Как цветовая температура и CRI влияют на световой поток светодиодной ленты
На этой странице
Возьмите одну и ту же светодиодную ленту одной мощности и выберите у неё разные исполнения: 2700 K или 5000 K, обычную цветопередачу или CRI 98. Количество света, которое она даёт, будет разным. В этой статье разбираем, насколько именно цветовая температура и индекс цветопередачи меняют световой поток и почему так происходит. Какой вариант лучше для вашей комнаты, здесь не обсуждаем: это отдельный вопрос, у которого нет одного ответа.
Коротко в цифрах
• Цветовая температура: у светодиода 2835 при одинаковом токе и CRI 80 исполнение 2700 K даёт примерно на 9% меньше люменов, чем 4000 K.
• Цветопередача: у того же светодиода при 4000 K исполнение CRI 90 даёт примерно на 15% меньше люменов, чем CRI 80. На ленте Arlight RT-A120 исполнение CRI 95–98 даёт на 20% меньше, чем CRI > 85.
• Вместе: между «5000 K с CRI 80» и «2700 K с CRI 90» разница около 24%.
Один светодиод, два исполнения: кто что получил
Производители светодиодов публикуют световой поток каждого исполнения при одинаковых условиях. Возьмём спецификацию популярного светодиода Cree J Series 2835 (класс 0,5 Вт, ток 150 мА, температура 25 °C) и представим двух покупателей, которые выбрали разные исполнения одного и того же светодиода.
Первый выбрал 5000 K, CRI 80
78,1 лм на светодиод
Оттенок: нейтрально-холодный белый.
Цветопередача: стандартная, CRI 80, минимальный R9 = 0.
Световой поток: один из самых высоких в линейке.
Второй выбрал 2700 K, CRI 90
59,3 лм на светодиод
Оттенок: тёплый белый, близкий к свету лампы накаливания.
Цветопередача: высокая, CRI 90, минимальный R9 = 50.
Световой поток: на 18,8 лм меньше, то есть примерно на 24%.
Каждый получил своё: один — больше люменов и нейтрально-холодный свет, другой — тёплый свет с высокой цветопередачей и меньше люменов. Ток и потребление у светодиодов одинаковые. На ленте, собранной из таких светодиодов, соотношение будет примерно тем же: при одной мощности на метр второе исполнение даст заметно меньше люменов.
Важно ли второму покупателю, что люменов меньше, зависит от того, где стоит лента и для чего. Для декоративной подсветки разница может быть незаметна, для основного света в комнате она может оказаться существенной. Если нужен поток больше, у многих лент есть исполнения большей мощности на метр.
Все исполнения светодиода на одном графике
Вот световой поток светодиода Cree J Series 2835 из той же спецификации для шести цветовых температур и двух уровней цветопередачи. Ток, корпус и условия измерения одинаковые, меняются только оттенок и цветопередача.
На графике видны две закономерности. Внутри каждого цвета столбцов поток плавно растёт от 2700 K к 4000 K, а дальше почти не меняется. А между синими и золотыми столбцами при любой цветовой температуре разница примерно одинаковая, около 15–16%. Изменение от цветопередачи здесь заметно больше, чем от оттенка.
Как цветовая температура влияет на световой поток
Белый светодиод — это синий кристалл, покрытый люминофором. Люминофор поглощает часть синего света и переизлучает его в жёлтой, зелёной и красной областях. Смесь мы видим как белый свет.
Чем теплее нужен оттенок, тем больше синего приходится переводить в длинные волны и тем больше в спектре оранжевого и красного. На каждое такое преобразование уходит немного энергии в тепло, а к красной части спектра глаз менее чувствителен, чем к зелёной. Поэтому при равной мощности тёплые исполнения дают немного меньше люменов.
По спецификации Cree J Series 2835, CRI 80: 2700 K — 70,7 лм, 3000 K — 73,8 лм, 3500 K — 75,8 лм, 4000 K и 5000 K — 78,1 лм, 6500 K — 77,1 лм.
Между 2700 K и 4000 K разница около 9%, между 3000 K и 4000 K — около 5%. Выше 4000 K поток практически не растёт.
Отдельно от люменов существует восприятие. Холодный свет часто кажется ярче, чем показывает прибор, а тёплый — мягче. Это разные вещи: люмены описывают количество света, а впечатление зависит ещё от контраста, окружения и времени суток. Об этом подробно в статье «Как цветовая температура влияет на яркость и комфорт».
Как индекс цветопередачи влияет на световой поток
Высокий индекс цветопередачи получают, делая спектр светодиода более полным: в люминофор добавляют компоненты, которые излучают в глубокой красной области и заполняют провалы спектра. Благодаря этому лица, дерево, ткани и продукты выглядят естественнее.
Глубокий красный находится у края чувствительности глаза. Энергия, которая уходит в эту область, почти не добавляет люменов, ведь люмены считают с учётом чувствительности глаза. Поэтому при той же мощности исполнение с высоким CRI даёт меньший световой поток. Производитель светодиодов Lumileds описывает этот эффект в техническом документе о красных люминофорах (PDF, англ.).
Светодиод Cree J Series 2835, 4000 K: CRI 80 — 78,1 лм, CRI 90 — 66,0 лм. Разница около 15%. При 2700 K: 70,7 и 59,3 лм, около 16%.
Лента Arlight RT-A120-8mm 24 В, 9,6 Вт/м, 4000 K, по паспортам: CRI > 85 — 1100 лм/м, близкая лента UL-A120 с CRI > 90 — 1000 лм/м, CRI 95–98 — 880 лм/м. Разница между CRI > 85 и CRI 95–98 — 20%.
Что даёт высокая цветопередача, где она заметна и в каких местах её обычно выбирают, разобрано в статье «Индекс цветопередачи светодиодной ленты: CRI 80, 90 или 98».
Оттенок и цветопередача вместе: сводная таблица
| Цветовая температура | CRI 80, лм | CRI 90, лм | CRI 90 относительно 5000 K, CRI 80 |
|---|---|---|---|
| 6500 K | 77,1 | 66,0 | 85% |
| 5000 K | 78,1 | 66,0 | 85% |
| 4000 K | 78,1 | 66,0 | 85% |
| 3500 K | 75,8 | 64,2 | 82% |
| 3000 K | 73,8 | 62,1 | 80% |
| 2700 K | 70,7 | 59,3 | 76% |
Такие же закономерности видны и у готовых лент: тёплые исполнения дают немного меньше люменов, исполнения с высокой цветопередачей — заметно меньше. Точные цифры у разных серий и производителей свои. Обратите внимание, что в паспортах лент поток часто указан для одной цветовой температуры, обычно 4000 K, с оговоркой, что для других исполнений он может отличаться.
Как это учитывать при выборе ленты
- Смотрите поток именно выбранного исполнения. В одной карточке товара часто собраны разные цветовые температуры и CRI. Если в паспорте поток указан для 4000 K, а вы берёте 2700 K, реальный поток будет несколько ниже.
- Сравнивайте ленты по лм/м, а мощность используйте для расчёта питания. Две ленты по 9,6 Вт/м с разным CRI могут давать 880 и 1100 лм/м.
- Если нужно больше света при выбранных оттенке и CRI, у многих лент есть исполнения большей мощности. У Arlight RT-A120-8mm 24 В с CRI 95–98 при 4000 K: 9,6 Вт/м — 880 лм/м, 14,4 Вт/м — 1200 лм/м. Под большую мощность понадобится более мощный блок питания: расчёт в статье «Какой блок питания нужен для светодиодной ленты».
- Учитывайте, что паспортный поток — это голая лента. Профиль с рассеивателем, нагрев и длина линии тоже меняют количество света в комнате. Это отдельные темы: о профиле — в статье «Нужен ли алюминиевый профиль для светодиодной ленты», о типах светодиодов и плотности — в статье «2835, 5050, 5060 или COB».
Что часто говорят об этом и как на самом деле
«Цветовая температура не влияет на количество света». Влияет, но немного: у светодиода 2835 разница между 2700 K и 4000 K около 9%, выше 4000 K поток почти не меняется.
«Холодная лента светит намного сильнее тёплой». По люменам разница небольшая. Ощущение, что холодный свет ярче, связано во многом с восприятием.
«Цветопередача — это про качество, на количество света она не влияет». Влияет: при той же мощности исполнение CRI 90 даёт примерно на 15% меньше люменов, чем CRI 80, а CRI 95–98 — ещё меньше.
«Тёплый свет всегда с хорошей цветопередачей». Это независимые параметры. Тот же светодиод выпускается в 2700 K и с CRI 80, и с CRI 90, и поток у каждого исполнения свой.
Частые вопросы
Почему у одной ленты в разных цветах разные люмены? У каждой цветовой температуры и каждого CRI свой состав люминофора, а от него зависит, сколько люменов получается из одного ватта.
Насколько отличается поток у 3000 K и 4000 K? Обычно на несколько процентов. У светодиода Cree J Series 2835 с CRI 80 — 73,8 и 78,1 лм, около 5%.
Можно ли получить высокий CRI и такой же поток, как у обычной ленты? Да, выбрав исполнение большей мощности. Потребление и нагрузка на блок питания при этом будут выше.
Влияет ли CRI на потребление ленты? Нет, потребление определяется мощностью на метр. От CRI зависит, сколько света получится из этой мощности.
Итог
При одинаковой мощности световой поток зависит от выбранного исполнения. Цветовая температура меняет его немного: тёплые варианты дают на несколько процентов меньше люменов, чем нейтральные и холодные. Индекс цветопередачи меняет его сильнее: CRI 90 даёт примерно на 15% меньше, CRI 95–98 — около 20% меньше, чем обычная цветопередача. Какое сочетание оттенка, цветопередачи и количества света подходит именно вам, зависит от места и задачи. А если нужно больше света при выбранном оттенке и CRI, его добирают мощностью ленты.
Документация и границы примеров
- Cree LED — спецификация J Series 2835 3-V, CLJ-DS40 (PDF, англ.), класс JE2835B N: типовой поток по цветовой температуре и CRI при 150 мА и 25 °C, минимальный R9.
- Arlight — паспорта лент: RT-A120-8mm 24V 9,6 Вт/м, CRI > 85 (PDF), RT-A120-8mm 24V CRI98 9,6 Вт/м (PDF), RT-A120-8mm 24V CRI98 14,4 Вт/м (PDF), UL-A120-8mm 24V, CRI > 90 (PDF). Поток в паспортах указан для 4000 K. Товары в каталоге: RT-A120-8mm 24 В, UL-A120-8mm 24 В.
- Lumileds — White Paper WP32 «Narrow Red Phosphor Technology» (PDF, англ.): почему высокий CRI снижает световую отдачу.
Значения потока — типовые паспортные для светодиода и для ленты без профиля. Разные серии и производители дают свои цифры; собственные измерения не заявлены.
