一种白光LED筒灯及无线控制器设计

基于发光二极管(LED)在芯片级和系统级合成白光,暖色温的显色指数和光效较低,不能满足室内照明的要求,提出一种色温和亮度可调、高显色指数和较高光效的混光LED筒灯设计方法及控制策略。设计采用琥珀、白、蓝三色LED加色混光照明,根据三色LED的色度坐标、光通量比例,通过ZigBee无线控制三色LED电流值和混合比例,获得不同色温和亮度下的白光。通过搭建实验平台,实际测试显示,设计实现了色温和亮度可调,而且显色指数高。     

PWM调制占空比对混合白光LED光源光色度的影响

脉冲宽度调制(PWM)是LED照明光源智能控制的常用方法,为了准确控制混合白光LED光源的光度和色度,本文研究了基于两种不同色温白光LED的混合光源双通道PWM调制光色度理论模型,推导出混合光源色坐标、相关色温、最大亮度与双通道调制脉冲占空比比值的关系式。采用暖白光(色温3282K)和冷白光(色温12930K)两种白光LED进行混色实验,通过单片机控制脉冲宽度实现占空比可调。结果显示实验测量值与理论计算值吻合很好,证明理论模型的正确性。实验结果同时表明采用双通道PWM调节混合光源的色坐标和色温时,在相关色温4233K~7316K范围内可以保证光源亮度(光通量)输出值不低于最大值的70%。     

三基色白光LED光源颜色稳定性的研究

在介绍LED光谱特性及色品坐标的基础上,针对三基色白光LED光色不稳定问题,分析了温度对不同材料、不同颜色组成白光的三基色LED光谱特性及色度坐标的影响。利用混色方程,验证了通过对三基色组成LED光通量比例的控制可以使三基色白光的颜色满足约束条件,达到颜色稳定的目的。     

商用白光LED灯的特性研究

研究了集成封装的大功率白光LED灯的光色电特性。在相同测试环境条件下。测试并比较了采用铜基板和铝基板封装的3W功率白光LED灯的光电参数,分析发现．随着驱动电流的增加．发光效率降低。并且两种材料基板的发光效率降低程度不同。对配有不同规格散热器NLSD灯,工作4小时内光通量、色坐标以及色温等光色参数进行溺试．并分析光色参数与散热器温良的关系,发现自光LED灯的平衡状态温良随着散热器规格相异而不同。研究结果还发现．不同的热平衡温度对LED灯的光通量衰减影响程度不同。结果表明,对于大功率白光LED灯．使用高热导率的铜基板比铝基板可获得更好的散热效果;湿度是造成大功率白光LED光通量衰减的重要原因;散热器温度的变化对照明用白光LED灯的色坐标和色温影响较小。     

高亮度白光LED混色理论及其实验研究

针对LED在智能照明领域的革命性发展趋势,提出了采用不同色温白光LED进行混色并实现色温可调的理论.实验采用低色温(2700～2900K)和高色温(7000～8000K)两种白光LED样品进行串联和并联混色,研究混色后白光LED的光谱、色温、色坐标和显色指数及其随正向电流变化的调光效果；并通过光谱函数拟合理论计算验证混色后光谱、色温和色坐标.结果表明:混色后绝对光谱符合各白光LED绝对光谱的叠加；实验与理论计算光谱均方差基本一致；混色后色坐标符合各高低色温白光LED色坐标连接的直线上,实验与理论计算误差小于0.9％；并联混色比串联混色可调色温范围大,在2700～6000 K以上；串并联混色后都有较好的显色指数,串联混色显色指数均保持在80以上,并联混色显色指数保持在75以上.     

相关色温8000～4000K的白光LED的发射光谱和色品质特性

报告和分析 80 0 0、6 40 0、5 0 0 0和 4 0 0 0K色温的白光LED的发射光谱、色品质和显色性等特性 ,它们与工作条件密切相关。随着正向电流IF 的增加 ,色品坐标x和y值逐渐减小 ,色温增大 ,发生色漂移 ,而光通量呈亚线性增加 ,光效逐渐下降。由于在白光LED中发生光转换过程 ,产生光吸收的辐射传递 ,致使白光中InGaN芯片的蓝色电致发光光谱的形状和发射峰发生变化。白光LED的特性在很大程度上受InGaN蓝光LED芯片性能的制约。人们可以实现 80 0 0～ 4 0 0 0K四种色温白光LED ,显色指数高 ,且制作的白光LED的色容差可以达到很小 ,实现优质的白光照明光源1。     

LED芯片激发荧光粉合成白光照明光源显色性的控制

光通量,色温和显色性是光源的三大重要指标。半导体LED从指示．显示应用过渡到照明应用，产品的显色性控制和评价是一个新的课题。本文应用光源显色性原理分析影响产品显色性的因素，并通过相关的试验探讨如何通过材料选型和工艺措施，控制蓝光LED激发荧光粉合成白光工艺制作的半导体LED光源的显色性。使之达到预定指标。     

低色温高显色性白光LED制备及其性能的研究

通过在YAG黄色荧光粉中掺杂两种红色荧光粉进行白光LED封装测试,研究了这两种红粉对白光LED色温和显色性的影响,实验表明,调整YAG荧光粉与两种红色荧光粉的配比,能够制造出低色温、高显色性的白光LED。     

科锐推出新型照明级PLCC LED

科锐公司宣布光通量大于100lm的全新XLarap MX-3LED已实现量产。XLamp MX-3LED使得科锐的照明级性能在更多应用中得到实现,进一步提高照明均匀性和LED之间的色彩一致性。MX-3可提供在350mA条件下,高达122lm的冷白光（6500K）和高达100lm的暖白光（3500K）的光输出。     

高显指LED灯具的研究与开发

目前市场上使用的白光LED大部分是使用蓝光芯片激发黄色荧光粉这一传统方式获得,虽然这种LED制作工艺成熟、成本低、光效高,但显色指数并不理想,不能满足优质照明要求。本文提出一种提高灯具显色指数的新方法,在常规白光LED中加入红光LED提升白光光谱中的红光成分,加入绿光LED提升混光系统的光色品质。通过实验找到混光系统显指最高且光色品质最佳时的光通量比例为Φ_W∶Φ_R∶Φ_G=7.12∶1∶1。运用此方法,开发一款3 500 K色温高显指(90以上)灯具。与其他方法相比,本方案更易于实现,为高显色性高光色品质的照明灯具研究提供了新的思路。     

可调色温白光LED能效和显色性仿真分析(英文)

白光LED的能效和显色性是其作为普通照明光源最重要的两项指标,对于可调色温的白光LED照明光源,同时实现高能效和高显色性非常重要。多芯片白光LED的色温、能效(辐射光效)和显色性可以通过选择LED芯片的峰值波长以及改变各个LED芯片的相对功率来进行调节与优化。本文提出了一个新的更接近实际的LED相对光谱功率分布曲线数学模型,在此模型的基础上利用软件仿真的方法分析了可调色温白光LED的能效和显色性,并且给出了几个比较满意的典型结果,可用于指导白光LED的设计,而且运用此方法还可以预测出白光LED在某些物理条件下的极限能效。     

组合式LED模块标准光源组研究

研制了一种组合式LED模块标准光源组。LED模块标准光源组由可调节角度和长度的支臂和多颗白光LED组成,LED的芯片直接封装到热电制冷器TEC上保持光通量恒定。根据待测光源的形状和光通量,确定LED颗数并调节支臂,使组合成的LED模块与待测LED模块相仿,作为车灯LED模块积分球光通量测试的标准光源。实验结果表明,用4颗LED组成17001m的光源组,每10分钟测试一次,测试10次后的不稳定度为2．0％。组合式LED模块标准光源组光通量恒定,具有广泛的应用前景。     

基于Talbot效应的LED器件测试及应用技术研究

基于Talbot效应[1]的LED脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)驱动方式是目前唯一能实现LED大范围调光但不改变器件颜色的驱动方式,在LED显示领域有极大的应用价值.然而,却少有文献对该驱动方式下器件性能进行深入探讨.本文就从研究PWM驱动和普通恒流驱动LED在光通量、光效、色温的差异入手,在实验室现有测试设备基础上提出了适用于PWM驱动形式的特殊测试方法,自制了测试工具,初步比较了两者给器件性能带来的不同影响.实验结果表明:1)本文提出的PWM驱动LED平均光通量测试方法,有效解决了实验室现有设备只能测试恒定信号的限制;2)PWM驱动方式确在控制色温上有优势,但会牺牲器件光效,实际应用时应加以注意.     

基于“视觉亮度”的白光LED光色性能研究

从＂视觉亮度＂的角度,研究了脉冲驱动和恒流驱动下白光LED的光色性能。实验结果表明：占空比小于70%时,脉冲驱动LED的光通量比直流驱动的低,但是人眼感觉到的＂视觉亮度＂却相等;占空比大于70%时,脉冲驱动下消耗的功率值低于直流驱动的,光通量却高于直流驱动;高脉冲电流驱动下的白光LED的色坐标向等能白光靠近2.5%~4.6%,光谱三原色的蓝色比值增加约为5%,色温也得到明显的提高,从而增强人眼对白光LED发光亮度的刺激响应。同时,运用视觉脉冲响应函数和人眼视觉惰性的特性对Talbot定律做了简单的修正。并结合人眼的感光特性,很好的解释了脉冲驱动能够提高人眼＂视觉亮度＂的现象。     

钨酸锂铕荧光粉封装性能的研究

文章介绍了获得白光LED的几种主要方法,并研究了钨酸锂铕（EiEuW2O8）与YAG：Ce^3＋的不同配比组合封装对白光LED的光效、色温、显色指数等的影响。结果显示,随着LiEuW2O8含量从60％增至90％,显色指数升高到86,但是光效下降了近20lm／W,色温也大幅升高至15000K。分析原因,作者认为这主要是由于荧光粉的发光效率偏低造成的。     

基于Talbot效应的LED器件测试技术研究

研究了基于Talbot效应的脉冲宽度调制（PWM）驱动和普通恒流驱动造成的LED光通量、光效、色温等参数的差异。在实验室现有测试设备基础上提出了适用于PWM驱动形式的特殊测试方法,自制了测试工具,初步比较了两种驱动方式对于器件性能的影响,实验结果表明：PWM驱动的LED平均光通量测试方法有效解决了实验室现有设备只能测试恒定信号的限制。PWM驱动方式在控制色温上有优势,但会降低器件光效,实际应用时应加以注意。     

LED用硅酸盐红色荧光粉的发展现状

目前的主流白光LED产品显色指数偏低、色温较高,限制了其在室内照明等领域的发展,而红色荧光粉对白光LED显色指数的提高及色温的改善有着极其显著的作用。综述了硅酸盐红色荧光粉的发展现状。硅酸盐基质红色荧光粉因其化学稳定性和热稳定性好、激发范围宽、发射峰强等优点在LED用红色荧光粉中占有重要的地位。     

白光LED用远程荧光技术

新型的远程荧光技术能有效地改善目前封装技术中存在的出光不均匀、色温漂移、芯片发热导致荧光粉性能衰减等缺点,可广泛应用于COB集成封装、大功率LED和贴片型LED封装,或者直接用于制造照明灯具产品,是白光LED制造技术的又一次创新。将远程荧光技术与大功率LED集成封装技术结合制备白光LED光源,结果表明,LED照明器件的光色一致性高,光效可达到100 lm/W,具有广阔的市场前景。     

LED照明的最新技术及其发展动向

本文阐述了发光效率商、显色性好的LED照明,如将其瞬时点灭的特性应用于信号灯和指示灯,则能达到垃眼与节能的双重效果。而且,LED照明具有容易改变光谱分布的特性,在达到“薄明视”光谱视觉条件下,含有很多510nm附近的短波,光通量虽少,但亮度相同,因而使新开发的LED防范灯进一一步实现节能。此外,还介绍了测光技术中存在的课题,以及LED照明和有机EL照明的发展方向。     

Present Status of Energy Saving Technologies and Future Prospect in White LED Lighting

This paper describes the present status and future prospects on the efficient energy‐saving lighting system based on white light‐emitting diodes (LEDs) technologies. Three types of white LEDs are introduced in terms of the fundamental lighting properties which are related to the improvement in luminous efficacy and color rendering. Practical applications using the efficient white LED lighting system are demonstrated. Copyright © 2007 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.