提出一种基于单色LED补偿白光LED技术, 模拟日光在可见光范围内的光谱。实际调研了大功率单色LED现状, 采用光子在二维空间内联合态密度函数作为单色LED的光谱辐射模型, 建立LED模拟仿真数据库。通过求解超定方程组的非负最小二乘解, 优化选择不同峰值波长以及半高宽的单色LED与白光LED组合, 实现对目标光谱的匹配及太阳光谱的再现。对比研究了白光LED补偿技术和纯单色LED组装技术, 并分析了不同种类LED组合对太阳光谱的模拟情况。结果表明, 白光LED补偿技术拟合太阳光谱相关指数达到90.74%, 优于纯单色LED组装技术。并且当单色LED种类减少时, 白光LED补偿技术相比纯单色LED组装技术可以实现更好的模拟效果。该方法对实现基于LED类日光照明具有较好的指导意义。

设计了一种由氙灯和发光二极管(LEDs)作光源的积分球太阳光谱模拟器来提高太阳光谱的光谱匹配精度。引进模拟退火算法研究光谱匹配技术, 设计了氙灯模块及LEDs模块的结构和控制系统。LEDs采用环带摆放和恒流驱动方式, 并通过多机通信系统控制。氙灯模块上安装截止滤光片和程控衰减器, 滤光片用来滤去氙灯红外波段的尖峰, 衰减器则用来调整氙灯入射到积分球的辐射通量。仿真实验表明： Epitex 公司的53种单色LEDs和氙灯完全可以模拟380~100 0 nm波段的AM 1.5标准太阳光谱, 光谱的平均相对误差为5.67%。分析讨论了该太阳光谱模拟器的光谱失配误差、出光面的辐照非均匀度和辐照不稳定度, 三者均可以控制在±3%以内。