提出了一种基于脉冲宽度调制(PWM)的红/绿/蓝/暖白(R/G/B/WW)4色发光二极管(LED)调光调色计算模型。该模型根据二通道和三通道PWM的特点,采用黑体轨迹的Chebyshev方法,确定合成光的色坐标和相关色温(CCT)关系。在优化目标显色性能最佳时,建立了混合光的色坐标与占空比、相关色温与占空比的函数关系,并采用R/G/B/WW 4色LED进行实验验证。结果表明:R/G/B/WW LED模块可实现相关色温在2900~7600 K范围的白光调节。当光通量设定为300 lm时,相关色温的最大相对误差为0.99%,混合光一般显色指数(CRI)最大相对误差为0.11%;当光通量值在[150,800]范围内变化时,其最大相对误差为2.02%。该模型可应用于4通道LED调光调色,其计算方法简单、调光精度高、硬件易于实现。

根据RGBW四色混光原理，采用脉冲宽度调制(PWM)调光方式，建立目标色坐标与占空比的关系方程，采用遗传算法对混合光的光通量和一般显色指数进行多元约束下寻优，在3 571~11 082 K色温范围内选取13组目标色温，采用Matlab软件进行优化仿真，最后通过实验验证。结果表明：采用遗传算法对混合光进行光通量最大化寻优，能够使混合光的光通量最高可达166.062 lm；采用遗传算法对一般显色指数进行最大化寻优，能够使混合光的一般显色指数最高可达88.3。为了保证混合光光源同时兼具高光通量和高显色性能，采用遗传算法对光通量和一般显色指数同时寻优，并采用Matlab进行模拟实验，结果表明：通过同时优化光通量和一般显色指数，能够保证混合光的一般显色指数大于82时兼具适用于大多数照明场所的高光通量。

为提高照明光源质量， 采用三基色的混光方法，实现了白光动态相关色温精确可调。根据色度学光色设计，建立了RGB三基色混光数学模型。选取合适光色参数的三基色光源进行3000~7500 K不同相关色温的白光混光实验分析，实验结果与理论白光色温偏差较大。分析可知，结温是影响色温偏差的主要因素。通过调节占空比来修正三基色光通量的输出，从而确定了占空比和目标相关色温的关系。实验结果表明，修正后的色温偏差在50 K以内，合成白光光源的参数与理论白光的性能指标参数吻合，实现了不同相关色温变化的白光光源，并通过调节三基色光通量实现了温度补偿。

根据RGBW 四色混光方程组，结合脉冲宽度调制法的特点推导出占空比与色品坐标的函数关系。借助Matlab软件对混合光的光效和一般显色指数进行多元约束条件下寻优，并通过实验验证。结果表明：RGBW 光源模块可实现2703 K~7692 K 色温范围的白光，优化目标为显色性能最佳时，混合光的一般显色指数高达95，在光效最大的优化目标下，混合光可以实现108 lm/W 的高光效。为了使光源模块同时具有优良的光效和显色性能，提出对光效和一般显色指数同时进行寻优。模拟实验表明：适当降低光效可以显著提高显色性能；降低显色性能同样可以改善光效。通过平衡光效和显色性能，可以实现一般显色指数大于90且适用于多数场所的高光效白光。

提出了一种基于脉冲宽度调制(PWM)的三基色发光二极管(LED)调光调色计算模型，建立了混合光的色品坐标与占空比、相关色温与占空比、最大光通量与色品坐标的函数关系。采用红绿蓝(RGB)三基色LED 进行实验验证，实验结果表明：计算模型能较好的指导LED 光色调节，混合光色品坐标的理论值和测量值之间的误差小于2.5%，模拟太阳光的色温变化误差仅为50 K。该计算模型可应用于各种三通道LED 的调光调色，其高精度的优点能更精确地实现智能照明，极具实用价值。

照明光源的灯光质量对人体健康的影响受到了越来越多的关注。近几年伴随着大功率发光二极管发光效率的不断突破，已经达到甚至超过普通照明光源的发光效率。为进一步改善照明光源质量，通过色温的变化实现类太阳光色温变化的智能光源，采用红绿蓝三基色发光二极管，基于理论计算按照不同比例的三基色搭配，在实验中测试得到一个不同色温配比的数据库。并将数据库植入控制程序中，然后通过控制程序自动调取不同配比，最终实现不同时间段色温动态变化的照明光源。实验结果表明，本照明光源可以实现从2300~7000 K的宽色温范围，实际色温与理论计算相符，基本实现了类太阳光动态色温变化趋势。