CN103836418B - 高光效超高显色的高压交流暖白光led及其获得方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高光效超高显色的高压交流暖白光LED及其获得方法，该LED包括：基板；串联的预设颗粒数目的高压LED，固定于基板上；高压LED包括高压红光芯片、高压蓝光芯片和用于封装高压红光芯片和高压蓝光芯片的绿色荧光粉封装层；具有黄色荧光粉涂层的荧光外罩，与基板配合形成一容纳高压LED的空间；交流驱动控制电路，包括一个桥式整流电路和两个电流可调模块；桥式整流电路将交流电源提供的电流分成两路，分别供给两个电流可调模块；作为蓝光组和红光组的驱动。本发明所述LED光效较高，光线均匀，出光方向一致。

Description

高光效超高显色的高压交流暖白光LED及其获得方法

技术领域

本发明属于LED技术领域，涉及一种高压交流LED，特别是涉及一种高光效超高显色的高压交流暖白光LED及其获得方法。

背景技术

目前高压交流白光LED采用多个蓝光高压芯片串联激发荧光粉，以及桥式整流驱动电路来实现。现有的高压交流白光LED与直流白光LED一样都主要采用YAG荧光粉，所以其显色指数Ra在75左右。若要提高高压交流白光LED的显色指数，则需要增加红色荧光粉，但这样做却会大幅降低其光效，也就体现不出其与传统三基色荧光节能灯相比的节能优势。此外，对于暖白光而言，LED的光效还低于传统三基色荧光节能灯。因此，高压交流白光LED目前还难以推广用于室内普通照明。

为了解决上述问题，本领域技术人员提出了红光LED或芯片替代红色荧光粉，与白光LED组合产生高显色白光的方法。该方法虽然实现了高显色暖白光，但对某些饱和色的特殊显色指数仍较低。所以现有的高压交流白光LED目前仍无替代具有暖色调超高显色指数（Ra大于97）的白炽灯等产品，故而需要进一步技术创新，实现暖白光（2700K至3500K色温范围内）的，一般显色指数Ra大于98和特殊显色指数R9-R15都大于90的高光效超高显色性能的LED，以真正达到替代白炽灯的目标。同时，同批LED白光光色不一致和同一只LED白光各方向光色不一致仍是目前LED普遍存在的问题，也急需解决。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高光效超高显色的高压交流暖白光LED及其获得方法，用于解决现有高压交流白光LED的某些饱和色的特殊显色指数较低、无法替代具有暖色调超高显色指数（Ra大于97）的白炽灯等产品的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种高光效超高显色的高压交流暖白光LED，所述高光效超高显色的高压交流暖白光LED包括：基板；串联的预设颗粒数目的高压LED，固定于所述基板上；所述高压LED包括高压红光芯片、高压蓝光芯片和用于封装所述高压红光芯片和高压蓝光芯片的绿色荧光粉封装层；所述高压红光芯片和高压蓝光芯片分别单独引出正、负极至高压LED外部；串联的高压LED中，高压蓝光芯片与高压蓝光芯片进行串联形成蓝光组，高压红光芯片与高压红光芯片进行串联形成红光组；具有黄色荧光粉涂层的荧光外罩，与所述基板配合形成一容纳所述高压LED的空间；交流驱动控制电路，包括一个桥式整流电路和两个电流可调模块；所述桥式整流电路将交流电源提供的电流分成两路，分别供给两个电流可调模块；一个电流可调模块与所述蓝光组相连，作为蓝光组的驱动；另一路电流可调模块与所述红光组相连，作为红光组的驱动。

优选地，所述高压交流暖白光LED的色温范围为2700K～3500K，显色指数Ra大于98，特殊显色指数R9-R15都大于90。

优选地，当串联的高压LED的颗粒数目为4，仅驱动高压蓝光芯片且驱动电流为18.1mA时，所述高压交流暖白光LED的蓝光、绿光和黄光的辐射通量百分比分别为10.4%、38.1%和51.5%，色坐标为u=0.1999，v=0.3526；同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片，且驱动电流分别为18.1mA和5.2mA时，高压交流暖白光LED的蓝光、绿光、黄光和红光的辐射通量百分比分别为7.0%、25.7%、34.8%和32.5%，色温为2700K。

优选地，当串联的高压LED的颗粒数目为4，仅驱动高压蓝光芯片且驱动电流为18.9mA时，所述高压交流暖白光LED的蓝光、绿光和黄光的辐射通量百分比分别为12.9%、40.4%和46.7%，色坐标为u=0.1944，v=0.3476；同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片，且驱动电流分别为18.9mA和4.7mA时，高压交流暖白光LED的蓝光、绿光、黄光和红光的辐射通量百分比分别为9.2%、28.7%、33.2%和28.9%，色温为3000K。

优选地，当串联的高压LED的颗粒数目为4，仅驱动高压蓝光芯片且驱动电流为19.9mA时，所述高压交流暖白光LED的蓝光、绿光和黄光的辐射通量百分比分别为16.8%、43.2%和40.0%，色坐标为u=0.1869，v=0.3397；同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片，且驱动电流分别为19.9mA和4.0mA时，高压交流暖白光LED的蓝光、绿光、黄光和红光的辐射通量百分比分别为12.7%、32.5%、30.1%和24.7%，色温为3500K。

本发明还提供一种高压LED，所述高压LED包括：高压红光芯片及引出至高压LED外部的红芯片正、负极；高压蓝光芯片及引出至高压LED外部的蓝芯片正、负极；用于封装所述高压红光芯片和高压蓝光芯片的绿色荧光粉封装层。

本发明还提供一种交流驱动控制电路，所述交流驱动控制电路包括：桥式整流电路，输入端与交流电源相连；两个电流可调模块，分别与所述桥式整流电路的输出端相连，用以分别调节自身提供的驱动电流的大小。

本发明还提供一种高光效超高显色的高压交流暖白光LED的获得方法，所述高光效超高显色的高压交流暖白光LED的获得方法包括：将串联的预设颗粒数目的高压LED固定于基板上；所述高压LED包括高压红光芯片、高压蓝光芯片和用于封装所述高压红光芯片和高压蓝光芯片的绿色荧光粉封装层；所述高压红光芯片和高压蓝光芯片分别单独引出正、负极至高压LED外部；串联的高压LED中，高压蓝光芯片与高压蓝光芯片进行串联形成蓝光组，高压红光芯片与高压红光芯片进行串联形成红光组；将具有黄色荧光粉涂层的荧光外罩与所述基板配合形成一容纳所述高压LED的空间，形成高压交流暖白光LED；将交流驱动控制电路的两路驱动输出端分别与蓝光组和红光组相连；交流驱动控制电路包括一个桥式整流电路和两个电流可调模块；所述桥式整流电路将交流电源提供的电流分成两路，分别供给两个电流可调模块；每个电流可调模块的输出端均为一路驱动输出端；通过所述两个电流可调模块分别调节供给所述蓝光组和红光组的驱动电流，进而实现对高压交流暖白光LED的光通和色温的调节，获得满足所需色温和光通的高压交流暖白光LED。

优选地，所述高压LED的颗粒数目根据所需暖白光的光通大小以及单颗高压LED在额定功率下的最大光通确定。

优选地，所述高压交流暖白光LED光通的调节方法还包括：通过调整绿色荧光粉封装层中绿色荧光粉与封装材料的百分比，控制高压蓝光芯片激发绿色荧光粉封装层中的绿光荧光粉后剩余蓝光的辐射通量，从而获得仅驱动高压蓝光芯片时不同色坐标的高压LED。

优选地，所述高压交流暖白光LED光通的调节方法还包括：通过调整荧光外罩上黄色荧光粉涂层的厚度，控制高压LED剩余蓝光再次激发黄色荧光粉最后剩余的蓝光的辐射通量，从而获得仅驱动高压蓝光芯片时不同色坐标的高压交流暖白光LED。

优选地，所述高压交流暖白光LED光通的调节方法还包括：通过调整高压红光芯片的驱动电流控制透过荧光外罩的红光的辐射通量，从而获得不同色温的高压交流暖白光LED。

如上所述，本发明所述的高光效超高显色的高压交流暖白光LED及其获得方法，具有以下有益效果：

本发明不使用红色荧光粉，因此光效较高；采用绿色荧光粉封装层使高压LED辐射出漫射的蓝光较均匀，再次激发荧光外罩上的黄色荧光粉涂层使得高压交流暖白光LED的光线更加均匀柔和，各方向的光色更加一致，蓝光辐射均匀分散，有效降低了蓝光辐射剂量，减少对人的潜在危险；此外，本发明中高压蓝光芯片和高压红光芯片的驱动电流可独立控制，故可克服因高压蓝（红）光芯片的光效差异而产生的白光光色的不同，大幅提高了高压交流暖白光LED的白光光色的一致性。

附图说明

图1是本发明所述的高压LED的结构示意图。

图2是本发明所述的高压LED安装在基板上的正负电极连接示意图。

图3是本发明所述的荧光外罩安装在铝基板上方的结构示意图。

图4是本发明所述的交流驱动控制电路的结构示意图。

图5是高压蓝光芯片的相对光谱分布示意图。

图6是高压红光芯片的相对光谱分布示意图。

图7是绿色荧光粉的荧光相对光谱分布示意图。

图8是黄色荧光粉的荧光相对光谱分布示意图。

图9是色温为2700K高压交流暖白光LED中仅驱动高压蓝光芯片时高压LED的相对光谱分布示意图。

图10是色温为2700K高压交流暖白光LED中同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片时高压LED的相对光谱分布示意图。

图11是色温为2700K高压交流暖白光LED仅驱动高压蓝光芯片时的相对光谱分布示意图。

图12是色温为2700K高压交流暖白光LED同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片时的相对光谱分布示意图。

图13是色温为3000K高压交流暖白光LED中仅驱动高压蓝光芯片时高压LED的相对光谱分布示意图。

图14是色温为3000K高压交流暖白光LED中同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片时高压LED的相对光谱分布示意图。

图15是色温为3000K高压交流暖白光LED仅驱动高压蓝光芯片时的相对光谱分布示意图。

图16是色温为3000K高压交流暖白光LED同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片时的相对光谱分布示意图。

图17是色温为3500K高压交流暖白光LED中仅驱动高压蓝光芯片时高压LED的相对光谱分布示意图。

图18是色温为3500K高压交流暖白光LED中同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片时高压LED的相对光谱分布示意图。

图19是色温为3500K高压交流暖白光LED仅驱动高压蓝光芯片时的相对光谱分布示意图。

图20是色温为3500K高压交流暖白光LED同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片时的相对光谱分布示意图。

元件标号说明

100基板

200高压LED

210高压红光芯片

211红芯片正极

212红芯片负极

220高压蓝光芯片

221蓝芯片正极

222蓝芯片负极

230绿色荧光粉封装层

300荧光外罩

310黄色荧光粉涂层

400交流驱动控制电路

410桥式整流电路

420第一电流可调模块

430第二电流可调模块

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。

实施例

本发明提供一种高光效超高显色的高压交流暖白光LED，如图1至4所示，所述高光效超高显色的高压交流暖白光LED包括：基板100，高压LED200，荧光外罩300，交流驱动控制电路400。其中，串联的预设颗粒数目的高压LED200固定于所述基板100上；荧光外罩300具有黄色荧光粉涂层310，并与基板100配合形成一容纳串联的高压LED的空间；交流驱动控制电路400与串联的高压LED相连，用以提供驱动电流。所述高压交流暖白光LED的色温范围为2700K～3500K，显色指数Ra大于98，特殊显色指数R9-R15都大于90。

具体地，所述基板100可以是铝基板，也可以是其他任何符合需要的材料基板。

如图1所示，所述高压LED200包括高压红光芯片210、高压蓝光芯片220和用于封装所述高压红光芯片210和高压蓝光芯片220的绿色荧光粉封装层230；所述高压红光芯片210和高压蓝光芯片220分别单独引出正、负极至高压LED外部；即从高压红光芯片210引出至高压LED外部的红芯片正极211和红芯片负极212，简称红芯片正、负极；从高压蓝光芯片220引出至高压LED外部的蓝芯片正极221和蓝芯片负极222，简称蓝芯片正、负极。所述绿色荧光粉封装层230由绿色荧光粉与封装材料以预设百分比混合制成。

如图2所示，串联的高压LED中，高压蓝光芯片与高压蓝光芯片进行串联形成蓝光组，高压红光芯片与高压红光芯片进行串联形成红光组；串联的高压LED有两对正负极，一对是蓝光组的正负极，另一对是红光组的正负极。所述高压LED的颗粒数目根据高压交流暖白光LED所需暖白光的光通大小以及单颗高压LED在额定功率下的最大光通确定。

如图3所示，荧光外罩300的内壁涂覆有黄色荧光粉涂层310。荧光外罩300由黄色荧光粉涂层玻璃外罩内壁制成。

如图4所示，交流驱动控制电路400包括一个桥式整流电路410和两个电流可调模块（即第一电流可调模块420和第二电流可调模块430）；所述桥式整流电路410的输入端与交流电源相连，将交流电源提供的电流分成两路，分别供给两个电流可调模块；两个电流可调模块分别与所述桥式整流电路的输出端相连，用以分别调节自身提供的驱动电流的大小；一个电流可调模块（即第一电流可调模块420）与所述蓝光组相连，为蓝光组提供可调节的驱动电流；另一路电流可调模块（即第二电流可调模块430）与所述红光组相连，为红光组提供可调节的驱动电流。

本发明还提供一种高光效超高显色的高压交流暖白光LED的获得方法，通过该方法可以获得上述各种色温和显色指数规格的高压交流暖白光LED。

所述高光效超高显色的高压交流暖白光LED的获得方法包括：

将串联的预设颗粒数目的高压LED固定于基板上；所述高压LED包括高压红光芯片、高压蓝光芯片和用于封装所述高压红光芯片和高压蓝光芯片的绿色荧光粉封装层；所述高压红光芯片和高压蓝光芯片分别单独引出正、负极至高压LED外部；串联的高压LED中，高压蓝光芯片与高压蓝光芯片进行串联形成蓝光组，高压红光芯片与高压红光芯片进行串联形成红光组。所述高压交流暖白光LED中需要的高压LED的颗粒数目是根据所需暖白光的光通大小以及单颗高压LED在额定功率下的最大光通确定的。

将具有黄色荧光粉涂层的荧光外罩与所述基板配合形成一容纳所述高压LED的空间，形成高压交流暖白光LED；

将交流驱动控制电路的两路驱动输出端分别与蓝光组和红光组相连；交流驱动控制电路包括一个桥式整流电路和两个电流可调模块；所述桥式整流电路将交流电源提供的电流分成两路，分别供给两个电流可调模块；每个电流可调模块的输出端均为一路驱动输出端；

通过所述两个电流可调模块分别调节供给所述蓝光组和红光组的驱动电流，进而获得满足所需色温和光通的高压交流暖白光LED。

本发明在仅驱动高压蓝光芯片时，通过调整绿色荧光粉封装层中绿色荧光粉与封装材料的百分比，可以控制高压蓝光芯片激发绿光荧光粉剩余蓝光的辐射通量，从而获得仅驱动高压蓝光芯片时不同色坐标的高压LED。

本发明在仅驱动高压蓝光芯片时，通过调整荧光外罩上黄色荧光粉涂层的厚度，可以控制高压LED剩余蓝光再次激发黄色荧光粉最后剩余的蓝光的辐射通量，从而获得仅驱动高压蓝光芯片时不同色坐标的高压交流暖白光LED；通过调整高压红光芯片的驱动电流可以控制透过荧光外罩的红光的辐射通量，从而获得不同色温的高压交流暖白光LED。

本发明根据所需高压交流暖白光LED的色温和光通的要求，可以分别确定仅驱动高压蓝光芯片和仅驱动高压红光芯片时全部高压LED的所需总光通量，从而可进一步确定仅驱动高压蓝光芯片和仅驱动高压红光芯片时单颗高压LED的所需光通。根据仅驱动高压蓝光芯片时单颗高压LED的光通量与驱动电流的关系和仅驱动高压红光芯片时单颗高压LED的光通量与驱动电流的关系，可以初步确定分别驱动高压蓝光芯片和驱动高压红光芯片的驱动电流。由于高压蓝光芯片的相对光谱分布和高压红光芯片的相对光谱分布分别随各自的驱动电流变化，因此，高压蓝光芯片和高压红光芯片各自的驱动电流还要通过仿真模拟进行修正，最终确定在所需高压交流暖白光LED光通下的高压蓝光芯片和高压红光芯片各自的驱动电流。因此，只需调节驱动电流，就可以获得所需色温和光通的高压交流暖白光LED。

本发明通过交流驱动控制电路分别对高压蓝光芯片和高压红光芯片提供可调节的驱动电流，从而可以获得在2700K～3500K色温范围内的高光效超高显色的高压交流暖白光LED。本发明的实现原理是：利用色光混合相加原理、光效预测模型和光源显色性评价方法，通过高压蓝光芯片的蓝光光谱、高压红光芯片的红光光谱、绿色荧光粉的绿光光谱和黄色荧光粉的黄光光谱的组合进行仿真模拟，可以得到在所需色温下，满足一般显色指数Ra大于98和特殊显色指数R9-R15都大于90的条件的高压LED和具有黄色荧光粉涂层的荧光外罩的组合的特定光谱分布，同时也确定了以下信息：

1）所需高压蓝光芯片、高压红光芯片、绿色荧光粉和黄色荧光粉的主峰波长范围。

2）所需高压蓝光芯片激发绿色荧光粉剩余的蓝光、所述剩余的蓝光再次激发黄色荧光粉最后剩余的蓝光、黄色荧光粉被激发的黄光、绿色荧光粉被激发的绿光和高压红光芯片的红光的辐射通量百分比。

3）所需高压LED仅驱动高压蓝光芯片时蓝光、和绿光的辐射通量百分比及高压LED的色坐标。

4）所需高压交流LED仅驱动高压蓝光芯片时蓝光、绿光和黄光的辐射通量百分比及高压交流LED的色坐标。

本发明通过选择不同光谱分布的高压LED和不同黄色荧光粉涂层厚度的荧光外罩进行组合，可获得在2700K～3500K色温范围内，一般显色指数Ra大于98和特殊显色指数R9-R15都大于90的高光效超高显色的高压交流暖白光LED。利用本发明所述方法制作的灯具可适合用作超高显色要求的特殊照明和普通室内照明。

本发明通过选择不同特定光谱分布的高压LED和不同黄色荧光粉涂层的荧光外罩的组合，可获得所述高压交流暖白光LED发出的白光在驱动高压蓝光芯片时的色坐标范围，从而获得高光效超高显色性的暖白光。由于高压交流暖白光LED不使用红色荧光粉，因此，其光效较高。由于本发明中高压LED采用绿色荧光粉封装层，高压LED辐射出漫射的蓝光较均匀，再次激发荧光外罩上的黄色荧光粉涂层，从而使得高压交流暖白光LED的光线更加均匀柔和，各方向的光色更加一致，蓝光辐射均匀分散，有效降低了蓝光辐射剂量，减少对人的潜在危险。由于本发明中高压蓝光芯片和高压红光芯片的驱动电流可独立控制，可克服因高压蓝（红）光芯片的光效差异而产生的白光光色的不同，大幅提高了高压交流暖白光LED的白光光色的一致性。

本发明以4颗功率为1.4W的高压LED，高压LED中的高压蓝光芯片的正向压降为55V，额度电流为20mA，高压红光芯片的正向压降为55V，额度电流为10mA为例，对本发明的实现过程进行详细描述，具体包括以下内容：

高压蓝光芯片的主峰波长为451nm，半高宽为28nm，其相对光谱分布如图5所示。

高压红光芯片的主峰波长为632nm，半高宽为20nm，其相对光谱分布如图6所示。

绿色荧光粉的主峰波长为509nm，半高宽为85nm，其相对光谱分布如图7所示。

黄色荧光粉的主峰波长为575nm，半高宽为80nm，其相对光谱分布如图8所示。

高压LED的白光由高压蓝光芯片激发绿色荧光粉的绿光和高压红光芯片的红光混合产生。根据高压蓝光芯片的蓝光、黄色荧光粉的黄光、绿色荧光粉的绿光和高压红光芯片的红光的相对光谱分布，通过仿真模拟确定所需色温和超高显色性要求下高压蓝光芯片激发绿荧光粉剩余的蓝光、所述剩余的蓝光再次激发黄色荧光粉最后剩余的蓝光、黄色荧光粉被激发的黄光、绿色荧光粉被激发的绿光和高压红光芯片的红光的辐射通量百分比，由此就可确定所需高压LED仅驱动高压蓝光芯片时蓝光和绿光的辐射通量百分比和高压LED的色坐标，以及所需高压交流暖白光LED（可简称为高压交流LED）仅驱动高压蓝光芯片时蓝光、绿光和黄光的辐射通量百分比和高压交流暖白光LED的色坐标。

根据上述原理，进行了以下3种情况的仿真测试，分别为：

A）要获得2700K色温的高压交流暖白光LED。

仅驱动高压蓝光芯片时，获得高压LED的蓝光和绿光的辐射通量百分比分别为73.0%和26.9%，色坐标为u=0.1610，v=0.1826，色坐标范围为dC<0.002，相对光谱分布见图9。

同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片时，获得高压LED的蓝光、绿光和红光的辐射通量百分比分别为54.5%、20.1%和25.4%，色坐标为u=0.2336，v=0.2153，色坐标范围为dC<0.002，相对光谱分布见图10。

仅驱动高压蓝光芯片时，高压交流暖白光LED的蓝光、绿光和黄光的辐射通量百分比分别为10.4%、38.1%和51.5%，色坐标为u=0.1999，v=0.3526，色坐标范围为dC<0.002，相对光谱分布见图11。同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片时，高压交流暖白光LED的蓝光、绿光、黄光和红光的辐射通量百分比分别为7.0%、25.7%、34.8%和32.5%，色坐标为u=0.2624，v=0.3516，色坐标范围为dC<0.003，相对光谱分布见图12。

B）要获得3000K色温的高压交流暖白光LED。

仅驱动高压蓝光芯片时，高压LED的蓝光和绿光的辐射通量百分比分别为70.7%和29.3%，色坐标为u=0.1585，v=0.1914，色坐标范围为dC<0.002，相对光谱分布见图13。

同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片时，高压LED的蓝光、绿光和红光的辐射通量百分比分别为54.6%、22.6%和22.8%，色坐标为u=0.2229，v=0.2187，色坐标范围为dC<0.002，相对光谱分布见图14。

仅驱动高压蓝光芯片时，高压交流暖白光LED的蓝光、绿光和黄光的辐射通量百分比分别为12.9%、40.4%和46.7%，色坐标为u=0.1944，v=0.3476，色坐标范围为dC<0.002，相对光谱分布见图15。同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片时，高压交流暖白光LED的蓝光、绿光、黄光和红光的辐射通量百分比分别为9.2%、28.7%、33.2%和28.9%，色坐标为u=0.2505，v=0.3476，色坐标范围为dC<0.003，相对光谱分布见图16。

C）要获得3500K色温的高压交流暖白光LED。

仅驱动高压蓝光芯片时，高压LED的蓝光和绿光的辐射通量百分比分别为67.3%和32.7%，色坐标为u=0.1553，v=0.2032，色坐标范围为dC<0.002，相对光谱分布见图17。

同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片时，高压LED的蓝光、绿光和红光的辐射通量百分比分别为54.0%、26.2%和19.9%，色坐标为u=0.2103，v=0.2246，色坐标范围为dC<0.002，相对光谱分布见图18。

仅驱动高压蓝光芯片时，高压交流暖白光LED的蓝光、绿光和黄光的辐射通量百分比分别为16.8%、43.2%和40.0%，色坐标为u=0.1869，v=0.3397，色坐标范围为dC<0.002，相对光谱分布见图19。同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片时，高压交流暖白光LED的蓝光、绿光、黄光和红光的辐射通量百分比分别为12.7%、32.5%、30.1%和24.7%，色坐标为u=0.2356，v=0.3408，色坐标范围为dC<0.003，相对光谱分布见图20。

本实施例中的高压LED的颗粒数为4是根据所需高压交流LED的光通为600lm的条件下确定的。本施例中2700K、3000K和3500K色温下的4颗高压LED在仅驱动高压蓝光芯片时高压LED的总光通量、仅驱动高压红光芯片时高压LED的总光通量、高压蓝光芯片和高压红光芯片的驱动电流如表1所示。

表1：高压交流暖白光LED的色温、光通量及驱动电流的对应关系表

高压交流暖白光LED的色温Tc(K)	2700	3000	3500
				仅驱动高压蓝光芯片高压LED的总光通量(lm)	241	263	295
仅驱动高压红光芯片高压LED的总光通量(lm)	113	101	88
				高压蓝光芯片的驱动电流(mA)	18.1	18.9	19.9
高压红光芯片的驱动电流(mA)	5.2	4.7	4.0

本施例获得的2700K、3000K、3500K的高压交流暖白光LED的色温（Tc）、色坐标（u,v）、光效、一般显色指数（Ra）和特殊显色指数（R9-R15）如表2所示。

表2：高压交流暖白光LED的功能参数表

由此可见，本发明获得的高压交流暖白光LED发出的白光在2700K-3500K的色温范围内，一般显色指数Ra都达到98，显色性非常好，特别是所有15个特殊显色指数也都达到90以上，解决了目前LED白光在饱和色特殊显色指数上表现较差，尤其对饱和红色特殊显色指数R9都为负值的难题，其光效高达110lm/W以上。

本发明还可以通过所述交流驱动控制电路中的电流可调模块对高压蓝光芯片和/或高压红光芯片的驱动电流进行调节，得到不同光通的高压交流暖白光LED。采用本发明所述方法制作的白光照明灯具、白光照明设备和白光发光体都包括在本发明的范围内。本发明对今后白光LED真正取代传统白炽灯进入超高显色照明要求场合和普通室内照明的发展意义重大。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种高光效超高显色的高压交流暖白光LED，其特征在于，所述高光效超高显色的高压交流暖白光LED包括：

基板；

串联的预设颗粒数目的高压LED，固定于所述基板上；所述高压LED包括高压红光芯片、高压蓝光芯片和用于封装所述高压红光芯片和高压蓝光芯片的绿色荧光粉封装层；所述高压红光芯片和高压蓝光芯片分别单独引出正、负极至高压LED外部；串联的高压LED中，高压蓝光芯片与高压蓝光芯片进行串联形成蓝光组，高压红光芯片与高压红光芯片进行串联形成红光组；

具有黄色荧光粉涂层的荧光外罩，与所述基板配合形成一容纳所述高压LED的空间；

交流驱动控制电路，包括一个桥式整流电路和两个电流可调模块；所述桥式整流电路将交流电源提供的电流分成两路，分别供给两个电流可调模块；一个电流可调模块与所述蓝光组相连，作为蓝光组的驱动；另一路电流可调模块与所述红光组相连，作为红光组的驱动；所述高压交流暖白光LED的色温范围为2700K～3500K，显色指数Ra大于98，特殊显色指数R9-R15都大于90。

2.根据权利要求1所述的高光效超高显色的高压交流暖白光LED，其特征在于：当串联的高压LED的颗粒数目为4，仅驱动高压蓝光芯片且驱动电流为18.1mA时，所述高压交流暖白光LED的蓝光、绿光和黄光的辐射通量百分比分别为10.4％、38.1％和51.5％，色坐标为u＝0.1999，v＝0.3526；同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片，且驱动电流分别为18.1mA和5.2mA时，高压交流暖白光LED的蓝光、绿光、黄光和红光的辐射通量百分比分别为7.0％、25.7％、34.8％和32.5％，色温为2700K。

3.根据权利要求1所述的高光效超高显色的高压交流暖白光LED，其特征在于：当串联的高压LED的颗粒数目为4，仅驱动高压蓝光芯片且驱动电流为18.9mA时，所述高压交流暖白光LED的蓝光、绿光和黄光的辐射通量百分比分别为12.9％、40.4％和46.7％，色坐标为u＝0.1944，v＝0.3476；同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片，且驱动电流分别为18.9mA和4.7mA时，高压交流暖白光LED的蓝光、绿光、黄光和红光的辐射通量百分比分别为9.2％、28.7％、33.2％和28.9％，色温为3000K。

4.根据权利要求1所述的高光效超高显色的高压交流暖白光LED，其特征在于：当串联的高压LED的颗粒数目为4，仅驱动高压蓝光芯片且驱动电流为19.9mA时，所述高压交流暖白光LED的蓝光、绿光和黄光的辐射通量百分比分别为16.8％、43.2％和40.0％，色坐标为u＝0.1869，v＝0.3397；同时驱动高压蓝光芯片和高压红光芯片，且驱动电流分别为19.9mA和4.0mA时，高压交流暖白光LED的蓝光、绿光、黄光和红光的辐射通量百分比分别为12.7％、32.5％、30.1％和24.7％，色温为3500K。

5.一种高光效超高显色的高压交流暖白光LED的获得方法，其特征在于，所述高光效超高显色的高压交流暖白光LED的获得方法包括：

将串联的预设颗粒数目的高压LED固定于基板上；所述高压LED包括高压红光芯片、高压蓝光芯片和用于封装所述高压红光芯片和高压蓝光芯片的绿色荧光粉封装层；所述高压红光芯片和高压蓝光芯片分别单独引出正、负极至高压LED外部；串联的高压LED中，高压蓝光芯片与高压蓝光芯片进行串联形成蓝光组，高压红光芯片与高压红光芯片进行串联形成红光组；

将具有黄色荧光粉涂层的荧光外罩与所述基板配合形成一容纳所述高压LED的空间，形成高压交流暖白光LED；

将交流驱动控制电路的两路驱动输出端分别与蓝光组和红光组相连；交流驱动控制电路包括一个桥式整流电路和两个电流可调模块；所述桥式整流电路将交流电源提供的电流分成两路，分别供给两个电流可调模块；每个电流可调模块的输出端均为一路驱动输出端；

通过所述两个电流可调模块分别调节供给所述蓝光组和红光组的驱动电流，进而实现对高压交流暖白光LED的光通和色温的调节，获得满足所需色温和光通的高压交流暖白光LED；所述高压交流暖白光LED的色温范围为2700K～3500K，显色指数Ra大于98，特殊显色指数R9-R15都大于90。

6.根据权利要求5所述的高光效超高显色的高压交流暖白光LED的获得方法，其特征在于：所述高压LED的颗粒数目根据所需暖白光的光通大小以及单颗高压LED在额定功率下的最大光通确定。

7.根据权利要求5所述的高光效超高显色的高压交流暖白光LED的获得方法，其特征在于，所述高压交流暖白光LED光通的调节方法还包括：通过调整绿色荧光粉封装层中绿色荧光粉与封装材料的百分比，控制高压蓝光芯片激发绿色荧光粉封装层中的绿光荧光粉后剩余蓝光的辐射通量，从而获得仅驱动高压蓝光芯片时不同色坐标的高压LED。

8.根据权利要求7所述的高光效超高显色的高压交流暖白光LED的获得方法，其特征在于，所述高压交流暖白光LED光通的调节方法还包括：通过调整荧光外罩上黄色荧光粉涂层的厚度，控制高压LED剩余蓝光再次激发黄色荧光粉最后剩余的蓝光的辐射通量，从而获得仅驱动高压蓝光芯片时不同色坐标的高压交流暖白光LED。

9.根据权利要求5所述的高光效超高显色的高压交流暖白光LED的获得方法，其特征在于，所述高压交流暖白光LED光通的调节方法还包括：通过调整高压红光芯片的驱动电流控制透过荧光外罩的红光的辐射通量，从而获得不同色温的高压交流暖白光LED。