專利名稱：：紅黃綠藍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：
，特別是涉及一種紅黃綠藍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和藍光LED組合獨立回路，通過調(diào)節(jié)各回路的驅(qū)動電流達到不同色溫的白光，其白光的顯色性一般都較差。2.采用藍光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)動電流達到不同色溫的白光，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)仍不能都達到90以上，其特殊顯色指數(shù)&仍較低。4.采用藍光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)動電流得到不同色溫的白光，其顯色性也只能達到80左右。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種紅黃綠藍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)連續(xù)可調(diào)，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)方案是提供一種紅黃綠藍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)紅光LED、黃光LED、綠光LED和藍光LED的相對光譜分布，通過仿真模擬確定所需LED組合白光色溫范圍下的紅光、黃光、綠光和藍光的光通百分比；(2)選擇紅光LED組成紅光LED回路，并與紅光控制電路串聯(lián)；選擇黃光LED組成黃光LED回路，并與黃光控制電路串聯(lián)；選擇綠光LED組成綠光LED回路，并與綠光控制電路串聯(lián)；選擇藍光LED組成藍光LED回路，并與藍光控制電路串聯(lián)；(3)根據(jù)紅光LED回路、黃光LED回路、綠光LED回路和藍光LED回路的光通與驅(qū)動電流的關(guān)系，確定紅光LED回路、黃光LED回路、綠光LED回路和藍光LED回路的驅(qū)動電流；(4)通過對應(yīng)的控制電路，分別對紅光LED回路、黃光LED回路、綠光LED回路和藍光LED回路提供確定的驅(qū)動電流，從而獲得所需色溫下的高顯色性白光。所述的紅黃綠藍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的主峰波長為620650nm；所述的黃光LED的主峰波長為575595nm；所述的綠光LED的主峰波長為515535nm；所述的藍光LED的主峰波長為450470nm。3所述的紅黃綠藍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的主峰波長更可取的是630640nm；所述的黃光LED的主峰波長更可取的是580590nm；所述的綠光LED的主峰波長更可取的是520530nm；所述的藍光LED的主峰波長更可取的是455465nm。所述的紅黃綠藍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。所述的紅黃綠藍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紅光控制電路、黃光控制電路、綠光控制電路、藍光控制電路進行光通調(diào)節(jié)和色溫調(diào)節(jié)。所述的紅黃綠藍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回路由一顆或至少兩顆紅光LED進行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合連接組成；所述的黃光LED回路由一顆或至少兩顆黃光LED進行串聯(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進行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合連接組成；所述的藍光LED回路由一顆或至少兩顆藍光LED進行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合連接組成。所述的紅黃綠藍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、黃光LED、綠光LED和藍光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紅光LED、黃光LED、綠光LED和藍光LED的光通來確定。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)點和積極效果利用色光混合相加原理和光源顯色性評價方法，通過對LED發(fā)出的紅光、黃光、綠光和藍光的光譜組合進行計算機仿真模擬，找到了滿足在2700K6500K色溫范圍內(nèi)，白光一般顯色指數(shù)Ra大于90和特殊顯色指數(shù)R9大于90的紅黃綠藍LED組合，確定了紅光LED、黃光LED、綠光LED和藍光LED的主峰波長范圍，并可確定所需LED組合白光色溫下紅光LED回路、黃光LED回路、綠光LED回路和藍光LED回路的驅(qū)動電流，因此，控制實施方便。圖1是本發(fā)明的控制電路與LED回路連接示意圖；圖2是紅光LED的相對光譜分布示意圖；圖3是黃光LED的相對光譜分布示意圖；圖4是綠光LED的相對光譜分布示意圖；圖5是藍光LED的相對光譜分布示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實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)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的實施方式涉及一種紅黃綠藍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紅光LED、黃光LED、綠光LED和藍光LED的光譜分布，以及光譜分布、光通與驅(qū)動電流變化的關(guān)系。利用色光混合相加原理和光源顯色性評價方法，通過對LED發(fā)出的紅光、黃光、綠光和藍光的光譜組合進行計算機仿真模擬，找到了滿足在2700K6500K色溫范圍內(nèi)，白光一般顯色指數(shù)Ra大于90和特殊顯色指數(shù)R9大于90的紅黃綠藍LED組合，并確定了紅光LED、黃光LED、綠光LED和藍光LED的主峰波長范圍。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)明實施例由1顆功率1W的紅光LED、1顆功率1W的黃光LED、1顆功率1W的綠光LED和1顆功率1W的藍光LED和各自的控制電路組成，其連接關(guān)系可通過圖1得知。其中，紅光LED在驅(qū)動電流350mA下的主峰波長為629.2nm，其相對光譜分布如圖2所示；黃光LED在驅(qū)動電流350mA下的主峰波長為585.Onm，其相對光譜分布如圖3所示；綠光LED在驅(qū)動電流350mA下的主峰波長為525.Onm，其相對光譜分布如圖4所示；藍光LED在驅(qū)動電流350mA下的主峰波長為456.2nm，其相對光譜分布如圖5所示。根據(jù)紅光LED、黃光LED、綠光LED和藍光LED的相對光譜分布，以及在驅(qū)動電流350mA下的光通，通過仿真計算確定在2700K6500K色溫范圍內(nèi)紅光、黃光、綠光和藍光分別所需的光通比，然后，根據(jù)所需要白光的光通，分別確定紅光LED、黃光LED、綠光LED和藍光LED的所需顆粒數(shù)，并組成各自的獨立回路。本實施例中紅光LED、黃光LED、綠光LED和藍光LED的顆粒數(shù)是根據(jù)在所需白光的光通為1001m條件下,采用上述具體實施方法而確定。根據(jù)紅光LED、黃光LED、綠光LED和藍光LED的光通與驅(qū)動電流的關(guān)系，初步確定紅光LED、黃光LED、綠光LED和藍光LED的驅(qū)動電流。由于LED的相對光譜分布隨驅(qū)動電流有變化，因此，紅光LED、黃光LED、綠光LED和藍光LED的驅(qū)動電流還要通過仿真模擬進行修正，最終確定在所需高顯色白光的光通和不同色溫條件下的紅光LED、黃光LED、綠光LED和藍光LED的驅(qū)動電流。紅光LED回路由紅光控制電路提供給定的驅(qū)動電流,黃光LED回路由黃光控制電路提供給定的驅(qū)動電流，綠光LED回路由綠光控制電路提供給定的驅(qū)動電流，藍光LED回路由藍光控制電路提供給定的驅(qū)動電流?？刂齐娐放c白光LED回路、紅光LED回路、綠光LED回路和藍光LED回路連接示意圖如圖1所示。根據(jù)上述具體實施方法，本發(fā)明實施例中仿真模擬得到的紅光、黃光、綠光和藍光的光通百分比如表1所示LED名稱色溫Tc(K)27003000350040004500500057006500紅光LED光通％33.5233.5233.1632.5532.0630.4029.9128.98黃光LED光通％26.3123.8320.8518.8217.2916.1314.8213.79綠光LED光通％38.2240.2242.7944.7346.1248.6049.7051.19藍光LED光通％1.952.433.203.904.534.885.586.045表1根據(jù)上述具體實施方法，本發(fā)明實施例中仿真模擬得到的紅光LED、黃光LED、綠光LED和藍光LED的驅(qū)動電流如表2所示<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2本發(fā)明實施例按上述驅(qū)動電流獲得的2700K、3000K、3500K、4000K、4500K、5000K、5700K、6500K的LED組合白光的色溫(Tc)、色坐標(u，v)、一般顯色指數(shù)(Ra)和特殊顯色指數(shù)⑷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都達到90以上，顯色性非常好；特別在特殊顯色指數(shù)R9也都達到90以上，表現(xiàn)突出，解決了目前LED白光在特殊顯色指數(shù)&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、藍光控制電路對所得到的LED白光進行光通調(diào)節(jié)和色溫調(diào)節(jié)。所以，對今后LED進入超高顯色性照明要求場合和普通照明的發(fā)展意義重大。采用本發(fā)明專利方法，紅黃綠藍LED組合實現(xiàn)的高顯色性固定色溫2700K6500K白光也受本專利保護。采用本發(fā)明專利方法，對于由一個紅光LED芯片、一個黃光LED芯片、一個綠光LED芯片、一個藍光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。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。權(quán)利要求一種紅黃綠藍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)紅光LED、黃光LED、綠光LED和藍光LED的相對光譜分布，通過仿真模擬確定所需LED組合白光色溫范圍下的紅光、黃光、綠光和藍光的光通百分比；(2)選擇紅光LED組成紅光LED回路，并與紅光控制電路串聯(lián)；選擇黃光LED組成黃光LED回路，并與黃光控制電路串聯(lián)；選擇綠光LED組成綠光LED回路，并與綠光控制電路串聯(lián)；選擇藍光LED組成藍光LED回路，并與藍光控制電路串聯(lián)；(3)根據(jù)紅光LED回路、黃光LED回路、綠光LED回路和藍光LED回路的光通與驅(qū)動電流的關(guān)系，確定紅光LED回路、黃光LED回路、綠光LED回路和藍光LED回路的驅(qū)動電流；(4)通過對應(yīng)的控制電路，分別對紅光LED回路、黃光LED回路、綠光LED回路和藍光LED回路提供確定的驅(qū)動電流，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所述的紅黃綠藍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的主峰波長為620650nm；所述的黃光LED的主峰波長為575595nm；所述的綠光LED的主峰波長為515535nm；所述的藍光LED的主峰波長為450470nmo3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅黃綠藍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的主峰波長為630640nm；所述的黃光LED的主峰波長為580590nm；所述的綠光LED的主峰波長為520530nm；所述的藍光LED的主峰波長為455465nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅黃綠藍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。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅黃綠藍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紅光控制電路、黃光控制電路、綠光控制電路、藍光控制電路進行光通調(diào)節(jié)和色溫調(diào)節(jié)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅黃綠藍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回路由一顆或至少兩顆紅光LED進行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合連接組成；所述的黃光LED回路由一顆或至少兩顆黃光LED進行串聯(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進行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合連接組成；所述的藍光LED回路由一顆或至少兩顆藍光LED進行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合連接組成。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紅黃綠藍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、黃光LED、綠光LED和藍光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紅光LED、黃光LED、綠光LED和藍光LED的光通來確定。全文摘要本發(fā)明涉及一種紅黃綠藍LED組合獲得高顯色可調(diào)色溫白光的方法，它由紅光LED、黃光LED、綠光LED和藍光LED，以及一個控制電路實現(xiàn)。通過控制電路分別對紅光LED、黃光LED、綠光LED和藍光LED提供不同驅(qū)動電流，產(chǎn)生不同光強的紅光、黃光、綠光和藍光，從而組成不同色溫的白光，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H05B37/02GK101801139SQ20101013244公開日2010年8月11日申請日期2010年3月25日優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日發(fā)明者何國興,鄭利紅申請人:東華大學(xué)