LED用PWM调光时，系统的功耗和输出光通量的关系是什么样的？我想了解这个系统的节能效果。

我想问的是，比如输出的光通量降低到50%时，整个系统包括光源和驱动电源的功耗，和正常点亮相比，是接近50%，高于50%，还是仍然是100%？

节能是相对的，这种方法与别种的对比。
　　LED调光有多种方法，比如可增减LED灯珠数量；改变发光时间（占空比PWM）；改变发光强度（调整电压）；外加遮挡片等等。其中，只有最后一种是不节能的。
　　PWM调光是基于改变发光时间占比的方法，总体亮度是平均亮度，其中不发光的时段就不消耗电能，LED功耗和输出光通量成正比关系。
PWM方法的优点之一是其线性度可能比调整电压法还要好些，比开关增减LED数量法要精确和方便。

关于PWM方法节能的说明：
PWM方法属于开关方法，与模拟方法（如调电压或调电流）相对。在LED使用固定电压的电源的情况，一种简单的方法是串联个电阻，通过改变这个电阻的大小来改变加在LED上的电压，实现调光。这个串联的电阻会消耗一定的电能，从而使系统的能量效率降低。
PWM方法避免了这个串联电阻，从而相对节能。

对于补充问题的回答：
系统效率要考虑系统的基础损耗（即零亮度时的功耗），比如电源有1W的基础损耗，那么当电源输出10W功率时的效率要比它输出1W时要高很多。那么，系统输出的光通量降低到50%时，整个系统包括光源和驱动电源的功耗和全亮度时相比，会高于50%，或者说：效率低于全亮度时。由于亮度调低时，系统整体消耗是降低的，功耗肯定会低于全亮度时的。
比较极端的情况：假如LED的功率（比如仅0.5W）远低于系统的基础损耗（比如5W），那么，LED消耗的功率甚至可以忽略不计。调亮度时，整个系统的功耗变化也就在0.5W之内了。
线性关系近似这样：P=k*L+b ，b就相当于基础损耗。追问

多谢，我想知道一般的LED灯具系统内，系统消耗功率和光源输出光通量的大致函数关系。
我是照明设计师，对LED不是很了解。

追答

整个灯具系统一般主要由电源驱动和功率LED器件两部分组成。
在功率LED器件方面：
随着正向电流的增加，功率型白光LED的色温会有一定的升高，光通量增加，但发光效率有所降低，降幅可达25%，基本还算稳定。线性度方面，在额定的工作电流内，光通量与电流保持较好的线性关系，也即输入功率与光通量基本成正比。见附图。
还有其他因素，比如温度、散热等，也会对发光效率产生一定的影响。

在电源驱动方面：
LED的供电驱动方式多种多样，不同的电源有不同的功率-效率曲线，采用不同的技术就有不同的成本和效果。

比较准确的光通量与功率的函数关系是很复杂的，在一般应用领域，掌握主要的关系应该够用了。
假设采用PWM电源供电，系统消耗功率与光通量的函数关系可以表示为：
ρ*P=k*φ+b
其中，P为消耗功率；ρ为电源效率；φ为光通量；k为与LED本身的发光效率有关的比例系数；b为基础损耗。由于电源和器件等各方面并不确定，准确的数值均需要经实验测试得出。
若要更加准确，就得深入解析ρ和k了。ρ会随电源输入电压、输出功率等因素而有一定的变化；k与LED的许多特性有关，期待有人进一步研究和指导了。

追问

你的ρ*P=k*φ+b (=LED模组功耗) 解释了我的问题，如果ρ和k都是常量，那这个系统就是线性的。我问题的关键是ρ和k是否变量，与LED工作状态的关系？
LED器件方面你解释的很清楚，对于同一个发光芯片，输入电流和输出功率近似线性关系，k近似一个常量(变化不超过25%)。
但在驱动电源上，随着输出功率的下降，电源的效率在发生什么样的变化呢，我觉得一般不可能是线性的。
我只想了解一般灯具的情形下，大致是什么情况。多谢了

追答

先说明一下：
ρ*P=k*φ+b 应改写为 P=（k*φ+b）/ρ [=系统功耗]；LED模组功耗为k*φ。
下面探讨一下ρ。
ρ为电源驱动的效率。不同的电源，由于其工作机理、参数的不同，就会有不同的效率，不管它是否用于灯具。而一般灯具并没有个准确的概念，其中所用电源的类型、结构方式也是五花八门，厂家出于不同方面的考虑，就会有各种不同的产品：考虑成本，电路就会简为上；考虑稳定，电路就是重为上；考虑库存，就会有啥先用啥；考虑节能，才会提升效率。真正好的灯具应该也是高效率的。而从客户角度，可能更多去比较一般灯具的价格、造型等，在同等条件下才可能会去比拼效率。
对于一个固定的负载，当输入不变时，ρ一般是不变的。当输入电压有变化时，ρ就会变化。比如线性稳压电源会把多出的电压消耗掉，来为负载提供稳定电压，保证负载稳定工作。
如果负载也是可变的，或者电源本身的输出电压及/或电流可调，那么情况就更加复杂了。
用汽车举个例子。一般汽车（该怎么界定这车是否一般呢？）有个经济油耗速度，高于或低于这个速度时，油耗就会变高或者不经济了，停车空转油耗不高但肯定不经济。各种车辆有不同的经济速度，不过，我们日常顾得上关心的可能会是这个月或一段路程消耗了多少油，而不是纠缠在起步时、加速时、刹车时、倒车时......各耗了多少油。
综合来看，每种电源都有个性的效率曲线。整个系统效率也与电源与负载的功率匹配有关系。当输出变化时，一般输出为零时效率也为零；输出最大时，不一定是效率最高时。效率与电源的输出的关系很复杂，不会只是简单的线性。
然而，输出为零时效率为零，但基础损耗很小，比如0.5W；输出较大时效率很高，比如达90%，但是损耗达10W。我们最关心的应该是消耗较大的时候的情形，这时谈节能、谈效率才有重大意义。效率指标是有条件的，也可以是实际使用情况下的平均指标，也可以主要考虑对节能产生主要影响的情形下的指标。

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