高顯色性白光LED調(diào)光系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、發(fā)光二極管(LED:Light Emitting Diode)以發(fā)光效率高、壽命長、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在建筑、信號照明、背光、顯示、街道、室內(nèi)照明等有著廣泛應(yīng)用。目前，實(shí)現(xiàn)白光LED光源在較寬范圍內(nèi)色溫連續(xù)可調(diào)，又能在該范圍內(nèi)保持高的顯色性，近年來成為研究的熱點(diǎn)。針對寬色溫范圍內(nèi)高顯色性白光光源缺乏有效合成方法的問題，本文進(jìn)行了以下研究工作。
　　首先，根據(jù)光混合原理及脈沖寬度調(diào)制(PWM)方法，推導(dǎo)出兩通道和三通道調(diào)光關(guān)系式。兩通

2、道調(diào)光法采用冷白和暖白LED合成白光，實(shí)現(xiàn)混合光源色溫在3300K～7500K之內(nèi)，偏差小于32K。然而，光源顯色指數(shù)整體上較低，均小于90。三通道調(diào)光法采用了暖白/綠/藍(lán)LED合成目標(biāo)光源，測試結(jié)果表明:色溫在3200K～7600K之間，其最大誤差為1.82％，且顯色指數(shù)在86.5～95.3之內(nèi)，較兩通道調(diào)光法有較大提升。
　　其次，針對三通道調(diào)制的光源在低色溫時(shí)顯色指數(shù)不夠高的現(xiàn)象，本文在三通道、兩通道調(diào)光法基礎(chǔ)上，根據(jù)由實(shí)驗(yàn)

3、確立的相關(guān)色溫與特定色坐標(biāo)關(guān)系，提出一種“3+2”調(diào)光方法，通過分別控制紅/綠/藍(lán)/暖白(R/G/B/WW)驅(qū)動(dòng)信號占空比實(shí)現(xiàn)白光光源調(diào)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)混合光源光通量設(shè)置為300lm時(shí)，色溫在2900K～7600K范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，色溫偏差為0.56％，混合光源調(diào)節(jié)色溫時(shí)光通量的起伏小于2.24％，顯色指數(shù)Ra均在94～96之間，理論與實(shí)際偏差為不超過0.1;設(shè)置色溫為5000K，當(dāng)光通量取值在0～800lm范圍變化時(shí)，光通量偏差小于

4、2％。
　　最后，根據(jù)提出的“3+2”調(diào)光方法和設(shè)計(jì)指標(biāo)，設(shè)計(jì)了一種遠(yuǎn)程智能調(diào)光控制系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下功能:通過智能手機(jī)APP或紅外遙控器，實(shí)現(xiàn)光源開關(guān)、顏色變化、光通量調(diào)節(jié)、色溫調(diào)節(jié)、恒光模式及自適應(yīng)模式等，其中，恒光模式采用兩塊NRF24L01模塊進(jìn)行光照數(shù)據(jù)通信，經(jīng)多次協(xié)調(diào)使環(huán)境光照強(qiáng)度與設(shè)定值趨于一致。
　　本文提出的“3+2”調(diào)光方法，具有計(jì)算方法簡單、調(diào)光精度高、易于硬件實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。同時(shí)，構(gòu)建的這套光控系統(tǒng)不僅能