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照明光源可以通过第三类感光细胞影响褪黑激素和皮质醇的分泌,进而对人体的生理和心理产生重大影响。根据季节、情绪、昼夜动态调节光照环境可以提高人对光环境的舒适度,因此色温可调的高显色指数白光LED光源在智能照明领域具有广泛的应用。为了实现光强和色温可调,需要对多种LED光源进行调光混色。本文根据多色混光方程组,结合PWM调光的光通量与占空比成正比的特点,建立多色LED调光混色的定量计算模型,为智能照明的实现提供理论支持。主要工作有:1、结合脉冲宽度调制驱动(PWM)的特点和格拉斯曼定律,推导出二色、三色LED混光时色品坐标、相关色温、最大光通量与占空比的函数关系。2、采用暖白/冷白、黄/冷白LED光源模块对双色混光计算模型进行实验验证。实验结果表明:计算模型可以精确指导双色LED混光;暖白/冷白具有相对稳定且优异的显色性能和光效。3、采用红/绿/蓝、红/绿/冷白、暖白/绿/蓝LED光源模块对三色混光计算模型进行实验验证。实验结果表明:计算模型可以精确地指导三色混光;红/绿/蓝LED光源模块在调光过程中的一般显色指数低于40且光效较低,但具有可调色域广的特点;用光谱丰富的冷白和暖白LED分别代替红/绿/蓝LED光源模块中的蓝光或红光LED能提高混合光的显色性能;暖白/绿/蓝LED光源模块的混光效果最佳。4、针对四色混光方程组的不定解性质,提出借助MATLAB软件对混合光的光效和一般显色指数进行多元约束条件下寻优,并通过实验验证。实验结果表明:红/绿/蓝/暖白、红/绿/蓝/正白、红/绿/蓝/冷白、红/绿/蓝/黄LED光源模块都可以实现2703~7692K色温范围的白光;优化目标为显色性能最佳时,光源模块的光效都偏低,红/绿/蓝/暖白LED光源模块与红/绿/蓝/正白LED光源模块的混合光可以实现高达95的一般显色指数;在光效最大的优化目标下,光源模块的显色性能都较差,红/绿/蓝/暖白LED光源模块在低色温段具有高光效,红/绿/蓝/冷白LED光源模块在高色温段具有高光效,红/绿/蓝/正白LED在中间色温段具有最大的光效。为了使光源模块同时具有优良的光效和显色性能,提出对光效和一般显色指数同时进行优化。模拟实验表明:适当降低光效可以显著提高显色性能;降低显色性能同样可以改善光效。通过平衡光效和显色性能,可以实现一般显色指数大于90且适用于多数场所的高光效白光。