李　楠，潘永雄，蘇成悅，黃明旭

(廣東工業(yè)大學(xué) 物理與光電工程學(xué)院，廣東 廣州 510006)

?

基于時(shí)間混色方式的冷暖雙色LED調(diào)光調(diào)色光源

李楠，潘永雄，蘇成悅，黃明旭

(廣東工業(yè)大學(xué) 物理與光電工程學(xué)院，廣東 廣州 510006)

摘要:針對(duì)兩通道冷暖LED光源PWM調(diào)光調(diào)色照明燈具的巨大市場(chǎng)需求以及當(dāng)前該類(lèi)技術(shù)存在的問(wèn)題，提出一種基于時(shí)間混色方式的照明光源系統(tǒng)控制算法，實(shí)現(xiàn)混色光源色溫與亮度的獨(dú)立調(diào)制.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在色溫調(diào)節(jié)過(guò)程中，光源亮度基本保持恒定；在亮度調(diào)節(jié)過(guò)程中，光源的色溫也基本保持恒定.該算法在降低控制器運(yùn)算量的同時(shí)，提高了調(diào)光調(diào)色的控制精度，消除電源瞬態(tài)過(guò)載現(xiàn)象，提高了照明系統(tǒng)可靠性.

關(guān)鍵詞:混色光源； 時(shí)間混色； 脈寬調(diào)制； 發(fā)光二極管

近年來(lái)，LED照明光源在人們生活中逐漸普及，越來(lái)越廣泛地用于各種照明應(yīng)用中，深刻改變著中國(guó)乃至全球照明產(chǎn)業(yè)的面貌[1-2].隨著生活水平不斷提高，人們對(duì)照明光源的需求不再局限于單純照明功能，色溫與亮度均可調(diào)節(jié)的LED光源成為市場(chǎng)新熱點(diǎn).

研究證實(shí)，光源的色溫與亮度對(duì)人們心理和生理有著一定影響[3-5].高色溫白光偏藍(lán)，讓人感到清涼或是寒冷；而低色溫白光偏黃，讓人覺(jué)得溫暖甚至悶熱.在光亮、高色溫的光照環(huán)境中，人容易興奮，有助于提高工作效率；相反，在昏暗、低色溫的環(huán)境中，人容易困倦，可以幫助人們盡快入睡，緩解失眠問(wèn)題.在不同場(chǎng)合中使用色溫、亮度適當(dāng)?shù)墓庠?，能夠顯著提高人們生活品質(zhì).因此，如何利用LED光源的高可控性和色溫多樣性開(kāi)發(fā)出亮度、色溫任意可調(diào)的高品質(zhì)照明光源成了近年來(lái)照明領(lǐng)域熱門(mén)研究課題之一.

目前，常用于LED照明的調(diào)光方法有模擬調(diào)光和數(shù)字調(diào)光[6].模擬調(diào)光方法通過(guò)改變LED電流大小實(shí)現(xiàn)發(fā)光強(qiáng)度的調(diào)節(jié).數(shù)字調(diào)光方法以PWM(脈沖寬度調(diào)制)為主，該方法以人眼無(wú)法識(shí)別的高頻對(duì)LED進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作，控制其平均發(fā)光強(qiáng)度.由于PWM調(diào)光方法在調(diào)節(jié)光度時(shí)色偏小[6-7]、色溫穩(wěn)定、抗干擾性好，因此在工程上多采用這種調(diào)光方式.在光度調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，對(duì)若干個(gè)不同色彩的LED光源進(jìn)行混光，就能夠得到一個(gè)亮度與色溫在一定范圍內(nèi)可任意調(diào)節(jié)的光源.常用的混色方式包括紅、綠、藍(lán)三色LED混光生成白色光(RGB)方式[8-10]，以及高色溫(冷白光)、低色溫(暖白光)LED混光生成中間色溫白光方式[11-13].這兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，在照明應(yīng)用場(chǎng)合中，雙色溫白光混光方式在光效、體積、控制復(fù)雜度等方面具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì).

本文提出一種基于時(shí)間混色法的控制算法，該算法充分考慮了驅(qū)動(dòng)電源的荷載能力，并確保亮度與色溫不存在互調(diào)現(xiàn)象.基于該算法設(shè)計(jì)了一套低成本、易實(shí)現(xiàn)、高可靠性的LED冷暖雙色調(diào)光調(diào)色照明光源.

1調(diào)光調(diào)色參數(shù)計(jì)算方法

1.1混色光色品坐標(biāo)及色溫計(jì)算

由色度學(xué)知識(shí)[14]可知，在CIE色品圖中，混色光的色品坐標(biāo)位于兩光源色品坐標(biāo)的連線(xiàn)上，具體位置取決于兩個(gè)光源光度值相對(duì)強(qiáng)度.設(shè)高色溫光源色品坐標(biāo)為(xc,yc)、光度為Yc，低色溫光源色品坐標(biāo)為(xw,yw)、光度為Yw，混合光色品坐標(biāo)為(xm,ym)，那么根據(jù)CIE1931色品坐標(biāo)計(jì)算方法可知混色光色品坐標(biāo)為

(1)

利用文獻(xiàn)[15]中提出的色溫計(jì)算公式可得到混色光源的相關(guān)色溫為

CCT=669×A4-799×A3+3 660×A2-

7 047×A+5 652，

(2)

反過(guò)來(lái)，若已知目標(biāo)相關(guān)色溫CCT，可以通過(guò)式(2)推出目標(biāo)色品坐標(biāo)x與y的關(guān)系，然后結(jié)合式(1)解出該色溫所對(duì)應(yīng)的色品坐標(biāo).

1.2雙通道PWM占空比計(jì)算

由塔爾博特定律可知，對(duì)于變化周期短于人眼視覺(jué)惰性的間歇光刺激，人眼所感受的等效光度可表達(dá)為

(3)

其中Ye為等效光度，Ys(t)為光源光度的時(shí)間函數(shù).在PWM調(diào)光系統(tǒng)中，為簡(jiǎn)化分析，認(rèn)為光源不變，Ys(t)不隨時(shí)間變化，記為Ys.可給出相應(yīng)的光度表達(dá)式為

YPWM=DYS，

(4)

式(4)中，D為PWM波形的占空比.可見(jiàn)，PWM控制方式下等效光度與占空比存在線(xiàn)性關(guān)系，在光源確定的情況下，等效光度僅由占空比D決定.

設(shè)在額定電流下冷暖光源的光度分別為Yc、Yw，冷暖兩路PWM控制線(xiàn)路的占空比分別為Dc、Dw，那么兩光源的實(shí)際光度為

(5)

顯然，0≤Dc≤1，0≤Dw≤1.

根據(jù)格拉斯曼顏色混合定律[14]，混色光的光度為

Ym=Yc,pwm+Yw,pwm=DcYc+DwYw.

(6)

若已知目標(biāo)色品坐標(biāo)(xm,ym)以及兩路光源參數(shù)，根據(jù)文獻(xiàn)[13]，高色溫、低色溫兩光源占空比可表示為

(7)

2現(xiàn)有調(diào)光調(diào)色控制策略存在的問(wèn)題

(1) 根據(jù)前文的分析，如果僅是單獨(dú)改變暖光源PWM控制信號(hào)占空比Dw或者冷光源PWM控制信號(hào)占空比Dc來(lái)改變混色光色溫，都將引起光度變化，即調(diào)色對(duì)光度產(chǎn)生影響.如果直接使用前文中的計(jì)算方法，將得到兩路PWM信號(hào)的精確占空比.根據(jù)文獻(xiàn)[13]，其可行域如圖1所示.

圖1　混色光色溫與光度的理論可行域

當(dāng)暖光源PWM調(diào)光控制信號(hào)占空比Dw為1，而冷光源PWM調(diào)光控制信號(hào)占空比Dc為0，即只有暖光源工作時(shí)，混色光色溫最低(Tw)，光度Ym=Yw；反之，當(dāng)暖光源PWM調(diào)光控制信號(hào)占空比Dw為0，而冷光源PWM調(diào)光控制信號(hào)占空比Dc為1，即只有冷光源工作時(shí)，此時(shí)色溫最高(Tc)，光度Ym=Yc；而當(dāng)暖光源PWM調(diào)光控制信號(hào)占空比Dw、冷光源PWM調(diào)光控制信號(hào)占空比Dc均為1，即兩路同時(shí)工作時(shí)，混色光色溫Tm在Tw與Tc之間，混色光光度Ym=Yc+Yw，達(dá)到最大.

在這種控制策略中，為現(xiàn)實(shí)色溫從Tw至Tc調(diào)節(jié)過(guò)程中的光度保持恒定，必須使用式(7)嚴(yán)格計(jì)算出兩光源PWM控制信號(hào)占空比Dc、Dw，并限制照明燈具混色光最大光度為Ym,max≤min(Yc,Yw).如此，可行域范圍已經(jīng)被大大縮小至Ym,max下方的區(qū)域.為了使可行域最大化，實(shí)際應(yīng)用中通常會(huì)對(duì)兩路白光源光度進(jìn)行優(yōu)選，使Yc=Yw.

在這種情況下，高精度所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)不再突出，而運(yùn)算復(fù)雜的劣勢(shì)顯露無(wú)疑.復(fù)雜的運(yùn)算加重了燈具內(nèi)控制芯片負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重消耗控制器的內(nèi)部資源.特別是在漸變調(diào)光過(guò)程中，控制芯片需要在短時(shí)間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù)，極大地增加了運(yùn)算量或被迫采用巨大的數(shù)表存放不同色溫對(duì)應(yīng)的占空比信息.在調(diào)光過(guò)程中將可能引起卡頓、抖動(dòng)、延時(shí)，甚至失控的情況.

(2) 目前關(guān)于雙色白光LED光源PWM調(diào)光調(diào)色方法的文獻(xiàn)中均沒(méi)有提及控制信號(hào)之間的相位關(guān)系，每一路PWM信號(hào)占空比均可獨(dú)立地在0～1之間變化，可能存在交疊部分，如圖2所示.這樣的控制時(shí)序?qū)︱?qū)動(dòng)電源極為有害.

圖2　無(wú)相位約束的PWM調(diào)光調(diào)色控制信號(hào)

根據(jù)前文分析，在實(shí)際應(yīng)用中混色燈具的最大光度不會(huì)超過(guò)兩路白光源的最大者.驅(qū)動(dòng)電源將依照這一需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，那么電源輸出功率遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足同時(shí)點(diǎn)亮兩路白光LED的需求.若驅(qū)動(dòng)信號(hào)存在交疊，造成兩路光源同時(shí)工作，必將周期性地引入過(guò)重負(fù)荷，造成電源瞬態(tài)過(guò)載，嚴(yán)重影響電源可靠性，并有可能觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電源的過(guò)載保護(hù)機(jī)制導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運(yùn)行.

3基于時(shí)間混色法的PWM調(diào)光調(diào)色方式

鑒于任意占空比、相位無(wú)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)存在的問(wèn)題，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用條件，本文提出一種基于時(shí)間混色方式的冷暖LED光源調(diào)光調(diào)色PWM控制方法.在該方法中，兩路PWM控制信號(hào)相位始終保持交錯(cuò)關(guān)系，即保持180°相位差，不允許驅(qū)動(dòng)信號(hào)存在交疊，如圖3所示.在這種控制方式中，兩路PWM控制信號(hào)的占空比之和小于或等于1，任意時(shí)刻至多有一路光源在工作，兩路光源不會(huì)在同一時(shí)刻內(nèi)發(fā)生空間混色，因此稱(chēng)之為時(shí)間混色方式.

為方便描述，引入色溫系數(shù)m和光度系數(shù)B.色溫系數(shù)m表示某一路光源的發(fā)光強(qiáng)度占混色光源總體發(fā)光強(qiáng)度的比例，0≤m≤1.顯然，在高低溫白光光源系統(tǒng)中mc+mw=1.不妨令mc=m，那么mw=1-m.光度系數(shù)B表示混合光的目標(biāo)光強(qiáng)與系統(tǒng)額定輸出光強(qiáng)的比例，0≤B≤1.兩路控制信號(hào)的占空比可定義為

(8)

圖3　PWM調(diào)光調(diào)色控制信號(hào)

當(dāng)光度系數(shù)B=1時(shí)，PWM控制信號(hào)占空比Dc+Dw=1.當(dāng)m=0時(shí)，冷色光源通道的占空比Dc=0，即冷光源不工作；當(dāng)m=1時(shí)，暖光源通道的占空比Dw=0，即暖色光源不工作；而0

(9)

由于人眼存在視覺(jué)惰性，時(shí)間混色時(shí)格拉斯曼顏色混合定理依然成立，那么混色光光度：

Ym=DcYc+DwYw=mBYc+(1-m)BYw.

(10)

結(jié)合前文中已經(jīng)提到的兩路光源的光度關(guān)系，令Yc=Yw=Y，則混色光光度：

Ym=mBYc+(1-m)BYw=BY.

(11)

此時(shí)混色光光度正比于光度系數(shù)B，而與色溫系數(shù)m無(wú)關(guān).若保持光度系數(shù)B不變，而僅調(diào)節(jié)色溫系數(shù)m，則可實(shí)現(xiàn)調(diào)色過(guò)程中光度恒定不變.當(dāng)色溫系數(shù)m保持不變時(shí)，調(diào)節(jié)光度系數(shù)B時(shí)，相當(dāng)于等比例壓縮了占空比Dc、Dw，由式(8)可以推出：

(12)

整理可得到混色光的色品坐標(biāo)xm的表達(dá)式為

(13)

結(jié)合式(1)，可以給出色品坐標(biāo)ym的表達(dá)式為

(14)

可見(jiàn)，混色光源的色品坐標(biāo)與光度系數(shù)B無(wú)關(guān)，只與色溫系數(shù)m存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系.說(shuō)明在光度調(diào)節(jié)的過(guò)程中，混色光源的色溫保持不變.

前文的推導(dǎo)表明了使用光度系數(shù)、色度系數(shù)這兩個(gè)參量描述冷暖雙色溫白光PWM調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)的方法是可行的，這種方法可擴(kuò)展至任意兩種光源的PWM混光系統(tǒng)中使用.結(jié)合本方法提出的控制策略，只需要單獨(dú)調(diào)節(jié)上述兩個(gè)參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)色溫與亮度的獨(dú)立控制，在色溫連續(xù)調(diào)節(jié)的過(guò)程中占空比計(jì)算簡(jiǎn)單，適合于小體積、低功耗、運(yùn)算能力有限的MCU進(jìn)行控制；另外，在任何時(shí)刻至多只有一路光源工作，可以有效防止電源過(guò)載，降低了對(duì)驅(qū)動(dòng)電源冗余功率容量的要求.

4實(shí)驗(yàn)與分析

4.1實(shí)驗(yàn)光源模塊

根據(jù)上文推導(dǎo)結(jié)果，本文設(shè)計(jì)了一套基于上述混色方法的調(diào)光調(diào)色燈具，驗(yàn)證光度系數(shù)B與色度系數(shù)m是否獨(dú)立影響混色光源光色度.選用了國(guó)星光電的高、低兩種色溫貼片LED燈珠，單顆標(biāo)稱(chēng)功率為0.5 W.由于低色溫?zé)糁楣庑У陀诟呱珳責(zé)糁?，?jīng)過(guò)光通量平衡設(shè)計(jì)后，兩個(gè)模塊的光通量大體相同，參數(shù)如表1所示.

表1　LED模塊參數(shù)

4.2電源及控制系統(tǒng)

電源和控制系統(tǒng)由AC/DC變換器、MCU穩(wěn)壓供電電路、MCU核心控制系統(tǒng)、恒流及開(kāi)關(guān)電路構(gòu)成，系統(tǒng)框圖如圖4所示.

圖4　實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)框圖

AC/DC變換器將220 V/50 Hz電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED負(fù)載所需的直流電壓，設(shè)計(jì)額定輸出功率為30 W，提供功率因數(shù)校正、EMC以及各類(lèi)保護(hù)功能；MCU穩(wěn)壓供電電路提供控制器所需的低壓直流電壓，功率較小；MCU核心系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)計(jì)算占空比和發(fā)出PWM控制信號(hào).另外，可以通過(guò)預(yù)留的接口與外部設(shè)備行進(jìn)通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制；恒流及開(kāi)關(guān)電路用于防止LED負(fù)載過(guò)流和對(duì)LED負(fù)載進(jìn)行PWM開(kāi)關(guān)操作.

4.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

實(shí)驗(yàn)分別對(duì)光度系數(shù)B取0.25、0.5、0.75、1和對(duì)色度系數(shù)m取0、0.25、0.5、0.75、1，由這兩個(gè)系數(shù)組合得到20個(gè)測(cè)試點(diǎn).

對(duì)這20個(gè)測(cè)試點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集和分析，使用TDS1012B型示波器測(cè)量?jī)陕份敵龆穗妷翰ㄐ?，?jīng)計(jì)算得到實(shí)際占空比數(shù)據(jù)(見(jiàn)表2).

表2　兩路控制信號(hào)占空比

如表2所示，占空比的實(shí)際測(cè)量值與設(shè)計(jì)值相一致，而存在的略微差別是因?yàn)樵诳刂茣r(shí)序中插入了“死區(qū)時(shí)間”和電路中存在的開(kāi)關(guān)延遲.

本文使用了杭州遠(yuǎn)方公司的光電測(cè)試系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)燈具進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如圖5所示.

圖5　色溫與光通量關(guān)系

圖5中顯示了各測(cè)試點(diǎn)對(duì)應(yīng)色溫與光通量，當(dāng)光度系數(shù)B不同取值時(shí)混色光的色度變化.從圖5中可以看出：

(1) 當(dāng)光度系數(shù)B取值固定后，在色溫變化過(guò)程中，光通量基本保持不變，連線(xiàn)保持水平.而當(dāng)B取不同值時(shí)，光通量大小隨之成比例變化.說(shuō)明混色光源的光度僅由光度系數(shù)B決定，與色度系數(shù)m無(wú)關(guān).

(2) 當(dāng)色度系數(shù)m取值固定時(shí)，在豎直方向上，光通量變化過(guò)程中，色溫基本保持恒定.而當(dāng)m取值變化時(shí)，色溫才隨之變化.說(shuō)明色溫僅由色度系數(shù)m決定，不受光度系數(shù)B影響.

以上結(jié)果表明，光度系數(shù)B與色度系數(shù)m獨(dú)立作用于混色光源，B僅控制光度，m僅控制色度(色溫)，兩者不存在交叉控制關(guān)系，符合實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果.所以，系統(tǒng)可以通過(guò)控制這兩個(gè)系數(shù)來(lái)保證色溫調(diào)整與光度調(diào)整的獨(dú)立性.前文提出的控制方法具有現(xiàn)實(shí)可行性.

實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算存在一些誤差，經(jīng)分析，產(chǎn)生誤差的原因有以下幾點(diǎn)：

(1) 為保證兩路PWM信號(hào)不發(fā)生邊沿交疊，控制時(shí)序中插入了“死區(qū)時(shí)間”，混色光的光通量略低于單路白光.

(2) 隨著實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，LED芯片結(jié)溫上升，自身光效和色溫發(fā)生變化.

(3) 均光罩對(duì)不同波長(zhǎng)的光吸收程度存在差異，影響出光的光度與色溫.

(4) 實(shí)驗(yàn)存在實(shí)驗(yàn)誤差，對(duì)測(cè)量結(jié)果有一定影響.

5結(jié)論

文中提出一種高效的基于時(shí)間混色方式的LED冷暖雙色調(diào)光調(diào)色照明光源的表征方法，并基于該方法提出了一種新型的控制策略.在保證調(diào)色、調(diào)光互相獨(dú)立的情況下，有效地解決了驅(qū)動(dòng)電源過(guò)載問(wèn)題和MCU運(yùn)算負(fù)擔(dān)過(guò)重的問(wèn)題.為設(shè)計(jì)高效能、小體積、高可靠性的冷暖雙色LED照明系統(tǒng)提供了一種新的設(shè)計(jì)依據(jù).

參考文獻(xiàn)：

[1]竇林平. 國(guó)內(nèi)LED照明應(yīng)用探討[J]. 照明工程學(xué)報(bào), 2011,22(6): 51-58.

DOU L P. Discussion on LED lighting application in China [J]. China Association of Lighting Industry, 2011,22(6): 51-58.

[2] 郝洛西,楊秀. 基于LED光源特性的半導(dǎo)體照明應(yīng)用創(chuàng)新與發(fā)展[J]. 照明工程學(xué)報(bào), 2012, 23(1): 1-6.

HAO L X, YANG X. Innovation and tendency of LED lighting based on LED’s feature [J]. China Association of Lighting Industry, 2012,23(1): 1-6.

[3] 居家奇,陳大華,林燕丹. 照明的非視覺(jué)生物效應(yīng)及其實(shí)踐意義[J]. 照明工程學(xué)報(bào), 2009,20(1): 25-28.

JU J Q, CHEN D H, LIN Y D. The non-visual biological effect of lighting and its practical meaning[J]. China Association of Lighting Industry, 2009, 20(1): 25-28.

[4] 楊春宇, 梁樹(shù)英, 張青文. 調(diào)節(jié)人體生理節(jié)律的光照治療[J]. 照明工程學(xué)報(bào), 2012, 23(5): 4-17.

YANG C Y, LIANG S Y, ZHANG Q W. Research of the phototherapy about adjusting physiological rhythm of human[J]. China Association of Lighting Industry, 2012, 23(5): 4-17.

[5] 姚其, 居家奇, 程雯婷, 等. 不同光源的人體視覺(jué)及非視覺(jué)生物效應(yīng)的探討[J]. 照明工程學(xué)報(bào), 2008, 19(2): 14-19.

YAO Q, JU J Q, CHENG W T, et al. Discussion on the Visual and Non-visual Biological Effect of Different Light Sources[J]. China Association of Lighting Industry, 2008, 19(2): 14-19.

[6] 劉祖隆,郭震寧,胡志偉,等. 調(diào)光方式對(duì)LED色溫和光通量的影響[J]. 華僑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2013,34(1): 14-17.

LIU Z L, GUO Z N, HU Z W, et al. Effect of dimming on LED color temperature and luminous flux [J]. Journal of Huaqiao University (Natural Science), 2013, 34(1): 14-17.

[7] 崔曉艷,張曉冬. 基色LED的光譜漂移及其對(duì)顯色性能影響的研究[J]. 光譜學(xué)與光譜分析, 2012,32(8): 2190-2193.

CUI X Y, ZHANG X D. Study of spectrum drifting of primary colors and its impact on color rendering properties [J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2012, 32(8): 2190-2193.

[8] 陳東靈,林志賢. 三基色光源連續(xù)色溫調(diào)控方法的研究[J]. 計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化, 2012,6: 179-199.

CHEN D L, LIN Z X. Study on method of adjusting color temperature continuously based on three primary lighting sources [J]. Computer and Modernization, 2012, 6: 179-199.

[9] 龍興明,周靜. 基于加性混光的色彩可調(diào)LED照明設(shè)計(jì)[J]. 半導(dǎo)體光電, 2007, 28(1): 43-46.

LONG X M, ZHOU J. Development of Adjusted LED Lighting Based on Additive Mixing [J]. Semiconductor Optoelectronics, 2007, 28(1): 43-46.

[10]朱鈞, 張鶴, 金國(guó)藩. 一種基于RGB三基色LED的白光光源[J]. 光學(xué)技術(shù), 2007, 33(6):929-931.

ZHU J, ZHANG H, JIN G F. A novel white light source based on RGB LED [J]. Optical Technique, 2007, 33(6):929-931.

[11] 劉康,郭震寧,林介本,等. 高亮度白光LED混色理論及其實(shí)驗(yàn)研究[J]. 照明工程學(xué)報(bào), 2012, 3(1): 51-57.

LIU K, GUO Z N, LIN J B, et al. Throretical and experimental investigation on mixture of high brightness white LEDs [J]. China Association of Lighting Industry, 2012, 23(1): 51-57.

[12] 王紀(jì)永,王建平. 基于兩通道PWM的LED調(diào)光調(diào)色方法[J]. 光電工程, 2012,39(7): 132-136.

WANG J Y, WANG J P. A dimming method for LED based on two channels’ PWM [J]. Opto-Electronic Engineering, 2012, 39(7): 132-136.

[13] 徐代升,陳曉,朱翔,等. 基于冷暖白光LED的可調(diào)色溫可調(diào)光照明光源[J]. 光學(xué)學(xué)報(bào), 2014,34(1): 1-7.

XU D S, CHEN X, ZHU X, et al. A dimming lighting source based on cold and warm white LEDs [J]. Acta Optica Sinica. 2014, 34(1): 1-7.

[14] 金偉其,胡威捷. 輻射度光度與色度及其測(cè)量[M]. 北京: 北京理工大學(xué)出版社, 2009.

[15] TAMARU S, OHNO Y, MATSUBA T, et al. Measurements of colour temperature: a simple and reliable method [J]. J Illuminating Engineering Institute of Japan, 1981, 65(4): 158-162.

A Dimming Lighting Based on Cold and Warm White LEDs in Time Hybrid Color Mode

Li Nan, Pan Yong-xiong, Su Cheng-yue, Huang Ming-xu

(School of Physics and Optoelectronic Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China)

Abstract:According to the huge market demand for the PWM dimming lamps of two-channel cold/warm LED lighting source and the existing problems in dimming technique, a lighting source system control algorithm based on time hybrid color mode is proposed in this paper and the independent modulation of hybrid lighting source luminance and color temperature are realized by this method. Experimental result shows that, in the process of color temperature adjustment, luminance keeps constant basically. And in the process of brightness adjustment, color temperature is also constant. This algorithm reduces the computing load of controller. At the same time, it improves the dimming control precision and eliminates the transient power overload phenomena for reliability of lighting system.

Key words:hybrid color lighting source; time hybrid color; pulse width modulation; light emitting diode

中圖分類(lèi)號(hào):TN206

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):1007-7162(2016)01- 0077- 06

doi:10.3969/j.issn.1007- 7162.2016.01.015

作者簡(jiǎn)介:李楠(1988-)，男，碩士研究生，主要研究方向?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源、LED照明技術(shù).

基金項(xiàng)目:廣東省信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)現(xiàn)代信息服務(wù)業(yè)資助項(xiàng)目(2150510)

收稿日期:2014- 12- 16