中心議題：

• LED冷/熱因數定義
• LED冷/熱因數的影響
• LED冷/熱因數的改進

解決方案：

• 較高的節溫度限製LED的光通
• 在外延水平、熒光粉、模具附件方麵改進

相比於傳統的燈泡，LED可顯著降低照明用電的消耗，並提高照明係統的效能。雖然其優勢是顯著的
，但有一個不利因素：在同樣的驅動電流下

，結溫增加會導致光輸出下降
，這一變化造成了光輸出和效率的一並下降。節能是LED賣點與技術的關鍵結合之一。

為了彌補這一現象，設計人員經常采取用低電流驅動更多LED的方法來保持一個合理的結溫。多個LED的使用有可能消耗額外的功率，增加係統成本。但是

，像lED的熱/冷因數可以減少影響並提高係統的性能。

什麼是冷/熱因數

這一術語將結溫描述為光輸出降低的函數
，業界並沒有為在該因素加以界定標準。較低的溫度始終是25℃（室溫）
，但較高的溫度可以是LED限定內任何值。在本文中


，我們定義熱/冷因數為光輸出在25℃和100℃時的比例。圖1顯示了標準光通量與散熱片溫度的關係。采用散熱片溫度相當於在非常短的脈衝測試條件下的LED結溫。


圖1散熱片溫度和光通量的關係

在25℃時，標準光通量為1，在100℃時
，為0.84，因此冷/熱因素是0.84。這意味著散熱片溫度為100℃時，LED將失去16％的光通。



冷/熱因數的影響

乍一看
，16％的LED光通減少量影響可能不大。然而，當考慮到一個照明裝置由多個LED組成時，這個問題就嚴重了。用10個LED組成的嵌筒燈同一個LED組成的手電筒比較
，熱/冷因數的影響就顯現出來了。

對於一個普通的用戶而言，手電筒16lm的光輸出減少並沒有對其應用產生嚴重影響。然而，160lm的光輸出減少對嵌筒燈則是影響巨大的，因此需要添加一個或更多的LED，以補償光線損失。這樣，嵌筒燈的整體功耗和成本會增加。能源之星對LED燈具發光效率有著嚴格的要求

，這樣的光輸出減少使其很難達到這些要求。

改進的冷/熱因數

最新的LED技術在外延水平

、熒光粉
、模具附件等方麵都有進展，熱/冷因數也相應地得到了改善。
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目前，市場上的一些高功率LED的熱/冷因數為0.94。這意味著LED在100℃條件下工作時
，將失去6%的標準光通。圖2給出了典型和改進的熱/冷因數下的光輸出降低函數。


圖2改進的熱/冷因數使得LED的亮度有了明顯的改進

熱/冷因數的改善增加了LED的工作溫度範圍，讓照明設計師有機會在LED極限內的任何結溫下工作。

性能比較

在許多情況下，很多LED供應商提供的產品說明書中會給出很高的光輸出率。燈光設計師可能會過早斷定在數據表中有較高光輸出的LED將在現實世界中表現更好。但這可能是一個錯誤的結論，因為數據表中所有的值都限定在LED結溫為25℃的時候。照明係統中LED的性能必須在更高的結溫下評定。一旦這樣做了
，才能按照真實條件的對比挑出更好的產品。

舉一個例子，對兩個暖白光LED進行分析（見表2）：LED1有一個改進的熱/冷因數，LED2則擁有一個典型的熱/冷因數。



在數據表描述的25℃結溫和350mA的前向電流下，LED2的性能比LED1要好。但是
，更實際的比較將在更高的結溫下進行（見表3）。


由於LED1的高熱/冷因數，9個LED1的總光輸出比10個LED2高出50lm。盡管在25℃時，LED1的額定光通低於LED2，但在350mA的電流驅動下
，其性能要超過LED2。圖3（左）顯示了LED1在任何前向電流的驅動下，都比LED2高出100mA。圖3（右）顯示了在同樣的電流驅動下，LED1的效能要高過LED2。

圖3  9個LED1和10個LED2的性能比較

因此
，提高熱/冷因數能顯著提高運行在更高結溫下的LED性能
，可以用更少的LED獲得同樣的光輸出，以降低功耗和係統整體成本。為一個特定應用選擇LED時候
，重要的是要評估真實條件下的LED表現，而不是隻依靠數據表。