專利名稱：：暖白加紅綠藍(lán)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：
，特別是涉及一種暖白加紅綠藍(lán)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(shí)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(dú)立回路，通過調(diào)節(jié)各回路的驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(shí)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(shí)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)R9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(dòng)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)問題是提供一種暖白加紅綠藍(lán)LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，使得白光在色溫2700K6500K范圍內(nèi)可進(jìn)行色溫調(diào)節(jié)和光通調(diào)節(jié)，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)方案是提供一種暖白加紅綠藍(lán)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)暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED的相對(duì)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暖白光、紅光、綠光和藍(lán)光的光通百分比；(2)選擇暖白光LED組成暖白光LED回路，并與暖白光控制電路串聯(lián)；選擇紅光LED組成紅光LED回路，并與紅光控制電路串聯(lián)；選擇綠光LED組成綠光LED回路，并與綠光控制電路串聯(lián)；選擇藍(lán)光LED組成藍(lán)光LED回路，并與藍(lán)光控制電路串聯(lián)；(3)根據(jù)暖白光LED回路、紅光LED回路、綠光LED回路和藍(lán)光LED回路的光通與驅(qū)動(dòng)電流的關(guān)系，確定暖白光LED回路、紅光LED回路、綠光LED回路和藍(lán)光LED回路的驅(qū)動(dòng)電流；(4)通過對(duì)應(yīng)的控制電路，分別對(duì)暖白光LED回路、紅光LED回路、綠光LED回路和藍(lán)光LED回路提供確定的驅(qū)動(dòng)電流，從而所需色溫下的獲得高顯色性白光。所述的暖白加紅綠藍(lán)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(zhǎng)為620640nm；所述的綠光LED的主峰波長(zhǎng)為510530nm；所述的藍(lán)光LED的主峰波長(zhǎng)為450470nm。所述的暖白加紅綠藍(lán)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(zhǎng)更可取的是625635nm；所述的綠光LED的主峰波長(zhǎng)更可取的是515525nm；所述的藍(lán)光LED的主峰波長(zhǎng)更可取的是455460nm。所述的暖白加紅綠藍(lán)LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法中所述的暖白光LED的色溫為2800K3500K，其中藍(lán)光成份的相對(duì)光譜強(qiáng)度為0.30.65。所述的暖白加紅綠藍(lán)LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法中所述的藍(lán)光成份的相對(duì)光譜強(qiáng)度更可取的是0.450.55。所述的暖白加紅綠藍(lán)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。所述的暖白加紅綠藍(lán)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暖白光控制電路、紅光控制電路、綠光控制電路、藍(lán)光控制電路進(jìn)行光通調(diào)節(jié)和色溫調(diào)節(jié)。所述的暖白加紅綠藍(lán)LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法中所述的暖白光LED回路由一顆或至少兩顆暖白光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；所述的藍(lán)光LED回路由一顆或至少兩顆藍(lán)光LED進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合連接組成。所述的暖白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法中所述的暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)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暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED在額定功率的最大光通來確定。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(diǎn)和積極效果利用色光混合相加原理和光源顯色性評(píng)價(jià)方法，通過對(duì)暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED組合進(jìn)行計(jì)算機(jī)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的暖白光加紅綠藍(lán)LED組合，確定了暖白光LED的色溫范圍和藍(lán)光成份的相對(duì)光譜強(qiáng)度的范圍，以及紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED的主峰波長(zhǎng)范圍，并可確定所需LED組合白光色溫下暖白光LED回路、紅光LED回路、綠光LED回路和藍(lán)光LED回路的驅(qū)動(dòng)電流，因此，控制實(shí)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是暖白光LED的相對(duì)光譜分布示意圖；圖3是紅光LED的相對(duì)光譜分布示意圖；圖4是綠光LED的相對(duì)光譜分布示意圖；圖5是藍(lán)光LED的相對(duì)光譜分布示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)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4員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種暖白加紅黃綠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暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED的光譜分布，以及光譜分布、光通和功率與驅(qū)動(dòng)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(píng)價(jià)方法，通過對(duì)暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED組合進(jìn)行計(jì)算機(jī)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的暖白光加紅綠藍(lán)LED組合，并確定了暖白光LED的色溫范圍和藍(lán)光成份的相對(duì)光譜強(qiáng)度的范圍，以及紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED的主峰波長(zhǎng)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(shí)施例由3顆功率1W的暖白光LED、1顆功率1W的紅光LED、1顆功率1W的綠光LED和1顆功率1W的藍(lán)光LED和各自的控制電路組成，其連接關(guān)系如圖1所示。暖白光LED在驅(qū)動(dòng)電流350mA下的色溫為3183K，其相對(duì)光譜分布如圖2所示，從圖中可知其藍(lán)光成份相對(duì)光譜強(qiáng)度約為0.60；紅光LED在驅(qū)動(dòng)電流350mA下的主峰波長(zhǎng)為634.lnm,其相對(duì)光譜分布如圖3所示；綠光LED在驅(qū)動(dòng)電流350mA下的主峰波長(zhǎng)為520.2nm,其相對(duì)光譜分布如圖4所示；藍(lán)光LED在驅(qū)動(dòng)電流350mA下的主峰波長(zhǎng)為455.5nm，其相對(duì)光譜分布如圖5所示。根據(jù)暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED的相對(duì)光譜分布，以及在驅(qū)動(dòng)電流350mA下的光通，通過仿真計(jì)算確定在2700K6500K色溫范圍內(nèi)暖白光、紅光、綠光和藍(lán)光分別所需的光通比，然后，根據(jù)所需要LED組合白光的光通或額定功率，分別確定暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED的所需顆粒數(shù)組成各自的獨(dú)立回路。本實(shí)施例中暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED的顆粒數(shù)是根據(jù)在額定功率3W條件下，采用上述具體實(shí)施方法而確定。其中，暖白光LED回路由3顆暖白光LED串聯(lián)而成。根據(jù)暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED的光通與驅(qū)動(dòng)電流(或功率)的關(guān)系，初步確定暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED的驅(qū)動(dòng)電流。由于LED的相對(duì)光譜分布隨驅(qū)動(dòng)電流有變化，因此，暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED的驅(qū)動(dòng)電流還要通過仿真模擬進(jìn)行修正，最終確定在所需LED組合白光的光通(或額定功率)和不同LED組合白光色溫下的暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED的驅(qū)動(dòng)電流。暖白光LED回路由暖白光控制電路提供給定的驅(qū)動(dòng)電流，紅光LED回路由紅光控制電路提供給定的驅(qū)動(dòng)電流，綠光LED回路由綠光控制電路提供給定的驅(qū)動(dòng)電流，藍(lán)光LED回路由藍(lán)光控制電路提供給定的驅(qū)動(dòng)電流?？刂齐娐放c暖白光LED回路、紅光LED回路、綠光LED回路和藍(lán)光LED回路連接示意圖如圖1所示。根據(jù)上述具體實(shí)施方法，本發(fā)明實(shí)施例中仿真模擬得到的暖白光、紅光、綠光和藍(lán)光的光通如表1所示<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表1根據(jù)上述具體實(shí)施方法，本發(fā)明實(shí)施例中仿真模擬得到的暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED的驅(qū)動(dòng)電流如表2所示<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2本發(fā)明實(shí)施例按上述驅(qū)動(dòng)電流獲得的2700K、3000K、3500K、4000K、4500K、5000K、5700K、6500K的LED組合白光的色溫(Tc)、色坐標(biāo)(u，v)、一般顯色指數(shù)(Ra)、特殊顯色指數(shù)(R9)>9-15號(hào)樣品的平均特殊顯色指數(shù)和光通如表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，平均特殊顯色指數(shù)達(dá)到88左右，說明其獲得的白光，不僅對(duì)中等彩度顏色的顯色性非常好，而且對(duì)高彩度顏色的顯色性也非常好。特別是特殊顯色指數(shù)R9，目前實(shí)現(xiàn)的LED白光一般都較低，而本發(fā)明實(shí)施例達(dá)到90以上，表現(xiàn)更突出，解決了目前LED白光在特殊顯色指數(shù)R9上表現(xiàn)較差的難題。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(duì)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(duì)今后LED進(jìn)入高顯色照明要求場(chǎng)合和普通室內(nèi)照明的發(fā)展意義重大。采用本發(fā)明專利方法，暖白加紅綠藍(lán)LED組合實(shí)現(xiàn)的高顯色固定色溫(27006500K)白光也受本專利保護(hù)。采用本發(fā)明專利方法，對(duì)于由一個(gè)藍(lán)光LED芯片加熒光粉產(chǎn)生暖白光、一個(gè)藍(lán)光LED芯片、一個(gè)紅光LED芯片、一個(gè)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)利要求一種暖白加紅綠藍(lán)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)暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED的相對(duì)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暖白光、紅光、綠光和藍(lán)光的光通百分比；(2)選擇暖白光LED組成暖白光LED回路，并與暖白光控制電路串聯(lián)；選擇紅光LED組成紅光LED回路，并與紅光控制電路串聯(lián)；選擇綠光LED組成綠光LED回路，并與綠光控制電路串聯(lián)；選擇藍(lán)光LED組成藍(lán)光LED回路，并與藍(lán)光控制電路串聯(lián)；(3)根據(jù)暖白光LED回路、紅光LED回路、綠光LED回路和藍(lán)光LED回路的光通與驅(qū)動(dòng)電流的關(guān)系，確定暖白光LED回路、紅光LED回路、綠光LED回路和藍(lán)光LED回路的驅(qū)動(dòng)電流；(4)通過對(duì)應(yīng)的控制電路，分別對(duì)暖白光LED回路、紅光LED回路、綠光LED回路和藍(lán)光LED回路提供確定的驅(qū)動(dòng)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所述的暖白加紅綠藍(lán)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(zhǎng)為620640nm；所述的綠光LED的主峰波長(zhǎng)為510530nm；所述的藍(lán)光LED的主峰波長(zhǎng)為450470nm。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的暖白加紅綠藍(lán)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(zhǎng)為625635nm；所述的綠光LED的主峰波長(zhǎng)為515525nm；所述的藍(lán)光LED的主峰波長(zhǎng)為455460nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的暖白加紅綠藍(lán)LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，其特征在于，所述的暖白光LED的色溫為2800K3500K，其中藍(lán)光成份的相對(duì)光譜強(qiáng)度為0.30.65。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的暖白加紅綠藍(lán)LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，其特征在于，所述的藍(lán)光成份的相對(duì)光譜強(qiáng)度為0.450.55。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的暖白加紅綠藍(lán)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。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的暖白加紅綠藍(lán)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暖白光控制電路、紅光控制電路、綠光控制電路、藍(lán)光控制電路進(jìn)行光通調(diào)節(jié)和色溫調(diào)節(jié)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的暖白加紅綠藍(lán)LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，其特征在于，所述的暖白光LED回路由一顆或至少兩顆暖白光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；所述的藍(lán)光LED回路由一顆或至少兩顆藍(lán)光LED進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合連接組成。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的暖白加紅黃綠LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，其特征在于，所述的暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)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暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED在額定功率的最大光通來確定。全文摘要本發(fā)明涉及一種暖白加紅綠藍(lán)LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，它由暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED，以及一個(gè)控制電路實(shí)現(xiàn)，通過控制電路分別對(duì)暖白光LED、紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED提供不同驅(qū)動(dòng)電流，產(chǎn)生不同光強(qiáng)的暖白光、紅光、綠光和藍(lán)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)和光通可調(diào)的白光。文檔編號(hào)H05B37/02GK101801142SQ20101013252公開日2010年8月11日申請(qǐng)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(guó)興,鄭利紅申請(qǐng)人:東華大學(xué)