论文部分内容阅读
发光二极管(LED:Light Emitting Diode)以发光效率高、寿命长、节能环保等优点,在建筑、信号照明、背光、显示、街道、室内照明等有着广泛应用。目前,实现白光LED光源在较宽范围内色温连续可调,又能在该范围内保持高的显色性,近年来成为研究的热点。针对宽色温范围内高显色性白光光源缺乏有效合成方法的问题,本文进行了以下研究工作。首先,根据光混合原理及脉冲宽度调制(PWM)方法,推导出两通道和三通道调光关系式。两通道调光法采用冷白和暖白LED合成白光,实现混合光源色温在3300K～7500K之内,偏差小于32K。然而,光源显色指数整体上较低,均小于90。三通道调光法采用了暖白/绿/蓝LED合成目标光源,测试结果表明:色温在3200K～7600K之间,其最大误差为1.82%,且显色指数在86.5～95.3之内,较两通道调光法有较大提升。其次,针对三通道调制的光源在低色温时显色指数不够高的现象,本文在三通道、两通道调光法基础上,根据由实验确立的相关色温与特定色坐标关系,提出一种"3+2"调光方法,通过分别控制红/绿/蓝/暖白(R/G/B/WW)驱动信号占空比实现白光光源调制。实验结果表明:当混合光源光通量设置为3001m时,色温在2900K～7600K范围内连续可调,色温偏差为0.56%,混合光源调节色温时光通量的起伏小于2.24%,显色指数Ra均在94～96之间,理论与实际偏差为不超过0.1;设置色温为5000K,当光通量取值在0～800 1m范围变化时,光通量偏差小于2%。最后,根据提出的"3+2"调光方法和设计指标,设计了一种远程智能调光控制系统。系统实现如下功能:通过智能手机APP或红外遥控器,实现光源开关、颜色变化、光通量调节、色温调节、恒光模式及自适应模式等,其中,恒光模式采用两块NRF24L01模块进行光照数据通信,经多次协调使环境光照强度与设定值趋于一致。本文提出的"3+2"调光方法,具有计算方法简单、调光精度高、易于硬件实现等特点。同时,构建的这套光控系统不仅能实现类太阳光的光照环境,也能对舞台、显示等不同光色效果的实现具有一定的指导作用。