CN106970667A - 一种电致激发长余辉发光系统的激发控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种电致激发长余辉发光系统的激发控制方法，驱动控制电路(2)控制电致发光源(3)以一定的周期T和占空比T0N/T通电发光并激发长余辉发光材料(4)。它在一个周期T内有N个不连续的通电激发时段TON1…TON N，N大于等于2，TON为TON1…TON N的和。本激发控制方法通过改变驱动电流的幅值调节电致发光源(3)通电时的发光强度，使其位于长余辉发光材料(4)激发效率较高的区间内；通过PWM电路控制模式调节周期或占空比，从而控制电致发光源(3)的功耗。采用本激发控制方法能在最低亮度不变条件下减小功耗，或在功耗不增条件下增大长余辉发光材料(4)的激发效率从而提高亮度，并能根据需要进行设计以满足多种需求。

Description

一种电致激发长余辉发光系统的激发控制方法
技术领域
本发明涉及发光器件应用领域，具体涉及一种具有节能发光功能的电致激发长余辉发光系统的激发控制方法。
技术背景
电致激发长余辉发光系统是近几年发展起来的一种新型发光系统。这种电致激发长余辉发光系统的结构原理图如图1所示，一般包括电源(1)、驱动控制电路(2)、电致发光源(3)和长余辉发光材料(4)，电源(1)、驱动控制电路(2)、电致发光源(3)通过线路相连，其工作原理是驱动控制电路(2)控制电源(1)按一定周期T和占空比TON/T对电致发光源(3)供电，使电致发光源(3)间歇发光；电致发光源(3)通电时发光并激发长余辉发光材料(4)，电致发光源(3)断电时长余辉发光材料(4)继续发光。这种电致激发长余辉发光系统及其激发控制方法利用长余辉发光材料(4)的特性，通过间歇激发的方式实现了节能发光的目的，并能在断电后具有余辉发光的应急发光效果，可以单独制造发光器件或器材，也可以结合常规发光器件形成组合发光系统，主要用于制造标识、标牌或辅助照明设施等，在节能发光器件等应用领域具有非常广阔的前景。
它有别于普通电致发光系统：普通电致发光系统的发光强度一般在一定范围内与电流呈线性关系，而电致长余辉发光系统的发光强度是电致发光源(3)的发光强度和长余辉发光材料(4)受激和余辉发光强度的叠加，故总发光强度与驱动电流是非线性关系并且维持在最低亮度值之上，这是与普通常规电致发光器件最显著的区别；而且长余辉发光峰值时间滞后于电致发光源(3)的通电时间的，因此发光过程要复杂得多。它也有别于传统长余辉发光系统，通过将电致发光源(3)和长余辉发光材料(4)相结合，从而兼具了普通电致发光系统和传统长余辉发光系统的功能，在节能发光领域受到越来越多的重视，这些年对这一方面的研究也日益深入。特别是专利公告号CN 205680702 U公布了一种集成封装长余辉LED发光芯片，专利公告号CN 205723621 U公布了一种长余辉LED器件，专利公告号CN104199496 B公布了一种太阳能长余辉发光器件的激发控制方法，专利公告号CN106028512 A公布了LED长余辉器件的控制方法，这些专利提供了一种新的理论思路，在实际应用中发挥了良好的效果，受到了行业的认可，同时激发了业界对此的研究热潮,也催生了一些新的应用领域，并产生了发光效果多样化的诉求：例如交通行业的交通标识，有时既要有一定的闪烁提醒作用，又不能造成过大的眩光；又例如部分公共场所的发光标志或辅助照明设施需要尽量避免眩光和光冲击，以提高人眼舒适度等。
现有的电致激发长余辉发光系统的常规激发控制方法满足了常规需求，但在一些要求节能效果更好、系统发光亮度更高、发光效果多样化的应用方面存在不足之处。其主要存在以下几个缺点：
1、发光效果单一。现有激发控制方法一般在一个周期T内只有一个连续的通电激发时段TON,故激发控制方法单一；驱动控制电路(2)功能过于简单，无法满足不同应用领域的特殊效果需求，因而其应用领域有很大局限性。
例如，采用现有激发控制方式，在通电的瞬间，由于电流突然增大，电致发光源(3)的发光强度会突然升高并使整个电致激发长余辉发光系统的发光强度突然升高，由此带来了严重的眩光效应，对人眼的刺激和伤害大，发光效果差，故在一些场合使用存在局限性。
例如，当电致激发长余辉发光系统在激发间隔之间需要设置闪烁提醒作用时，现有激发控制方法在电路控制上存在一定的设计难度，且会提高制造成本。
2、在一些特定条件下，电致发光系统的激发效率偏低。有时存在功耗浪费或发光系统最低亮度值偏低的现象。
例如，当电流幅值过低时会导致电致发光源(3)在通电时的发光强度不够，从而对长余辉发光材料(4)激发效率过低，而现在的电致激发长余辉发光系统一般用作节能发光器件，功率较低，采用在一个周期T的通电激发累计时间Ton上连续激发的方法会导致电流幅值过低，从而长余辉发光材料(4)的激发效率过低，电致激发长余辉发光系统的亮度不足，这大大限制了它的使用范围。
例如，当电流幅值过高时会导致电致发光源(3)在通电时的发光强度过高，激发长余辉发光材料(4)的光强过剩而引起能量浪费。
3、在实际电路设计和制造过程中，为了达到电致激发长余辉发光系统更好的节能目的并维持更高的发光亮度效果，如何在节能和维持高亮度这两者做好平衡，参数控制比较难以实现，因而最终结果往往达不到最佳的设计目的。
迄今为止几乎还没有关于这方面研究的文献或专利描述，如何更好地解决现有电致激发长余辉发光系统存在的问题并满足不断提出的新的需求也成为了行业所急。
发明内容
为了解决上述问题，我们主要从以下几个方面出发进行研究并提出了一种电致激发长余辉发光系统的激发控制方法。
1、长余辉发光材料(4)吸收电致发光源(3)发出的光后发光，其发光滞后于电致发光源(3)发光；且长余辉发光材料(4)在吸光段吸收能量的速度远大于其在发光段释放能量的速度，即长余辉发光材料(4)激发时亮度增长的速度要远大于其激发后亮度衰减的速度。因此，我们可以采用以一定周期和占空比间歇激发的激发控制模式。
2、本发明可以采用PWM电路控制模式，根据冲量等效原理调制出各种驱动电流波形，从而实现多样化的发光效果，并通过调节周期或占空比控制功耗,最终实现优化设计。
3、常规激发控制方法下电致激发长余辉发光系统的发光强度如图6所示.L1+L3为电致激发长余辉发光系统在电致发光源(3)通电即Ton时的总发光强度，由两部分叠加而成：一部分为电致发光源(3)通电后发出的光，如图2所示，L1为电致发光源(3)的发光强度；一部分为长余辉发光材料(4)被电致发光源(3)受激发光，如图4所示，L3为长余辉发光材料(4)的发光强度。其中电致发光源(3)通电后的发光强度L1要高于长余辉发光材料(4)光致激发后的发光强度L3。电致激发长余辉发光系统在电致发光源(3)未通电即TOFF时发出的光为长余辉发光材料(4)余辉发出的光，即L3。一般在一个周期的末端是该发光系统的最低发光强度时间点。
电致激发长余辉发光系统一般用作节电发光器件，要求在维持一定的最低发光亮度的条件下尽量节省功耗。为此，我们一般采用较大的周期和较小的占空比间歇驱动电致发光源(3)，通过电致发光源(3)间歇发光激发长余辉发光材料(4)，故一个周期T中TOFF的时间较长。TOFF时电致激发长余辉发光系统发出的光全由长余辉发光材料(4)提供。为了在不增加系统功耗的前提下提高电致激发长余辉发光系统在TOFF时的发光强度，就需要提高长余辉发光材料(4)的激发效率以提高TOFF时长余辉发光材料(4)的发光强度(即提高在一个周期时间T内的最低发光强度)。TOFF时长余辉发光材料(4)的最低发光强度越高，TOFF时长余辉发光材料(4)的平均发光强度就越高从而TOFF时电致激发长余辉发光系统的平均发光强度就越高，又一般而言，TOFF>TON，故此时整个发光系统的平均发光强度也越高。
在硬件条件已经确定的情况下，长余辉发光材料(4)的吸光效率为电致激发光源发出的光能与长余辉发光材料吸收的光能的比值，长余辉发光材料(4)的吸光效率越低，长余辉发光材料(4)的激发效率就越低，故要提高长余辉发光材料(4)的激发效率就需要提高长余辉发光材料(4)的吸光效率。通过电致发光源(3)的驱动电流幅度过小从而导致电致发光源(3)的发光强度过小时，长余辉发光材料(4)单位时间内吸收的能量很低，故长余辉发光材料(4)的吸光效率也很低，从而长余辉发光材料(4)的激发效率很低；通过电致发光源(3)的电流幅度过大从而导致电致发光源(3)的发光强度过大时，长余辉发光材料(4)吸光很快达到饱和，饱和以后几乎不再吸收光能，故长余辉发光材料(4)在吸光饱和以后的吸光效率非常低，从而拉低了整个激发段长余辉发光材料(4)的吸光效率并降低了长余辉发光材料(4)的激发效率。而激发效率越高，整个发光系统的节能效果越显著或发光系统的最低亮度越高。
有别于常规激发控制方法在一个周期T内只有一段连续的通电激发时间TON，本发明的激发控制方法为：采用PWM电路控制模式在一个周期T内得到N段不连续的通电激发时间TON1、TON2……TONN,从而在一个周期内非连续地激发长余辉发光材料(4)，如图3所示,L2为本发明激发控制方法下电致发光源(3)的发光强度。通过改变方波脉冲电流的幅值调节电致发光源(3)的发光强度从而提高长余辉发光材料(4)的激发效率，通过PWM电路控制模式调节周期或占空比从而控制输出功率，在不增加功耗的前提下，使长余辉发光材料(4)的激发更充分而有更高的发光强度，如图5所示，L4为本发明激发控制方法下长余辉发光材料(4)的发光强度；从而提高电致激发长余辉发光系统的发光强度，如图7所示，L2+L4为本发明激发控制方法下电致激发长余辉发光系统的发光强度叠加。
9、基于上述原理，我们提出了一种电致激发长余辉发光系统的激发控制方法，本发明的技术方案是：一种电致激发长余辉发光系统的激发控制方法，所述的电致激发长余辉发光系统，包括电源(1)、驱动控制电路(2)、电致发光源(3)、长余辉发光材料(4)；电源(1)通过线路依次与驱动控制电路(2)和电致发光源(3)相连；长余辉发光材料(4)受到电致发光源(3)的激发并发光；所述的电致激发长余辉发光系统的激发控制方法：驱动控制电路(2)控制电致发光源(3)以一定的周期和占空比通电发光，并激发长余辉发光材料(4)发光，所述的占空比为一个周期内的通电激发累计时间(T0N)与一个周期时间(T)之比(T0N/T),所述的通电激发累计时间(T0N)为一个周期时间内电致发光源(3)通电的总时间；一个周期时间(T)还包括未通电累计时间(TOFF)，一个周期时间(T)为通电激发累计时间(T0N)与未通电累计时间(TOFF)之和；所述的电致激发长余辉发光系统在一个周期时间(T)内的通电激发累计时间(T0N)由N个不连续的通电激发时段一(TON1)、通电激发时段二(TON2)……通电激发时段N(TONN)组成，N大于等于2，通电激发累计时间(T0N)为通电激发时段一(TON1)、通电激发时段二(TON2)……通电激发时段N(TON N)之和。
进一步，所述的电致发光源(3)为LED发光源；所述的LED发光源为相同或不同波长、相同或不同功率、相同或不同封装方式的多个或多组LED。
进一步，所述的驱动控制电路(2)为带有PWM电路控制模式的驱动控制电路。PWM电路控制模式通过输出PWM信号，由PWM信号的高/低电平开启/关断电路来调节电致发光源(3)的平均电流，达到调节输出功率的目的。在PWM电路控制模式下，电致发光源(3)始终工作在满幅电流和0之间。改变调节电流的幅值从而调节电致发光源(3)在满幅电流下的发光强度，使它位于长余辉发光材料(4)激发效率高的区间内，并通过PWM电路控制模式相应地改变周期T或占空比TON/T从而调节输出功率，就能在不增加功耗的前提下，提高长余辉发光材料(4)的激发效率。
进一步，所述的电致发光源(3)为LED发光源；所述的LED发光源为相同或不同波长、相同或不同功率、相同或不同封装方式的多个或多组LED；所述的驱动控制电路(2)为带有PWM电路控制模式的驱动控制电路。
进一步，一个周期时间(T)内包括有由多个不连续的通电激发时段组合在一起形成人眼不易觉察到频闪现象的高频激发段，长余辉发光材料(4)在高频激发段被电致发光源(3)高频激发；或，在一个周期时间(T)内包括有由多个不连续的通电激发时段组合在一起形成人眼不易觉察到频闪现象的高频激发段，和一个或多个相对孤立的通电激发时段的人眼易于觉察到闪烁现象的低频激发段，所述的多个相对孤立的通电激发时段为等时间隔设置的时段，长余辉发光材料(4)在高频激发段被电致发光源(3)高频激发，在低频激发段被电致发光源(3)低频激发。所述的人眼不易觉察到频闪现象的频率(本行业术语)，一般大于100HZ。这是因为当电致发光源(3)以大于100HZ的频率发光时，由于人眼具有视觉暂留作用，所以无法觉察到器件频闪现象。此时，电致激发光源实际是高频间隔发光的，但人眼看起来是连续发光的。设置低频激发段是为了设置更大的周期或提高闪烁示警性能.如图5所示：在一个周期内有k段非连续的通电激发时间TON1、TON2……TONk组合在一起形成的高频激发段高频段，长余辉发光材料(4)被电致发光源(3)在高频激发段高频激发，此时人眼不易觉察到频闪现象；在N-k段相对孤立的通电激发时间TON k+1、TON k+2……TON N单独激发，此时人眼易于觉察到频闪现象。其中N-k大于等于0，当N-k等于0即N＝k时，一个周期时间T内不包含相对孤立的通电激发时间。
进一步，一个周期时间(T)内包括有由多个不连续的通电激发时段组合在一起形成人眼不易觉察到频闪现象的高频激发段，长余辉发光材料(4)在高频激发段被电致发光源(3)高频激发；所述的电致发光源(3)在高频激发段的平均发光强度由小逐渐变大。一般通过PWM电路控制模式逐渐增大输出脉冲电流的脉宽，从而逐渐提高电致发光源(3)高频通电时的平均发光强度，达到降低眩光效应的目的。电致发光源(3)通电后可以从一定的初始平均亮度开始逐渐变亮，从而一开始就能有效地激发长余辉发光材料(4)。
进一步，通过改变驱动电流的幅值调节电致发光源(3)在通电时的发光强度，使其位于对长余辉发光材料(4)的激发效率较高的区间内；通过PWM电路控制模式调节周期时间(T)或占空比(T0N/T)，从而控制电致发光源(3)的输出功率。
进一步，以低功耗驱动本电致激发长余辉发光系统，当电流幅值过低导致电致发光源(3)在通电时的发光强度不够，从而对长余辉发光材料(4)激发效率过低时，增大驱动电流的幅值并通过PWM电路控制模式减小占空比(T0N/T)，在不增加功耗的前提下提高电致发光源(3)在通电时的发光强度，从而提高电致发光源(3)对长余辉发光材料(4)的激发效率，所述的长余辉发光材料(4)的激发效率是指长余辉发光材料(4)发出的光能与电致发光源(3)发出的光能的比值。
进一步，以高功耗驱动本电致激发长余辉发光系统，当电流幅值过高导致电致发光源(3)在通电时的发光强度过高，激发长余辉发光材料(4)的光强过剩而引起能量浪费时，减小驱动电流的幅值降低电致发光源(3)在通电时的发光强度，或通过PWM电路控制模式增大周期时间(T)或减小占空比(TON/T)，从而减小功耗并提高电致发光源(3)对长余辉发光材料(4)的激发效率。
电源(1)：
电源(1)一般为市电、太阳能电、风电、蓄电池、锂电池、电容等。
驱动控制电路(2)：
驱动控制电路(2)具有电路控制和功率驱动功能。一般为能控制电致发光源(3)以一定的周期和占空比并以一定的工作电压或电流间隔通电发光的驱动控制电路，优选带有PWM电路控制模式的单片机电路，能更好地优化设计发光系统。既能提高激发效率以达到更好的节能发光目的，又能更方便地实施多样化的发光控制模式以满足多样化的发光效果需求。电致发光源(3)：
电致发光源(3)为钨卤灯或荧光灯或低压钠灯或冷阴极管或发光二极管或激光等，优选LED。
电致发光源(3)可以是不同波长或不同功率或不同封装方式的一组或多组电致发光源；电致发光源(3)为多组时，电致发光源(3)可以受不同的周期和占空比的PWM电路控制模式分组控制。
电致发光源(3)可以分为常规发光功能的电致发光源和激发长余辉发光材料功能的电致发光源。
电致发光源(3)可以设在长余辉发光材料(4)的四周或上部或上方或底部或下方或内部，电致发光源(3)发出的光可以直接射到壳体外，也可以部分或全部照射到长余辉发光材料(4)上，还可以与长余辉发光材料(4)直接结合在一起，甚至植入到长余辉发光材料(4)的内部；电致发光源(3)优选设在长余辉发光材料(4)的底部，起主动发光和激发长余辉发光材料(4)的作用。
长余辉发光材料(4)：
长余辉发光材料(4)属于一种蓄能发光材料，一般是指长余辉发光粉或长余辉发光粉与透明介质的混合物或混合加工物。加工物是指发光粉和透明介质混合，经过加热固化或反应固化或经过注塑，挤出等工艺的成型物。其中长余辉发光粉优先选择发光性能好的掺稀土的碱土铝酸盐类或硅酸盐类，如发蓝绿光的Sr4Al14O25或黄绿光的SrAl2O4，或两者按一定比例混合。使用的透明介质优选透光性好的塑料树脂、橡胶或者玻璃等介质。
长余辉发光材料(4)可以是点状物、片状物、块状物或其它组合体等，也可以按照实际需求自行设置；一般为层状结构，优选做成刚性或柔性的片材。
长余辉发光材料(4)起到当LED光源停止发光后通过余辉继续发光的作用。
本发明的主要优点在于提高了电致激发光源对长余辉发光材料的激发效率，因而能达到更好的节电效果或提高整个系统的发光亮度，并能通过PWM电路控制模式实现更好的发光效果和发光多样化功能，实现优化设计方案，可以开拓更广阔的应用领域和市场空间，特别是：
1、通过增大驱动电流的幅值来提高电致发光源(3)通电时的发光强度，并通过PWM电路控制模式增大周期T或减小占空比TON/T来减小总输出功率，从而能在同样的功耗条件下更有效地激发长余辉发光材料(4)并提高电致激发长余辉发光系统的平均发光强度。
2、这种激发控制方法当驱动电流的幅值过高从而电致发光源(3)对长余辉发光材料(4)的激发光强过剩而造成能量浪费时，通过减小驱动电流的幅值来降低电致发光源(3)通电时的发光强度，并通过PWM电路控制模式增大周期T或减小占空比TON/T来减小总输出功率，从而使电致激发长余辉发光系统更节能。
3、这种激发控制方法通过调节驱动电流的幅值来改变电致发光源(3)通电时的发光强度，并通过PWM电路控制模式控制周期T或占空比TON/T来调节总输出功率，从而可以根据需要进行设计以满足不同需求，如通过PWM电路控制模式调节电致发光源(3)的平均发光强度在高频激发时是由小逐渐变大的，从而减小眩光效应；通过PWM电路控制模式调制出非连续的高频主激发段及在高频主激发段之间相对孤立的辅助激发段，从而增大周期，提高示警性能等。
附图说明
图1为电致激发长余辉发光系统的结构示意图；
图2为常规激发控制方法下电致激发长余辉发光系统的电致发光源(3)的发光强度示意图；
图3为本发明电致激发长余辉发光系统的电致发光源(3)的发光强度示意图；
图4为常规激发控制方法下电致激发长余辉发光系统的长余辉发光材料(4)的发光强度示意图；
图5为本发明电致激发长余辉发光系统的电致发光源(3)的发光强度示意图；
图6为常规激发控制方法下电致激发长余辉发光系统的发光强度叠加示意图；
图7为本发明电致激发长余辉发光系统的发光强度叠加示意图；
图8为一种常规激发控制方法下电致激发长余辉发光系统的电致发光源(3)的发光强度示意图；
图9为实施例一电致激发长余辉发光系统的电致发光源(3)的发光强度示意图；
图10为一种常规激发控制方法下电致激发长余辉发光系统的长余辉发光材料(4)的发光强度示意图；
图11为实施例一电致激发长余辉发光系统的长余辉发光材料(4)的发光强度示意图；
图12为一种常规激发控制方法下电致激发长余辉发光系统的发光强度叠加示意图；
图13为实施例一电致激发长余辉发光系统的发光强度叠加示意图；
图14为实施例一电致激发长余辉发光系统的平均发光强度叠加示意图；
图15为一种PWM电路控制模式下光强过剩时电致激发长余辉发光系统的电致发光源(3)的发光强度示意图；
图16为实施例二本发明优化后电致激发长余辉发光系统的电致发光源(3)的发光强度示意图；
图17为一种PWM电路控制模式下光强过剩时电致激发长余辉发光系统的长余辉发光材料(4)的发光强度示意图；
图18为实施例二本发明优化后电致激发长余辉发光系统的长余辉发光材料(4)的发光强度示意图；
图19为一种PWM电路控制模式下光强过剩时电致激发长余辉发光系统的发光强度叠加示意图；
图20为实施例二本发明优化后电致激发长余辉发光系统的发光强度叠加示意图；
图21为一种PWM电路控制模式下光强过剩时电致激发长余辉发光系统的平均发光强度叠加示意图；
图22为实施例二本发明优化后电致激发长余辉发光系统的平均发光强度叠加示意图；
图23为实施例三电致激发长余辉发光系统的电致发光源(3)的发光强度示意图；
图24为实施例三电致激发长余辉发光系统的长余辉发光材料(4)的发光强度示意图；
图25为实施例三电致激发长余辉发光系统的平均发光强度叠加示意图；
图26为实施例四电致激发长余辉发光系统的电致发光源(3)的发光强度示意图；
图27为实施例四电致激发长余辉发光系统的长余辉发光材料(4)的发光强度示意图；
图28为实施例四电致激发长余辉发光系统的平均发光强度叠加示意图；
图29为实施例五电致激发长余辉发光系统的LED2的发光强度示意图；
图30为实施例五电致激发长余辉发光系统的长余辉发光材料(4)的发光强度示意图；
图31为实施例五电致激发长余辉发光系统的LED2与长余辉发光材料(4)的发光强度叠加示意图；
图32为实施例五电致激发长余辉发光系统的LED1的发光强度示意图；
图33为实施例五电致激发长余辉发光系统的平均发光强度叠加示意图。
具体实施方式：
实施例一
一种电致激发长余辉发光系统采用传统的激发方法，电致发光源(3)以10s的周期、20％的占空比间歇发光。在Ton阶段通过电致发光源(3)的电流为连续的恒定电流，幅值为10mA。该激发控制方法下，电致激发长余辉发光系统的电致发光源(3)、长余辉发光材料(4)的发光强度分别如图8、10所示，电致激发长余辉发光系统的发光强度叠加示意图如图12所示。
由于电致发光源(3)的电流幅值过小造成对长余辉发光材料(4)的激发效率过低，现采用本发明的激发控制方法，现保持周期不变，在原TON阶段利用PWM电路控制模式调制恒定电流为幅值50mA、频率200HZ、脉宽1ms的矩形脉冲电流。此时，电致激发长余辉发光系统的电致发光源(3)、长余辉发光材料(4)的发光强度分别如图9、11所示，电致激发长余辉发光系统的发光强度叠加如图13所示，由于高频激发段采用人眼不易觉察到频闪现象的高频激发，故人眼观察到的电致激发长余辉发光系统的发光强度变化实际上是电致激发长余辉发光系统的平均发光强度的叠加，其如图14所示。由图可知，电致激发长余辉发光系统的占空比减小到4％，功耗不变,电致发光源(3)通电时的发光强度随着电流幅值的增大而增大，从而使长余辉发光材料(4)被激发得更充分并增大了电致激发长余辉发光系统的平均发光强度。
实施例二
一种电致激发长余辉发光系统采用本发明一种不当的激发控制方法，电致发光源(3)以10s的周期,6％的占空比间歇发光。在一个周期的高频激发段内通过的电流为幅值75mA、频率100HZ、脉宽2ms的矩形脉冲电流。该激发控制方法下，电致激发长余辉发光系统的电致发光源(3)、长余辉发光材料(4)的发光强度分别如图15、17所示，电致激发长余辉发光系统的发光强度叠加示意图如图19所示，人眼观察到的电致激发长余辉发光系统的发光强度变化即电致激发长余辉发光系统的平均发光强度叠加如图21所示。
由于电致发光源(3)的电流幅值过大造成了能量的浪费，现采用本发明一种合适的激发控制方法，保持周期不变，利用PWM电路控制模式调制原电流为幅值50mA、频率100HZ、脉宽3ms的矩形脉冲电流，此时，电致激发长余辉发光系统的电致发光源(3)、长余辉发光材料(4)的发光强度分别如图16、18所示，电致激发长余辉发光系统的发光强度叠加如图20所示，人眼观察到的电致激发长余辉发光系统的发光强度变化即电致激发长余辉发光系统的平均发光强度叠加如图22所示。由图可知，电致激发长余辉发光系统的占空比虽然增大到9％，但功耗不变。电致发光源(3)的通电激发时间变为原来的1.5倍，发光强度虽然有所减小，但已经能够充分激发长余辉发光材料(4)，故长余辉材料的发光强度却并没有明显地减小。综合以上，电致激发长余辉发光系统的平均亮度有了明显地提高。
实施例三
一种电致激发长余辉发光系统，包括电源(1)、驱动控制电路(2)、LED发光源(3)、长余辉发光材料(4)；所述的电源(1)为蓄电池；所述的驱动控制电路(2)包括驱动电路和PWM控制电路；所述的PWM控制电路为带有PWM控制功能的单片机，通过MOS管连接到回路中，通过输出PWM信号控制MOS管的通断来控制LED发光源(3)的激发；所述的LED发光源(3)设在长余辉发光材料(4)底面或下方,起主动发光和激发长余辉发光材料(4)的作用；所述的LED发光源(3)、电源(1)分别通过线路与驱动电路相连并形成闭合回路。
电路导通后,单片机上的计数器被赋值为0并开始计时，系统检测到计数器所对应的时间0＜t＜1s随即进入高频激发段，PWM控制电路对驱动电路输出PWM信号，通过控制MOS管的通断从而控制驱动电路的驱动电流为幅度50mA、频率200HZ、脉宽宽度[200(t+1)]/200ms的矩形脉冲电流([a]表示不大于a的最大整数，如[3.1]＝3,[-3.1]＝-4)；当系统检测到计数器所对应的时间1s≤t时就进入非激发段1≤t＜10S，在非激发段PWM控制电路控制MOS管断开从而LED发光源(3)不发光；当系统检测到计数器所对应的时间≥10s时，单片机重新给计数器赋值为0,此时电致激发长余辉发光系统进入下一个发光周期。
本实施例电致激发长余辉发光系统的电致发光源(3)、长余辉发光材料(4)的发光强度分别如图23、24所示,人眼观察到的电致激发长余辉发光系统的发光强度变化即电致激发长余辉发光系统的平均发光强度叠加如图25所示。这是因为在本实施例PWM电路控制模式下，电流在高频激发段的波形内调制成一系列幅值相等，宽度线性增大的矩形脉冲，根据冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时其效果基本相同的原理，可以将此波形的脉冲电流等效为一系列宽度相等，幅值线性增大的连续的阶梯脉冲电流，从而LED发光源(3)在高频激发段的平均发光强度可以近似地看成是类梯形。
本实施例LED发光源(3)在高频激发段的平均发光强度由小逐渐变大呈梯形，故减少了眩光效应。
实施例四
一种电致激发长余辉发光系统，包括电源(1)、驱动控制电路(2)、LED发光源(3)、长余辉发光材料(4)；所述的电源(1)为蓄电池；所述的驱动控制电路(2)包括驱动电路和PWM控制电路；所述的PWM控制电路为带有PWM控制功能的单片机，通过MOS管连接到回路中，通过输出PWM信号控制MOS管的通断来控制LED发光源(3)的激发；所述的LED发光源(3)设在长余辉发光材料(4)底面或下方,起主动发光和激发长余辉发光材料(4)的作用；所述的LED发光源(3)、电源(1)分别通过线路与驱动电路相连并形成闭合回路。
电路导通后,单片机上的计数器被赋值为0并开始计时，系统检测到计数器所对应的时间0≤t＜1s随即进入高频主激发段，PWM控制电路对驱动电路输出PWM信号，通过控制MOS管的通断从而控制驱动电路的驱动电流为幅度50mA、频率200HZ、脉宽宽度2ms的矩形脉冲电流；当系统检测到计数器所对应的时间1s≤t时就进入非激发段1≤t＜3S，在非激发段PWM控制电路控制MOS管断开从而LED发光源(3)不发光；当系统检测到计数器所对应的时间3s≤t时随即进入辅助激发段3s≤t＜3.1s,PWM控制电路控制驱动电路输出幅度50mA的连续电流；当系统检测到计数器所对应的时间3.1s≤t时就进入非激发段3.1≤t＜6S，在非激发段PWM控制电路控制MOS管断开从而LED发光源(3)不发光；当系统检测到计数器所对应的时间6s≤t时随即进入辅助激发段6s≤t＜6.1s,PWM控制电路控制驱动电路输出幅度50mA的连续电流；当系统检测到计数器所对应的时间6.1s≤t时就进入非激发段6.1≤t＜9S，在非激发段PWM控制电路控制MOS管断开从而LED发光源(3)不发光；当系统检测到计数器所对应的时间≥9s时，单片机重新给计数器赋值为0,此时电致激发长余辉发光系统进入下一个发光周期。
本实施例电致激发长余辉发光系统的电致发光源(3)、长余辉发光材料(4)的发光强度分别如图26、27所示,人眼观察到的电致激发长余辉发光系统的发光强度变化即电致激发长余辉发光系统的平均发光强度叠加如图28所示。由图可知，本实施例通过在两个相邻的高频激发段之间等时间间距地设有两个辅助激发段，从而提高了示警性能。
实施例五
一种电致激发长余辉发光系统，包括电源(1)、驱动控制电路(2)、LED发光源(3)、长余辉发光材料(4)；所述的电源(1)为蓄电池；所述的驱动控制电路(2)包括驱动电路和PWM控制电路；所述的PWM控制电路为带有PWM控制功能的单片机，通过MOS管连接到回路中，通过输出PWM信号控制MOS管的通断来控制LED发光源(3)的激发；所述的LED发光源(3)为两组不同波长的LED，其中发黄光的LED1具有常规发光功能，发蓝光的LED2设在长余辉发光材料(4)底面或下方,主要起激发长余辉发光材料(4)的作用；两组LED以并联的方式连接到电路中，在驱动控制电路(2)的控制下分别以两种具有相同周期和不同占空比的发光模式发光。
常规发光功能的LED1的激发控制方法如下：
电路导通后,单片机上的计数器被赋值为0并开始计时，系统检测到计数器所对应的时间0＜t＜4s随即进入非激发段，在非激发段PWM控制电路控制MOS管断开从而LED1不发光；当系统检测到计数器所对应的时间4s≤t时就进入第一个高频激发段4≤t＜4.1s，在第一个高频激发段内，PWM控制电路对驱动电路输出PWM信号，通过控制MOS管的通断从而控制驱动电路的驱动电流为幅度50mA、频率200HZ、脉宽宽度2ms的矩形脉冲电流；当系统检测到计数器所对应的时间4.1s≤t时就进入非激发段4.1≤t＜7S，在非激发段PWM控制电路控制MOS管断开从而LED1不发光；当系统检测到计数器所对应的时间7s≤t时就进入第二个高频激发段7≤t＜7.1s，在第二个高频激发段内，PWM控制电路对驱动电路输出PWM信号，通过控制MOS管的通断从而控制驱动电路的驱动电流为幅度50mA、频率200HZ、脉宽宽度2ms的矩形脉冲电流；当系统检测到计数器所对应的时间7.1s≤t时就进入非激发段7.1≤t＜10S，在非激发段PWM控制电路控制MOS管断开从而LED1不发光；当系统检测到计数器所对应的时间≥10s时，单片机重新给计数器赋值为0,此时电致激发长余辉发光系统进入下一个发光周期。
激发功能的LED2的激发控制方法如下：
电路导通后,单片机上的计数器被赋值为0并开始计时，系统检测到计数器所对应的时间0＜t＜1s随即进入高频激发段，PWM控制电路对驱动电路输出PWM信号，通过控制MOS管的通断从而控制驱动电路的驱动电流为幅度50mA、频率200HZ、脉宽宽度3ms的矩形脉冲电流；当系统检测到计数器所对应的时间1s≤t时就进入非激发段1≤t＜10S，在非激发段PWM控制电路控制MOS管断开从而LED2不发光；当系统检测到计数器所对应的时间≥10s时，单片机重新给计数器赋值为0,此时电致激发长余辉发光系统进入下一个发光周期。
本实施例电致激发长余辉发光系统的LED1、LED2的发光强度分别如图32、29所示，长余辉发光材料(4)的发光强度如图30所示，LED2与长余辉发光材料(4)的发光强度叠加如图31所示；图33为实施例五电致激发长余辉发光系统的平均发光强度叠加示意图。由图可知，本实施例由于采用两组分别具有常规发光功能和激发长余辉发光材料功能的LED，因此既具有良好的示警作用，又具有一定的辅助照明功能。
以上所述仅为本发明的较佳方案而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电致激发长余辉发光系统的激发控制方法，所述的电致激发长余辉发光系统，包括电源(1)、驱动控制电路(2)、电致发光源(3)、长余辉发光材料(4)；电源(1)通过线路依次与驱动控制电路(2)和电致发光源(3)相连；长余辉发光材料(4)受到电致发光源(3)的激发并发光；所述的电致激发长余辉发光系统的激发控制方法：驱动控制电路(2)控制电致发光源(3)以一定的周期和占空比通电发光，并激发长余辉发光材料(4)发光，所述的占空比为一个周期内的通电激发累计时间(T0N)与一个周期时间(T)之比(T0N/T),所述的通电激发累计时间(T0N)为一个周期时间内电致发光源(3)通电的总时间；一个周期时间(T)还包括未通电累计时间(TOFF)，一个周期时间(T)为通电激发累计时间(T0N)与未通电累计时间(TOFF)之和；其特征在于：所述的电致激发长余辉发光系统在一个周期时间(T)内的通电激发累计时间(T0N)由N个不连续的通电激发时段一(TON1)、通电激发时段二(TON2)……通电激发时段N(TON N)组成，N大于等于2，通电激发累计时间(T0N)为通电激发时段一(TON1)、通电激发时段二(TON2)……通电激发时段N(TON N)之和。
2.根据权利要求1所述的一种电致激发长余辉发光系统的激发控制方法，其特征在于：所述的电致发光源(3)为LED发光源；所述的LED发光源为相同或不同波长、相同或不同功率、相同或不同封装方式的多个或多组LED。
3.根据权利要求1所述的一种电致激发长余辉发光系统的激发控制方法，其特征在于：所述的驱动控制电路(2)为带有PWM电路控制模式的驱动控制电路。
4.根据权利要求1所述的一种电致激发长余辉发光系统的激发控制方法，其特征在于：所述的电致发光源(3)为LED发光源；所述的LED发光源为相同或不同波长、相同或不同功率、相同或不同封装方式的多个或多组LED；所述的驱动控制电路(2)为带有PWM电路控制模式的驱动控制电路。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电致激发长余辉发光系统的激发控制方法，其特征在于：一个周期时间(T)内包括有由多个不连续的通电激发时段组合在一起形成人眼不易觉察到频闪现象的高频激发段，长余辉发光材料(4)在高频激发段被电致发光源(3)高频激发；或，在一个周期时间(T)内包括有由多个不连续的通电激发时段组合在一起形成人眼不易觉察到频闪现象的高频激发段，和一个或多个相对孤立的通电激发时段的人眼易于觉察到闪烁现象的低频激发段，所述的多个相对孤立的通电激发时段为等时间隔设置的时段，长余辉发光材料(4)在高频激发段被电致发光源(3)高频激发，在低频激发段被电致发光源(3)低频激发。
6.根据权利要求3所述的一种电致激发长余辉发光系统的激发控制方法，其特征在于：一个周期时间(T)内包括有由多个不连续的通电激发时段组合在一起形成人眼不易觉察到频闪现象的高频激发段，长余辉发光材料(4)在高频激发段被电致发光源(3)高频激发；所述的电致发光源(3)在高频激发段的平均发光强度由小逐渐变大。
7.根据权利要求3所述的一种电致激发长余辉发光系统的激发控制方法，其特征在于：通过改变驱动电流的幅值调节电致发光源(3)在通电时的发光强度；通过PWM电路控制模式调节周期时间(T)或占空比(T0N/T)。
8.根据权利要求7所述的一种电致激发长余辉发光系统的激发控制方法，其特征在于：当驱动电流幅值过低导致电致发光源(3)在通电时的发光强度不够、从而对长余辉发光材料(4)激发效率过低时，增大驱动电流的幅值提高电致发光源(3)在通电时的发光强度并通过PWM电路控制模式增大周期时间(T)或减小占空比(T0N/T)。
根据权利要求7所述的一种电致激发长余辉发光系统的激发控制方法，其特征在于：当驱动电流幅值过高导致电致发光源(3)在通电时的发光强度过高、激发长余辉发光材料(4)的光强过剩而引起能量浪费时，减小驱动电流的幅值降低电致发光源(3)在通电时的发光强度，或，减小驱动电流的幅值降低电致发光源(3)在通电时的发光强度并通过PWM电路控制模式增大周期时间(T)或减小占空比(T0N/T)。
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