可调色温的高显色指数LED白光光源的实验研究

采用暖白、绿、蓝LED混光和PWM调光技术,研究了光源的光谱、色温可调和显色指数特性。实验通过控制驱动电流的占空比,调节暖白、绿、蓝LED之间的光通量配比,实现了在3 000~6 500K范围内色温可调、Ra为85~95的高显色指数LED白光。混合光源的实验参数与理论计算值相一致。     

基于三通道脉冲宽度调制的LED调光调色

为了实现发光二极管(LED)的精确调光,根 据重心原理,结合脉冲宽度调制(PWM),推导出混合光的色品坐标 与占空比的函数关系;采用红/绿/蓝、红/绿/冷白和暖白/绿/蓝3种LED光源模块进行 实验验证,并且 以光效、显色指数和最大光通量3个指标对混光效果进行评价。实验结果表明:建议的计算 模型能精确地指导LED的光 色调节,混合光的色品坐标的设定值和测量值之间的误差小于0.002,色温误差在50 K以内。 用光谱丰富的 冷白和暖白LED分别代替红/绿/蓝光源模块中的蓝光和红光,能提高混合光的显色指数,暖 白/绿/蓝光源模块的混光效果最佳。     

一种实现色温可调白光LED的方法研究

提出了利用暖白光、绿光、蓝光三种颜色的LED混合得到色温动态可调的白光LED的方法,并验证这一方法的可行性。选取色温为3 000K的暖白光LED与绿光、蓝光LED进行混色,可以得到色温大范围准确可调的白光LED,且改善了白光光源的显色性。     

四芯片色温可调白光LED的研究

为了实现高光效、高显色性且色温可调的白光LED,对四种单基色蓝、绿、黄、红光LED的混光进行了研究.基于Yoshi-单色光模型和光的叠加原理,通过改变四种LED芯片的组合方式(峰值波长、相对光功率配比),对不同色温区的混合白光的显色指数(Ra)、色品质数(Qa)和光视效能(K)进行了仿真计算和光谱优化选择.结果表明:在2 700～6 500 K色温范围内,峰值波长为445 nm,500 nm,560 nm,620 nm的组合可以得到高Ra值和高Qa值;峰值波长为445 nm,535nm,590 nm,615 nm的组合可以得到较高K值.此外还分析了组合白光LED光谱参数对Ra、Qa、K及相关色温的影响.     

基于峰值电流可调的PWM调光方法减小LED漂移

荧光粉和发光二极管(LED)芯片的发光性质受 电流和结温影响,其变化使白光LED调光时产生 色漂移。通过对白光LED在线性调光和脉冲宽度调制(PWM)调光下色度学参数的 测试分析发现, PWM调光具有更优异的色稳定性;温度升高导致荧光粉转换效率降低;峰值电流增大 致使蓝光与荧 光粉的匹配程度降低。为了进一步降低PWM调光过程中的色漂移,采用峰值电流可调 的PWM调光方 案,当相关色温CCT大于设定值时,可通过降低峰值电流增加占空比的方法 降低CCT,反之则通过增 加峰值电流降低占空比的方法增加CCT。实验结果表明,通过调整峰值电流可补 偿因荧光粉转换效 率变化造成的色漂移,在预设调光范围内的CCT变化小于33 K。对目标 CCT与色稳定范围的关系进行了探讨。     

高亮度白光LED色温动态可调及显色指数的研究

采用基于高亮度白光LED的色温可调混色方法,通过实验与理论计算研究了不同色温白光LED混色后色温Tc及显色指数Ra的变化。采用低色温（2 800～3 000K、3 000～3 400K）和高色温（7 000～8 000K）三种白光LED样品进行串联和并联混色,通过控制正向工作电流研究混色后白光的调光效果及显色指数变化。实验与计算表明：混色后白光色温可以实现在3 000～7 000K可调;选取Ra〉66的低色温白光LED与Ra〉87的高色温白光LED进行混色,可以在色温可调范围内得到Ra〉75的较好显色指数的白光。     

多通道发光二极管光谱优化模拟及应用

研究了基于多通道发光二极管（LED）的光谱优化模拟方法。根据光谱的线性叠加原理，将各色LED光谱导入程序，通过编程使模型在指定色温条件下输出显色指数、光效、色容差等最佳组合，以指导多通道LED照明产品调光调色应用。实验结果表明：暖白光LED与RGB(Red,Green,Blue)光混合后，在3000～5000 K色温范围内具有最佳的光度色度参数组合；在5000～8000 K范围内，冷白光LED与RGB光的混合效果最佳。探讨了各最优光谱组合解的视觉功效及非视觉功效，对光谱的最优解进行了实验验证。     

激光显示光源颜色配比和色温研究

为了实现对激光投影白平衡的实时控制,根据CIE1931和CIE1964标准色度系统,对激光红绿蓝三基色组成的激光光源进行了颜色配比和色温研究。首先,根据格拉斯曼颜色混合定律,介绍了三基色混合白光色坐标和色温的获得方法。接着,理论计算了红(638nm)、绿(532nm,520nm)、蓝(445nm)激光器在目标色温6500和9300K下的功率配比,分析了实现6500~9300K连续可调对应的功率配比变化;然后,对绿光波长变化对色温和亮度的影响以及功率下降引起的色温变化进行了分析。最后,搭建了激光光源色温测试实验系统,相比按照标准功率配比计算的理论色温值,实验获得的色温结果偏低约15%。     

一种新型白光LED模组驱动电路的设计

为了改善白光LED模组的照明质量,实现对白光LED模组色温的调节,通过分析白光LED模组的驱动电路技术,提出了一种新型白光LED模组驱动电路的设计方案。该驱动电路中利用PWM方式驱动RGB三色LED,并通过光强反馈来分别控制三色LED的PWM信号。该电路具有稳定输出光功率的功能,另外还可以调节输出光的色温和光强,达到了良好的照明效果。     

三芯片集成高显色指数白光LED的研究

运用基于蒙特卡罗的光线追迹方法,对采用"光转换"兼"多色混合"技术的白光LED的显色指数、相关色温、光通量、光辐射功率、荧光粉颗粒密度和色坐标进行了仿真计算和优化选择。通过改变红、绿、蓝三种LED芯片的组合方式和红、绿、黄三种荧光粉的混合方式及各色荧光粉的密度,在保证有合理的光通量输出的条件下,得到了不同色温区的高显色指数白光LED。从显色指数角度看,冷白、正白和暖白光应分别选择BBB芯片+绿、红色荧光粉、BBB芯片+黄、红色荧光粉和RBB芯片+黄色荧光粉组合。实验上测试了采用这几种组合方式的白光LED光谱、显色指数、色温、光通量和色坐标,实验数据与仿真结果基本吻合。     

高亮度InGaN基白光LED特性研究

利用自行研制的InGaN GaNSQW蓝光LED芯片和YAG :Ge3 荧光粉制作了高亮度白光LED(Φ3) ,并对其发光强度、色度坐标、I V、色温及显色性等特性进行了研究 .实验结果表明 :室温下 ,正向电流为 2 0mA时 ,白光LED的轴向发光强度为 1 1～ 2 3cd ,正向电压小于 3 5V ,色度坐标为 (0 2 8,0 34) ,显色指数约为 70 .     

两基色白光LED的配色研究

从色度学原理出发,简述了两基色白光LED的配色原理,确定了可合成白光的两基色的选取范围和两基色的配比范围,计算分析了两基色白光LED的光视效能和一般显色指数。两基色白光LED具有较高的光视效能,但其显色性却较差,主波长为450 nm左右的蓝光LED与主波长572 nm左右的黄绿光混合得到的白光的光视效能值最大,约为400 lm/w,已接近等能纯白点的理论极值,但一般显色指数只有—0.5。主波长为480 nm左右的LED与主波长为580 nm左右的LED混合得到的白光的一般显色指数值最大,仅为16.2。     

基于LED光色动态可调的隧道照明控制系统研究

亮度调节是目前隧道照明控制系统兼顾安全性与节能性的主要应用方式。针对隧道照明控制系统光源调节方式单一、难以满足人眼视觉效应需求的问题,设计了一套基于LED光色动态可调的隧道照明控制系统。首先以暖白光、绿光、冷白光为三基色,推导出三通道PWM调光的光色动态调节模型;其次根据系统总体架构,对硬件电路进行具体设计与选型,同时完成上位机控制平台和下位机色温调节程序的开发;最后搭建控制系统实验平台对LED光色动态调节效果进行模拟验证。实验结果表明:上位机能准确输出控制指令控制LED光源实现隧道不同路段光色动态调节。     

Three-band white light from InGaN-based blue LED chip precoated with Green/red phosphors

A three-band white light-emitting diode (LED) was fabricated using an InGaN-based blue LED chip that emits 460-nm blue light, and a green phosphor SrGa/sub 2/S/sub 4/ : Eu/sup 2+/ and a red phosphor Ca/sub 1-x/Sr/sub x/S : Eu/sup 2+/ that emit 535-nm green and 615-nm red emissions, respectively, when excited by 460-nm blue light. When the white LED operated in a direct current (DC) 20 mA at room temperature, the Commission Internationale de l'Eclairage chromaticity coordinate (x, y), the color temperature Tc, and the color rendering index Ra are calculated to be (0.3236, 0.3242), 5937 K, and 92.2, respectively. The luminous efficacy of this white LED is about 15 lm/W at a DC 20 mA. With increasing DC from 5.0 to 60 mA, both the coordinates x and y of the white LED trend to increase, and consequently the Tc and the Ra increases and decreases, respectively.     

Color rendering and luminous efficacy of trichromatic and tetrachromatic LED-based white LEDs

White light-emitting diode (LED) spectra for general lighting should be designed for high luminous efficacy as well as good color rendering, which are generally in a trade-off relationship. White LEDs have uncountable metameres, they have different luminous efficacy and color rendering. Appropriate designed trichromatic and tetrachromatic LED-based white LEDs are presented that have acceptable color rendering as well as good luminous efficacy. Triachromatic white LEDs, with a wavelength combination of 460, 540, and 615 nm, offer high general color rendering index exceeding 89, and luminous efficacy 336 lm/W. The general color rendering index of tetrachromatic LED-based white LEDs combined from 460, 525, 590, and 640 nm is 95, the luminous efficacy is 306 lm/W. Further analysis shows the changing trends of the luminous efficacy, color rendering and the chromaticity coordinate of the optimized trichromatic and tetrachromatic white LEDs depending on the wavelength shift of the primary LEDs. For the optimized trichromatic white LEDs, both the luminous efficacy and color rendering change more with the wavelength shifts of the primary red LEDs than with the wavelength shifts of the blue and green LEDs. For the optimized tetrachromatic white LEDs, the changes of the luminous efficacy caused by the wavelength shifts of one red LED are smaller than the changes of trichromatic white LEDs. And the wavelength shifts of the red primary LED that have shorter wavelength affect the color rendering more than the other primary LEDs. The wavelength shifts of the blue primary LED change the chromaticity coordinate of the white LEDs more. The small changes of the chromaticity coordinate of the white LED do not mean small changes of the k and R_a.     

LED芯片激发荧光粉合成白光照明光源显色性的控制

光通量、色温和显色性是光源的三大重要指标。半导体LED从指示、显示应用过渡到照明应用,产品的显色性控制和评价是一个新的课题。本文应用光源显色性原理分析影响产品显色性的因素,并通过相关的试验,探讨如何通过材料选型和工艺措施,控制由蓝光LED激发荧光粉合成白光LED的显色性,使之达到预定指标。     

LED芯片激发荧光粉合成白光照明光源显色性的控制

光通量、色温和显色性是光源的三大重要指标。半导体LED从指示、显示应用过渡到照明应用．产品的显色性控制和评价是一个新的课题。本文应用光源显色性原理分析影响产品显色性的因素，并通过相关的试验，探讨如何通过材料选型和工艺措施，控制由蓝光LED激发荧光粉合成白光LED的显色性．使之达到预定指标。     

Candle Light‐Style Organic Light‐Emitting Diodes

In response to the call for a physiologically‐friendly light at night that shows low color temperature, a candle light‐style organic light emitting diode (OLED) is developed with a color temperature as low as 1900 K, a color rendering index (CRI) as high as 93, and an efficacy at least two times that of incandescent bulbs. In addition, the device has a 80% resemblance in luminance spectrum to that of a candle. Most importantly, the sensationally warm candle light‐style emission is driven by electricity in lieu of the energy‐wasting and greenhouse gas emitting hydrocarbon‐burning candles invented 5000 years ago. This candle light‐style OLED may serve as a safe measure for illumination at night. Moreover, it has a high color rendering index with a decent efficiency.