[發(fā)明專利]一種白光LED色溫控制方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108271293B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設計）人: 陳煥庭;陳耀庭;周小方;黃俊鑫
• 申請（專利權）人: 閩南師范大學
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

本發(fā)明公開了一種白光LED色溫控制方法及系統(tǒng)。所述方法及系統(tǒng)首先獲取直流驅動模式下白光LED的第一峰值波長模型和雙脈沖驅動模式下所述白光LED的平均驅動電流公式；然后根據(jù)所述第一峰值波長模型和所述平均驅動電流公式確定所述雙脈沖驅動模式下所述白光LED的等效峰值波長變化幅度最小條件。通過控制所述白光LED的各參數(shù)滿足所述等效峰值波長變化幅度最小條件，即可控制所述白光LED的色溫變化范圍最小，從而使所述白光LED色溫保持穩(wěn)定狀態(tài)，提高了白光LED色溫的穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明涉及LED照明技術領域，特別是涉及一種白光LED色溫控制方法及系統(tǒng)。

背景技術

以發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，簡稱為LED)為核心的半導體照明技術是本世紀最具發(fā)展前景的新興高技術領域之一，LED與白熾燈及熒光燈等傳統(tǒng)光源相比，具有超長壽命、響應速度快、發(fā)光效率高、無污染、綠色環(huán)保等優(yōu)點。LED光源要作為一種普通光源進入照明市場，產(chǎn)品的照明質量、商業(yè)可行性及經(jīng)濟價值等都是要慎重考慮的因素。色溫是表示光源光譜質量最通用的指標，因此作為衡量照明質量的光源色溫要求成為大功率白光LED必須滿足的條件之一。

白光LED是由藍光LED芯片和YAG熒光粉構成。藍光LED芯片發(fā)射的藍色光譜將激發(fā)YAG熒光粉產(chǎn)生黃色光譜，白光LED的色溫由該兩部分光譜(LED芯片發(fā)射藍色光譜和YAG熒光粉產(chǎn)生黃色光譜)所決定。由于熒光粉發(fā)射光譜與LED芯片激發(fā)光譜存在緊密關系，隨著LED芯片峰值波長偏移將引起熒光粉量子效率變化，各個色彩的光譜成分比例也發(fā)生變化，器件負載不同電流條件導致白光顏色偏移問題。在直流和PWM驅動模式下，都將引起照明系統(tǒng)的顏色波動問題，相關研究表明，在RGB白光LED照明系統(tǒng)中，光譜幅度1％的變化，峰值波長1nm的偏移都將引起顯著的顏色變化。盡管不同設備對光源色溫的要求有所不同，但如果超出人眼比較適應的色溫范圍，照明對人的生理、心理都會產(chǎn)生負面影響。

目前有兩種較為常用的調(diào)光驅動模式：直流驅動和PWM驅動模式。直流驅動模式下器件發(fā)光效率高，但是該模式調(diào)光精度低。PWM調(diào)光驅動模式下調(diào)節(jié)精度高，但器件的發(fā)光效率較低，這是由于LED器件輸出光通量與加載電流成非線性關系。針對直流驅動和PWM驅動模式存在的不足，近年提出了一種雙脈沖驅動模式，該驅動模式可有效提高照明系統(tǒng)的發(fā)光效率。白光LED照明系統(tǒng)的顏色存在復雜動態(tài)變化規(guī)律，然而目前大部分研究集中于直流或PWM模式下白光LED器件的顏色穩(wěn)態(tài)特性，對于雙脈沖下混合白光LED系統(tǒng)的顏色動態(tài)特性及應用研究仍缺乏相關研究。因此在雙脈沖驅動模式下如何控制白光LED色溫的穩(wěn)定性，是本領域亟需解決的技術問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種白光LED色溫控制方法及系統(tǒng)，通過對峰值波長變化范圍的控制實現(xiàn)白光LED色溫控制，能夠使色溫變化范圍最小，提高白光LED色溫的穩(wěn)定性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種白光LED色溫控制方法，所述方法包括：

根據(jù)二極管肖特萊模型確定直流驅動模式下白光LED的第一峰值波長模型；

獲取雙脈沖驅動模式下所述白光LED的平均驅動電流公式；

根據(jù)所述第一峰值波長模型和所述平均驅動電流公式確定所述雙脈沖驅動模式下所述白光LED的等效峰值波長變化幅度最小條件；

根據(jù)所述等效峰值波長變化幅度最小條件控制所述白光LED的色溫保持穩(wěn)定狀態(tài)。

可選的，所述根據(jù)二極管肖特萊模型確定直流驅動模式下白光LED的第一峰值波長模型，具體包括：

根據(jù)二極管肖特萊模型確定所述白光LED的電流-電壓特性：