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LED光源质量一般采用显色性和光效两个指标进行评价，显色性是反应物体在待测光源照明下，其真实色彩的呈现程度。待测光源的光谱越宽，对物体色彩的反映能力越高，而光效则是指光源的电光转化效率，是光源光通量与输入电功率的比值，在输入电功率一定的条件下，明视觉下光源光谱在555nm附近且越窄，其光效越高。因此，在设计高显指、高光效、色温可调的白光LED时，选择合适的LED芯片和荧光粉就显得尤为重要。本文基于色光混合相加原理和光源显色性的评价方法，利用matlab软件成功开发了LED显色性仿真程序，可以预测在特定色温下，白光LED光谱分布、光通量、光效、色度坐标、特殊显色指数和一般显色指数及LED的驱动电流;还可以预测色温在2700K～6500K范围内变化时，高显指高光效条件下，三组分系统和四组分系统的LED芯片和荧光粉的光学参数优化组合。在讨论三组分和四组分系统组成的白光LED光谱最优化时主要分为三种情况:(1)在荧光粉和LED光学参数都未知的条件下;(2) LED的光谱半宽度已知的条件下;(3) LED的峰值波长和光谱半宽度已知的条件下。并根据优化的结果，选择合适的荧光粉和LED芯片组合，通过调节LED芯片电流的大小达到调控白光LED组合色温变化的目的。由于不同厚度、不同浓度下荧光粉薄膜的发射光谱存在一定的差别，因此，在固定荧光粉配比的条件下，根据LED显色性仿真程序优化选择合适的LED芯片。同时为了描述不同厚度、不同浓度下荧光粉薄膜的发射光谱的差别，本文提出不同度、不同浓度下荧光粉和LED芯片组合形成的白光LED的发光模型。同时该模型还可以用来模拟芯片激发混合荧光粉形成的白光光谱。结果表明:(1)在光谱最优化设计下，采用三组分系统组合形成的白光LED，其显色指数85以上，发光效率124lm/W以上;(2)在光谱最优化设计下，采用四组分系统组合形成的白光LED，其显色指数90以上，发光效率110lm/W以上;(3)利用本文提出的不同厚度、不同浓度下荧光粉和LED芯片组合形成的白光LED的发光模型模拟得到的光谱与实验的结果对比，发现两者之间的色差在0.009以内，故此模型能够较准确的描述“芯片+荧光粉”组合发出的白光。