一种LED光源闪烁指数的调整方法及系统

文档序号:32121945发布日期:2022-11-09 07:10阅读:229来源:国知局
一种LED光源闪烁指数的调整方法及系统
一种led光源闪烁指数的调整方法及系统
技术领域
1.本发明涉及led光源技术领域,特别是涉及一种led光源闪烁指数的调整方法及系统。


背景技术:

2.根据ieee(电气和电子工程师协会,institute of electrical and electronics engineers)标准,频闪带来的风险与调制深度和闪烁频率有关;频率越高,允许的调制深度越大。该标准针对频闪带来的潜在健康问题给出了相应建议,目前市场上各类灯具都具有不同程度频闪效应,特别是led灯具调制深度可达到90%。目前国内外学者针对如何降低纹波电流调制深度,比如采用注入三次谐波的方法应用到临界导电模式的boost-pfc电路中;三次谐波注入方法进一步推广到三次加五次谐波注入,并将其应用到不连续导电模式的boost-pfc电路中,进一步降低纹波电流调制深度,从而控制led光源闪烁指数。采用限流电阻或者线性稳压器系统中的限流阻抗,然而限流电阻将引起明显损耗,需要有足够大滤波电容器才能降低直流电流的电流纹波的调制深度,从而达到达到控制led光源闪烁指数目的。将限流电感被放置于ac输出区域的辅助电路,采用改进驱动器取代目前的荧光镇流器,该无源驱动系统的每瓦最大电容储能量为0.011j/w,可有效控制纹波电流调制深度,从而达到控制led光源闪烁指数目的。以上所采用的方法都是通过优化设计驱动led光源的开关电源结构,从而控制纹波电流幅度,达到控制led光源闪烁指数目的。
3.白光led光源表面的荧光粉材料可当作光学低通滤波器,具有光容效应,可有效降低led光源的发光调制深度。在yag(钇铝石榴石)荧光粉的基础上,增加了ga(镓)、ce(铈)和pr(镨)元素,当成分比例为1%ce
3+
,1%pr:y
2.98
al2ga3o
12
荧光粉在蓝光有效激发下,余辉时间达到60分钟,达到控制led光源闪烁指数目的。采用ce
3+
:gd3al2ga3o
12
(ce
3+
:gdagg)荧光粉弥补ac-led的频闪,在蓝光激发下,此荧光粉的余辉平均时间为115ms,另一方面提出了mg3y2(ge
1-x
six)3o
12
:ce
3+
(x=0-0.5)荧光粉,该类荧光粉也能被蓝光led芯片有效激发,并且荧光粉的余辉时间在毫秒范围,可有效降低交流led的频闪深度,达到控制led光源闪烁指数目的。以上所采用的方法都是通过优化设计led芯片所涂抹的荧光粉材料,从而余辉时间,达到控制led光源闪烁指数目的。
4.上述两种方法分别需要通过对驱动led光源的开关电源电路结构进行修改以及对荧光粉材料组分和制备工艺进行改变,从而才能达到控制纹波电流以及闪烁指数的目的。而无论是改变电路结构还是改变荧光粉材料组分和制备工艺,都需要付出大量的人力、物力和财力。


技术实现要素:

5.本发明的目的是提供一种led光源闪烁指数的调整方法及系统,以节省成本。
6.为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
7.一种led光源闪烁指数的调整方法,所述方法包括:
8.获取目标led光源的周期、led器件个数、驱动信号参数和光源参数;所述驱动信号参数包括:驱动频率和驱动电功率幅度;所述光源参数包括:结温计算参数、预设参考温度、第一关联系数和参考发光效率;所述结温计算参数包括:热沉温度、热阻和热功耗系数,所述第一关联系数为所述目标led光源的发光效率与所述结温的关联系数,所述参考发光效率为所述目标led光源在所述预设参考温度下的发光效率;
9.根据所述led器件个数、所述驱动信号参数和所述光源参数,确定所述目标led光源的最大光通量;
10.根据所述驱动频率、所述最大光通量和所述周期,确定所述目标led光源的闪烁指数;
11.判断所述闪烁指数是否处于预设闪烁指数区间;
12.若否,则对所述目标led光源的所述驱动信号参数、所述结温计算参数和所述第一关联系数进行调整,直至所述闪烁指数处于所述预设闪烁指数区间。
13.可选地,所述根据所述led器件个数、所述驱动信号参数和所述光源参数,确定所述目标led光源的最大光通量,具体包括:
14.根据所述驱动信号参数和所述光源参数,确定所述目标led光源的发光功率;
15.根据所述led器件个数和所述光源参数,确定所述目标led光源的最大负载电功率;
16.根据所述led器件个数、所述发光功率和所述最大负载电功率,确定所述目标led光源的最大光通量。
17.可选地,所述根据所述驱动信号参数和所述光源参数,确定所述目标led光源的发光功率,具体包括:
18.根据所述驱动信号参数确定所述目标led光源的负载电功率;
19.根据所述结温计算参数和所述负载电功率确定所述目标led光源的结温;
20.根据所述结温、所述预设参考温度、所述第一关联系数和所述参考发光效率计算所述目标led光源的发光功率。
21.可选地,所述根据所述驱动频率、所述最大光通量和所述周期,确定所述目标led光源的闪烁指数,具体包括:
22.根据所述驱动频率和所述最大光通量确定所述目标led光源的第一时间;
23.根据所述最大光通量和所述周期确定所述目标led光源的平均光通量;
24.根据所述驱动频率和所述平均光通量确定所述目标led光源的第二时间;
25.根据所述最大光通量、所述第一时间、所述第二时间确定所述目标led光源的闪烁指数。
26.一种led光源闪烁指数的调整系统,包括:
27.参数获取模块,用于获取目标led光源的周期、led器件个数、驱动信号参数和光源参数;所述驱动信号参数包括:驱动频率和驱动电功率幅度;所述光源参数包括:结温计算参数、预设参考温度、第一关联系数和参考发光效率;所述结温计算参数包括:热沉温度、热阻和热功耗系数,所述第一关联系数为所述目标led光源的发光效率与所述结温的关联系数,所述参考发光效率为所述目标led光源在所述预设参考温度下的发光效率;
28.最大光通量确定模块,用于根据所述led器件个数、所述驱动信号参数和所述光源
参数,确定所述目标led光源的最大光通量;
29.闪烁指数确定模块,用于根据所述驱动频率、所述最大光通量和所述周期,确定所述目标led光源的闪烁指数;
30.判断模块,用于判断所述闪烁指数是否处于预设闪烁指数区间;
31.调整模块,用于若所述判断模块输出为否,则对所述目标led光源的所述驱动信号参数、所述结温计算参数和所述第一关联系数进行调整,直至所述闪烁指数处于所述预设闪烁指数区间。
32.可选地,所述最大光通量确定模块,具体包括:
33.发光功率确定单元,用于根据所述驱动信号参数和所述光源参数,确定所述目标led光源的发光功率;
34.最大负载电功率确定单元,用于根据所述led器件个数和所述光源参数,确定所述目标led光源的最大负载电功率;
35.最大光通量确定单元,用于根据所述led器件个数、所述发光功率和所述最大负载电功率,确定所述目标led光源的最大光通量。
36.可选地,所述发光功率确定单元,具体包括:
37.负载电功率确定子单元,用于根据所述驱动信号参数确定所述目标led光源的负载电功率;
38.结温确定子单元,用于根据所述结温计算参数和所述负载电功率确定所述目标led光源的结温;
39.发光功率确定子单元,用于根据所述结温、所述预设参考温度、所述第一关联系数和所述参考发光效率计算所述目标led光源的发光功率。
40.可选地,所述闪烁指数确定模块,具体包括:
41.第一时间确定单元,用于根据所述驱动频率和所述最大光通量确定所述目标led光源的第一时间;
42.平均光通量确定单元,用于根据所述最大光通量和所述周期确定所述目标led光源的平均光通量;
43.第二时间确定单元,用于根据所述驱动频率和所述平均光通量确定所述目标led光源的第二时间;
44.闪烁指数确定单元,用于根据所述最大光通量、所述第一时间、所述第二时间确定所述目标led光源的闪烁指数。
45.根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
46.本发明公开了一种led光源闪烁指数的调整方法及系统,方法包括:获取目标led光源的周期、led器件个数、驱动信号参数和光源参数;驱动信号参数包括:驱动频率和驱动电功率幅度;光源参数包括:结温计算参数、预设参考温度、第一关联系数和参考发光效率;根据led器件个数、驱动信号参数和光源参数,确定最大光通量;根据驱动频率、最大光通量和周期,确定闪烁指数;判断闪烁指数是否处于预设闪烁指数区间;若否,则对驱动信号参数、结温计算参数和第一关联系数进行调整,直至闪烁指数处于预设闪烁指数区间。和现有的通过改变电路结构还是改变荧光粉材料组分和制备工艺来调整闪烁指数的方法相比,本发明调整驱动信号参数、结温计算参数和第一关联系数即可调整闪烁指数,减少了人力、物
力和财力的消耗,节省了成本。
附图说明
47.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
48.图1为本发明实施例提供的led光源闪烁指数的调整方法流程图;
49.图2为本发明实施例提供的led光源在不同参数下光通量的变化图;
50.图3为本发明实施例提供的led光源负载电功率pd与第一关联系数ke的关系图;
51.图4为本发明实施例提供的led光源负载电功率pd与热功耗系数kh的关系图;
52.图5为本发明实施例提供的led光源的光通量与时间的关系图。
53.图6为本发明实施例提供的led光源的闪烁指数与热沉温度t
hs
的关系图;
54.图7为本发明实施例提供的led光源的闪烁指数与驱动电功率幅度p
d,max
的关系图;
55.图8为本发明实施例提供的led光源的闪烁指数与驱动频率f的关系图;
56.图9为本发明实施例提供的led光源的闪烁指数与热阻r
jc
的关系图;
57.图10为本发明实施例提供的led光源闪烁指数的调整系统框图;
58.图11为利用本发明提供的方法计算得到的led光源的最大光通量φ
v,max
与驱动电功率幅度p
d,max
的关系图;
59.图12为利用光学频闪设备测试得到的led光源的最大光通量φ
v,max
与驱动电功率幅度p
d,max
的关系图;
60.图13为利用本发明提供的方法计算得到的led光源的平均光通量φ
v,ave
与驱动电功率幅度p
d,max
的关系图;
61.图14为利用光学频闪设备测试得到的led光源的平均光通量φ
v,ave
与驱动电功率幅度p
d,max
的关系图;
62.图15为利用本发明提供的方法计算得到的led光源的闪烁指数与驱动电功率幅度p
d,max
的关系图;
63.图16为利用光学频闪设备测试得到的led光源的闪烁指数与驱动电功率幅度p
d,max
的关系图。
具体实施方式
64.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
65.本发明的目的是提供一种led光源闪烁指数的调整方法及系统,旨在节省成本,可应用于led光源技术领域。
66.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
67.图1为本发明实施例提供的led光源闪烁指数的调整方法流程图。如图1所示,本实施例中的led光源闪烁指数的调整方法,包括:
68.步骤101:获取目标led光源的周期、led器件个数、驱动信号参数和光源参数;驱动信号参数包括:驱动频率和驱动电功率幅度;光源参数包括:结温计算参数、预设参考温度、第一关联系数和参考发光效率;结温计算参数包括:热沉温度、热阻和热功耗系数,第一关联系数为目标led光源的发光效率与结温的关联系数,参考发光效率为目标led光源在预设参考温度下的发光效率。
69.步骤102:根据led器件个数、驱动信号参数和光源参数,确定目标led光源的最大光通量。
70.步骤103:根据驱动频率、最大光通量和周期,确定目标led光源的闪烁指数。
71.步骤104:判断闪烁指数是否处于预设闪烁指数区间。
72.步骤105:若否,则对目标led光源的驱动信号参数、结温计算参数和第一关联系数进行调整,直至闪烁指数处于预设闪烁指数区间。
73.作为一种可选的实施方式,步骤102,具体包括:
74.根据驱动信号参数和光源参数,确定目标led光源的发光功率。
75.根据led器件个数和光源参数,确定目标led光源的最大负载电功率。
76.根据led器件个数、发光功率和最大负载电功率,确定目标led光源的最大光通量。
77.作为一种可选的实施方式,根据驱动信号参数和光源参数,确定目标led光源的发光功率,具体包括:
78.根据驱动信号参数确定目标led光源的负载电功率。
79.根据结温计算参数和负载电功率确定目标led光源的结温。
80.根据结温、预设参考温度、第一关联系数和参考发光效率计算目标led光源的发光功率。
81.作为一种可选的实施方式,步骤103,具体包括:
82.根据驱动频率和最大光通量确定目标led光源的第一时间。
83.根据最大光通量和周期确定目标led光源的平均光通量。
84.根据驱动频率和平均光通量确定目标led光源的第二时间。
85.根据最大光通量、第一时间、第二时间确定目标led光源的闪烁指数。
86.具体的,闪烁指数的计算步骤为:
87.led光源的光通量φv可表示为:
88.φv=nepdꢀꢀ
(1)
89.其中,n为led光源中led器件的个数(led光源由1个或多个led器件所组成),pd为led光源的负载电功率,e为led光源的发光效率。
90.由于led光源的发光效率e随着器件结温升高而下降,因此led光源的发光效率e可表示为:
91.e=e0[1+ke(t
j-to)]
ꢀꢀ
(2)
[0092]
其中,ke为led光源的第一关联系数,即为led光源的发光效率随着器件结温升高而降低的关联系数,tj为led光源的结温,e0为led光源在参考温度to条件下的发光效率,e0和to这两个参数在led光源的产品规格书中都能提供,为已知量。
[0093]
将公式(2)代入公式(1)中,led光源发出的光通量φv可表示为:
[0094]
φv=nepd=ne0[1+ke(t
j-to)]pdꢀꢀ
(3)
[0095]
其中,led光源的结温tj可表示为:
[0096]
tj=t
hs
+r
jc
p
heat
=t
hs
+r
jc
pdkhꢀꢀ
(4)
[0097]
其中t
hs
为led光源的热沉温度,r
jc
为led光源的热阻,p
heat
为led光源的热功耗,kh为led光源的热功耗系数。r
jc
和p
heat
在led光源的产品规格书中可查到,为已知量。
[0098]
将公式(4)代入公式(3),则led光源的光通量φv的通用表达式为:
[0099]
φv=ne0[1+ke(t
hs
+r
jc
pdk
h-to)]pd==(1+ket
hs-ket0)ne0pd+ne0kekhr
jc
p
d2
ꢀꢀ
(5)
[0100]
由于ke为负值且小于1,则公式(5)可表示为:φv=α1pd+α2p
d2
,其中α1和α2为正值系数。随着负载电功率pd增大,光通量φv线性增大。随着负载电功率pd持续增大,公式(5)中第二项持续增大,变为主导作用,则光通量φv表现为非线性增大,最终达到饱和,当led光源输出光通量φv达到最大值之后,随着负载电功率pd增大,光通量φv降低。通过分析公式(5)而知,随着kh、r
jc
、t
hs
增大,led光源输出光通量φv的非线性区域变大,如图2所示。led光源输出的光通量为非线性变化规律,存在一个极大值,这个极值点取值为公式(5)φv对pd求导后,得到:
[0101][0102]
通过实验测试发现,led光源的热功耗系数kh和led光源的第一关联系数ke均随着负载电功率pd而变化,如图3和4所示,因此kh和ke可表示为:
[0103]
kh=αhpd+βhꢀꢀ
(7)
[0104]
ke=αepd+βeꢀꢀ
(8)
[0105]
其中αh和βh是kh与pd的关联系数,αe和βe是ke与pd的关联系数。
[0106]
将公式(7)和(8)带入公式(6)中,则公式(6)可表示为:
[0107][0108]
当αe和αh不等于0,且时下,最大光通量φ
v,max
对应的最大负载电功率可表示为:
[0109][0110]
将公式(10)带入公式(5),则最大光通量φ
v,max
可表示为:
[0111][0112]
为了工程设计简化处理,假设负载电功率pd变化ke和kh为恒定值,则αe和αh等于0,当时下,最大光通量φ
v,max
对应的最大负载电功率可表示为:
[0113][0114]
将公式(12)带入公式(5),则最大光通量φ
v,max
可表示为:
[0115][0116]
在计算光通量时涉及到两个变量kh和ke,如果认为这两个变量随着负载电功率变化pd而维持恒定值,则最大光通量φ
v,max
以公式(13)为准。如果这两个变量认为随着负载电功率变化而变化,将变化趋势考虑进去,则最大光通量φ
v,max
以公式(11)为准。
[0117]
公式(11)和公式(13)是指通用情况下最大光通量的定量模型,适用于led光源处于直流驱动模式下光通量描述,而所谓闪烁指数是指led光源负载电功率随着时间发生变化而变化,如果当led光源处于直流驱动模式下led闪烁指数为0,没有必要讨论。led频闪效应一般出现在led驱动过程中产生的纹波电流,进而引起输出光通量波动。由于led驱动电路将交流市电经过整流、滤波、稳压等过程处理,输入到终端led光源,产生的纹波电流,在本发明中简化认为是正弦波波形。因此本发明以led光源负载的正弦波函数电功率为例,作为输入光源的参数(驱动信号)进行分析。
[0118]
当led光源驱动信号为正弦波,则负载电功率pd可表示为:
[0119][0120]
其中,f为驱动频率,t为led光源的周期,p
d,max
为驱动电功率幅度,t为驱动时间。
[0121]
将公式(14)带入公式(5),则驱动信号为正弦波模式下led光源输出光通量随着时间变化可表示为:
[0122]
φv(t)=(1+ket
hs-ket0)ne0[p
d,max
sin(f180t)]+ne0kekhr
jc
[p
d,max
sin(f180t)]2ꢀꢀ
(15)
[0123]
结合图2,当led光源负载的电功率为驱动电功率幅度p
d,max
的情况下,此时led光源输出光通量不一定等于最大光通量φ
v,max

[0124]
通过公式(10)和公式(12)可以获取在两种不同情况(当led光源的散热器散热能力足够好即散热器热阻小,说明这种情况下在led光源的发光效率随着电功率增大而降低幅度较低,因此当驱动电功率幅度p
d,max
情况下led光源输出的最大光通量φ
v,max
,如图2实曲线所示。当led光源的散热器散热能力不足即散热器热阻大,说明这种情况下在led光源的发光效率随着电功率增大而明显降低,此时led输出光通量-电功率曲线为抛物线型,因此当驱动电功率幅度p
d,max
情况下,led光源输出的光通量并不是最大值,最大光通量φ
v,max
出现在抛物线曲线顶点即电功率为图2虚曲线所示,而如何选取这种情况下的电功率须通过该理论模型计算获得。综上,上述两种情况光通量与负载电功率的变化规律是led光源及散热系统本身的特性所决定)下,led光源输出最大光通量φ
v,max
对应的最大负载电功率
[0125]
如图5所示,分为两种情况:
[0126]
情况1:最大光通量φ
v,max
对应的最大负载电功率等于驱动电功率幅度p
d,max

[0127]
led光源在情况1的条件下输出最大光通量φ
v,ave
可表示为φ
v,max1

[0128][0129]
led光源在情况1的条件下输出最大光通量φ
v,max1
对应的时间t
max
可表示为t
max1

[0130][0131]
其中,t
max1
为在情况1的条件下的第一时间,即单个周期内led光源在情况1的条件下输出最大光通量对应的时间。
[0132]
单个周期内led光源在情况1的条件下的平均光通量φ
v,ave
可表示为φ
v,ave1

[0133][0134]
led光源在情况1的条件下输出平均光通量φ
v,ave1
对应的时间t
ave
可表示为t
ave1

[0135][0136]
其中,t
ave1
为在情况1的条件下的第二时间,即单个周期内led光源在情况1的条件下输出平均光通量对应的时间。
[0137]
led光源闪烁指数fi可表示为:
[0138][0139]
其中,a1为led光源输出平均光通量为参考基准点以上的面积,a2为led光源输出平均光通量为参考基准点以下的面积。如图5,a1是光通量对时间进行积分,范围从平均光通
量到最大光通量位置再乘以2,a1+a2是光通量对时间进行积分,范围从最小光通量到最大光通量位置再乘以2。
[0140]
依据上述分析,在情况1的条件下的a1可表示为a
11

[0141][0142]
在情况1的条件下的a1+a2可表示为a
11
+a
21

[0143][0144]
其中,t
min1
为在情况1的条件下的第三时间,即单个周期内led光源在情况1的条件下输出最小光通量对应的时间。
[0145][0146]
其中,φ
v,min
为led光源在情况1的条件下输出最小光通量:
[0147][0148]
其中,p
d,min
为驱动电功率最小值。
[0149]
将公式(21)和公式(22)代入公式(20)中,当最大光通量φ
v,max
对应的最大负载电功率等于驱动电功率幅度p
d,max
时(当情况1时),led光源闪烁指数可表示为:
[0150][0151]
情况2:最大光通量φ
v,max
对应的最大负载电功率小于驱动电功率幅度p
d,max

[0152]
led光源在情况2的条件下输出最大光通量φ
v,max
可表示为φ
v,max2

[0153][0154]
led光源在情况2的条件下输出最大光通量φ
v,max2
对应的时间t
max
可表示为t
max2

[0155][0156]
其中,t
max2
为在情况2的条件下的第一时间,即单个周期内led光源在情况1的条件下输出最大光通量对应的时间。
[0157]
单个周期内led光源在情况2的条件下的平均光通量φ
v,ave
可表示为φ
v,ave2

[0158][0159]
led光源在情况2的条件下输出平均光通量φ
v,ave2
对应的时间t
ave
可表示为t
ave2

[0160][0161]
其中,t
ave2
为在情况2的条件下的第二时间,即单个周期内led光源在情况2的条件下输出平均光通量对应的时间。
[0162]
依据上述分析,在情况2的条件下的a1可表示为a
12

[0163][0164]
在情况2的条件下的a1+a2可表示为a
12
+a
22

[0165][0166]
其中,t
min2
为在情况2的条件下的第三时间,即单个周期内led光源在情况2的条件下输出最小光通量对应的时间。
[0167][0168]
其中,φ
v,min2
为led光源在情况2的条件下输出最小光通量:
[0169][0170]
其中,p
d,min
为驱动电功率最小值。
[0171]
将公式(30)和公式(31)代入公式(20)中,当最大光通量φ
v,max
对应的最大负载电功率小于驱动电功率幅度p
d,max
时(当情况2时),led光源闪烁指数可表示为:
[0172][0173]
上述过程将led光源闪烁指数fi、热功耗系数kh、第一关联系数ke、热沉温度t
hs
、驱动频率f、热阻r
jc
、驱动电功率幅度p
d,max
联系为一体,揭示了它们相互交叉内在联系规律。通过公式(25)和(34)就可准确预测出在不同热沉温度、热功耗系数、驱动幅值等情况下,白
光led光源的闪烁指数。
[0174]
通过实验可以得到下面的变化规律:
[0175]
如图6所示,led光源的热阻r
jc
为12℃/w,驱动频率f为100hz,驱动电功率幅度p
d,max
为2w,热功耗系数kh为0.61,第一关联系数ke为-0.00082。当热沉温度t
hs
在30℃-90℃范围内变化,随着热沉温度t
hs
增大,led闪烁指数降低。
[0176]
如图7所示,led光源的热阻r
jc
为12℃/w,驱动频率f为100hz,热沉温度t
hs
为30℃,热功耗系数kh为0.61,第一关联系数ke为-0.00082。当驱动电功率幅度p
d,max
在0.5w-2w范围内变化,随着驱动电功率幅度p
d,max
增大,led闪烁指数降低。
[0177]
如图8所示,led光源的热阻r
jc
为12℃/w,驱动电功率幅度p
d,max
为1w,热沉温度t
hs
为30℃,热功耗系数kh为0.61,第一关联系数ke为-0.00082。当驱动频率f在100hz-1100hz范围内变化,随着驱动频率f增大,led闪烁指数降低。
[0178]
如图9所示,led光源的驱动频率f为100hz,驱动电功率幅度p
d,max
为1w,热沉温度t
hs
为30℃,热功耗系数kh为0.61,第一关联系数ke为-0.00082。当热阻r
jc
在9℃/w-17℃/w范围内变化,随着热阻r
jc
增大,led闪烁指数降低。
[0179]
通过实验比对上述预测结果,发现所提出的led光源闪烁指数的模型能较为准确预测出实际工作条件下led光源闪烁指数的变化规律,最大误差为10.2%,平均误差为6.4%,最小误差为1.3%。
[0180]
如图11-16所示,led光源的驱动频率f为100hz,led光源的热阻r
jc
为12℃/w,热沉温度t
hs
为30℃,热功耗系数kh为0.61,第一关联系数ke为-0.00082。当驱动电功率幅度p
d,max
在0.2w-1.6w范围内变化,随着热沉温度增大,led光源输出单个周期内最大光通量以及平均光通量的计算值和测试值,发现所提出的led光源光通量的模型能较为准确预测出实际工作条件下led光源光通量的变化规律,最大误差为9.8%,平均误差为5.6%,闪烁指数的计算值与测试值相比,准确性高。
[0181]
通过上述分析而知,通过控制led光源的热功耗系数kh、第一关联系数ke、热沉温度t
hs
、驱动电功率幅度p
d,max
、驱动频率f和热阻r
jc
,可有效改变led光源输出的瞬态光通量,进而引起led光源闪烁指数变化。
[0182]
通过预测光源闪烁指数的变化范围,可确定出所需控制范围需要的led热功耗系数kh、第一关联系数ke、热沉温度t
hs
、驱动电功率幅度p
d,max
、驱动频率f和热阻r
jc
,这样就可以通过led器件厂家提供的光源规格书以及开关电源厂家提供的开关电源参数,选择不同型号led光源以及驱动器,从而满足对闪速指数目标值的需求。比如要求特定的光源闪烁指数满足0.5-0.6区间范围,通过本发明的内容就可以计算选取led光源特征参数以及驱动器的特征参数。
[0183]
图10为本发明实施例提供的led光源闪烁指数的调整系统框图。如图10所示,本实施例中的led光源闪烁指数的调整系统,包括:
[0184]
参数获取模块201,用于获取目标led光源的周期、led器件个数、驱动信号参数和光源参数;驱动信号参数包括:驱动频率和驱动电功率幅度;光源参数包括:结温计算参数、预设参考温度、第一关联系数和参考发光效率;结温计算参数包括:热沉温度、热阻和热功耗系数,第一关联系数为目标led光源的发光效率与结温的关联系数,参考发光效率为目标led光源在预设参考温度下的发光效率。
[0185]
最大光通量确定模块202,用于根据led器件个数、驱动信号参数和光源参数,确定目标led光源的最大光通量。
[0186]
闪烁指数确定模块203,用于根据驱动频率、最大光通量和周期,确定目标led光源的闪烁指数。
[0187]
判断模块204,用于判断闪烁指数是否处于预设闪烁指数区间。
[0188]
调整模块205,用于若判断模块204输出为否,则对目标led光源的驱动信号参数、结温计算参数和第一关联系数进行调整,直至闪烁指数处于预设闪烁指数区间。
[0189]
作为一种可选的实施方式,最大光通量确定模块202,具体包括:
[0190]
发光功率确定单元,用于根据驱动信号参数和光源参数,确定目标led光源的发光功率。
[0191]
最大负载电功率确定单元,用于根据led器件个数和光源参数,确定目标led光源的最大负载电功率。
[0192]
最大光通量确定单元,用于根据led器件个数、发光功率和最大负载电功率,确定目标led光源的最大光通量。
[0193]
作为一种可选的实施方式,发光功率确定单元,具体包括:
[0194]
负载电功率确定子单元,用于根据驱动信号参数确定目标led光源的负载电功率。
[0195]
结温确定子单元,用于根据结温计算参数和负载电功率确定目标led光源的结温。
[0196]
发光功率确定子单元,用于根据结温、预设参考温度、第一关联系数和参考发光效率计算目标led光源的发光功率。
[0197]
作为一种可选的实施方式,闪烁指数确定模块203,具体包括:
[0198]
第一时间确定单元,用于根据驱动频率和最大光通量确定目标led光源的第一时间。
[0199]
平均光通量确定单元,用于根据最大光通量和周期确定目标led光源的平均光通量。
[0200]
第二时间确定单元,用于根据驱动频率和平均光通量确定目标led光源的第二时间。
[0201]
闪烁指数确定单元,用于根据最大光通量、第一时间、第二时间确定目标led光源的闪烁指数。
[0202]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
[0203]
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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