КПД преобразования светодиодом электрической энергии в световую зависит от температуры кристалла и от величины проходящего через него тока. Если для регулировки количества излучения от светодиода используется ШИМ, то через светодиод всегда идет максимальный ток драйвера, меняется только длина промежутков времени, когда на светодиод подается ток, а когда нет. То есть светодид светит короткими вспышками, которые следуют с очень высокой частотой, сливаясь для глаза человека в непрерывный свет определенной яркости. Посмотрите, как это выглядит на графике:
Заштрихованными областями здесь показано то время, когда на светодиод подаётся ток. Мы видим три частных случая установки яркости - 25 %, когда ток идет через светодиод 25 % времени и 75 % времени не идёт, 50 % яркости, когда время подачи тока и его отсутствия одинаковы, и когда яркость равна 75 %, в этом случае ток подаётся на светодиод 75 % времени.
Как нетрудно заметить, всё время, когда на светодиод подаётся питание, он получает максимальный ток драйвера. Поэтому КПД светодиода соответствует этому току. Важно помнить, что КПД светодиода значительно растет при уменьшении тока, проходящего через него. Вот график такой зависимости для современного белого светодиода:
Как видите, для тока, составляющего 50 % от максимального, прирост КПД составляет (1,1-0,9)/0,9*100=22 %. В случае управления яркостью светодиода путём ШИМ, на светодиод будет идти ток максимальной силы 50 % времени его работы. Таким образом, реальный выигрыш в КПД для аналогового управления по сравнению с ШИМ, составит половину от 22 %, то есть 11 %. Для других типов светодиодов увеличение КПД светодиода в сравнении с ШИМ с таким же средним током может быть от 5 до 30 % в зависимости от типа светодиода. Поэтому регулировка количества излучения с помощью аналогового управления позволяет сэкономить в реальных сценариях использования светильника примерно 10-15 % энергии. Отметим, что сэкономленная энергия не будет нагревать ни кристалл светодиода, ни радиатор светильника.
Количество излучения светодиода зависит от температуры его кристалла. Эта зависимость для белого светодиода показана на диаграмме:
Как мы отметили выше, при использовании аналогового управления силой тока нагрев кристалла светодиода может быть значительно меньше. Реальный выигрыш в количестве излучения зависит от многих факторов, в первую очередь от типа светодиодов. В первом приближении выигрыш от меньшего нагрева светодиода в результате использования меньшего тока можно обозначить как 5 %.
Срок жизни светодиодов зависит от величины тока и температуры кристалла светодиода.
Зависимость срока жизни от величины тока нелинейна, в два раза больший ток приводит к сокращению срока службы светодиода не в 2 раза, а в 3-4.
Влияние повышенной температуры, если она не выходит за рамки, указанные производителем, для современных светодиодов не так сильно, как для светодиодов ранних поколений, но все же оказывает заметное влияние. Принято считать, что срок жизни электронных компонентов, в том числе светодиодов, удваивается при уменьшении температуры эксплуатации на каждые 10 градусов температуры.
На основе изложенного можно сделать вывод:
Применение технологии TruePower, по сравнению с архаичным ШИМ, позволяет увеличить КПД преобразования электрической энергии в световую примерно на 15-20 % и срок службы светодиодов примерно в 2 раза.
