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功率技術/新能源  

基於白光LED光源的光譜調諧

上網時間: 2012年05月17日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:白光LED  光譜  調諧  驅動器 

反饋在光譜調諧中的應用

下文將提出一種自動調節顏色和亮度的照明設備,來說明可以抵銷系統變化影響的反饋控制方案。色彩感測器和微控制器用於處理感測器輸入。例如,色彩感測器使用光電二極體,採用non-organic三路濾色器,在溫度和老化變化方面提供出色的穩定性和極低漂移,且濾色器可設計用於實施人眼的光譜感應曲線(CIE1931)。

閉合迴路光譜調諧光源的原理圖如圖3所示。


圖3:光譜調諧光源。

控制迴路如圖所示採用了微控制器。控制迴路透過感測器來測量亮度和顏色,並使用PWM訊號來調節LED燈串中的電流。採用PWM輸入訊號,FAN7346能夠控制單個LED串中的電流。電源可以是功率因子校正(power factor correction)前級,後接LLC DC/DC次級,以便為多個LED燈串供電,如圖4。電源也可以是一個現有的設計,採用FAN7346來控制對電源的反饋。替代設計可以使用三個功率轉換器(30W/10W/10W)組成,各自控制每組LED串,使用白光、綠光和琥珀光產生一個以白光為基礎的調諧系統、或使用具有相同電源的三種燈串來‘混合’紅光、綠光和藍光三種LED燈串,實現更寬泛的顏色調諧範圍。LED顏色無需進行分選;可選擇具有照明應用所需性能的低成本LED。


圖4:光譜調諧光源用電源

系統實例

這裡設立了一個辦公室環境中白光照明調諧的系統實例,三個反激式PFC電源以並聯的方式執行,輸出功率高達30W的主電源驅動主白光LED燈串,兩個附加電源則各自提供高達10W的功率,用於包含琥珀光和綠光LED的LED燈串,這提供了50W的總電源。圖5顯示了在全功率下的光源設計。色彩感測器位於光源陣列的中部,正面朝下,以實現光色和光強度的正確測量。


圖5:滿功率下的光譜調諧光源

測試人員看不出顏色或亮度的差異。圖6顯示光源漸暗。要注意的是因為處於高環境光照條件下,例如來自窗戶的太陽光,所以某些光源實際上被關閉了。


圖6:光譜調諧光源亮度減低

本文小結

由實例可見,使用光譜調諧的LED系統在辦公室或工廠環境中提供了一致的顏色特性。光譜調諧允許太陽光或其它可能影響理想亮度和顏色控制的空間的光源進行顏色補償,反饋系統還可以彌補與LED壽命和色偏相關的老化或漂移的影響。因為光譜調諧反饋適用於控制顏色,這也消除了嚴格分選LED的成本影響。上文所提實例的其它優勢還包括校準、實施預先保護特性,並設置安全光照條件來平衡光輸出與來自備用電池的對所需脫險通道進行照明所用的電能。瞄準特定設備對比控制整個系統,可以透過無線介面來遠端控制調光。


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