《一种三基色混合暖白光LED灯.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种三基色混合暖白光LED灯.pdf（6页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102387624 A (43)申请公布日 2012.03.21 CN 102387624 A *CN102387624A* (21)申请号 201110357368.X (22)申请日 2011.11.11 201110258731.2 2011.09.02 CN H05B 37/00(2006.01) (71)申请人 天津工业大学 地址 300387 天津市西青区宾水西道 399 号 (72)发明人 范强 付贤松 牛萍娟 李晓云 杨广华 李静仪 (74)专利代理机构 天津市北洋有限责任专利代 理事务所 12201 代理人 程毓英 (54) 发明名称 一种三基色混合。
2、暖白光 LED 灯 (57) 摘要 本发明属于半导体照明领域， 涉及一种三基 色混合暖白光 LED 灯， 包括蓝光 LED 和红光 LED 以及用于稳定色温的电路， 蓝光 LED 的管芯内涂 有黄色荧光粉， 蓝光 LED 和红光 LED 串联后接在 电源正极和接地端之间， 稳定色温的电路包括第 一三极管和第二三极管， 第一三极管的发射极和 集电极接在红光 LED 的负极与接地端之间， 其基 极与红光 LED 负极之间接有负温度系数热敏电阻 (R4) ； 第二三极管的发射极和集电极与旁路电阻 (R1) 串联后接在蓝光 LED 的负极与接地端之间， 在红光 LED 的负极与第二三极管基极之间接有正。
3、 温度系数热敏电阻 (R5)， 在第二三极管的基极与 接地端之间接有负温度系数热敏电阻 (R7)。本发 明可以使暖白光 LED 照明产品在启动到稳定状态 的时间内色温稳定。 (66)本国优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 CN 102387637 A1/1 页 2 1.一种三基色混合暖白光LED灯， 包括蓝光LED和红光LED以及用于稳定色温的电路， 所述的蓝光 LED 的管芯内涂有黄色荧光粉， 蓝光 LED 和红光 LED 串联后接在电源正极和接 地端之间， 其特征在于， 所述的稳定。
4、色温的电路包括第一三极管和第二三极管， 第一三极管 的发射极和集电极接在红光 LED 的负极与接地端之间， 其基极与红光 LED 负极之间接有负 温度系数热敏电阻 (R4) ； 第二三极管的发射极和集电极与旁路电阻 (R1) 串联后接在蓝光 LED 的负极与接地端之间， 在红光 LED 的负极与第二三极管基极之间接有正温度系数热敏 电阻 (R5)， 在第二三极管的基极与接地端之间接有负温度系数热敏电阻 (R7)。 2.根据权利要求1所述的三基色混合暖白光LED灯， 其特征在于， 所述的两个三极管的 电流增益和基极 - 发射极电压相同。 权 利 要 求 书 CN 102387624 A CN 1。
5、02387637 A1/3 页 3 一种三基色混合暖白光 LED 灯 所属技术领域 0001 本发明涉及半导体照明领域， 尤其涉及一种三基色混合暖白光 LED。 背景技术 0002 随着 GaN 基材料外延技术的不断进步， 高亮度的红光、 蓝光以及更短波长的发光 二极管 (LED) 的性能取得了长足的进步， 商品化的 LED 已经覆盖了从红光到紫外光的整个 波段。目前用于实现白光发光 LED 最常规的解决方案是在 1997 年由 Nakamura 等人实现的 利用 GaN 基蓝光 LED 管芯加少量钇铝石榴石为主的黄色荧光粉， 使发射的蓝光一部分激发 荧光粉发出黄光与蓝光混合产生白光。 此方法。
6、的优点在于技术成熟， 电学特性、 光学特性稳 定， 成本较低于其它的解决方案。所以， 几乎所用的商品化 LED 照明产品都是使用此种 LED 发光芯片。( 说明书以下内容中所述的蓝光 LED 均是指此类涂有荧光粉、 发冷白光的蓝光 LED) 0003 白光可以分为暖白光 ( 色温 2700K CCT)LED 和冷白光 ( 色温 6000K CCT)LED。暖 白光这一先进理念是由世界著名照明企业飞利浦公司率先提出的， 并且已经在美国、 英国、 比利时、 挪威等国得到了广泛应用。 相对于黄光、 冷白光， 暖白光具有更高的色温， 更好的显 色性， 更接近于阳光的表现效果， 给人以温暖的心里感受。 。
7、暖白光在绿色光谱和蓝色部分光 谱都更加丰富， 暖白光随着距离的增加， 颜色辨认更加清楚。在同等垂直照度水平下， 人们 易于在暖白光下辨别物体和周边环境颜色的特点。自 2009 年起， 飞利浦开始大力推广暖白 光 LED 照明。通用电气， 欧司朗随后相继开始推广， 暖白光 LED 照明必将成为半导体照明发 展的必然趋势。暖白光照明的研发也是国内照明企业走向世界的必经之路。 0004 利用合适的比例混合蓝光、 黄光、 红光三基色可以配出 2700K CCT 的暖白光， 红光 的加入可以使冷白光偏暖， 色温降低。所以用前面提到的涂有黄色荧光粉的蓝光 LED 与红 光 LED 串联使用在 LED 照明。
8、灯具中， 可以达到发出暖白光的目的。此种暖白光具有更高的 流明输出和发光效率。但是蓝光 LED 和红光 LED 是因材料不同， 禁带宽度不同， 所以发光的 颜色不同， 当然所需能量就不同， 即它们的正向导通压降不同。蓝光波长比红光短， 光需要 的能量大， 所以蓝光 LED 开启电压大。在同一正向导通电流下， 蓝光 LED 和红光 LED 的色温 与灯具内温度成不同的函数关系。由于红光 LED 在不同温度色温变化更加明显， 在暖白光 LED 灯具启动后， 温度由 25 度上升到 90 度左右， 色温从 2100K 慢慢上升到 2700K， 并且需要 25 到 30 分钟， 此时间决定于灯具的散热。
9、水平， 如此长时间的色温变化， 会对照明质量， 特别 是室内照明和特殊照明质量产生不利的影响。如何让暖白光 LED 照明产品在启动到稳定的 时间内， 色温相对于 2700K 变化幅度较小， 是将来高质量 LED 照明所必须解决的问题。 发明内容 0005 本发明的目的在于提供一种可以使暖白光 LED 照明产品在启动到稳定状态的时 间内色温稳定的电路。本发明所采用的技术方案是 ： 0006 一种三基色混合暖白光 LED 灯， 包括蓝光 LED 和红光 LED 以及用于稳定色温的电 说 明 书 CN 102387624 A CN 102387637 A2/3 页 4 路， 所述的蓝光 LED 的管。
10、芯内涂有黄色荧光粉， 蓝光 LED 和红光 LED 串联后接在在电源正 极和接地端之间， 所述的稳定色温的电路包括第一三极管和第二三极管， 第一三极管的发 射极和集电极接在红光 LED 的负极与接地端之间， 其基极与红光 LED 负极之间接有负温度 系数热敏电阻 (R4) ； 第二三极管的发射极和集电极与旁路电阻 (R1) 串联后接在蓝光 LED 的负极与接地端之间， 在红光 LED 的负极与第二三极管基极之间接有正温度系数热敏电阻 (R5)， 在第二三极管的基极与接地端之间接有负温度系数热敏电阻 (R7)。 0007 作为优选实施方式， 所述的两个三极管的电流增益和基极 - 发射极电压相同。。
11、 0008 本发明在LED点亮后到稳定状态的过程中， 通过旁路电流的作用， 使红光LED的电 流是从小到大逐渐上升直到热稳定， 达到 LED 整灯色温变化很小的目的。 附图说明 0009 图 1 是本发明的电路原理图。 0010 图 2 是本采用发明后暖白光 LED 照明启动的实际色温变化图。 具体实施方式 0011 下面结合附图， 通过实施例进一步描述本发明。 0012 如图 1 所示， 本发明的三基色混合暖白光 LED 灯， 包括蓝光 LED 和红光 LED 及其驱 动电路 . 驱动电路中三极管 Q1 发射极接地， 基极经 R4NTC 后分为两路 ： 一路接三极管 Q1 的 集电极， 另一。
12、路经电阻 R6 和 R5PTC 串联后再分两路， 一路接三极管 Q2 的基极， 另一路经电 阻 R7NTC 接地 ； 三极管 Q1 的集电极分两路 ： 一路经电阻 R4NTC 接三极管 Q1 的基极， 另一路 接红光 LED2 的负极。三极管 Q2 的发射极接地， 其基极经 R7NTC 接地 ； 三极管 Q2 的集电极 经电阻 R2、 R3 和 R1 串联后再分两路， 一路接红光 LED2 的正极， 另一路接涂有黄色荧光粉、 且发冷白光的蓝光 LED1 的负极。蓝光 LED1 的正极接驱动电路的输出正端。为了确保电流 镜的准确性， Q1 和 Q2 采用集成在一个封装里的双晶体管器件， 如 SO。
13、8。Q1 和 Q2 的电流增 益 、 Vbe等电学参数一致。 0013 本发明的工作原理如下 ： 0014 如图 1 所示的 Q1、 Q2 的连接构成的基本的电流镜结构， Q1、 Q2 的参数完全相同， 1 2 ， 并且两三极管具有相同的基极 - 发射极电压 Vbe。驱动电路总的输出电 流 (Iin) 全部流过蓝光 LED1( 大小为 Iblue) 后， 分为两路 ： 一路流过红光 LED2， 电流大小为 Ired ； 另一路经 R1， R3， R2 流入 Q2 的集电极， 被称为旁路电流， 大小为 Ibypass。Ired 与 Ibypass 的关系如 (1) 式所示。对于三极管 Q1， 发。
14、射极电流 Ired 等于其基极电流的 倍， 如 (2) 式所示。对于三极管 Q2， 发射极电流 Ibypass 等于其基极电流的 倍， 如 (3) 式 所示。由于 相同， 综合 (2)、 (3) 式， 可分别得出流过红光 LED2 的电流 Ired、 旁路电流 Ibypass 与驱动输出电流 Iin 的关系， 如 (4) 式、 (5) 式所示。可以看出， 当 LED 照明灯具启 动后， 驱动电路的输出电流Iin全部流过了蓝光LED1， 却并未全部流过红光LED2， 而是经过 旁路电流 Ibypss 分流后的剩余电流部分流入了红光 LED2， 即 Ired Iblue Iin。此时 红光LED2。
15、的亮度暗于稳定后的亮度， 对色温的贡献小于50。 随着灯具内部环境的温度的 上升， 负温度系数热敏电阻R4的电阻值逐渐减小， 正温度系数的热敏电阻R5的阻值逐渐增 大， 则由 (4) 式、 (5) 式可以看出， 流过红光 LED2 的电流 Ired 逐渐增大， 旁路电流 Ibypass 说 明 书 CN 102387624 A CN 102387637 A3/3 页 5 逐渐减小。红光 LED2 的亮度逐渐达到稳定后的亮度， 对色温的贡献趋于 50。在灯具稳定 的 25 分钟内， 红光 LED2 逐渐变亮的过程， 稳定了与蓝光 LED 混合后的灯具光输出色温， 色 温变化图如图 2 所示， 变化率仅为 1.22。 0015 Ired+Ibypass Iin Iblue (1) 0016 0017 0018 0019 说 明 书 CN 102387624 A CN 102387637 A1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102387624 A 。