CN101790264A - 一种类太阳光谱led的调光方法 - Google Patents

一种类太阳光谱led的调光方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101790264A
CN101790264A CN200910200631A CN200910200631A CN101790264A CN 101790264 A CN101790264 A CN 101790264A CN 200910200631 A CN200910200631 A CN 200910200631A CN 200910200631 A CN200910200631 A CN 200910200631A CN 101790264 A CN101790264 A CN 101790264A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
led
solar spectrum
control chip
light modulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200910200631A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101790264B (zh
Inventor
刘木清
韩凯
蔣晓波
郝静茹
江程
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fudan University
Original Assignee
Fudan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fudan University filed Critical Fudan University
Priority to CN 200910200631 priority Critical patent/CN101790264B/zh
Publication of CN101790264A publication Critical patent/CN101790264A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101790264B publication Critical patent/CN101790264B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/006—Solar simulators, e.g. for testing photovoltaic panels

Abstract

本发明属于照明控制领域，具体涉及一种类太阳光谱LED的调光方法。本发明采用集成封装有多颗涵盖可见光范围的不同颜色的LED芯片的类太阳光谱LED为光源器件，通过理论计算和实验来拟定和修正模拟不同色温太阳光所需要的多个单色LED辐射通量的比例，并将此比例存储在控制芯片内。通过控制芯片及内部数据的调用，对各种颜色LED芯片辐射通量的控制来模拟产生不同光通量、不同色温的类太阳光的白光，来模拟各种照明的情景。由于采用了光源器件中的LED芯片涵盖了可见光范围内的多种单色光，因此这种方法能够更加真实的模拟太阳发出的白光，因此用此方法产生的白光也具有更好的显色性。

Description

一种类太阳光谱LED的调光方法
技术领域
本发明属于照明控制领域，具体涉及一种类太阳光谱LED的调光方法。
背景技术
现在用于照明的白光LED，几乎完全使用了黄色荧光粉加蓝光的模式来产生白光，其显色性虽然比传统路灯使用的高压钠灯高很多，但是相比传统照明使用的白炽灯低。而这种方式在产生低色温的白光时，其颜色已经严重偏离了黑体辐射曲线，很不自然，无法产生人类在进化中已经习惯的类似太阳光的高色温白光与火光或烛光的低色温的白光。因此如何产生高显色性的白光，尤其是低色温下高品质的白光成为LED进入普通照明的关键点。CREE首先在同一个灯具中采用高色温白光LED加红色单色光LED的方法得到了显色性大于90的白光。OSRAM研发了基于蓝光LED加绿色以及红色荧光粉的白光技术，同样得到了显色性大于90的白光。两者都基于荧光粉技术，然而采用高能光子荧光粉激发的低能光子混合产生白光，即使激发效率为100％也必然会损失能量。而RGB三色产生白光由于其光谱成分只含有RGB三色，其显色性虽然远高于蓝光加荧光粉产生的白光，但距离白炽灯还有一定的差距。本发明提出了一种类太阳光谱的LED的调光方法，根据一定比例，通过控制芯片对类太阳光谱LED中每种颜色的LED独立控制其辐射通量，可模拟不同色温下的太阳光。
发明内容
本发明的目的是提出一种类太阳光谱LED的调光方法。
本发明提出的一种类太阳光谱LED的调光方法，采用调光装置对类太阳光谱LED进行调光，所述调光装置由控制芯片1、通讯接口2、调光驱动模块3和类太阳光谱LED器件4组成，控制芯片1的电源端和类太阳光谱LED器件4的共阳极分别连接电压输入的正极，控制芯片1的控制引脚连接调光驱动模块3的MOS管栅极，控制芯片1上设有通讯接口2，控制芯片1的地脚电压输入的负极连接调光驱动模块3的地脚，类太阳光谱LED器件4的阴极连接调光驱动模块3的输入端。将集成封装有多颗涵盖可见光范围的不同颜色LED芯片的类太阳光谱LED为光源器件，以不同色温下的太阳光谱能量分布作为调光目标，通过理论计算来拟定和修正模拟不同色温太阳光所需要的多个单色LED辐射通量的比例，并将此比例存储在控制芯片内，通过控制芯片及内部数据的调用，对每种颜色LED芯片单独控制来使其发出需要的辐射通量，来模拟产生不同光通量、不同色温的类太阳光的白光，以满足不同照明情景的需要。
本发明中，作为调光目标的太阳光光谱能量分布可以是测量得到的结果或者是由标准太阳光谱表达式计算得到的。
本发明中，在确定光源后，对于每个需要模拟的色温，先通过理论初步计算出各个颜色LED需要的辐射通量的比例，然后用光谱仪测试已有辐射通量配比下的色温和光通量，比较要求的色温和光通量结合人眼观察来对不同颜色LED的辐射通量进行微调，如此循环直至达到要求。
本发明中，LED辐射通量的控制方法可以采用PWM调光或电流调光，通过改变脉冲占空比或调节电流大小来得到预期的辐射通量。而在实际应用中，我们将实现调好的各种情景的调光数据以表格的方式存入控制芯片的ROM中，使用时在得到外部指令要切换到某一情景时，只需查表调用对应数据即可，方便快捷。
本发明中，可以通过对各色LED辐射通量的控制实现如：需要高光通量和高色温的工作模式、需要低光通量和低色温的休息模式等不同的照明情景。
本发明的有益效果在于：通过使用内含涵盖了可见光范围内的多种单色光LED的光源器件，能够更加真实的模拟太阳发出的白光；通过采用上述的控制方式，可以方便地通过同一个光源来模拟不同色温的日光，以满足不同照明情景的需求。
附图说明
图1为实施例1中5300k时太阳光相对光谱能量分布。
图2为实施例1七种单色LED模仿太阳光谱示意图。
图3为控制装置的结构示意图。
图4为实施例1修正后七种单色LED合成的类太阳光相对光谱能量分布。
图中标号：1是控制芯片，2是通讯接口，3是调光驱动模块，4类太阳光谱LED器件。
具体实施方式
在以下给出的详细说明和较佳实施例中，可以对本实用新型更全面了解，这些说明和附图并不仅限于特定实施例，而只是起到解释和理解的作用。实施例1：
本实施例选用内涵7颗单色LED芯片的类太阳光谱LED作为光源器件，7颗LED芯片波长分别为600nm、580nm、560nm、530nm、500nm、470nm、450nm，器件内部的LED芯片为共阳极封装。确定了光源器件后，要得到模拟不同色温太阳光所需要的7个单色LED辐射通量的比例。以模拟5300k的太阳光为例，由标准太阳光谱表达式计算得到的5300k时太阳光相对光谱能量分布，7个单色LED的辐射通量的比例初步定为其峰值波长对应的5300k时太阳光相对光谱能量分布的光谱功率的比例，并根据各单色芯片的光效，将光通量的比例转化为电流的比例。将此比例数据烧入控制芯片，并将光源器件接入电路，控制芯片1的电源端和LED器件的共阳极一起接到电压输入的正极上，LED器件的单色芯片的阴极接到调光驱动模块3的输入端，调光模块的地脚，控制芯片的地脚电压输入的负极相连。控制芯片的控制引脚接到调光驱动模块的MOS管栅极上，采样脚接在调光驱动模块的采样电阻上。同时控制芯片预留的调光脚2可以接受外部的控制信号。
电路工作原理如下，控制芯片接受到外部的调光信号，要求将输出光模拟某一特定色温的太阳光，并将输出维持在某一光通量。此时芯片读出内部ROM存储的对应调光数据，即各单色芯片的输入电流比例，再根据输出光通量的要求，得到每路单色芯片的最终电流值。芯片将这个电流值和外部调光模块上采得的即时电流值做对比，通过MOS管开关占空比的变化来调节输出电流到理想值。此时控制输入，使控制芯片输出之前预存的模拟色温5300k时太阳光的比例的电流，从而得到具有和计算得到的比例一致的辐射通量比例的类太阳光。用光谱仪测试此类太阳光，根据色坐标的偏移和人眼观察的感受来对这个比例进行微调，直到令人满意，从而得到最终的模拟5300k太阳光的比例数据。在得到所有需要被模拟的色温的太阳光所对应的比例数据后，将比例数据与色温相联系，制作成表格烧入控制芯片内。实际使用时，用户输入所需要的照明模式，控制芯片收到信号将其与相关的色温对应起来并查表调用已有的比例数据，通过电路驱动单独控制每颗LED芯片发出预设比例的辐射通量，从而得到想要的照明效果。

Claims (4)

1.一种类太阳光谱LED的调光方法，采用调光装置对类太阳光谱LED进行调光，所述调光装置由控制芯片(1)、通讯接口(2)、调光驱动模块(3)和类太阳光谱LED器件(4)组成，控制芯片(1)的电源端和类太阳光谱LED器件(4)的共阳极分别连接电压输入的正极，控制芯片(1)的控制引脚连接调光驱动模块(3)的MOS管栅极，控制芯片(1)上设有通讯接口(2)，控制芯片(1)的地脚电压输入的负极连接调光驱动模块(3)的地脚，类太阳光谱LED器件(4)的阴极连接调光驱动模块(3)的输入端；其特征在于：将集成封装有多颗涵盖可见光范围的不同颜色LED芯片的类太阳光谱LED为光源器件，以不同色温下的太阳光谱能量分布作为调光目标，通过理论计算来拟定和修正模拟不同色温太阳光所需要的多个单色LED辐射通量的比例，并将此比例存储在控制芯片内，通过控制芯片及内部数据的调用，对每种颜色LED芯片单独控制来使其发出需要的辐射通量，模拟产生不同光通量、不同色温的类太阳光的白光，以满足不同照明情景的需要。
2.根据权利要求1所述的类太阳光谱LED的调光方法，其特征在于作为调光目标的太阳光光谱能量分布采用测量得到的结果或者是由标准太阳光谱表达式计算得到的。
3.根据权利要求1所述的类太阳光谱LED的调光方法，其特征在于在确定光源后，对于每个需要模拟的色温，先通过理论初步计算出各个颜色LED需要的辐射通量的比例，然后用光谱仪测试已有辐射通量配比下的色温和光通量，比较要求的色温和光通量结合人眼观察来对不同颜色LED的辐射通量进行微调，如此循环直至达到要求。
4.根据权利要求1所述的类太阳光谱LED的调光方法，其特征在于对每种颜色LED芯片辐射通量的控制采用PWM调光或电流调光方法，通过改变脉冲占空比或调节电流大小来得到预期的辐射通量。
CN 200910200631 2009-12-24 2009-12-24 一种类太阳光谱led的调光方法 Expired - Fee Related CN101790264B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200910200631 CN101790264B (zh) 2009-12-24 2009-12-24 一种类太阳光谱led的调光方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200910200631 CN101790264B (zh) 2009-12-24 2009-12-24 一种类太阳光谱led的调光方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101790264A true CN101790264A (zh) 2010-07-28
CN101790264B CN101790264B (zh) 2013-04-17

Family

ID=42533239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200910200631 Expired - Fee Related CN101790264B (zh) 2009-12-24 2009-12-24 一种类太阳光谱led的调光方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101790264B (zh)

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102486432A (zh) * 2010-12-03 2012-06-06 西安大昱光电科技有限公司 一种太阳辐射试验装置
CN102661792A (zh) * 2012-04-24 2012-09-12 杭州泽大仪器有限公司 复合型全光谱led比色光源系统
CN103179716A (zh) * 2011-12-20 2013-06-26 明理科技有限公司 发光二极管光源仿真系统
CN103202102A (zh) * 2010-11-12 2013-07-10 东芝照明技术株式会社 光源点灯装置以及照明装置
CN103411145A (zh) * 2013-08-08 2013-11-27 复旦大学 一种四通道健康led照明系统的设计方法
CN103561506A (zh) * 2013-09-24 2014-02-05 昆山桑莱特新能源科技有限公司 用于室内的仿太阳光光色的照明装置
CN103791275A (zh) * 2014-01-14 2014-05-14 北京控制工程研究所 一种大面积平行光模拟器
CN104703335A (zh) * 2014-11-19 2015-06-10 常州市武进区半导体照明应用技术研究院 照明控制的方法、装置及系统
CN104879681A (zh) * 2015-04-22 2015-09-02 京东方科技集团股份有限公司 光源及其控制方法、背光模组和液晶显示装置
CN106594660A (zh) * 2016-12-28 2017-04-26 苏州爱彼光电材料有限公司 日光模拟光照系统
CN106641888A (zh) * 2011-07-19 2017-05-10 应用材料意大利有限公司 用于测试光电器件的方法及装置
CN106641867A (zh) * 2016-10-31 2017-05-10 华侨大学 一种自然光型led平板灯
CN106796003A (zh) * 2014-09-09 2017-05-31 深圳市客为天生态照明有限公司 一种类太阳光谱led结构
CN108811236A (zh) * 2018-04-24 2018-11-13 深圳市康康网络技术有限公司 照明方法和照明系统、及存储介质
CN109121808A (zh) * 2018-08-23 2019-01-04 清华大学深圳研究生院 一种模拟太阳光的全光谱植物用灯具
CN113167445A (zh) * 2018-08-17 2021-07-23 阿瓦隆圣萨尔有限责任公司 太阳能模拟器
CN113424661A (zh) * 2019-02-21 2021-09-21 昕诺飞控股有限公司 具有恒定照度调光的照明系统
CN113518487A (zh) * 2021-07-23 2021-10-19 北京字节跳动网络技术有限公司 用于灯具的混光方法、装置和电子设备
TWI815511B (zh) * 2022-06-20 2023-09-11 昇尚光電科技有限公司 環境光源之擬真系統及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101290340A (zh) * 2008-04-29 2008-10-22 李果华 Led太阳模拟器
CN101541120A (zh) * 2008-03-19 2009-09-23 牧德科技股份有限公司 智能型发光二极管照明系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101541120A (zh) * 2008-03-19 2009-09-23 牧德科技股份有限公司 智能型发光二极管照明系统
CN101290340A (zh) * 2008-04-29 2008-10-22 李果华 Led太阳模拟器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周卫华、周汉昌: "LED太阳模拟器的研究", 《红外》 *

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103202102A (zh) * 2010-11-12 2013-07-10 东芝照明技术株式会社 光源点灯装置以及照明装置
CN103202102B (zh) * 2010-11-12 2015-04-08 东芝照明技术株式会社 光源点灯装置以及照明装置
CN102486432A (zh) * 2010-12-03 2012-06-06 西安大昱光电科技有限公司 一种太阳辐射试验装置
CN106641888A (zh) * 2011-07-19 2017-05-10 应用材料意大利有限公司 用于测试光电器件的方法及装置
CN103179716A (zh) * 2011-12-20 2013-06-26 明理科技有限公司 发光二极管光源仿真系统
CN102661792A (zh) * 2012-04-24 2012-09-12 杭州泽大仪器有限公司 复合型全光谱led比色光源系统
CN103411145A (zh) * 2013-08-08 2013-11-27 复旦大学 一种四通道健康led照明系统的设计方法
CN103561506B (zh) * 2013-09-24 2015-12-23 昆山桑莱特新能源科技有限公司 用于室内的仿太阳光光色的照明装置
CN103561506A (zh) * 2013-09-24 2014-02-05 昆山桑莱特新能源科技有限公司 用于室内的仿太阳光光色的照明装置
CN103791275A (zh) * 2014-01-14 2014-05-14 北京控制工程研究所 一种大面积平行光模拟器
CN106796003A (zh) * 2014-09-09 2017-05-31 深圳市客为天生态照明有限公司 一种类太阳光谱led结构
CN106796003B (zh) * 2014-09-09 2019-06-21 深圳市客为天生态照明有限公司 一种类太阳光谱led结构
US10480750B2 (en) 2014-09-09 2019-11-19 Shenzhen Keweitian Eco-Lighting Co., LTD Solar spectrum-like LED structure
CN104703335A (zh) * 2014-11-19 2015-06-10 常州市武进区半导体照明应用技术研究院 照明控制的方法、装置及系统
CN104703335B (zh) * 2014-11-19 2017-09-19 常州市武进区半导体照明应用技术研究院 照明控制的方法、装置及系统
US10021750B2 (en) 2015-04-22 2018-07-10 Boe Technology Group Co., Ltd. Light source device and control method thereof, backlight module and liquid crystal display device
CN104879681A (zh) * 2015-04-22 2015-09-02 京东方科技集团股份有限公司 光源及其控制方法、背光模组和液晶显示装置
CN106641867A (zh) * 2016-10-31 2017-05-10 华侨大学 一种自然光型led平板灯
CN106594660A (zh) * 2016-12-28 2017-04-26 苏州爱彼光电材料有限公司 日光模拟光照系统
CN108811236A (zh) * 2018-04-24 2018-11-13 深圳市康康网络技术有限公司 照明方法和照明系统、及存储介质
CN113167445A (zh) * 2018-08-17 2021-07-23 阿瓦隆圣萨尔有限责任公司 太阳能模拟器
CN109121808A (zh) * 2018-08-23 2019-01-04 清华大学深圳研究生院 一种模拟太阳光的全光谱植物用灯具
CN113424661A (zh) * 2019-02-21 2021-09-21 昕诺飞控股有限公司 具有恒定照度调光的照明系统
CN113424661B (zh) * 2019-02-21 2024-03-22 昕诺飞控股有限公司 具有恒定照度调光的照明系统
CN113518487A (zh) * 2021-07-23 2021-10-19 北京字节跳动网络技术有限公司 用于灯具的混光方法、装置和电子设备
CN113518487B (zh) * 2021-07-23 2022-08-09 北京字节跳动网络技术有限公司 用于灯具的混光方法、装置和电子设备
TWI815511B (zh) * 2022-06-20 2023-09-11 昇尚光電科技有限公司 環境光源之擬真系統及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101790264B (zh) 2013-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101790264B (zh) 一种类太阳光谱led的调光方法
WO2016124106A1 (zh) 一种高显色指数的led光源模组及led灯具
CN101697654B (zh) 多光色组成led光源的相关色温及显色指数自校准电路
WO2018157540A1 (zh) 灯具装置
CN103548418B (zh) Led调光模块
CN104075162B (zh) 一种可调色温的高显色性白光led照明系统
CN203896552U (zh) 可调光的交流发光二级管装置
CN202052711U (zh) 一种色选机可调光调色led光源
CN102141210A (zh) 高显色指数高亮度照明设备及其实现多色温调节的方法
CN104373838B (zh) 一种led光源模组及led灯具
CN101808452B (zh) 使用白光加红光led组合获得高显色led白光的方法
WO2018157538A1 (zh) 灯具装置跟发光模组块
CN101764067A (zh) 一种类太阳光谱led的封装方法
CN205878043U (zh) 光源模组及带有光源模组的灯具
CN203560760U (zh) 一种led植物灯管
CN201326923Y (zh) 一种多功能led照明器
CN104754828A (zh) Led灯具发光控制方法、装置和系统
CN105914204A (zh) 一种led发光模块及led灯
CN102679246B (zh) 可实现光源混配的led射灯
CN204613561U (zh) 能调色坐标的发光二极管闪光装置
WO2024007848A1 (zh) 一种基于rgbwcla七色合一的led全光谱混色方法
CN203327345U (zh) 自动调色温的cob光源装置
CN202302921U (zh) 一种可变色温led面板灯
CN104633595B (zh) 一种以高显色指数模拟日光的led灯具
CN207021262U (zh) 一种集成封装的三基色led器件

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130417

Termination date: 20201224