白光LED照明色溫調(diào)節(jié)方法詳析
文章來源:恒光電器
發(fā)布時間:2015-10-17
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白光LED照明調(diào)節(jié)色溫的方法有：（１）白光LED與單色光Ｒ／Ｇ／Ｂ LED混合,， 調(diào)節(jié)各路的驅(qū)動電流來調(diào)節(jié)色溫,。這種方法的優(yōu)點是光譜較寬，顯色指數(shù)較高,， 但由于單色光激發(fā)效率較低,， 整體光效不高， 且各單色光隨時間溫度變化的波長偏移,， 整體色溫不易控制,， 所以這種方法沒有被廣泛采用；（２）行業(yè)上常用的方法是暖白光LED（2700K）與冷白光LED（6500K）混合調(diào)節(jié)色溫,，但是暖白光LED與冷白光LED的藍光LED芯片主波長與激發(fā)熒光粉效率不同,， 要使色溫調(diào)節(jié)從2700K到6500K， 且色容差小于７,， 須考慮如下幾點：暖白光LED 隨驅(qū)動電流變化與色溫的關(guān)系,；冷白光LED隨驅(qū)動電流變化與色溫的關(guān)系；以及冷白光LED與暖白光LED各自調(diào)節(jié)驅(qū)動電流時的混合色坐標值,。
色溫與色容差的計算
1.1 色溫計算
色溫是描述光源的發(fā)光特性的一個基本參數(shù),， 是顏色測量中的一個重要指標,。白熾燈以外的其他光源，LED照明品牌,，其光色在色度圖上不一定準確地落在絕對黑體軌跡上,，所以只能用光源與黑體軌跡最近的顏色來確定該光源的色溫，稱為相關(guān)色溫,。相關(guān)色溫的計算方法主要有三角插值法,、黑體軌跡法、模擬黑體軌跡弧線法以及ＭｃＣａｍｙ近似公式法,。其中ＭｃＣａｍｙ近似公式法最簡單且容易操作,。
ＭｃＣａｍｙ于１９９２年提出了由色坐標x、y 直接計算相關(guān)色溫（Tｃ）的函數(shù)關(guān)系式：
1.2 色容差的計算
光源發(fā)出的光譜與標準光譜之間的差別即色容差,。
根據(jù)待測光源的色溫選擇參照照明體,， 待測光源的相關(guān)色溫低于５０００Ｋ時， 參照照明體應是普朗克輻射體的光譜功率分布,； 待測光源的相關(guān)色溫高于５０００Ｋ時,， 參照照明體應是不同時相日光的光譜功率分布（標準照明體Ｄ）。待測光源（色度坐標uｋ,， vｋ） 與參照照明體（色度坐標uｒ,，LED燈管， vｒ）之間的色度差：
兩種色溫白光LED均選用同等數(shù)量０.１Ｗ小功率貼片式熒光粉涂覆型LED,，且實驗LED采用相同支架,、ＩｎＧａＮ基藍光LED 芯片、主波長為４４０～４６０ｎｍ,，裝修照明,，熒光粉為不同比例ＹＡＧ黃色熒光粉與紅色熒光粉混合。白光LED 受多重因素影響,，CE認證,，其中色度穩(wěn)定性和均勻性、散熱條件對LED性能影響比較大,。研究發(fā)現(xiàn),，電流變化對綠光光譜影響最大，國際資訊,，對白光光譜影響最小,。其中藍光LED主波長隨驅(qū)動電流的增加而變短即藍色加深，如圖１所示,，致使驅(qū)動電流變化白光LED色坐標隨之變化,， 即色溫會向高色溫方向偏移。
從圖２,、圖３可以看出,，室外照明,，設計，照明產(chǎn)品,，無論冷白光LED還是暖白光LED,，企業(yè)資訊，隨著驅(qū)動電流的增加色坐標均藍移,，即色溫增大,。
冷白光LED 與暖白光LED 混合調(diào)節(jié)色溫變化
為了使混合色溫從2700K到6500K連續(xù)調(diào)節(jié),，質(zhì)量,，需要知道兩種LED同時調(diào)節(jié)電流與色溫的關(guān)系式。根據(jù)第２節(jié),，可以得出如下思路：為了使色溫由暖色逐漸變?yōu)槔渖�,，可以先把暖白光LED驅(qū)動到最大允許電流，而把冷白光LED驅(qū)動到最小可點亮電流,，然后逐漸減小暖白光LED驅(qū)動電流,，同時逐漸增大冷白光LED驅(qū)動電流。
從下表數(shù)據(jù)可以看出兩種光色LED均在電流最大時混合的色溫為正白光,，商業(yè)照明燈具,， 暖白光LED電流由最大逐漸減為最小，而同時冷白光LED由最小點亮電流到最大電流,， 兩者混合色溫從2700K逐漸增大到6500K,，從而驗證了最初的思路。色溫調(diào)節(jié)曲線圖見圖４,。
由圖５可以看出,， 色溫從2700K到6500K色坐標的色容差全部小于７（根據(jù)ＧＢ／Ｔ２９２９４—２０１２LED筒燈性能要求， 色容差應小于６）,。
小 結(jié)
本文通過對同等數(shù)量的熒光粉涂覆型暖白光LED與冷白光LED 驅(qū)動電流與色溫關(guān)系的分析,，工程照明， 得出了兩種LED的驅(qū)動電流之比與混合色溫的關(guān)系,，隨著暖白光占的比例越大色溫向暖色溫方向移動,，反之向冷色溫方向移動，在調(diào)節(jié)過程中等間隔比例調(diào)節(jié)無法實現(xiàn)色溫的無級調(diào)節(jié)（根據(jù)以上試驗結(jié)果,，無級調(diào)節(jié)的前提是電流的非等間隔調(diào)節(jié),，但這一點的實際應用價值不大，因為隨著色溫的升高人眼對色溫變化的敏感度是成下降趨勢的）,。由圖４可見,，在冷白光與暖白光驅(qū)動電流的近似１∶１.２點處是一個較為明顯的拐點，在此點之后等間隔調(diào)節(jié)色溫變化曲線斜率降低,，即變化減緩,，在此點之前,，等間隔調(diào)節(jié)色溫變化曲線斜率可認為近似相同，但也是緩慢降低的趨勢（即實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)的要求是調(diào)節(jié)電流間隔需要逐漸增大,，但需要更進一步試驗來確定具體值）,。如果根據(jù)ＧＢ／Ｔ２９２９４—２０１２ 標準中初始相關(guān)色溫的要求的相關(guān)規(guī)定來界定色溫調(diào)節(jié)區(qū)段，綜合圖４可以得出結(jié)論： 當設置調(diào)節(jié)電流間隔值為２０ｍＡ時可滿足標準要求,，即實現(xiàn)色溫從2700K到6500K八擋連續(xù)調(diào)節(jié),。
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