基于“视觉亮度”的白光LED光色性能研究

霍东旭，鄢 波，施建青，隋成华,郭雄彬，沈 煜，魏高尧

(1.浙江工业大学 理学院，浙江 杭州 310023；2.浙江省能源与核技术应用研究院，浙江 杭州 310012)

引言

白光LED以其节能、环保、寿命长等优点被广泛地应用在指示灯、显示屏、景观照明等领域。大多数的白光LED采用传统的恒流驱动，在这种驱动模式下，白光LED长时间工作后，不断积累的热量会引起器件结温升高，从而影响LED的光通量、发光效率、寿命以及可靠性[1]。因此，为了达到更好的节能效果，白光LED需要采用新的驱动模式来提高光通量和解决散热问题。Bath大学的研究者发现PWM脉冲驱动的白光LED具有更高的量子效率和电流密度饱和点[2]。2008年，日本Ehime大学Masafumi Jinno等人提出了一种可使人眼“视觉亮度”翻倍的新型LED脉冲驱动方式[3]，使人们开始意识到脉冲驱动更为节能的独特优势。

然而，目前关于脉冲驱动下LED器件性能的深入研究却很少。基于此，本文在人眼“视觉亮度”的基础上，结合视觉脉冲响应函数、视觉惰性和人眼的感光特性，研究了PWM脉冲驱动下白光LED的光色特性，对比分析了脉冲驱动和恒流驱动的驱动功率、光通量和色坐标等随着脉冲占空比的变化，进一步解释了脉冲驱动能够提高“视觉亮度”的机制，为脉冲驱动的实际应用提供了实验支持。

1 实验

为了研究脉冲驱动对白光LED“视觉亮度”的影响，本实验测试了频率为100Hz，占空比分别为20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%的脉冲驱动与直流驱动在人眼“视觉亮度”一致时白光LED的光色电性能。实验中，方波脉冲电流由数字信号发生器提供，示波器用来测量电路总电压和小电阻两端的电压，并监测通过LED的电流情况。……