中间视觉下白光LED的光谱最优化研究.doc

中间视觉下白光LED的光谱最优化研究光源显色指数和光效是评价白光LED光源的两个重要因素。设计中间视觉下白光LED就是在一定色温条件下,并满足一定的显色指数要求,实现中间视觉光效的最大化。为了得到中间视觉下白光LED的最佳光谱组合,我们采用仿真模拟进行研究。为了得到更好的模拟结果,我们提出了以中间视觉下平均极限光效(LLEm)为优化目标函数进行白光LED在中间视觉下的光谱最优化。本文研究了蓝光芯片激发荧光粉白光LED(p-WLED)、红光LED替代红色荧光粉的白光LED(PC/RLED)和量子点荧光粉代替传统荧光粉的白光LED(QDLED)等三种不同方式产生白光LED在CRI≥70条件下其中间视觉下平均极限光效(LLEm)和S/P值分别达到最大的最优化光谱。研究结果表明中间视觉下光谱最优化不能通过S/P值最大化来实现。对于具有CRI≥70的p-WLED,在色温2700K-6500K范围内,理论光谱最优化的LLEm在色温为6500K时达到最高值459lm/W,实际光谱最优化的LLEm在色温为6500K时可达到428lm/W;在CRI不限时,理论光谱最优化的LLEm在色温为6500K时达到最高值499lm/W。对于具有CRI≥70的PC/RLED,在色温2700K-6500K范围内,理论光谱最优化的llem在色温为6500k时达到最高值508lm/w,实际光谱最优化的llem在色温为6500k时可达到510lm/w;在cri不限时,理论光谱最优化的llem在色温为6500k时达到最高值554lm/w。对于具有cri≥70的qdled,在色温2700k-6500k范围内,理论光谱最优化的llem在色温为6500k时达到最高值472lm/w;在cri不限时,在色温为6500k时达到最高值517lm/w。通过p-wled、pc/rled和qdled三种白光led比较,表明pc/rled能实现较高的mlle,因此,建议在中间视觉下白光led设计时采用pc/rled方案。对于4种道路照明标准研究表明:在cri≥70条件下,对于最优化理论光谱p-wled,在0.5cd/m2路面亮度要求下色温为5000k时llem达到最大值365.8lm/w,在0.8cd/m2路面亮度要求下色温为5000k时llem达到最大值348.9lm/w,在1.25cd/m2路面亮度要求下色温为3500k时llem达到最大值336.7lm/w,在1.75cd/m2路面亮度要求下色温为3500k时llem达到最大值329.6lm/w;对于最优化理论光谱pc/rled,在0.5cd/m2路面亮度要求下色温为3000k时llem达到最大值421.7lm/w,在0.8cd/m2路面亮度要求下色温为3000k时llem达到最大值412.5lm/w,在1.25cd/m2路面亮度要求下色温为2700k时llem达到最大值406.0lm/w,在1.75cd/m2路面亮度要求下色温为2700k时llem达到最大值401.8lm/w;对于最优化理论光谱qdled,在0.5cd/m2路面亮度要求下色温为5000k时llem达到最大值379.3lm/w,在0.8cd/m2路面亮度要求下色温为3500K时LLEm达到最大值364.0lm/W,在1.25cd/m2路面亮度要求下色温为3000K时LLEm达到最大值354.4lm/W,在1.75cd/m2路面亮度要求下色温为3000K时LLEm达到最大值348.9lm/W。在CRI≥85和CQS≥85条件下,对于最优化理论光谱QDLED,在0.5cd/m2路面亮度要求下色温为5000K时LLEm达到最大值366.1lm/W,在0.8cd/m2路面亮度要求下色温为5000K时LLEm达到最大值350.8lm/W,在1.25cd/m2路面亮度要求下色温为3500K时LLEm达到最大值339.3lm/W,在1.75cd/m2路面亮度要求下色温为3500K时LLEm达到最大值333.6lm/W。