Световая эффективность светодиодных источников белого излучения

When creating the lighting systems of various types an estimate of the luminous efficacy of semiconductor white light sources is a relevant issue. A preliminary analysis shows that two types of light emitting diodes (LEDs) can be used as such sources: photo-luminescent LEDs and sets (clusters) of quasi-monochromatic LEDs. Manufacturers show the luminous efficacy of photo-luminescent LEDs in the technical documentation.The goal is to elaborate a calculation technique to estimate the luminous efficacy of LED “white” light sources as the sets (clusters) of quasi-monochromatic LEDs. This goal is set because there is no such a technique. In addition, the analysis of practical problems shows that the LED clusters are of interest not only as the white light sources, but also as the light sources with color control.The paper presents the technique to calculate the luminous efficacy based on the relationship between photometric and color parameters as applied to the sets of quasi-monochromatic sources. Gives the calculation technique and relationships for the luminous efficacy of “white” clusters consisting of 2, 3, and an arbitrary number n of quasi-monochromatic LEDs. These results were used to conduct comparative analysis of the luminous efficacy of photo-luminescent LEDs and LED clusters as the sources of "white" light. It is shown that the luminous efficacy of LED clusters corresponds to the maximum efficacy of modern photo-luminescent LEDs. It is substantiated that LED clusters have a number of advantages over photo-luminescent LEDs, such as capability to correct chromaticity of white light (its color temperature), to control chromaticity, and to use LED clusters in color dynamic systems, especially for color displays with a wide color gamut. The relationships obtained can be used in power calculations of LED-based lighting systems.При создании осветительных систем различного типа актуальным вопросом является оценка световой эффективности полупроводниковых источников белого излучения. Проведённый предварительный анализ показал, что в качестве таких источников могут использоваться светоизлучающие диоды (СИД) двух типов: фотолюминесцентные СИД и наборы (кластеры) СИД квазимонохроматического излучения. Световая эффективность фотолюминесцентных СИД указывается производителями в технической документации.Целью работы является разработка методики оценки световой эффективности полупроводниковых источников «белого» излучения в виде наборов (кластеров) СИД квазимонохроматического излучения. Данная цель определяется тем, что такие методики практически отсутствуют. Кроме того, анализ практических задач показал, что светодиодные кластеры представляют интерес не только как источники белого излучения, но и как источники излучения с возможностью перестройки цветности излучения.В настоящей статье представлена методика расчёта световой эффективности оптического излучения на основе связи фотометрических и колориметрических параметров применительно к набору источников монохроматических излучений. Предложена методика и получены соотношения для определения световой эффективности «белых» кластеров, состоящих из двух, трёх и произвольного числа СИД квазимонохроматического излучения. Эти результаты использованы для сравнительного анализа световой эффективности фотолюминесцентных и кластерных СИД как источников «белого» излучения. Показано, что световая эффективность кластерных СИД соответствует максимальным значениям эффективности современных фотолюминесцентных СИД. Обоснованы преимущества кластерных СИД по сравнению с фотолюминесцентными, которыми является возможность коррекции цветности белого излучения (его цветовой температуры), управления цветностью излучения и применения кластеров в цветодинамических системах, в частности, для цветных дисплеев с широким цветовым охватом. Полученные соотношения могут использоваться в энергетических расчетах осветительных систем на основе СИД