前言
灯泡系列写了好几篇，已经聊过灯泡与「视觉」相关的诸多特性。
总之，「光谱」为根本，关注「色温」和「显色性」。
可是选灯泡除了要求光线质量之外，还要让看它是否省电，是否耐用。
本文聊的便是常见灯泡的发光效率、使用寿命、发热量以及驱动电路。
其中省电程度和发光效率直接相关，发热量和驱动电路（LED）影响使用寿命。
别着急，咱们一个一个来。
发光效率
发光效率，简称「光效」，光效越高，消耗同样的电量发出的光线越多，灯泡也就越亮。
光效一般用每瓦多少「流明」来表示，也就是「lm/W」。
流明是啥？它是「光通量」（Luminous Flux）的单位，用来衡量一个物体向四面八方射出的光线多少。
顺带一提，我们选灯泡时，应当看流明，而不是瓦数。
光通量的图示，来源：urbanvelo.org
白炽灯、卤素灯利用「热辐射」发光，大部分电能变成热量散失掉，光效也就十几、二十几 lm/W。
荧光灯利用「气体放电」发光，再用荧光粉转换光线，光效可达 50 lm/W 以上。
美国能源局统计的灯泡光效，来源：LED BASICS – DOE
LED 利用「电致发光」原理，电能损耗较小，光效很容易达到每瓦 100 流明甚至更高。
毫无疑问，在发光效率上，LED 可以轻易击败荧光灯，单手吊打白炽灯。
需要注意的是， LED 显色性与亮度之间存在平衡/折中(trade-off）关系，显色性的提高，往往带来发光效率的降低。
同样材料制作的，相同色温的 LED 灯，高显色的那个光效较低，来源：《白光LED照明技术》 – 田民波、朱焰焰
发热量
各种灯泡的热像图，来源：lifx.com
在家用照明中，白炽灯的温度比荧光灯和 LED 的温度都要高，三者热量集中部位也稍有不同。
白炽灯和荧光灯集中在灯罩上，LED 则集中于外壳的下部。
热像图，越红的地方越热，从左到右依次是 LED 、白炽灯、荧光灯，来源：www.rsc.org
LED 中温度最高的是元件的结合部位，通常位于外壳底部，一般而言，铜、铝和新型陶瓷材料导热性较佳。
各种材料的热导率，越高散热能力越强，右边较高的几个是新型陶瓷材料，来源：《白光LED照明技术》 -田民波、朱焰焰
灯泡寿命
电子产品若是发热量大，散热不佳，内部的元件便容易故障，寿命自然长不了。
除了热量之外，灯泡寿命如何，归根到底还要看发光原理。
几种常见灯泡的使用寿命，来源：HOW ENERGY-EFFICIENT LIGHT BULBS COMPARE WITH TRADITIONAL INCANDESCENTS – DOE
几种常见灯泡中，白炽灯寿命最短，卤素灯稍微长一些，荧光灯较长，LED 最长。
LED 的驱动电路
你为什么买 LED？听说寿命长，可是为什么买了一颗，不到半年便嗝屁，说好的上万小时呢？
其实 LED 之所以英年早逝，多半不是 LED 发光芯片有毛病，而是驱动电路出了问题。
普通照明 LED 的驱动电路是指市电与 LED 芯片之间的「电流转换」和「控制装置」，也称「驱动器」或「驱动电源」。
与电视机、电脑等电源概念一样，作用都是为设备提供适当的恒定电流和工作电压。
中间那块电路板就是驱动部件，来源：mashable.com
LED 芯片本身的寿命往往长达几万小时，但有时八九千小时就不错了，主因之一便是驱动器寿命与 LED 寿命的不匹配，具体来说就是：
一，使用了品质较低的电子元件，如额定工作温度较低的电容，精度较低的电阻。
二，没有电路保护元件，没有过电压、欠电压、过电流、短路和过温度等保护功能。
坊间常谓电解电容是祸根，实际上电解电容也有品质之别，不能一概而论。
驱动器的类型
LED 的驱动器很有多种，首先可分为是「交流驱动」和「直流驱动」，其中直流驱动最为普遍，而直流驱动之中又可分为「恒压型」、「限流型」、「恒流型」和「脉冲型」。
坊间常说的「阻容」驱动，应该是属于「恒压型」，「线性」驱动和「开关」驱动则属于「恒流型」。
从技术上来讲，「开关恒流」驱动方式在多数项目上优于「阻容降压」和「线性恒流」，但成本较高，一般只用在少数高端灯泡上。
多种 LED 驱动方式的对比（其中没有恒压），来源：《LED 驱动方式分析及性能比较》 – 巢时斌
市面上不少 LED 灯都用阻容驱动，但这种方式效率较低，在电阻上消耗的电能甚至有可能超过 LED 芯片，而且电压若是不稳定，LED 的亮度也可能不稳定。
阻容驱动的优势大概只有成本低，尺寸小。
如果辨别驱动器类型？
驱动器上有各式电子元件，常人即便拆开 LED 灯的外壳，也很难辨别 LED 驱动器的类型。
不过从我观察来看，阻容驱动体积相对较小，元件相对较少，最为显著的就是上面的「电解电容」和「薄膜电容」。
一个低端 LED 灯泡的拆解图，绿色那个是「电解电容」，红色那个是「薄膜电容」，来源：谷歌检索
恒流驱动（如开关恒流）体积相对较大，元件相对较多，一般带有金属线圈绕制而成的「电感」或「变压器」。
恒流驱动板，箭头指示处是「变压器」，来源：inventronics-co.com
恒流驱动板，箭头指示处是「电感」，来源：theledart.com
总结
毫无疑问，LED 灯的发光效率可以轻易击败荧光灯，单手吊打白炽灯和卤素灯。
白炽灯发热量较大，荧光灯和 LED 灯的热量相对较低；白炽灯和荧光灯的热量集中在灯罩上，LED 灯的热量集中在外壳底部。
整体而言，LED 的寿命大大高于白炽灯、卤素灯和荧光灯；可是 LED 的寿命，不仅与 LED 芯片有关，很大程度上还由驱动电路的品质和散热设计决定，具体的说就是电子元件品质，电路结构设计，散热材料和设计等等。
低端 LED 多用限流、恒压或阻容降压的方式来驱动，中高端 LED 一般用恒流驱动（如开关恒流和线性恒流）或恒流+恒压驱动。
散热能力影响 LED 的寿命，铜、铝或新型陶瓷材料的外壳，散热能力相对较强。
主要信息来源
LED BASICS – DOE
HOW ENERGY-EFFICIENT LIGHT BULBS COMPARE WITH TRADITIONAL INCANDESCENTS – DOE
《白光LED照明技术》 – 田民波、朱焰焰
《LED 驱动方式分析及性能比较》 – 巢时斌
《LED驱动器与功率芯片发展趋势》 – 王莹
《基于无电解电容LED驱动电源的研究》 – 刘鸿飞
《LED 驱动电路设计与应用》 – 周志敏、周纪海、纪爱华
扩展阅读
《反营销系列：蓝光猛如虎？（上）》（聊「蓝光的危害」），
《反营销系列：蓝光猛如虎？（下）》（聊「用眼舒适性」，顺道介绍了光通量、光强、照度和亮度）
《灯泡系列：光谱、色温和显色性》（聊几种灯泡在「光谱」、「色温」和「显色性」方面的特性）
《灯泡系列：LED 大不同》（聊 LED 的「光谱」、「色温」和「显色性」）
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《灯泡系列：光从何处来？（上）》（聊几种灯泡的发光原理）
《灯泡系列：光从何处来？（下）》（聊 LED 的发光原理）
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