專利名稱：一種實現(xiàn)多波長led光源輸出光通量比例恒定的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及LED照明和顯示領域，特別涉及一種實現(xiàn)多個波長光束輸出光通量比例恒定的方法。
背景技術：
目前，發(fā)光二極管(LED)由于其壽命長、耗電少、光效高、易于控制和綠色環(huán)保等特點，正逐步應用于道路照明、辦公照明、家居照明、工業(yè)照明、農業(yè)照明等領域。人們利用LED良好的出射光波長單色性，通過組合不同出射波長的LED芯片和/或同樣出射波長的LED芯片但使用不同熒光粉材料(對應不同的輸出光譜)的LED封裝等方法來得到不同輸出波長組合/光譜的LED光源(以下稱“組合光源”)。在通用照明領域，因人眼對色溫和色彩的偏差敏感，不同色溫的光對人的情緒和視力有影響。市場上有可變色溫、色調的LED燈具，以供使用者按照自己的喜好、使用場景等因素選擇合適的照明環(huán)境。LED顯示設備中的LED光源，也要求輸出不同色溫、不同光譜的光，以保證顯示效果、使用者用眼舒適安全等。在植·物照明領域，由于不同的紅光、藍光、遠紅光以及其他顏色光的光輸出比例對植物的作用不同，需要有不同輸出波長組合/光譜的植物生長燈，以滿足植物生長各個階段的光照需要。綜上，在很多場合下，人們要求LED組合光源在各個設置值下的輸出色溫、色調、波長組合或者光譜不隨時間改變而發(fā)生變化。因此，維持燈具輸出光的光譜不變或改變燈具輸出光的光譜到預定的光譜，對于護眼、植物生長等應用有著十分重要的意義。然而，現(xiàn)有LED光源因其光衰使得以LED作為光源的燈具在使用一段時間后不可避免的出現(xiàn)輸出光通量降低的現(xiàn)象。而且由于產生不同波長或者光譜的LED光源(以下稱“子光源”)的光衰程度不同，LED組合光源中各輸出波長/光譜的比例會發(fā)生變化。這樣的變化在對輸出波長/光譜有要求的應用場合(如上述的情景照明、護眼照明/顯示、植物照明等)中，會影響照明和顯示的效果。現(xiàn)有技術中關于調節(jié)光譜的方法采用調整LED芯片和熒光粉的種類和配比，以提供不同種類的光譜。如專利號為201110234239. 1，名稱為《一種用于植物光照的光譜調節(jié)方法》的專利描述了通過配比不同種類的LED芯片和熒光粉，以滿足植物對光譜的不同需求，能夠很大程度上增加光譜調節(jié)的自由度。然而，該方法中對LED芯片和熒光粉的種類和配比的調整均發(fā)生在燈具投入使用之前，當燈具投入使用后對于光衰引起的光譜的變化并未提出有效解決方案。另外，在對光源輸出光譜有一定要求的應用領域中，一般當光源由于光衰導致輸出光譜發(fā)生改變以致偏離可接受范圍時，往往需要替換整個光源。但事實上組合光源中各個子光源的光衰未必達到報廢標準。在這種情況下對整燈光源直接作替換處理造成了浪費、增加了成本。

發(fā)明內容
現(xiàn)有技術中對LED組合光源出現(xiàn)因子光源光衰程度不同或者別的原因引起的各輸出波長/光譜的光通量比例失調的現(xiàn)象，采取了直接替換整個LED組合光源的措施，這樣將導致成本上升。本發(fā)明針對如上問題，提出了一種實現(xiàn)多波長LED光源輸出光通量比例恒定的方法。該方法中的LED組合光源，包括若干個出射單一波長/光譜的子光源。各個子光源出射的光束波長/光譜不同。本發(fā)明用于實現(xiàn)組合光源中的各個子光源之間輸出光通量比例恒定的方法，具體方案如下a、設定組合LED光源中的一個子光源為“主控子光源”，并設定其輸出光通量值的上下限值；設定其他各子光源與主控子光源的輸出光通量比例的上下限值；將設定的主控子光源輸出光通量的上下限值和其他各子光源與主控子光源的輸出光通量比例的上下限值預先存儲到控制電路的存儲器中；b、探測或推算主控子光源的輸出光通量，并判斷其是否超出設定的主控子光源的輸出光通量的上下限值，若超出則報警；C、探測或推算其他各子光源的輸出光通量值，將其與主控子光源的輸出光通量相 比得到其他各子光源輸出光通量的比例值；當一個或者多個其他子光源的輸出光通量的比例值超出設定的比例上下限值時，調整這一個或者多個其他子光源的驅動電流使得其輸出光通量的比例值回到設定的比例上下限值范圍內。采用上述方案時，在LED組合光源中確定一個主控子光源，并設定主控子光源的輸出光通量上下限值。根據(jù)相關燈具標準和/或用戶需求設定除主控子光源外的其余子光源輸出光通量與主控子光源輸出光通量比例值的上限值和下限值。將設定的主控子光源的上下限值、其余子光源與主控子光源輸出光通量比例的上下限值預先存儲到光源控制電路的存儲器中?？刂齐娐方邮仗綔y得到的各個子光源的Pn結結溫信息(對應著不同的輸出光通量)、光源點亮時間(對應著不同的輸出光通量)或輸出光通量信息，并推算得出各個子光源實際輸出光通量值。一方面，若主控子光源的輸出光通量超出對其設定的上下限值，則發(fā)出報警。另一方面，若部分子光源與主控子光源之間的輸出光通量比例值超出所設定的相應上下限值范圍時，分別調節(jié)輸出光通量比例值超出范圍的子光源的工作電流使其輸出光通量值與主控子光源的輸出光通量之間的比例值位于設定的相應上下限值之間。通過不斷探測/推算和調節(jié)各個子光源的工作電流或者其他參數(shù)使各個子光源之間輸出光通量的比例維持在設定范圍內。當該組合光源達到其他報警條件時予以報警。所述的對輸出光通量的探測采用探測各個子光源的pn結的結溫，并通過結溫與輸出光通量之間的關系曲線推算出其輸出光通量。每個LED發(fā)光顆粒的pn結的結溫與其輸出光通量存在一個對應關系，通過測定不同子光源的pn結的結溫從而可推算得到不同子光源各自實際輸出光通量，并通過控制pn結的工作電流調整其輸出光通量。所述的對子光源輸出光通量的探測采用計算各個子光源的點亮時間，并通過LED光源的光衰曲線推算出輸出光通量。每個LED發(fā)光顆粒都有一條固有的使用時間與光衰的關系曲線。通過測定各個子光源的點亮時間可以推算出實際輸出光通量，通過控制工作電流對輸出光通量加以調整。所述的對子光源輸出光通量的探測采用直接探測各個子光源的輸出光通量。可分別對各個子光源實際輸出光通量進行探測。所述的對各個子光源輸出光通量的測量為間隔設定時間測量。時間的設定根據(jù)實際需求、產品型號等因素靈活設置，LED光源光衰較緩慢，通過間隔設定時間測量將節(jié)省探測/推算/控制成本。進一步的，用于實現(xiàn)組合光源中的各個子光源之間輸出光通量比例恒定的方法還包括當任意一個子光源的工作電流、電壓或溫度超過設定值時報警的步驟，該步驟可設在步驟a、步驟b或步驟c之后，當任意一個子光源的工作電流、電壓或溫度超過一定值，即達到報廢條件時，將影響整燈功能的實現(xiàn)，所以需對此現(xiàn)象作報警處理。本發(fā)明的一種實現(xiàn)多波長LED光源輸出光通量比例恒定的方法，通過探測或推定得出工作中LED組合光源中各個子光源的輸出光通量值與主控子光源輸出光通量之間的比例，并將該比值與設定的相應上下限值比較，進而調整超出上下限值范圍的相應子光源的工作電流，使各個子光源和主控子光源輸出光通量的比例回到設定的范圍內，直到達到報警條件。本發(fā)明通過對各個子光源輸出光通量的調整，以及對主控子光源輸出光通量的控制，維持了各輸出波長/光譜光通量的比例，延長了 LED光源的壽命。


圖I為本發(fā)明實施例的一種實現(xiàn)多波長LED光源輸出光通量比例恒定的方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例的一種實現(xiàn)多波長LED光源輸出光通量比例恒定的方法中LED組合光源中各個子光源的光譜圖。
具體實施例方式以下結合

本發(fā)明的具體實施方式
。圖I為本發(fā)明實施例的一種實現(xiàn)多波長LED光源輸出光通量比例恒定的方法的流程圖。圖2為峰值波長分別為300nm(曲線a)、500nm(曲線b)和700nm(曲線c)的子光源光譜分布圖。具體步驟如下a、設定組合LED光源中的峰值波長為500nm的子光源為主控子光源，其理想輸出光通量為15001m，并設定其輸出光通量值的上下限值，分別為理想輸出光通量的±10%，即上限值16501m和下限值13501m ;設定峰值波長為300nm和700nm的子光源與主控子光源的理想輸出光通量比例分別為O. 6和I. 3，并設定峰值波長為300nm和700nm的子光源與峰值波長為500nm的主控子光源之間的輸出光通量比例的上下限值，分別為上述理想輸出光通量比例的±1%，即O. 594-0. 606和I. 287-1. 313 ;將設定的主控子光源理想輸出光通量值及其上下限值和其他各子光源與主控子光源的輸出光通量比例的上下限值預先存儲到控制電路的存儲器中；b、間隔探測或推算主控子光源的輸出光通量，并判斷其是否超出設定的主控子光源的輸出光通量的上下限值，若超出則報警；C、間隔探測或推算其他各子光源的輸出光通量值，將其與主控子光源的輸出光通量相比得到其他各子光源輸出光通量的比例值；當一個或者多個其他子光源的輸出光通量的比例值超出設定的比例上下限值時，根據(jù)每個子光源在不同電流下對應的輸出光通量關系調整這一個或者多個其他子光源的驅動電流等使得其輸出光通量的比例值回到設定的比例上下限值范圍內；如當峰值波長為300nm的子光源與主控子光源的輸出光通量比例為O. 58時，低于其下限值O. 594，此時需增大該子光源的工作電流，使其輸出光通量上升，并使得該子光源與主控子光源的光通量輸出比例回到設定的輸出光通量比例的上下限值范圍內；d、當LED光源的任意一個子光源的工作電流超過一定值時發(fā)出警告指令。附圖I中其他報警條件即前述指的任意一個子光源的工作電流、電壓或溫度超過
一定值。本發(fā)明實施例中的各個子光源的光譜曲線a、b、c可根據(jù)實際應用場合和用戶需求進行設定。其中，對光源輸出光通量的探測采用計算待測光源的點亮時間，通過該待測光源的光衰曲線推定其實際輸出光通量值。LED光源控制電路對光源輸出光通量信號的接收、比較、測定、對工作電流的控制、發(fā)出報警信號等動作以及對輸出光通量的探測均可通過現(xiàn)有技術實現(xiàn)。本發(fā)明可實現(xiàn)多波長LED光源的輸出光通量比例恒定，同時具有測量誤差小、結 構簡單、成本低等優(yōu)點。通過上述實施例，本發(fā)明的目的已經被完全有效的達到了，熟悉該項技藝的人士應該明白本發(fā)明包括但不限于附圖和上面具體實施方式
中描述的內容，任何不偏離本發(fā)明的功能和結構原理的修改都將包括在權利要求書的范圍中。
權利要求
1.一種實現(xiàn)多波長LED光源輸出光通量比例恒定的方法，其特征在于包括以下步驟 a、設定組合LED光源中的一個子光源為“主控子光源”，并設定其輸出光通量值的上下限值；設定其他各子光源與主控子光源的輸出光通量比例的上下限值；將設定的主控子光源輸出光通量的上下限值和其他各子光源與主控子光源的輸出光通量比例的上下限值預先存儲到控制電路的存儲器中； b、探測或推算主控子光源的輸出光通量，并判斷其是否超出設定的主控子光源的輸出光通量的上下限值，若超出則報警； C、探測或推算其他各子光源的輸出光通量值，將其與主控子光源的輸出光通量相比得到其他各子光源輸出光通量的比例值；當一個或者多個其他子光源的輸出光通量的比例值超出設定的比例上下限值時，調整這一個或者多個其他子光源的驅動電流使得其輸出光通量的比例值回到設定的比例上下限值范圍內。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種實現(xiàn)多波長LED光源輸出光通量比例恒定的方法，其特征在于，所述的對輸出光通量的探測采用探測各個子光源的Pn結的結溫，并通過結溫與輸出光通量之間的關系曲線推算出其輸出光通量。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種實現(xiàn)多波長LED光源輸出光通量比例恒定的方法，其特征在于所述的對子光源輸出光通量的探測采用計算各個子光源的點亮時間，并通過LED光源的光衰曲線推算出輸出光通量。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種實現(xiàn)多波長LED光源輸出光通量比例恒定的方法，其特征在于所述的對子光源輸出光通量的探測采用直接探測各個子光源的輸出光通量。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種實現(xiàn)多波長LED光源輸出光通量比例恒定的方法，其特征在于所述的對各個子光源輸出光通量的測量為間隔設定時間測量。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種實現(xiàn)多波長LED光源輸出光通量比例恒定的方法，其特征在于所述方法還包括當任意一個子光源的工作電流、電壓或溫度超過設定值時報警的步驟，該步驟可設在步驟a、步驟b或步驟c之后。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)多波長LED光源輸出光通量比例恒定的方法，通過探測或推定得出工作中LED組合光源中各個子光源的輸出光通量值與主控子光源輸出光通量之間的比例，并將該比值與設定的相應上下限值比較，對超出范圍的相應子光源控制其工作電流以調整輸出光通量值，使各個子光源和主控子光源之間的輸出光通量的比例回到設定的范圍內，直到達到報警條件。本發(fā)明通過對各個子光源輸出光通量的調整、補償，以及對主控子光源輸出光通量的控制，降低了LED光源能耗、延長LED光源壽命。
文檔編號H05B37/02GK102905445SQ20121043498
公開日2013年1月30日 申請日期2012年11月2日 優(yōu)先權日2012年11月2日
發(fā)明者季杭峰, 方溁, 岑益超, 王米成, 孫泉明, 李立新 申請人:普天智能照明研究院有限公司, 杭州鴻雁電器有限公司, 杭州鴻雁東貝光電科技有限公司