基于脉冲宽度调制的六基色发光二极管白光混合方法及光源模块
专利汇可以提供基于脉冲宽度调制的六基色发光二极管白光混合方法及光源模块专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于脉冲宽度调制的六基色发光 二极管 白光混合方法及 光源 模 块 ，白光混合方法包括以下步骤，1)采用三刺激值建立各基色坐标与配光比关系，2)在不同混光比例下将六基色两两混合形成三种混合基色并建立混合基色三刺激值与配光比关系，3)结合光通量与占空比的线性关系，采用遍历 算法 对不同混光比例白光进行 显色性 能寻优得到最优 显色指数 ；4)将最优显色指数下的混光比例转换为占空比值。本发明所提出的6基色白光混合模型可实现高显色指数、高光效混合白光，并可实现相关 色温 在2700～7000K范围白光的显色指数的寻优。，下面是基于脉冲宽度调制的六基色发光二极管白光混合方法及光源模块专利的具体信息内容。
1.一种基于脉冲宽度调制的六基色发光二极管白光混合方法，其特征在于：包括以下
步骤，
1)采用三刺激值建立各基色坐标与配光比关系，
2)在不同混光比例下将六基色两两混合形成三种混合基色并建立混合基色三刺激值
与配光比关系，
3)结合光通量与占空比的线性关系，采用遍历算法对不同混光比例白光进行显色性能
寻优得到最优显色指数；
4)将最优显色指数下的混光比例转换为占空比值。
2.根据权利要求1所述的一种基于脉冲宽度调制的六基色发光二极管白光混合方法，
其特征在于：所述的六基色为红/绿/蓝/青/黄/暖白。
3.根据权利要求2所述的一种基于脉冲宽度调制的六基色发光二极管白光混合方法，
其特征在于：若合成白光光源的色坐标和光通量分别为(x，y)和1lm，设其三刺激值分别为(XR，YR，ZR)，(XG，YG，ZG)，(XB，YB，ZB)，(XC，YC，ZC)，(XY，YY，ZY)和(XWW，YWW，ZWW)，根据2通道PWM调光调色关系，6通道6种光源的两两混合可得混合光G+WW，B+C和R+Y三刺激值分别为(XG+WW
(r1)，YG+WW(r1)，ZG+WW(r1))，(XB+C(r2)，YB+C(r2)，ZB+C(r2))和(XR+Y(r3)，YR+Y(r3)，ZR+Y(r3))，存在如下关系
其中r1，r2，r3分别为G，B，R在混合光G+WW，B+C，R+Y中的光通量所占百分比，r1，r2，r3取值范围均为[0，1]，在任意r1，r2，r3下，3种混合光满足以下关系：
其中ρG+WW(r1)，ρB+C(r2)，ρR+Y(r3)分别表示G+WW，B+C，R+Y在合成白光中的光通贡献率，且ρG+WW(r1)+ρB+C(r2)+ρR+Y(r3)＝1，可得出G+WW，B+C，R+Y在目标光通量Φ0下的合成白光中各色光通量为：
4.根据权利要求1所述的一种基于脉冲宽度调制的六基色发光二极管白光混合方法，
其特征在于：所述的光通量与占空比的线性关系的确定步骤为：测试得出R/G/B/C/Y/WW 6
色LED占空比D在[0，100]范围内所对应的光通量，并对测试数据进行线性拟合得这6色LED
的光通量与占空比间关系。
5.根据权利要求1所述的一种基于脉冲宽度调制的六基色发光二极管白光混合方法，
其特征在于：所述的步骤3)中包括在6基色调光约束范围内，沿黑体轨迹取4组色坐标以及
其所对应的相关色温，然后计算混合白光的一般显色指数Ra。
6.一种如权利要求1-5任一项所述基于脉冲宽度调制的六基色发光二极管白光混合方
法的光源模块，其特征在于：包括驱动电路和多个LED灯珠，所述的LED灯珠为单基色和/或多基色混合LED灯珠。
7.如权利要求6所述的光源模块，其特征在于，所述的LED灯珠包括4基色合一LED灯珠
和两种单基色LED灯珠且呈两个同心圆布列，所述的4基色合一灯珠均匀间隔排列在外圆，
所述的两种单基色LED灯珠交错式均匀间隔布列在内圆。
8.如权利要求7所述的光源模块，其特征在于，4基色合一LED灯珠和单基色LED灯珠数
量相等。
9.如权利要求6所述的光源模块，其特征在于，所述的LED灯珠为均匀矩阵或同心圆布
列的多个六基色合一LED灯珠。
基于脉冲宽度调制的六基色发光二极管白光混合方法及光源
模块
技术领域
背景技术
LED光谱优化方法，得到最大显色指数为92.6。谌江波等基于Ohno模型用蓝光LED激发绿橙
双色荧光粉获得暖白光，与红、青、蓝3种LED光源混合，实现了相关色温在2700K～6500K范围可调的高显色性白光LED模拟。金宇章等提出了一种3通道六基色LED白光合成方法，实现了显色指数大于85，相关色温在2000～10000K范围可调。但是其仍然不能在显色指数上取
得良好的效果。
发明内容
(XG+WW(r1)，YG+WW(r1)，ZG+WW(r1))，(XB+C(r2)，YB+C(r2)，ZB+C(r2))和(XR+Y(r3)，YR+Y(r3)，ZR+Y(r3))，存在如下关系
均匀间隔布列在内圆。
对应的占空比，而且计算结果与实验测试结果一致性好，一般显色指数Ra最大误差为
1.24％，相关色温的最大误差为1.96％，光通量最大误差为1.15％。本发明所提出的6基色白光混合模型可实现高显色指数、高光效混合白光，并可实现相关色温在2700～7000K范围白光的显色指数的寻优。
附图说明
具体实施方式
布(SPD)符合线性叠加原理的，多色光混合白光的光谱功率分布可表示为：
1LED灯珠6颗和C、Y单色LED灯珠各3颗组成光源模块。为使LED灯珠混光更加均匀且降低LED灯珠因发热而导致结温过高而引起色漂移和光效降低等问题，进行了光线追迹分析和热性
能分析得到优化的阵列排布，用导热胶固定在带有散热器的铝基板上。具体地，此灯珠排布是同心圆结构，是经过TracePro光学仿真软件与蜂窝结构、矩阵型结构模拟对比分析后所
得的最优排列方式，此结构混光更加均匀，照明效果更好。采用4基色合1(4in1)的原因是为了解决近距离灯光混光不均匀问题，如果采用单色灯珠，在远距离情况下混光效果良好，但距离较近时就会出现各单色灯珠发出的单色光，采用4in1灯珠再加上灯珠排列方式的优
化，可以最大限度解决近距离混光不均匀的问题。且此4in1灯珠是目前市场上能买到的非
定制情况下的不多的选择，若能定制获得4色芯片排列更加紧凑的4in1灯珠甚至6in1灯珠，其混光效果自然会更好。
该模块根据占空比与光通量关系控制R/G/B/C/Y/WW LED光源模块混合比例，实现各色LED
的准确调光。用远方光电公司的HASS-2000光谱分析系统测量光源模块中各色LED光源在满
电流状态下的性能参数，如表1和图2所示，其中WW LED光源的关色温为3054K，显色指数为
85.2，红光LED的峰值波长为626.3nm，绿光LED的峰值波长为515.9nm，蓝光LED的峰值波长为463.5nm，青光LED峰值波长472.8nm，黄光LED峰值波长为595.2nm，各色LED光源的色坐标(x，y)，光通量及功率如表1和图2所示。图2(a)为6色LED色坐标以及两色混合后的色坐标和覆盖的色域范围。图2(b)为6色LED在满电流状态的相对光谱功率分布。
0.99899-0.99997之间(如图3所示)，同时可得这6色LED的光通量与占空比间的关系：
100-4.6AEi，(i＝1，...，14)，ΔEi为14种颜色样品在标准光源与待测光源下的色差，计算混合白光的一般显色指数Ra。采用遍历算法，r1，r2，r3分别在[0.05，1]范围每隔0.05取值，故在上述4种相关色温下会产生32,000个Ra，图4-图7分别为在这4种相关色温下，合成白光显色指数Ra＞70时，比例系数r3在固定值时，r2在[0.05，1.00]取值时，r1与Ra间的变化关系图。
从图中可以看出，在CCT＝2700K时，r1＝0.50，r2＝0.95，r3＝0.10，能够得到一个最优的显色指数Ra＝96.4；在CCT＝4000K时，r1＝0.55，r2＝0.95，r3＝0.15，能够得到一个最优的显色指数Ra＝97.0；在CCT＝5500K时，r1＝0.55，r2＝0.95，r3＝0.20，能够得到一个最优的显色指数Ra＝97.2；在CCT＝7000K时，r1＝0.60，r2＝1.00，r3＝0.10，能够得到一个最优的显色指数Ra＝97.4。
1.45％，光通量相对误差为1.11％，显色指数相对误差为1.13％，光效为152.40lm/W；当设置相关色温为7000K，其相对误差为1.04％，光通量相对误差为1.15％，显色指数相对误差为1.03％，光效为146.81lm/W，由此可见计算结果和实际测试结果一致性好。
2700，4000，5500，7000K时，最优一般显色指数数值分别为Ra＝96.4，97.0，97.3，97.4，并采用R/G/B/C/Y/WW 6色LED进行实验验证。结果表明，计算结果与实验测试结果一致性好，一般显色指数Ra最大误差为1.24％，相关色温的最大误差为1.96％，光通量最大误差为
1.15％。本发明所提出的6基色白光混合模型可实现高显色指数、高光效混合白光，并可实现相关色温在2700～7000K范围白光的显色指数的寻优。
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