背景說明

上圖取自日亞化規格書的相關規格值，本文逐球標項目說明如下：
①：Ts標值為25度，意指表列的規格值，是在LED焊點溫度25度時，量測得到的光學特性。
②、③：LED驅動電流額定在If = 100 ma的情況下，同時在Ts為25度時，LED發出的流明是70流明。
④：此處的表示值，代表燈珠的官方建議的標準值(typ.)，嚴謹的做法，是會從流明分bin表格中查詢min與max，但業界 各家的分bin規則不一；如果不容易找到規格書正式的分bin的規則，建議可以約略取±5％來評估min和max的流明狀況，如下表所示。

實際舉例 - Luxeon Z ES的發光流明的估算

舉例，客戶使用了Luxeon Z ES燈珠，實際使用了驅動電流為800 ma。客戶的散熱設計的結果，量測出Ts的溫度 值是105度，使用的燈珠的色溫是2700K。那麼：
①推算LED輸出流明值為何？
②經過透鏡後(透鏡效率為0.86的情況)的流明值為何？
首先，先查詢取得基準點的LED相關規格值，如下圖所示；由於使用的燈珠是2700，所以取下圖框中的2700K的數值；另外，要留意的是，Luxeon Z ES的規格值是 在Tj=85°C時的量測值，與前述日亞化的25°C不同。

*本文相關的Luxeon Z ES LED的規格值，是取自Lumileds的LED的規格書。

接著要去計算，在LED的驅動電流時的流明倍數值，從下圖的流明和驅動電流的關係曲線圖，查詢If = 800 (ma)時，對應的在基礎點電流(700mA)的流明倍數約為1.15。 雖然此值是在Tj=85°C的量測值，此時已有溫度的影響；本文建議把溫度與電流的交叉影響忽略，按諸多的實際經驗佐證，忽略交叉影響不計的計算值，仍然與實際的系統量測很接近。



前述的基準點都是根據700ma的條件，從規格書直接查詢得到的；現在比對規格書的明載的700ma的流明值，如下圖所示，直接取用規格書上的185 lm(typ.值)和170 lm(min值)，上限則取5％做推估，即 194 lm (max)。



前述的基準值為在Tj=85°C的條件下的量測值；由於大多數的LED規格都是按25°C的量測值，本文建議，LED的發光流明計算的Tj出發點，一律從Tj=25°C出發，所以 根據Luxeon Z ES的lm和Tj的曲線，可以把流明值從Tj=85°C推論到Tj=25°C，從曲線推論，約為1.09倍，即：Min:185；Typ:201；Max: 211，單位為lm。



同樣按上圖的lm-Tj曲線圖，從客戶給定的Ts值是105°c，按照熱阻公式，可以計算出Tj值如下：
Tj = Rthjs*W + Ts = 3*0.8*3 + 105
Tj = 112.2°C
其中，Rthjs = 3°C/W (規格書上可以找到載明值)；800mA的電流驅動，查LED規格的Vf-If曲線圖，可以查得是3V。
根據上圖的曲線，前述建議從25°C的基準線出發，按曲線的值來推估，就是從Tj=25°C的1.09的倍數值出發，對應到Tj=112.2°C的倍數值約 為0.93，那麼，兩個Tj的倍數值為：
0.93/1.09=0.853
此為本舉例的LED的熱影響值(相對於25°C)。
把相關計算或查詢得到的值，匯整到下表中。

考慮光學影響的LED流明計算

在考慮了光學影響，例如TIR透鏡或反射杯之類的二次配光曲線的光學元件，此時LED發出的效率，透過二次配光元件(如圖一所示)，假設光學元件的 影響的效率是0.86，那麼把表五的結果的「光學影響」的欄位改輸入成0.86，再進行結果的乘積，最后的效果會得到表六的結果值。
一般光學影響的因子值，常借重光學設計公司進行光學仿真之后而決定(雷同於「熱影響」是透過散熱仿真來決定)，但有時也能經由設計經驗來推敲出因子值來。


小結：
透過本文所建議的LED發光流明的計算方式，可以合理的推算在已知LED驅動電流、Tj溫度以及光學影響的條件之下，系統所發出的總流明值為何，以做為開發設計階段的評估或是開發初期的量測比較的理論依據。