專利名稱：一種三基色混合暖白光led燈的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及半導體照明領域，尤其涉及一種三基色混合暖白光LED。
背景技術：
隨著GaN基材料外延技術的不斷進步，高亮度的紅光、藍光以及更短波長的發(fā)光二極管(LED)的性能取得了長足的進步，商品化的LED已經覆蓋了從紅光到紫外光的整個波段。目前用于實現(xiàn)白光發(fā)光LED最常規(guī)的解決方案是在1997年由Nakamura等人實現(xiàn)的利用GaN基藍光LED管芯加少量釔鋁石榴石為主的黃色熒光粉，使發(fā)射的藍光一部分激發(fā)熒光粉發(fā)出黃光與藍光混合產生白光。此方法的優(yōu)點在于技術成熟，電學特性、光學特性穩(wěn)定，成本較低于其它的解決方案。所以，幾乎所用的商品化LED照明產品都是使用此種LED 發(fā)光芯片。(說明書以下內容中所述的藍光LED均是指此類涂有熒光粉、發(fā)冷白光的藍光 LED)白光可以分為暖白光(色溫2700K CCT)LED和冷白光(色溫6000K CCT)LED。暖白光這一先進理念是由世界著名照明企業(yè)飛利浦公司率先提出的，并且已經在美國、英國、 比利時、挪威等國得到了廣泛應用。相對于黃光、冷白光，暖白光具有更高的色溫，更好的顯色性，更接近于陽光的表現(xiàn)效果，給人以溫暖的心里感受。暖白光在綠色光譜和藍色部分光譜都更加豐富，暖白光隨著距離的增加，顏色辨認更加清楚。在同等垂直照度水平下，人們易于在暖白光下辨別物體和周邊環(huán)境顏色的特點。自2009年起，飛利浦開始大力推廣暖白光LED照明。通用電氣，歐司朗隨后相繼開始推廣，暖白光LED照明必將成為半導體照明發(fā)展的必然趨勢。暖白光照明的研發(fā)也是國內照明企業(yè)走向世界的必經之路。利用合適的比例混合藍光、黃光、紅光三基色可以配出2700K CCT的暖白光，紅光的加入可以使冷白光偏暖，色溫降低。所以用前面提到的涂有黃色熒光粉的藍光LED與紅光LED串聯(lián)使用在LED照明燈具中，可以達到發(fā)出暖白光的目的。此種暖白光具有更高的流明輸出和發(fā)光效率。但是藍光LED和紅光LED是因材料不同，禁帶寬度不同，所以發(fā)光的顏色不同，當然所需能量就不同，即它們的正向導通壓降不同。藍光波長比紅光短，光需要的能量大，所以藍光LED開啟電壓大。在同一正向導通電流下，藍光LED和紅光LED的色溫與燈具內溫度成不同的函數(shù)關系。由于紅光LED在不同溫度色溫變化更加明顯，在暖白光 LED燈具啟動后，溫度由25度上升到90度左右，色溫從2100K慢慢上升到2700K，并且需要 25到30分鐘，此時間決定于燈具的散熱水平，如此長時間的色溫變化，會對照明質量，特別是室內照明和特殊照明質量產生不利的影響。如何讓暖白光LED照明產品在啟動到穩(wěn)定的時間內，色溫相對于2700K變化幅度較小，是將來高質量LED照明所必須解決的問題。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種可以使暖白光LED照明產品在啟動到穩(wěn)定狀態(tài)的時間內色溫穩(wěn)定的電路。本實用新型所采用的技術方案是一種三基色混合暖白光LED燈，包括藍光LED和紅光LED以及用于穩(wěn)定色溫的電路，所述的藍光LED的管芯內涂有黃色熒光粉，藍光LED和紅光LED串聯(lián)后接在在電源正極和接地端之間，所述的穩(wěn)定色溫的電路包括第一三極管和第二三極管，第一三極管的發(fā)射極和集電極接在紅光LED的負極與接地端之間，其基極與紅光LED負極之間接有負溫度系數(shù)熱敏電阻(R4)；第二三極管的發(fā)射極和集電極與旁路電阻(Rl)串聯(lián)后接在藍光LED 的負極與接地端之間，在紅光LED的負極與第二三極管基極之間接有正溫度系數(shù)熱敏電阻 (R5)，在第二三極管的基極與接地端之間接有負溫度系數(shù)熱敏電阻(R7)。作為優(yōu)選實施方式，所述的兩個三極管的電流增益和基極-發(fā)射極電壓相同。本實用新型在LED點亮后到穩(wěn)定狀態(tài)的過程中，通過旁路電流的作用，使紅光LED 的電流是從小到大逐漸上升直到熱穩(wěn)定，達到LED整燈色溫變化很小的目的。
圖1是本實用新型的電路原理圖。圖2是本采用實用新型后暖白光LED照明啟動的實際色溫變化圖。
具體實施方式
以下結合附圖，通過實施例進一步描述本實用新型。如圖1所示，本實用新型的三基色混合暖白光LED燈，包括藍光LED和紅光LED及其驅動電路.驅動電路中三極管Ql發(fā)射極接地，基極經R4NTC后分為兩路一路接三極管 Ql的集電極，另一路經電阻R6和R5PTC串聯(lián)后再分兩路，一路接三極管Q2的基極，另一路經電阻R7NTC接地；三極管Ql的集電極分兩路一路經電阻R4NTC接三極管Ql的基極，另一路接紅光LED2的負極。三極管Q2的發(fā)射極接地，其基極經R7NTC接地；三極管Q2的集電極經電阻R2、R3和Rl串聯(lián)后再分兩路，一路接紅光LED2的正極，另一路接涂有黃色熒光粉、且發(fā)冷白光的藍光LEDl的負極。藍光LEDl的正極接驅動電路的輸出正端。為了確保電流鏡的準確性，Ql和Q2采用集成在一個封裝里的雙晶體管器件，如S08。Ql和Q2的電流增益β、Vte等電學參數(shù)一致。本實用新型的工作原理如下如圖1所示的Ql、Q2的連接構成的基本的電流鏡結構，Ql、Q2的參數(shù)完全相同， β = β2= β，并且兩三極管具有相同的基極-發(fā)射極電壓Vbe。驅動電路總的輸出電流(Iin)全部流過藍光LEDl (大小為Iblue)后，分為兩路一路流過紅光LED2，電流大小為 Ired;另一路經Rl，R3，R2流入Q2的集電極，被稱為旁路電流，大小為Bypass。Ired與 rtypass的關系如(1)式所示。對于三極管Q1，發(fā)射極電流Ired等于其基極電流的β倍， 如(2)式所示。對于三極管Q2，發(fā)射極電流rtypass等于其基極電流的β倍，如(3)式所示。由于β相同，綜合O)、(3)式，可分別得出流過紅光LED2的電流Ired、旁路電流 Ibypass與驅動輸出電流Iin的關系，如(4)式、(5)式所示?？梢钥闯?，當LED照明燈具啟動后，驅動電路的輸出電流Iin全部流過了藍光LEDl，卻并未全部流過紅光LED2，而是經過旁路電流rtypss分流后的剩余電流部分流入了紅光LED2，即Ired < Iblue = Iin0此時紅光LED2的亮度暗于穩(wěn)定后的亮度，對色溫的貢獻小于50%。隨著燈具內部環(huán)境的溫度的上升，負溫度系數(shù)熱敏電阻R4的電阻值逐漸減小，正溫度系數(shù)的熱敏電阻R5的阻值逐漸增大，則由(4)式、(5)式可以看出，流過紅光LED2的電流Ired逐漸增大，旁路電流rtypass逐漸減小。紅光LED2的亮度逐漸達到穩(wěn)定后的亮度，對色溫的貢獻趨于50%。在燈具穩(wěn)定的25分鐘內，紅光LED2逐漸變亮的過程，穩(wěn)定了與藍光LED混合后的燈具光輸出色溫，色溫變化圖如圖2所示，變化率僅為1.22%。
權利要求1.一種三基色混合暖白光LED燈，包括藍光LED和紅光LED以及用于穩(wěn)定色溫的電路， 所述的藍光LED的管芯內涂有黃色熒光粉，藍光LED和紅光LED串聯(lián)后接在電源正極和接地端之間，其特征在于，所述的穩(wěn)定色溫的電路包括第一三極管和第二三極管，第一三極管的發(fā)射極和集電極接在紅光LED的負極與接地端之間，其基極與紅光LED負極之間接有負溫度系數(shù)熱敏電阻(R4)；第二三極管的發(fā)射極和集電極與旁路電阻(Rl)串聯(lián)后接在藍光 LED的負極與接地端之間，在紅光LED的負極與第二三極管基極之間接有正溫度系數(shù)熱敏電阻(R5)，在第二三極管的基極與接地端之間接有負溫度系數(shù)熱敏電阻(R7)。
2.根據權利要求1所述的三基色混合暖白光LED燈，其特征在于，所述的兩個三極管的電流增益和基極-發(fā)射極電壓相同。
專利摘要本實用新型屬于半導體照明領域，涉及一種三基色混合暖白光LED燈，包括藍光LED和紅光LED以及用于穩(wěn)定色溫的電路，藍光LED的管芯內涂有黃色熒光粉，藍光LED和紅光LED串聯(lián)后接在電源正極和接地端之間，穩(wěn)定色溫的電路包括第一三極管和第二三極管，第一三極管的發(fā)射極和集電極接在紅光LED的負極與接地端之間，其基極與紅光LED負極之間接有負溫度系數(shù)熱敏電阻(R4)；第二三極管的發(fā)射極和集電極與旁路電阻(R1)串聯(lián)后接在藍光LED的負極與接地端之間，在紅光LED的負極與第二三極管基極之間接有正溫度系數(shù)熱敏電阻(R5)，在第二三極管的基極與接地端之間接有負溫度系數(shù)熱敏電阻(R7)。本實用新型可以使暖白光LED照明產品在啟動到穩(wěn)定狀態(tài)的時間內色溫穩(wěn)定。
文檔編號H05B37/00GK202206588SQ201120328529
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月2日 優(yōu)先權日2011年9月2日
發(fā)明者付賢松, 李靜儀, 楊廣華, 牛萍娟, 范強 申請人:天津工業(yè)大學