【摘 要】
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半导体发光二极管(LED)作为一种新型光源,由于其具有低温、节能、寿命长、无二次污染等特点,在世界各国都大力倡导绿色、低碳、环保等一系列绿色概念的今天,已成为全球竞相争夺
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半导体发光二极管(LED)作为一种新型光源,由于其具有低温、节能、寿命长、无二次污染等特点,在世界各国都大力倡导绿色、低碳、环保等一系列绿色概念的今天,已成为全球竞相争夺的新兴产业制高点。评价LED白光光源质量有两个重要因素:光源显色性和光效。设计LED白光的挑战性就在于在一定色温条件下实现高显色指数,同时要实现光效的最大化。目前国际上针对白光LED的实际光效预测缺乏有效手段,本文在基于发光学,色度学,光谱学等理论的基础上,主要针对白光/红光LED模块的光效预测进行了相关的理论推导,同时针对推导的结果进行了相关计算,并对数据进行了分析。运用建立的模型进行了一系列白光LED光谱最优化研究,研究表明蓝光芯片激发一种或两种YAG荧光粉难以实现低色温(<5000K)高显色(Ra>90)白光。在此基础上增加红(橙)色荧光粉可在2700K~6500K范围内实现高显色(Ra>90)白光,增加R9的最低值限制后(R9>80),对饱和色彩的显色性明显提高。用红(橙)色LED代替荧光粉也可在2700K~6500K范围内实现高显色(Ra>90,R9>80)白光,其理论光效高于采用荧光粉的方案。我们还研究了三种可调色温白光LED方案,在2700K~6500K范围内,蓝光芯片激发YAG荧光粉加红(橙)LED加蓝色LED可实现高显色(Ra>90,R9>77)白光,蓝光芯片激发绿色和橙色荧光粉加蓝、红色LED可实现高显色(Ra>90,R9>90)白光,光效达到1051m/W,暖白LED加蓝、绿、红色LED可实现高显色(Ra>93,R9>90,R(9-12)>83)白光,其光效达到701m/W。我们对后两种方案进行了实验检验,结果表明测量结果非常接近光谱最优化结果。
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