对于白炽灯光效的分析，谈引进电路的必要
本帖最后由 djdshp 于 2009-4-18 08:49 编辑一般而言，人们都习惯认为，白炽灯受原理限制，光效很低，而且提高光效的潜力也很小。
最近两天，我计算了一些灯泡的相关数据，发现这种观念不尽合理。
比如，高光效设计的欧司朗64625灯泡的极限光效大约是45流明每瓦，而同系列的长寿命设计的欧司朗64623的极限光效大约49流明每瓦。
L1200电筒所配用的WA1185灯泡在标准电压9.6V时光效为27流明每瓦，三节锂电冲满时超压工作，光效大约34流明每瓦，但其极限大约是39流明每瓦。
附件是4种不同的灯泡的资料，按照战术灯类高光效灯泡典型寿命20小时，超压5%即烧毁的理论来套用，先以飞利浦HPR71灯泡（6V10W）来举例，其设计光效21流明每瓦，在8.8V时烧毁，那么降低电压5%为8.4V，此时假设寿命能达到应用到战术灯的水平，此时功率大约16.8W，光通量682流明，则光效大约40流明每瓦。若需要长寿命工作，假设再降低电压5%（8.0V，此时我估计其寿命可能达到上百小时），在8.0V下，功率大约15.7W，光效36.5流明每瓦.
WA1185灯泡设计光效27流明每瓦.在12.3V烧毁，12.3V降低5%选择11.6V档，长寿工作需再降低5%，选择11.2V。同理计算出11.6V下光效39流明每瓦.,11.2V下光效36.5流明每瓦.
欧司朗64625灯泡的设计光效36流明每瓦.在14.2V烧毁，14.2V降低5%选择13.6V档，光效46流明每瓦。再降低5%，选择13.0V，光效42流明每瓦.
欧司朗64623灯泡设计光效28流明每瓦.在16.9V烧毁，降低5%选择16.0V档，光效49流明每瓦。再降低5%，选择15.5V，光效46流明每瓦.
比较以上数据，四种灯泡功率等级分别10W,30W,100W,100W.设计光效分别是21流明，27流明，36流明，28流明。极限电压光效40流明，39流明，46流明，49流明。长寿电压下光效36.5流明，36.5流明，42流明，46流明。
由此可见，灯泡的设计光效和其极限之间还有很大的差距，原因是在平时的应用中，无法提供高质量的供电，为保证灯泡的寿命，只能降低电压使用。比如L1200电筒，灯泡的设计光效为27流明每瓦，三节锂电冲满时超压工作，光效大约34流明每瓦，但满电工作时间很短，其实际光效在30流明每瓦左右，与其极限39流明每瓦尚有30%的差距。
LED电路主要是稳压恒流，白炽灯的电路设计思路应当是升压稳压，也许输出交流电比较好。电路估计会消耗5-15%的电池功率，同提高光效30-50%相比，效益很显著。电路还可以提高灯泡的寿命，减少更换灯泡的次数。
10W等级的白炽灯，极限光效40流明每瓦，考虑到电路损耗，效率也达到35流明每瓦以上，对比Q5的LED光效大约50流明每瓦（光通量240流明，连电路消耗电池功率大约5W），差距还是可以接受的。（为简单计，以上数据没考虑装配到桶的光路损耗）
前几天夜间散布路过一片苗圃，带了两支502B，两个灯杯分别是Q5正白和3.7V氙气（配铁锂电池，降压使用，电池当时电压很低，估计输出只有60流明)。
苗圃种的小树很稀疏，如果白天从路边居高临下看去，大部分是红土。
我先用Q5照射30米外，看见小树一片白，树下的土地不很清楚。当用昏黄的氙气灯照射时，很容易就看见树间的土地，由此可见，在野外，白炽灯的层次感好许多。我的经验，100流明的白炽灯，照明效果是接近200流明的LED的。 楼上的图不完整啊，没有把最重要的光通量测试数据列出来 如果只是单纯升压稳压，或者无级调光很好做的，我也试过可以 但有个问题 如果设计升压的话 电池寿命 也就是照明时间就会急剧缩短 然后到电池最低电压的时候切断电路 得到了光效 牺牲了时间 呵呵 Surefire A2就是有恒流电路的 楼主理论是正确的，白炽灯是功率越大光效越高，超压光效有明显提高，但是寿命骤减
不过数字有点问题，以64623为例，16V下电流10.5A，光通量6081流明，光效是36流明/W
15.5V 下电流10.3A，光通量5554流明，光效35流明/W
http://i61.photobucket.com/albums/h75/pike444/bulbs/64623.jpg 还有些想法，等有时间整理一下再发。
关于表格不全的问题：原来的表格超过论坛允许的尺寸，所以干脆全部剪切了。
3楼的回复坚定了我的信心，我对电路还不太熟悉，有朋友精通电子的，但联系不便。
4楼的问题：电压升高，换灯泡啊，在电池允许的功率范围内选择合适参数的灯泡，能延长续航时间，保护了电池。等我整理了再表述。另外，我也在昆明，郊区的，筒子一堆，都是普及型产品，为实际应用考虑。
关于6楼：我觉得我们有些基本概念有差异，比如：64623在16V下，我采用的是7664流明的预计值，因为在12.0V下2800流明也被广泛采用,你采用的6081流明应当是折算了光路损耗后的数值。前面我已经说过，为简化计，先不考虑此种损耗。
还是等我有时间推敲一遍再说吧。 前面那个是理论预计值，后面那个数字（我所采用的）才是根据测光表实测测得的数字，后面的比较准确。这个测量没有加光学装置，所以没有光路损耗。 换句话说，如果加上灯杯和玻璃，就不是6000流明，而可能是4000多流明。你的表格恰好裁掉了最重要的实测数据部分，而引用了不准确的公式计算数据。
原帖也很明白，测试的是灯泡本身的光通量：
http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?t=179748 研究了一下64623的表格和实验，初步得出几个初步结论，探讨一下吧：
1 我引用的预期数据标识了引自欧司朗
2 实验中的实测数据，比如电压和电流是电源的输出值，而非实际测量的灯泡电极两端的数据，这个数据电流值也许是准确的，但加在灯泡两端的电压或许实际没那么高。
3 并没有得出在12V时的实际光通量值，而是直接引用了2800流明的官方数值，可以理解为条件所限。但由此推出16.0V时6081流明，这是不准确的。
4 实验引用了预期寿命，16.0V时22小时的寿命，这个同前面的理论差不多，而想要100小时寿命，需要总降压15%左右，比我预期的10%幅度要大。或者降10%电压，获得40-50小时寿命 实验是用台式稳压电源，不需要考虑压降的问题，不是电池；
和很多人一样，测试者也没有测量光通量的设备而只有测量照度的设备，所以所有的数值都是把12V下默认为2800流明，根据照度的比值来推算得到。16V 6081流明确实不一定准确，但总比用公式计算出来的可信度高。
寿命从理论计算和实验上都比较难以得到准确数据（除非有大量的灯泡寿命实验）。 对于没电路的续航时间的考虑，兼再次回答4楼：
以下是观看1185表格得出的猜想，没实验条件验证。
L1200电筒，在电池满电时，灯泡输出是1200流明，随着电压降低，亮度也下降，亮度下降到一半，可以认为此时已经不具备工作下去的必要了，此时电池电压估计在3.6V左右，估计电能尚剩余40%没有放出，加电路以后，亮度接近恒定，是有可能把电池能量的90%压榨出来的，所以电路可以延长续航时间。 CPF的链接失效了，没法看到AWR's Hotrater spreadsheet的出处
第四列的数据推测是这样来的：
根据Osram提供的超压下电流数据，和AWR 提供的换算方法 得到的光通量数值
那个破坏性实验的作者目的就在于对这一方法进行校正和改进。 关键是市场,如果出成品"白炽灯电路"需要考虑销量问题,有时很多好的主意往往被无情的市场给抹杀.但是我们这里就是小众的论坛,支持lz. 白炽灯的穿透能力还是比LED强些 有雾的秋冬季很是适合用 寿命确是是个局限 可能以后的技术会有所改进的 实验是用台式稳压电源，不需要考虑压降的问题，不是电池；
这个我赞同，但是我看实验照片，从电源出来的两根长长的导线，这样就需要考虑导线电阻和四个接触面的电阻，这个是无法完全忽略的。
电流同官方数据总有很大误差，这是为何？
关键是市场,这个我非常赞同。目前的白炽灯最大的问题其实还是没有合适灯泡的问题。目前采用较多的灯泡一般都是配备医疗器具用的，这样的市场显然比论坛发烧友潜力大了许多倍。
许多灯泡其实并不适合电筒用，有了电路，就可以增加挑选灯泡的余地，或者只需要生产少量品种灯泡即可。
白炽灯还有5年左右的市场周期，电路如果不及时出现，白炽灯就彻底没有出路了 对于实验中测试的数据我也持怀疑态度，因为根据之前admin对20W灯泡进行的超压测试中显示，超压33%（即12V超到16V）其照度值之比是55：140，这个比例与欧司朗官方数据基本吻合，而与之后的实验数据差别巨大。 64623是显微镜灯泡
在Osram官网查了半天，没有找到有超压的数据资料 Btw，国内好像玩12V灯泡的比较多，为什么不考虑24V的呢？65656和64757很容易过10000流明 24V的直接影响就是更大的灯丝和更烂的聚光以及更麻烦的充电