專利名稱：：冷白加紅黃綠led組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及LED白光
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法。
背景技術(shù)：
：目前用LED實現(xiàn)可調(diào)色溫白光的一般有以下幾種方案1.采用紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED組合獨立回路，通過調(diào)節(jié)各回路的驅(qū)動電流達(dá)到不同色溫的白光，其白光的顯色性一般都較差。2.采用藍(lán)光LED芯片激發(fā)熒光粉產(chǎn)生高色溫冷白光和紅光LED芯片組合，或高色溫冷白光LED和紅光LED組合，通過調(diào)節(jié)紅光LED(芯片)的驅(qū)動電流達(dá)到不同色溫的白光，在2700K6500K色溫范圍內(nèi)其白光的顯色性仍然不高。要實現(xiàn)在2700K6500K色溫范圍內(nèi)高顯色性必需調(diào)整熒光粉配比，因此不能實現(xiàn)連續(xù)可調(diào)色溫的高顯色性白光。3.在方案2的基礎(chǔ)上再加綠光LED芯片，但其顯色指數(shù)Ra在2700K6500K范圍內(nèi)仍不能都達(dá)到90以上，其特殊顯色指數(shù)&仍較低。4.采用藍(lán)光LED芯片激發(fā)紅和綠熒光粉加黃光LED芯片組合，通過調(diào)節(jié)黃光LED芯片的驅(qū)動電流得到不同色溫的白光，其顯色性也只能達(dá)到80左右。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種冷白加紅黃綠LED組合獲得可調(diào)色溫白光的方法，使得白光色溫在2700K6500K范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，一般顯色指數(shù)Ra和特殊顯色指數(shù)R9都大于90。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，包括以下步驟(1)根據(jù)冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED的相對光譜分布，通過仿真模擬確定所需LED組合白光色溫范圍下的冷白光、紅光、黃光和綠光的光通百分比；(2)選擇冷白光LED組成冷白光LED回路，并與冷白光控制電路串聯(lián)；選擇紅光LED組成紅光LED回路，并與紅光控制電路串聯(lián)；選擇黃光LED組成黃光LED回路，并與黃光控制電路串聯(lián)；選擇綠光LED組成綠光LED回路，并與綠光控制電路串聯(lián)；(3)根據(jù)冷白光LED回路、紅光LED回路、黃光LED回路和綠光LED回路的光通與驅(qū)動電流的關(guān)系，確定冷白光LED回路、紅光LED回路、黃光LED回路和綠光LED回路的驅(qū)動電流；(4)通過對應(yīng)的控制電路，分別對冷白光LED回路、紅光LED回路、黃光LED回路和綠光LED回路提供確定的驅(qū)動電流，從而獲得所需色溫下的高顯色性白光。所述的冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法中所述的紅光LED的主峰波長為620640nm；所述的黃光LED的主峰波長為575595nm；所述的綠光LED的主峰波長為510530nm。所述的冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法中所述的紅光LED的主峰波長更可取的是625635nm；所述的黃光LED的主峰波長更可取的是582588nm；所述的綠光LED的主峰波長更可取的是515525nm。所述的冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法中所述的冷白光LED的色溫為7500K9000K，其中，熒光光譜中綠光熒光粉的光通與黃光熒光粉的光通之比為0.560.70。所述的冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法中所述的所需LED組合白光色溫范圍為2700K6500K。所述的冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法中所述的高顯色性白光通過所述的冷白光控制電路、紅光控制電路、黃光控制電路、綠光控制電路進(jìn)行光通調(diào)節(jié)和色溫調(diào)節(jié)。所述的冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法中所述的冷白光LED獨立回路由一顆或至少兩顆冷白光LED進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合連接組成；所述的紅光LED回路由一顆或至少兩顆紅光LED進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合連接組成；所述的黃光LED回路由一顆或至少兩顆黃光LED進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合連接組成；所述的綠光LED回路由一顆或至少兩顆綠光LED進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合連接組成。所述的冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法中所述的冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED的顆數(shù)根據(jù)所述的所需LED組合白光光通的大小以及單顆冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED的光通來確定。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果利用色光混合相加原理和光源顯色性評價方法，通過對冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED組合進(jìn)行仿真模擬，找到了滿足在2700K6500K色溫范圍內(nèi)，白光一般顯色指數(shù)Ra和特殊顯色指數(shù)R9都大于90的冷白光加紅黃綠LED組合，確定了冷白光LED的色溫范圍，熒光光譜中綠光熒光粉的光通與黃光熒光粉的光通的比值范圍，以及紅光LED、黃光LED和綠光LED的主峰波長范圍，并可確定所需LED組合白光色溫下冷白光LED回路、紅光LED回路、綠黃光LED回路和綠光LED回路的驅(qū)動電流，因此，控制實施方便。圖1是本發(fā)明的控制電路與LED回路連接示意圖；圖2是冷白光LED的相對光譜分布示意圖；圖3是紅光LED的相對光譜分布示意圖；圖4是黃光LED的相對光譜分布示意圖；圖5是綠光LED的相對光譜分布示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的實施方式涉及一種冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，采用理論模型仿真模擬了冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED的光譜分布，以及光譜分布、光通與驅(qū)動電流變化的關(guān)系。利用色光混合相加原理和光源顯色性評價方法，通過對冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED組合進(jìn)行仿真模擬，找到了滿足在2700K6500K色溫范圍內(nèi)，白光一般顯色指數(shù)Ra和特殊顯色指數(shù)&都大于90的冷白光加紅黃綠LED組合，并確定了冷白光LED的色溫范圍，熒光光譜中綠光熒光粉的光通與黃光熒光粉的光通的比值范圍，以及紅光LED、黃光LED和綠光LED的主峰波長范圍。利用本發(fā)明制作的燈具可適合用于按季節(jié)、環(huán)境、氣氛、愛好等需要從冷白色到暖白色自由調(diào)節(jié)的特殊要求的照明光源，也可適合用作普通照明光源。本發(fā)明實施例由1顆功率1W的冷白光LED、1顆功率1W的紅光LED、1顆功率1W的黃光LED和1顆功率1W的綠光LED和控制電路組成，其連接關(guān)系如圖1所示。其中冷白光LED在驅(qū)動電流350mA下的色溫為7652K，其相對光譜分布如圖2所示；紅光LED在驅(qū)動電流350mA下的主峰波長為632.Onm，其相對光譜分布如圖3所示；黃光LED在驅(qū)動電流350mA下的主峰波長為585.Onm，其相對光譜分布如圖4所示；綠光LED在驅(qū)動電流350mA下的主峰波長為515.3nm，其相對光譜分布如圖5所示。根據(jù)冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED的相對光譜分布，以及在驅(qū)動電流350mA下的光通，通過仿真計算確定在2700K6500K色溫范圍內(nèi)冷白光、紅光、黃光和綠光分別所需的光通比，然后，根據(jù)所需要的高顯色白光的光通，分別確定冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED的所需顆粒數(shù)組成各自的獨立回路。本實施例中冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED的顆粒數(shù)是根據(jù)在高顯色白光的光通為1001m條件下，采用上述具體實施方法而確定。根據(jù)冷白光、紅光、黃光和綠光所需的光通比，以及冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED光通與驅(qū)動電流的關(guān)系，初步確定冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED的驅(qū)動電流。由于LED的相對光譜分布隨驅(qū)動電流有變化，因此，冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED的驅(qū)動電流還要通過仿真模擬進(jìn)行修正，最終確定在所需高顯色白光的光通和在不同色溫下的冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED的驅(qū)動電流。冷白光LED回路由冷白光控制電路提供給定的驅(qū)動電流，紅光LED回路由紅光控制電路提供給定的驅(qū)動電流，黃光LED回路由黃光控制電路提供給定的驅(qū)動電流，綠光LED回路由綠光控制電路提供給定的驅(qū)動電流?？刂齐娐放c白光LED回路、紅光LED回路、黃光LED回路和綠光LED回路連接示意圖如圖1所示。根據(jù)上述具體實施方法，本發(fā)明實施例中仿真模擬得到冷白光、紅光、黃光和綠光所需的光通百分比如表1所示<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表1根據(jù)上述具體實施方法，本發(fā)明實施例中仿真模擬得到的冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED的驅(qū)動電流如表2所示<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2本發(fā)明實施例按上述驅(qū)動電流獲得的2700K、3000K、3500K、4000K、4500K、5000K、5700K、6500K的LED組合白光光譜的色溫(Tc)、色坐標(biāo)(u，v)、一般顯色指數(shù)(Ra)、特殊顯色指數(shù)(R9)和光效如表3所示<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3由此可見，本發(fā)明獲得的白光在2700K6500K的色溫范圍內(nèi)，一般顯色指數(shù)Ra都達(dá)到90以上，顯色性非常好，特別在特殊顯色指數(shù)&也都達(dá)到90以上，表現(xiàn)更突出；其光效也達(dá)到671m/W以上。本發(fā)明還可通過紅光控制電路、黃光控制電路、綠光控制電路、藍(lán)光控制電路對所得到的LED白光進(jìn)行光通調(diào)節(jié)和色溫調(diào)節(jié)。所以，對今后LED進(jìn)入高顯色性照明要求場合和普通照明的發(fā)展意義重大。采用本發(fā)明專利方法，冷白加紅黃綠LED組合實現(xiàn)的高顯色固定色溫(27006500K)的白光也受本專利保護(hù)。采用本發(fā)明專利方法，對于由一個藍(lán)光LED芯片加熒光粉產(chǎn)生冷白光、一個紅光LED芯片、一個黃光LED芯片、一個綠光LED芯片組合封裝制造的單顆高顯色可調(diào)色溫白光LED或單顆高顯色固定色溫白光LED也受本專利保護(hù)。采用本發(fā)明專利方法制作的白光照明燈具、白光照明設(shè)備和白光發(fā)光體都受本專利保護(hù)。權(quán)利要求一種冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)根據(jù)冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED的相對光譜分布，通過仿真模擬確定所需LED組合白光色溫范圍下的冷白光、紅光、黃光和綠光的光通百分比；(2)選擇冷白光LED組成冷白光LED回路，并與冷白光控制電路串聯(lián)；選擇紅光LED組成紅光LED回路，并與紅光控制電路串聯(lián)；選擇黃光LED組成黃光LED回路，并與黃光控制電路串聯(lián)；選擇綠光LED組成綠光LED回路，并與綠光控制電路串聯(lián)；(3)根據(jù)冷白光LED回路、紅光LED回路、黃光LED回路和綠光LED回路的光通與驅(qū)動電流的關(guān)系，確定冷白光LED回路、紅光LED回路、黃光LED回路和綠光LED回路的驅(qū)動電流；(4)通過對應(yīng)的控制電路，分別對冷白光LED回路、紅光LED回路、黃光LED回路和綠光LED回路提供確定的驅(qū)動電流，從而獲得所需色溫下的高顯色性白光。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，其特征在于，所述的紅光LED的主峰波長為620640nm；所述的黃光LED的主峰波長為575595nm；所述的綠光LED的主峰波長為510530nm。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，其特征在于，所述的紅光LED的主峰波長為625635nm；所述的黃光LED的主峰波長為582588nm；所述的綠光LED的主峰波長為515525nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，其特征在于，所述的冷白光LED的色溫為7500K9000K，其中，熒光光譜中綠光熒光粉的光通與黃光熒光粉的光通之比為0.560.70。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，其特征在于，所述的所需LED組合白光色溫范圍為2700K6500K。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，其特征在于，所述的高顯色性白光通過所述的冷白光控制電路、紅光控制電路、黃光控制電路、綠光控制電路進(jìn)行光通調(diào)節(jié)和色溫調(diào)節(jié)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，其特征在于，所述的冷白光LED回路由一顆或至少兩顆冷白光LED進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合連接組成；所述的紅光LED回路由一顆或至少兩顆紅光LED進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合連接組成；所述的黃光LED回路由一顆或至少兩顆黃光LED進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合連接組成；所述的綠光LED回路由一顆或至少兩顆綠光LED進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合連接組成。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，其特征在于，所述的冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED的顆數(shù)根據(jù)所述的所需LED組合白光光通的大小以及單顆冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED的光通來確定。全文摘要本發(fā)明涉及一種冷白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，它由冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED，以及一個控制電路實現(xiàn)，通過控制電路分別對冷白光LED、紅光LED、黃光LED和綠光LED提供不同驅(qū)動電流，產(chǎn)生不同光強(qiáng)的冷白光、紅光、黃光和綠光，從而組成不同色溫的白光，并可獲得在2700K～6500K的色溫范圍內(nèi)一般顯色指數(shù)Ra和特殊顯色指數(shù)R9都大于90的色溫可調(diào)和亮度可調(diào)的白光。文檔編號H05B37/02GK101801141SQ20101013246公開日2010年8月11日申請日期2010年3月25日優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日發(fā)明者何國興,鄭利紅申請人:東華大學(xué)