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      一種實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)led光源輸出光通量比例恒定的方法

      文檔序號(hào):8154733閱讀:288來(lái)源:國(guó)知局
      專利名稱:一種實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)led光源輸出光通量比例恒定的方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及LED照明和顯示領(lǐng)域,特別涉及一種實(shí)現(xiàn)多個(gè)波長(zhǎng)光束輸出光通量比例恒定的方法。
      背景技術(shù)
      目前,發(fā)光二極管(LED)由于其壽命長(zhǎng)、耗電少、光效高、易于控制和綠色環(huán)保等特點(diǎn),正逐步應(yīng)用于道路照明、辦公照明、家居照明、工業(yè)照明、農(nóng)業(yè)照明等領(lǐng)域。人們利用LED良好的出射光波長(zhǎng)單色性,通過(guò)組合不同出射波長(zhǎng)的LED芯片和/或同樣出射波長(zhǎng)的LED芯片但使用不同熒光粉材料(對(duì)應(yīng)不同的輸出光譜)的LED封裝等方法來(lái)得到不同輸出波長(zhǎng)組合/光譜的LED光源(以下稱“組合光源”)。在通用照明領(lǐng)域,因人眼對(duì)色溫和色彩的偏差敏感,不同色溫的光對(duì)人的情緒和視力有影響。市場(chǎng)上有可變色溫、色調(diào)的LED燈具,以供使用者按照自己的喜好、使用場(chǎng)景等因素選擇合適的照明環(huán)境。LED顯示設(shè)備中的LED光源,也要求輸出不同色溫、不同光譜的光,以保證顯示效果、使用者用眼舒適安全等。在植·物照明領(lǐng)域,由于不同的紅光、藍(lán)光、遠(yuǎn)紅光以及其他顏色光的光輸出比例對(duì)植物的作用不同,需要有不同輸出波長(zhǎng)組合/光譜的植物生長(zhǎng)燈,以滿足植物生長(zhǎng)各個(gè)階段的光照需要。綜上,在很多場(chǎng)合下,人們要求LED組合光源在各個(gè)設(shè)置值下的輸出色溫、色調(diào)、波長(zhǎng)組合或者光譜不隨時(shí)間改變而發(fā)生變化。因此,維持燈具輸出光的光譜不變或改變燈具輸出光的光譜到預(yù)定的光譜,對(duì)于護(hù)眼、植物生長(zhǎng)等應(yīng)用有著十分重要的意義。然而,現(xiàn)有LED光源因其光衰使得以LED作為光源的燈具在使用一段時(shí)間后不可避免的出現(xiàn)輸出光通量降低的現(xiàn)象。而且由于產(chǎn)生不同波長(zhǎng)或者光譜的LED光源(以下稱“子光源”)的光衰程度不同,LED組合光源中各輸出波長(zhǎng)/光譜的比例會(huì)發(fā)生變化。這樣的變化在對(duì)輸出波長(zhǎng)/光譜有要求的應(yīng)用場(chǎng)合(如上述的情景照明、護(hù)眼照明/顯示、植物照明等)中,會(huì)影響照明和顯示的效果。現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于調(diào)節(jié)光譜的方法采用調(diào)整LED芯片和熒光粉的種類和配比,以提供不同種類的光譜。如專利號(hào)為201110234239. 1,名稱為《一種用于植物光照的光譜調(diào)節(jié)方法》的專利描述了通過(guò)配比不同種類的LED芯片和熒光粉,以滿足植物對(duì)光譜的不同需求,能夠很大程度上增加光譜調(diào)節(jié)的自由度。然而,該方法中對(duì)LED芯片和熒光粉的種類和配比的調(diào)整均發(fā)生在燈具投入使用之前,當(dāng)燈具投入使用后對(duì)于光衰引起的光譜的變化并未提出有效解決方案。另外,在對(duì)光源輸出光譜有一定要求的應(yīng)用領(lǐng)域中,一般當(dāng)光源由于光衰導(dǎo)致輸出光譜發(fā)生改變以致偏離可接受范圍時(shí),往往需要替換整個(gè)光源。但事實(shí)上組合光源中各個(gè)子光源的光衰未必達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)。在這種情況下對(duì)整燈光源直接作替換處理造成了浪費(fèi)、增加了成本。

      發(fā)明內(nèi)容
      現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)LED組合光源出現(xiàn)因子光源光衰程度不同或者別的原因引起的各輸出波長(zhǎng)/光譜的光通量比例失調(diào)的現(xiàn)象,采取了直接替換整個(gè)LED組合光源的措施,這樣將導(dǎo)致成本上升。本發(fā)明針對(duì)如上問(wèn)題,提出了一種實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)LED光源輸出光通量比例恒定的方法。該方法中的LED組合光源,包括若干個(gè)出射單一波長(zhǎng)/光譜的子光源。各個(gè)子光源出射的光束波長(zhǎng)/光譜不同。本發(fā)明用于實(shí)現(xiàn)組合光源中的各個(gè)子光源之間輸出光通量比例恒定的方法,具體方案如下a、設(shè)定組合LED光源中的一個(gè)子光源為“主控子光源”,并設(shè)定其輸出光通量值的上下限值;設(shè)定其他各子光源與主控子光源的輸出光通量比例的上下限值;將設(shè)定的主控子光源輸出光通量的上下限值和其他各子光源與主控子光源的輸出光通量比例的上下限值預(yù)先存儲(chǔ)到控制電路的存儲(chǔ)器中;b、探測(cè)或推算主控子光源的輸出光通量,并判斷其是否超出設(shè)定的主控子光源的輸出光通量的上下限值,若超出則報(bào)警;C、探測(cè)或推算其他各子光源的輸出光通量值,將其與主控子光源的輸出光通量相 比得到其他各子光源輸出光通量的比例值;當(dāng)一個(gè)或者多個(gè)其他子光源的輸出光通量的比例值超出設(shè)定的比例上下限值時(shí),調(diào)整這一個(gè)或者多個(gè)其他子光源的驅(qū)動(dòng)電流使得其輸出光通量的比例值回到設(shè)定的比例上下限值范圍內(nèi)。采用上述方案時(shí),在LED組合光源中確定一個(gè)主控子光源,并設(shè)定主控子光源的輸出光通量上下限值。根據(jù)相關(guān)燈具標(biāo)準(zhǔn)和/或用戶需求設(shè)定除主控子光源外的其余子光源輸出光通量與主控子光源輸出光通量比例值的上限值和下限值。將設(shè)定的主控子光源的上下限值、其余子光源與主控子光源輸出光通量比例的上下限值預(yù)先存儲(chǔ)到光源控制電路的存儲(chǔ)器中。控制電路接收探測(cè)得到的各個(gè)子光源的Pn結(jié)結(jié)溫信息(對(duì)應(yīng)著不同的輸出光通量)、光源點(diǎn)亮?xí)r間(對(duì)應(yīng)著不同的輸出光通量)或輸出光通量信息,并推算得出各個(gè)子光源實(shí)際輸出光通量值。一方面,若主控子光源的輸出光通量超出對(duì)其設(shè)定的上下限值,則發(fā)出報(bào)警。另一方面,若部分子光源與主控子光源之間的輸出光通量比例值超出所設(shè)定的相應(yīng)上下限值范圍時(shí),分別調(diào)節(jié)輸出光通量比例值超出范圍的子光源的工作電流使其輸出光通量值與主控子光源的輸出光通量之間的比例值位于設(shè)定的相應(yīng)上下限值之間。通過(guò)不斷探測(cè)/推算和調(diào)節(jié)各個(gè)子光源的工作電流或者其他參數(shù)使各個(gè)子光源之間輸出光通量的比例維持在設(shè)定范圍內(nèi)。當(dāng)該組合光源達(dá)到其他報(bào)警條件時(shí)予以報(bào)警。所述的對(duì)輸出光通量的探測(cè)采用探測(cè)各個(gè)子光源的pn結(jié)的結(jié)溫,并通過(guò)結(jié)溫與輸出光通量之間的關(guān)系曲線推算出其輸出光通量。每個(gè)LED發(fā)光顆粒的pn結(jié)的結(jié)溫與其輸出光通量存在一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系,通過(guò)測(cè)定不同子光源的pn結(jié)的結(jié)溫從而可推算得到不同子光源各自實(shí)際輸出光通量,并通過(guò)控制pn結(jié)的工作電流調(diào)整其輸出光通量。所述的對(duì)子光源輸出光通量的探測(cè)采用計(jì)算各個(gè)子光源的點(diǎn)亮?xí)r間,并通過(guò)LED光源的光衰曲線推算出輸出光通量。每個(gè)LED發(fā)光顆粒都有一條固有的使用時(shí)間與光衰的關(guān)系曲線。通過(guò)測(cè)定各個(gè)子光源的點(diǎn)亮?xí)r間可以推算出實(shí)際輸出光通量,通過(guò)控制工作電流對(duì)輸出光通量加以調(diào)整。所述的對(duì)子光源輸出光通量的探測(cè)采用直接探測(cè)各個(gè)子光源的輸出光通量??煞謩e對(duì)各個(gè)子光源實(shí)際輸出光通量進(jìn)行探測(cè)。所述的對(duì)各個(gè)子光源輸出光通量的測(cè)量為間隔設(shè)定時(shí)間測(cè)量。時(shí)間的設(shè)定根據(jù)實(shí)際需求、產(chǎn)品型號(hào)等因素靈活設(shè)置,LED光源光衰較緩慢,通過(guò)間隔設(shè)定時(shí)間測(cè)量將節(jié)省探測(cè)/推算/控制成本。進(jìn)一步的,用于實(shí)現(xiàn)組合光源中的各個(gè)子光源之間輸出光通量比例恒定的方法還包括當(dāng)任意一個(gè)子光源的工作電流、電壓或溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)報(bào)警的步驟,該步驟可設(shè)在步驟a、步驟b或步驟c之后,當(dāng)任意一個(gè)子光源的工作電流、電壓或溫度超過(guò)一定值,即達(dá)到報(bào)廢條件時(shí),將影響整燈功能的實(shí)現(xiàn),所以需對(duì)此現(xiàn)象作報(bào)警處理。本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)LED光源輸出光通量比例恒定的方法,通過(guò)探測(cè)或推定得出工作中LED組合光源中各個(gè)子光源的輸出光通量值與主控子光源輸出光通量之間的比例,并將該比值與設(shè)定的相應(yīng)上下限值比較,進(jìn)而調(diào)整超出上下限值范圍的相應(yīng)子光源的工作電流,使各個(gè)子光源和主控子光源輸出光通量的比例回到設(shè)定的范圍內(nèi),直到達(dá)到報(bào)警條件。本發(fā)明通過(guò)對(duì)各個(gè)子光源輸出光通量的調(diào)整,以及對(duì)主控子光源輸出光通量的控制,維持了各輸出波長(zhǎng)/光譜光通量的比例,延長(zhǎng)了 LED光源的壽命。


      圖I為本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)LED光源輸出光通量比例恒定的方法的流程圖;圖2為本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)LED光源輸出光通量比例恒定的方法中LED組合光源中各個(gè)子光源的光譜圖。
      具體實(shí)施例方式以下結(jié)合

      本發(fā)明的具體實(shí)施方式
      。圖I為本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)LED光源輸出光通量比例恒定的方法的流程圖。圖2為峰值波長(zhǎng)分別為300nm(曲線a)、500nm(曲線b)和700nm(曲線c)的子光源光譜分布圖。具體步驟如下a、設(shè)定組合LED光源中的峰值波長(zhǎng)為500nm的子光源為主控子光源,其理想輸出光通量為15001m,并設(shè)定其輸出光通量值的上下限值,分別為理想輸出光通量的±10%,即上限值16501m和下限值13501m ;設(shè)定峰值波長(zhǎng)為300nm和700nm的子光源與主控子光源的理想輸出光通量比例分別為O. 6和I. 3,并設(shè)定峰值波長(zhǎng)為300nm和700nm的子光源與峰值波長(zhǎng)為500nm的主控子光源之間的輸出光通量比例的上下限值,分別為上述理想輸出光通量比例的±1%,即O. 594-0. 606和I. 287-1. 313 ;將設(shè)定的主控子光源理想輸出光通量值及其上下限值和其他各子光源與主控子光源的輸出光通量比例的上下限值預(yù)先存儲(chǔ)到控制電路的存儲(chǔ)器中;b、間隔探測(cè)或推算主控子光源的輸出光通量,并判斷其是否超出設(shè)定的主控子光源的輸出光通量的上下限值,若超出則報(bào)警;C、間隔探測(cè)或推算其他各子光源的輸出光通量值,將其與主控子光源的輸出光通量相比得到其他各子光源輸出光通量的比例值;當(dāng)一個(gè)或者多個(gè)其他子光源的輸出光通量的比例值超出設(shè)定的比例上下限值時(shí),根據(jù)每個(gè)子光源在不同電流下對(duì)應(yīng)的輸出光通量關(guān)系調(diào)整這一個(gè)或者多個(gè)其他子光源的驅(qū)動(dòng)電流等使得其輸出光通量的比例值回到設(shè)定的比例上下限值范圍內(nèi);如當(dāng)峰值波長(zhǎng)為300nm的子光源與主控子光源的輸出光通量比例為O. 58時(shí),低于其下限值O. 594,此時(shí)需增大該子光源的工作電流,使其輸出光通量上升,并使得該子光源與主控子光源的光通量輸出比例回到設(shè)定的輸出光通量比例的上下限值范圍內(nèi);d、當(dāng)LED光源的任意一個(gè)子光源的工作電流超過(guò)一定值時(shí)發(fā)出警告指令。附圖I中其他報(bào)警條件即前述指的任意一個(gè)子光源的工作電流、電壓或溫度超過(guò)
      一定值。本發(fā)明實(shí)施例中的各個(gè)子光源的光譜曲線a、b、c可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合和用戶需求進(jìn)行設(shè)定。其中,對(duì)光源輸出光通量的探測(cè)采用計(jì)算待測(cè)光源的點(diǎn)亮?xí)r間,通過(guò)該待測(cè)光源的光衰曲線推定其實(shí)際輸出光通量值。LED光源控制電路對(duì)光源輸出光通量信號(hào)的接收、比較、測(cè)定、對(duì)工作電流的控制、發(fā)出報(bào)警信號(hào)等動(dòng)作以及對(duì)輸出光通量的探測(cè)均可通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)LED光源的輸出光通量比例恒定,同時(shí)具有測(cè)量誤差小、結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)上述實(shí)施例,本發(fā)明的目的已經(jīng)被完全有效的達(dá)到了,熟悉該項(xiàng)技藝的人士應(yīng)該明白本發(fā)明包括但不限于附圖和上面具體實(shí)施方式
      中描述的內(nèi)容,任何不偏離本發(fā)明的功能和結(jié)構(gòu)原理的修改都將包括在權(quán)利要求書的范圍中。
      權(quán)利要求
      1.一種實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)LED光源輸出光通量比例恒定的方法,其特征在于包括以下步驟 a、設(shè)定組合LED光源中的一個(gè)子光源為“主控子光源”,并設(shè)定其輸出光通量值的上下限值;設(shè)定其他各子光源與主控子光源的輸出光通量比例的上下限值;將設(shè)定的主控子光源輸出光通量的上下限值和其他各子光源與主控子光源的輸出光通量比例的上下限值預(yù)先存儲(chǔ)到控制電路的存儲(chǔ)器中; b、探測(cè)或推算主控子光源的輸出光通量,并判斷其是否超出設(shè)定的主控子光源的輸出光通量的上下限值,若超出則報(bào)警; C、探測(cè)或推算其他各子光源的輸出光通量值,將其與主控子光源的輸出光通量相比得到其他各子光源輸出光通量的比例值;當(dāng)一個(gè)或者多個(gè)其他子光源的輸出光通量的比例值超出設(shè)定的比例上下限值時(shí),調(diào)整這一個(gè)或者多個(gè)其他子光源的驅(qū)動(dòng)電流使得其輸出光通量的比例值回到設(shè)定的比例上下限值范圍內(nèi)。
      2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)LED光源輸出光通量比例恒定的方法,其特征在于,所述的對(duì)輸出光通量的探測(cè)采用探測(cè)各個(gè)子光源的Pn結(jié)的結(jié)溫,并通過(guò)結(jié)溫與輸出光通量之間的關(guān)系曲線推算出其輸出光通量。
      3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)LED光源輸出光通量比例恒定的方法,其特征在于所述的對(duì)子光源輸出光通量的探測(cè)采用計(jì)算各個(gè)子光源的點(diǎn)亮?xí)r間,并通過(guò)LED光源的光衰曲線推算出輸出光通量。
      4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)LED光源輸出光通量比例恒定的方法,其特征在于所述的對(duì)子光源輸出光通量的探測(cè)采用直接探測(cè)各個(gè)子光源的輸出光通量。
      5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)LED光源輸出光通量比例恒定的方法,其特征在于所述的對(duì)各個(gè)子光源輸出光通量的測(cè)量為間隔設(shè)定時(shí)間測(cè)量。
      6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)LED光源輸出光通量比例恒定的方法,其特征在于所述方法還包括當(dāng)任意一個(gè)子光源的工作電流、電壓或溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)報(bào)警的步驟,該步驟可設(shè)在步驟a、步驟b或步驟c之后。
      全文摘要
      本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)LED光源輸出光通量比例恒定的方法,通過(guò)探測(cè)或推定得出工作中LED組合光源中各個(gè)子光源的輸出光通量值與主控子光源輸出光通量之間的比例,并將該比值與設(shè)定的相應(yīng)上下限值比較,對(duì)超出范圍的相應(yīng)子光源控制其工作電流以調(diào)整輸出光通量值,使各個(gè)子光源和主控子光源之間的輸出光通量的比例回到設(shè)定的范圍內(nèi),直到達(dá)到報(bào)警條件。本發(fā)明通過(guò)對(duì)各個(gè)子光源輸出光通量的調(diào)整、補(bǔ)償,以及對(duì)主控子光源輸出光通量的控制,降低了LED光源能耗、延長(zhǎng)LED光源壽命。
      文檔編號(hào)H05B37/02GK102905445SQ20121043498
      公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
      發(fā)明者季杭峰, 方溁, 岑益超, 王米成, 孫泉明, 李立新 申請(qǐng)人:普天智能照明研究院有限公司, 杭州鴻雁電器有限公司, 杭州鴻雁東貝光電科技有限公司
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