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.     

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。     

双通道PWM的冷暖白光LED混色模型研究

LED光色度的动态调节是实现智能照明的基础, 采用冷暖白光LED和双通道脉冲宽度调制(PWM)法,基于1931CIE标准建立混合光源模型,推导出混合光源色坐标、相关色温 、最大亮度、显色指数与双通道调制脉冲 占空比比值的关系式。采用暖白光(色温3282 K)和冷白光(色温12930K)两种白光LED进行 混色实验, 通过微控制器输出PWM信号控制LED驱动电源,改变冷色光和暖色光的比重,得到的混合 光源色坐 标、最大亮度、相关色温及显色指数值与理论计算值吻合很好,证明了理论模型的正确性。 理论和实验结 果还表明,混合光源在双通道调制脉冲占空比比值为1的附近可得到低色温、高显色性和大 光通量的混合白光。     

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。     

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。     

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。     

近紫外芯片激发三基色荧光粉制作的白光LED

使用发射波长为395～400 nm的近紫外LED芯片来激发发射峰值波长分别在615,505和445 nm的红绿蓝三基色荧光粉,建立三基色荧光粉混光理论模型,制作不同色温下高显色指数白光发光二极管,研究其光电特性。实验结果表明,采用近紫外激发的三基色白光器件色温为3 000～9 000 K范围内,其显色指数均能保持在80～90之间;当色温大于5 000 K时,显色指数可以达到85;测试结果与理论计算吻合良好。最后,实验证明加入TiO2粉末可消除白光LED中残余近紫外线,三基色荧光粉白光LED色度参数受工作电流变化的影响较小。     

基于红白蓝模式色温可调的LED照明系统

根据混色原理,证明了利用红光、正白光和蓝光三种颜色的LED混合实现色温调节的可行性。把色温可调白光LED照明系统分为五个模块,对五个模块进行设计和优化,实现了显色指数高、色温动态可调、光谱覆盖范围广、能适应不同时间、场所对色温可变要求的LED照明系统。     

峰值波长和浓度对转光膜与白光LED发光性能的影响

本文以高折射率有机硅胶和无机Y3Al5O12:Ce3+发光材料为原料,采用加热固化的方法制备出有机/无机转光膜,系统的研究了发光材料的峰值波长和浓度对于转光膜和制备的白光LED光色性能的研究,并进行了机理分析。研究结果表明：不同峰值波长变量中,545nm对应白光LED最大的光通量,是由于其光谱与人眼明视觉曲线具有最大的重叠面积有关;不同浓度变量中,由于存在发光材料的吸收饱和现象,在9%浓度时白光LED最大的光通量,色温则与浓度变化呈现单向递减趋势,色坐标和光色均匀度则随着浓度的提高而提高,综合多种指标获得本研究中最佳工艺参数为峰值波长为545nm,浓度为9%,对应白光LED器件光通量为131.5lm,色温4551K,色坐标（0.3479,0.3758）,光色位置处于黑体辐射曲线的白光区,说明了转光膜在白光LED领域应用的可行性。     

固定相关色温下三基色合成白光LED的光谱优化

通常获得白光LED的高光视效能（K）往往是以降低其显色指数（Ra）为代价的,本文在固定相关色温（CCT）为3 000±10 K下,通过调配三基色白光LED光谱参数来寻求K和Ra的最佳平衡。模拟结果表明：当三基色白光LED的3个峰值波长分别为467、550和618 nm,半高宽（FWHM）分别为30、71和23 nm以及...     

理解LED驱动器拓扑结构选择

过去几年来,高亮度发光二极管（HB-LED）在每封装流明输出和光效（单位为1 m/W）方面的性能快速提升。商用的1W LED已提供有冷色温LED（色温5000K）的每封装流明输出超过1001 m,光效达1001m/W,而相同功率等级的暖色温白光LED（色温3000～3500K）也超过了70～801 m。与两年前相比,这些性能等级提高了30%～40%。     

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。     

荧光粉层形状对白光LED空间色温均匀性的影响北大核心CSCD

荧光粉的吸收散射特性、粒径分布及荧光粉涂层的形状对白光LED色温角空间分布具有直接影响。通过Mie散射理论对不同形状的荧光粉涂层进行了光学计算仿真,研究了荧光粉涂层形状对白光LED空间色温分布的影响规律,以及不同形状的荧光粉涂层效率,并从中找出色温均匀性最佳的荧光粉涂层形状。根据仿真结果,采用具有精确控制喷胶量和喷涂位置功能的高速喷胶技术对1mm2大功率芯片的荧光粉涂层的涂敷工艺进行实验制作,控制器件的平均色温在5 000K,获得荧光粉涂层形状对白光LED色温角空间分布影响的测量结果与计算仿真结果相吻合。通过该方法制作的荧光粉涂层使白光LED的最小色温差异达到537K,远优于目前一般采用的荧光粉涂敷技术。     

荧光粉层形状对白光LED空间色温均匀性的影响

荧光粉的吸收散射特性、粒径分布及荧光粉涂层的形状对白光LED色温角空间分布具有直接影响。通过Mie散射理论对不同形状的荧光粉涂层进行了光学计算仿真,研究了荧光粉涂层形状对白光LED空间色温分布的影响规律,以及不同形状的荧光粉涂层效率,并从中找出色温均匀性最佳的荧光粉涂层形状。根据仿真结果,采用具有精确控制喷胶量和喷涂位置功能的高速喷胶技术对1mm2大功率芯片的荧光粉涂层的涂敷工艺进行实验制作,控制器件的平均色温在5 000K,获得荧光粉涂层形状对白光LED色温角空间分布影响的测量结果与计算仿真结果相吻合。通过该方法制作的荧光粉涂层使白光LED的最小色温差异达到537K,远优于目前一般采用的荧光粉涂敷技术。     

Cree公司白光LED光视效能首次达到131 lm／W

LED制造商Cree公司宣称其冷白光LED原型机光视效能达到131 lm／W，相关色温6027K，且该测量结果通过了美国国家标准与技术研究学院（NIST）认证。     

多基色白光LED的配色研究

利用基色光混色的方法对三基色和四基色白光LED进行了配色研究。固定相关色温为(5 500±20)K的条件下,在可见光范围内将不同峰值波长、半宽的基色光进行混色,得到显色指数和光视效能与峰值波长和半宽的关系。其中,三、四基色白光LED的显色指数最高分别达到89和96.7,对应的光视效能分别为353lm/W和340lm/W。同时,计算结果表明,增加基色光的数目后,提高了白光LED的显色性及显色稳定性。     

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。     

多芯片集成大功率白光LED照明光源

通过对自行设计的集成功率型1W白光LED进行测试，发现当持续点亮900h时，其光通量衰减只有12％，比传统支架型封装的白光LED明显慢，而色温飘移也不明显。1W白光LED的色温可以覆盖2700～13000K，并且显色指数均可做到80以上，完全能够满足普通照明对光性能指标的要求。通过对多颗小功率芯片(60mW)进行不同的串并联组合，可以实现不同的额定电压与电流，可以更好地匹配驱动器的设计，提高整体发光效能，降低成本，并满足不同场合的需求。最后给出了3个典型LED驱动设计实例。     

光谱拟合反演法制备高显色指数白光LED的研究

荧光粉受激发产生的白光LED照明光源存在显色指数较低的问题.对此提出一种利用光谱拟合反演高显指目标光谱的方法,针对已知白光LED计算提高该光源所需补充的单色光LED种类及光谱系数.利用光谱拟合方法分析添加不同波段的光谱对白光LED显指和色温的影响.并通过拟合反演的方法进行补光设计,使用一到两种单色光LED,将冷白光源和中性白光源的显指分别提高至92.3和96.8.实验结果表明,使用红光与蓝绿光、低波长绿光LED补光后,大幅度提高了荧光粉受激发产生的白光LED光源的显色性.     

白光LED荧光粉远场涂覆光学性质

研究了白光LED远场隔离封装中隔离距离对发光效率及相关色温(CCT)的影响。实验结果表明,低电流输入条件下,白光LED的发光效率随芯片表面到荧光粉层距离变化是非线性的,当芯片表面到荧光粉层距离为0.88mm时具有最佳发光效率74lm/W,白光LED相关色温随着距离的增加呈线性下降。这为白光LED的一次光学设计提供了实验依据。