1.一种用于光电转换的光源特征参数确定方法,其特征在于,包括:
依据蓝光光谱和荧光粉光谱确定白光LED光源光谱功率分布模型;所述白光LED光源光谱功率分布模型表征白光LED光源光谱功率与光源特征参数的之间的变化关系;所述光源特征参数包括LED负载电功率、散热器热阻、器件热阻和热功耗系数;
由所述白光LED光源光谱功率分布模型、光电探测器的响应曲线、光电探测器的立体角和比例系数计算光电探测器产生的光电流;所述比例系数为光电探测器的立体角内发射光功率与接收光功率之间的比例系数;
由所述光电流和噪声计算光电转换后的信噪比;所述噪声包括功率噪声、散粒噪声和热噪声;
依据所述光电流和所述信噪比构建特征参数目标优化函数;所述特征参数目标优化函数是以所述光电流和所述信噪比最大为目标得到的优化函数;
采用遗传算法计算所述参数目标优化函数的最优解;所述最优解包括一组最优光源特征参数值;所述最优光源特征参数值包括最优LED负载电功率、最优散热器热阻、最优器件热阻和最优热功耗系数;所述最优光源特征参数值用于构建白光LED光源模型。
2.根据权利要求1所述的一种用于光电转换的光源特征参数确定方法,其特征在于,所述依据蓝光光谱和荧光粉光谱确定白光LED光源光谱功率分布模型,具体包括:确定第一关系式;所述第一关系式表示蓝光光谱的峰值波长与所述LED负载电功率之间的关系;
确定第二关系式;所述第二关系式表示荧光粉光谱的峰值波长与所述散热器热阻、所述器件热阻、所述热功耗系数之间的关系;
确定第三关系式;所述第三关系式表示蓝光光谱的半高宽与所述散热器热阻、所述器件热阻、所述热功耗系数之间的关系;
确定第四关系式;所述第四关系式表示荧光粉光谱的半高宽与所述散热器热阻、所述器件热阻、所述热功耗系数之间的关系;
确定第五关系式;所述第五关系式表示光功率比例与所述散热器热阻、所述器件热阻、所述热功耗系数之间的关系;所述光功率比例为荧光粉光谱的光功率与蓝光光谱的光功率的比例;
由所述第一关系式、所述第二关系式、所述第三关系式、所述第四关系式和所述第五关系式确定白光LED光源光谱功率分布模型。
3.根据权利要求1所述的一种用于光电转换的光源特征参数确定方法,其特征在于,所述白光LED光源光谱功率分布模型,具体为:其中,Pspd(λ)表示光电探测器在光谱波长为λ时,所有白光LED光源的总出射光谱功率;
j表示白光LED光源的数目;Pspd,m(λ)表示光电探测器在光谱波长为λ时,第m个白光LED光源的出射光谱功率;Popt,m表示第m个白光LED光源的输出光功率函数;λp,m表示第m个白光LED光源的光谱峰值波长函数;Δλm表示第m个白光LED光源的光谱半高宽函数;Pd表示LED负载电功率;Rhs表示散热器热阻;Rjc表示器件热阻;kh表示热功耗系数。
4.根据权利要求3所述的一种用于光电转换的光源特征参数确定方法,其特征在于,所述由所述白光LED光源光谱功率分布模型、光电探测器的响应曲线、光电探测器的立体角和比例系数计算光电探测器产生的光电流,具体为:其中,Ip表示光电流,RPD(λ)表示光电探测器在光谱波长为λ时的响应曲线,Pr(λ)表示光电探测器在光谱波长为λ时接收到的光功率,ε表示比例系数,Ω表示光电探测器的立体角,A表示光电探测器的表面积,D表示光电探测器与白光LED光源之间的距离。
5.根据权利要求4所述的一种用于光电转换的光源特征参数确定方法,其特征在于,所述由所述光电流和噪声计算光电转换后的信噪比,具体为:其中,
其中,Pnoise为噪声, 为功率噪声和散粒噪声, 为热噪声,q为电子电荷,B为等效噪声带宽,k为玻尔兹曼常数,Tk为绝对温度,Ibg为暗电流,I2为噪声带宽系数,η为固定电容,G为开环电压增益,Γ为场效应晶体管沟道噪声系数,gm为场效应晶体管沟道跨导,I3为电路噪声相关系数,RPD表示光电探测器在光谱波长λ从380nm-780nm区间内总的相应曲线,Pr表示光电探测器在光谱波长λ从380nm-780nm区间内总共接收到的光功率。
6.一种用于光电转换的光源特征参数确定系统,其特征在于,包括:
光谱功率分布确定模块,用于依据蓝光光谱和荧光粉光谱确定白光LED光源光谱功率分布模型;所述白光LED光源光谱功率分布模型表征白光LED光源光谱功率与光源特征参数的之间的变化关系;所述光源特征参数包括LED负载电功率、散热器热阻、器件热阻和热功耗系数;
光电流计算模块,用于由所述白光LED光源光谱功率分布模型、光电探测器的响应曲线、光电探测器的立体角和比例系数计算光电探测器产生的光电流;所述比例系数为光电探测器的立体角内发射光功率与接收光功率之间的比例系数;
信噪比计算模块,用于由所述光电流和噪声计算光电转换后的信噪比;所述噪声包括功率噪声、散粒噪声和热噪声;
目标优化函数构建模块,用于依据所述光电流和所述信噪比构建特征参数目标优化函数;所述特征参数目标优化函数是以所述光电流和所述信噪比最大为目标得到的优化函数;
求解模块,用于采用遗传算法计算所述参数目标优化函数的最优解;所述最优解包括一组最优光源特征参数值;所述最优光源特征参数值包括最优LED负载电功率、最优散热器热阻、最优器件热阻和最优热功耗系数;所述最优光源特征参数值用于构建白光LED光源模型。
7.根据权利要求6所述的一种用于光电转换的光源特征参数确定系统,其特征在于,所述光谱功率分布确定模块,具体包括:第一确定单元,用于确定第一关系式;所述第一关系式表示蓝光光谱的峰值波长与所述LED负载电功率之间的关系;
第二确定单元,用于确定第二关系式;所述第二关系式表示荧光粉光谱的峰值波长与所述散热器热阻、所述器件热阻、所述热功耗系数之间的关系;
第三确定单元,用于确定第三关系式;所述第三关系式表示蓝光光谱的半高宽与所述散热器热阻、所述器件热阻、所述热功耗系数之间的关系;
第四确定单元,用于确定第四关系式;所述第四关系式表示荧光粉光谱的半高宽与所述散热器热阻、所述器件热阻、所述热功耗系数之间的关系;
第五确定单元,用于确定第五关系式;所述第五关系式表示光功率比例与所述散热器热阻、所述器件热阻、所述热功耗系数之间的关系;所述光功率比例为荧光粉光谱的光功率与蓝光光谱的光功率的比例;
光谱功率分布确定单元,用于由所述第一关系式、所述第二关系式、所述第三关系式、所述第四关系式和所述第五关系式确定白光LED光源光谱功率分布模型。
8.根据权利要求6所述的一种用于光电转换的光源特征参数确定系统,其特征在于,所述白光LED光源光谱功率分布模型,具体为:其中,Pspd(λ)表示光电探测器在光谱波长为λ时,所有白光LED光源的总出射光谱功率;
j表示白光LED光源的数目;Pspd,m(λ)表示光电探测器在光谱波长为λ时,第m个白光LED光源的出射光谱功率;Popt,m表示第m个白光LED光源的输出光功率函数;λp,m表示第m个白光LED光源的光谱峰值波长函数;Δλm表示第m个白光LED光源的光谱半高宽函数;Pd表示LED负载电功率;Rhs表示散热器热阻;Rjc表示器件热阻;kh表示热功耗系数。
9.根据权利要求8所述的一种用于光电转换的光源特征参数确定系统,其特征在于,所述光电流计算模块,具体为:其中,Ip表示光电流,RPD(λ)表示光电探测器在光谱波长为λ时的响应曲线,Pr(λ)表示光电探测器在光谱波长为λ时接收到的光功率,ε表示比例系数,Ω表示光电探测器的立体角,A表示光电探测器的表面积,D表示光电探测器与白光LED光源之间的距离。
10.根据权利要求9所述的一种用于光电转换的光源特征参数确定系统,其特征在于,所述信噪比计算模块,具体为:其中,
其中,Pnoise为噪声, 为功率噪声和散粒噪声, 为热噪声,q为电子电荷,B为等效噪声带宽,k为玻尔兹曼常数,Tk为绝对温度,Ibg为暗电流,I2为噪声带宽系数,η为固定电容,G为开环电压增益,Γ为场效应晶体管沟道噪声系数,gm为场效应晶体管沟道跨导,I3为电路噪声相关系数,RPD表示光电探测器在光谱波长λ从380nm-780nm区间内总的相应曲线,Pr表示光电探测器在光谱波长λ从380nm-780nm区间内总共接收到的光功率。