED燈或一體化LED模塊、半一體化LED燈或半一體化LED模塊或非一體化LED燈或非一體化LED模塊。

LED燈具效能中的分子光通量是指光源裝入燈具、同時使用所需的LED控制裝置或LED控制裝置的電源后，燈具發(fā)出的光通量。其中LED控制裝置或LED控制裝置的電源可以是整體式、內裝式或獨立式的。使用LED光源的燈具可能使用反射器、擴散板。

裝入燈具的光源可能是單個光源或多個光源的集合，但由于熱能、電能的相互作用造成的效率損失，以及燈具光學系統(tǒng)的效率，LED燈具的光通量的并不等于LED光源光通量或其簡單累加。

LED光源光效中的光通量與燈具效能中的光通量的測量狀態(tài)不同，前者是在脈沖狀態(tài)測得，后者是在穩(wěn)態(tài)下測得。

LED光源光效中的光是無所指向性的，只要光能發(fā)出來，東南西北無所謂的。而LED燈具效能中的光是有所指向性的，光需要發(fā)到有用的區(qū)域。

在使用相同LED光源的情況下，LED燈具的光通量小于LED光源的光通量。

3、不同的輸入功率

LED光源光效中的分母與LED燈具效能中的分母也不相同。例如，對于非一體化LED模塊, LED光源所消耗的電功率的僅是指LED模塊所消耗的功率，不包括LED控制裝置消耗的功率。LED燈具效能中的消耗的電功率是指燈具的輸入功率，不僅包括LED光源，還包括LED控制裝置所消耗的功率。LED燈具消耗的電功率大于LED光源消耗的電功率。

4、LED燈具效能與LED光源光效的關系

由于所涉及光通量和電功率的范圍不同，造成LED光源光效不同于LED燈具效能，光源光效遠大于燈具效能。其一因為LED進入燈具后，結溫升高，光輸出減少(熱損失);其二因為光源進入燈具、并使用LED控制裝置或其電源后存在的系統(tǒng)損耗;其三是光線經過燈具光學系統(tǒng)后的損失，即燈具效率(光損失)。

燈具效能=光源光效×(1-進入燈具后的熱損失)%×(1-系統(tǒng)損耗)×(1-進入燈具后的光損失)%

從上面的分析可以看出，光源光效與燈具效能是完全不同的，不能混為一談。

三、LED光源開展光效競賽，追逐光效之風從LED光源蔓延LED燈具

隨著LED光效紀錄被不斷刷新，正在蔓延的LED燈具光效競賽存在以下誤區(qū)：

1、僅提光效，不提色溫和顯色指數(shù)

應指出在多少色溫CCT和在多少顯色指數(shù)Ra下的光效，同樣的光效，低色溫比高色溫難度顯然大得多。

美國能源之星對固態(tài)照明室內燈具的相關色溫的要求：應是下列標稱的相關色溫(CCT)的一種：2700K、3000K、3500K、4000K、5000K(僅限于商用)。能源之星對固態(tài)照明室內燈具：5700K、6500K色溫是不允許的。

2、僅提光效，不提照明舒適性

當光效競賽的風從光源刮到燈具時，盲目追求燈具效能的另一個現(xiàn)象該加的防眩光的擴散板省掉了，忽略了燈具的舒適性，沒有考慮眩光控制。

3、僅提光效，不談可靠性

為了盲目追求燈具效能，室外燈具該加的防護罩省掉了，使不該暴露的部件暴露，忽視了LED燈具的可靠性。

四、LED燈具標記普遍存在功率低標、光通量高標的現(xiàn)象

由于與效能相關，我們關注了276個LED筒燈產品上標記的輸入功率和額定光通量與實測值的偏離情況，發(fā)現(xiàn)功率低標、光通量高標的現(xiàn)象普遍存在，這種偏離將導致產品 “光效”虛高，推高LED燈具效能的實際水平。

1、功率低標、光通量高標的情況

LED燈具的輸入功率是產品效能計算公式中的分母，相同光通量時較低的輸入功率表明產品的效能較高，降低產品的輸入功率就能提高產品的效能。在標記產品特性時，就可能存在功率盡量低標的現(xiàn)象。

通過實際測量可以得到LED燈具的輸入功率，并利用公式(1)計算其占燈具標記的輸入功率的百分比數(shù)值，我們可以得到實測功率與標稱輸入功率的偏差ηP。

ηP=(實測功率/標稱功率)*100% (1)

計算結果的意義：

-ηP=100%，實測功率與標稱值一致，標稱值沒有偏離。

-ηP<100%，實測功率小于標稱值，標稱值偏高。

-ηP>100%，實測功率大于標稱值，標稱值偏低。

輸入功率標稱值偏低將使計算的LED筒燈效能偏高。

為了直觀的了解整個樣本的分布情況，我們將測得的276個燈具數(shù)據(jù)用散點圖直觀的表示，見圖1。

圖1 實測功率與標稱功率偏差(%)的散點圖

由圖1可以看出，數(shù)據(jù)主要分布在90%到120%的區(qū)間內。如果規(guī)定實際功率與額定功率允許的偏差限值時，偏差合格率的相應數(shù)據(jù)見表1。

表1 規(guī)定不同偏差限值時的合格率數(shù)據(jù)

?分析表1可以看出：

表1中，ηP<100%,即實測功率小于標稱功率的樣品為114個，ηP=100%,即實測功率等于標稱功率的樣品為2個，而ηP>100%,即實測功率大于標稱功率、標稱功率低標的樣品160個，占總數(shù)的57.98%，說明目前市場上大量存在功率低標、誤導消費者的現(xiàn)象。

如果允許10%的功率低標，即根據(jù)公式(1)計算的偏差≤110%為偏差限值時，46個燈具將超出允許的偏差，在276組燈具中，不合格率為16.7%。

2、光通量

LED燈具的光通量是產品效能計算公式中的分子，相同輸入功率時較高的光通量表明產品的效能較高，升高產品的光通量就能提高產品的效能。在標記產品特性時，就可能存在光通量盡量高標的現(xiàn)象。

通過實際測量可以得到LED燈具的光通量，并利用公式(2)計算其占燈具標記的額定光通量的百分比數(shù)值，我們可以得到實測光通量與額定光通量的偏差ηL,如公式2所示：

ηL=(實測光通量/額定光通量)*100% (2)

計算結果的意義：

-ηL=100%，實測光通量與標稱值一致，標稱值沒有偏離。

-ηL<100%，實測光通量小于標稱值，標稱值偏高。

-ηL>100%，實測光通量大于標稱值，標稱值偏低。

額定光通量標稱值偏高將使計算的LED燈具效能偏高。

為了直觀的了解整個樣本的分布情況，我們將測得的276個燈具數(shù)據(jù)用散點圖直觀的表示，見圖1。

光通量是考核LED筒燈性能的重要指標，額定光通量越高，說明相同功率下可以獲得更高的光通量。有些廠家為了更好的賣出產品，會高標額定光通量。為了直觀的了解整個樣本的分布情況，圖2給出了實測光通量與額定光通量的百分比散點圖。

?圖2 實測光通量與標稱光通量之比的散點圖

由圖2可以看出，數(shù)據(jù)占據(jù)了從40%到140%范圍，比較分散，說明實際測量得到的光通量與額定光通量的偏差較大。

如果規(guī)定實際光通量與額定光通量允許的偏差限值時，偏差合格率的相應數(shù)據(jù)見表2。

表2 不同偏差限值時初始光通量的合格數(shù)據(jù)

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分析表2可以看到：

如果允許高標10%光通量，即根據(jù)公式(2)計算的偏差≥90%為偏差限值時，91個是落在<90%的區(qū)間內的，超出了允許的偏差，在276組燈具中，不合格率為33.0%。

表2中，ηL<100%，即實測光通量小于標稱光通量的樣品為160個，占總數(shù)的57.97%。說明LED筒燈的實際測量的光通量大部分都小于標稱的額定光通量，目前市場上的LED筒燈存在高標額定光通量的現(xiàn)象，這樣會造成對消費者的誤導，造成市場的混亂。

3、LED筒燈實際的效能水平

以實測的LED筒燈“效能”為例，圖1給出了經實測后計算的276個筒燈效能的散點圖。由圖3可以看出，大部分數(shù)據(jù)集中分布在30到80的區(qū)間內，大于80的寥寥無幾。

圖3 實測效能的散點圖

“效能”是LED燈具的節(jié)能評價參數(shù)，表3給出了不同效能(LE)限值下的合格率。

表3 實測效能在不同限值下的合格率

表3可以看出，隨著效能限值的提高，達到要求的產品比例越來越低。當效能限值為60時，達到要求的樣品占樣品總數(shù)的55.43%;而當效能限值為80時，達到要求的樣品僅占樣品總數(shù)的3.26%。

如果按照80%的產品合格的要求，那么目前效能的水平只在40lm/W左右，這顯然與LED照明產品所聲稱的節(jié)能高效的特點有差距，LED筒燈的實際測量“效能”并沒有像制造商宣傳的那樣高。

燈具效能是性能要求之一，它受到其他性能要求的制約，如眩光控制(使用時環(huán)境亮度的舒適性)、可靠性、IP防護等級等。

我們不能因為盲目追求高“光效”而忽視照明的舒適性和可靠性，當綜合考慮影響使用的其他參數(shù)，如光的顏色、顯色性、照明舒適性和產品可靠性等參數(shù)時，燈具的效能還會有所降低。

以光效為80 lm/W的非一體化LED模塊光效為例，進入燈具后的熱損失25%，光損失20%，系統(tǒng)損失15%，則LED筒燈的效能=80 lm/W×75%×80%×85%=40.8 lm/W(示意圖見圖4)。

圖4 LED筒燈的效能與LED光源光效示意圖

4.到達能源之星合格標準的產品效能

能源之星對民用或商用固態(tài)照明筒燈的燈具效能的要求：42 lm/W。某一通過美國能源之星的LED筒燈效能、保護角、相關色溫(CCT)和顯色指數(shù)(CRI)的舉例如表4所示。

表4 美國LED筒燈效能、保護角、CCT和CRI舉例

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五、探究追逐光效的原因

追逐光效之風從LED光源蔓延LED燈具的原因如下：

一直以來，誤將LED筒燈、LED路燈視作為LED光源，制訂的技術要求或規(guī)范與LED模塊的性能要求大同小異。這主要是將LED燈具性能混同于LED燈造成的。

在一般情況下，“燈”是指光源，各種類型的燈均以發(fā)光的物理原理來命名，如白熾燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、熒光燈、紫外燈、場致發(fā)光燈、鹵鎢燈等等，燈的命名和分類與應用的場所及用于何種燈具無關?！盁艟摺眲t是指照明器，它包括點亮光源所需的附件和電路、使光源發(fā)出的光重新分配以滿足應用需求的光學部件，以及燈具安裝、固定、調節(jié)所需部件的總成，燈具的分類及命名與其安裝方式或設計使用的場所或目的有關，如固定式吸頂燈具、可移式臺式燈具、可移式落地燈具、道路照明燈具、隧道照明燈具、庭院燈具、泛光燈具和應急照明燈具，等等。

“燈”這個術語有時也用于某些類型的照明器，也許是由于習慣的關系，很多人把“道路照明燈具”稱作“路燈”，把“天花板表面安裝燈具”稱作“吸頂燈”，但這里的路燈、吸頂燈并不是指光源，而是指道路照明燈具和天花板表面安裝的燈具。同樣的，還有把“嵌入式或固定式筒燈燈具”稱作“筒燈”，把“可移式臺式燈具”稱作“臺燈”，把“可移式落地燈具”稱作“落地燈”，把“可移式手提燈具”稱作“手提燈”。

大家已經習慣拿起一個LED燈具時，會問“光效”多少?仿佛“光效”是唯一的指標。拿“光效”作為LED燈具的營銷是不全面的，其本質是誤將其視作為LED光源，有偷換概念之嫌。

六、我國LED燈具產品性能指標的標準化正在步入正軌

國際上，IEC TC34已經明確這些LED燈具納入燈具產品的標準范疇。應該說國家開始在扭轉這種導向。全國照明電器標準化技術委員會近期將《LED筒燈性能要求》與《LED筒燈性能要求測量方法》2個國家標準由全國照明電器標準化技術委員會燈具分技術委員會歸口，是一個良好的開端，有利于與國際接軌，有利于LED燈具的制造企業(yè)少走彎路。

同時。LED筒燈的燈具效能應注意與其他的性能要求的協(xié)調一致。

LED筒燈的燈具效能僅是諸多性能要求之一，應該注意全面發(fā)展，應符合全部的關于筒燈的性能要求，它包括光度、眩光控制、色度、結構、熱試驗、可靠性、低溫、電性能、分類。

七、總結

LED光效與LED燈具效能是不同的，不能混為一談。LED光效作為光源指標可能是比較單一的，但LED燈具效能是諸多性能要求之一，受其他性能要求的制約，各項性能指標應協(xié)調一致，不能片面追逐LED燈具效能一個指標，不應以犧牲照明環(huán)境舒適性、可靠性等指標為前提。