一種多基色led照明光源智能調(diào)光調(diào)色方法及裝置的制造方法
【專利摘要】一種多基色LED照明光源智能調(diào)光調(diào)色方法及裝置，涉及LED照明光源。多基色LED智能照明光源設(shè)有電源模塊、驅(qū)動(dòng)控制模塊和LED照明模塊；電源模塊設(shè)有AC?DC單元和DC?DC單元，電源模塊與驅(qū)動(dòng)控制模塊的電源端口相連接；驅(qū)動(dòng)控制模塊設(shè)有寬頻天線、多模射頻處理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、單片機(jī)、恒流驅(qū)動(dòng)單元、電源端口、反饋端口以及驅(qū)動(dòng)總線端口；LED照明模塊設(shè)有分布式溫度傳感器、紅光LED、綠光LED、藍(lán)光LED以及白光LED?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)多模無線組網(wǎng)技術(shù)的兼容與支持。在白光LED的基礎(chǔ)上，通過搭配紅綠藍(lán)三種顏色的LED，使得最終的混色光的色溫實(shí)現(xiàn)精確可調(diào)，并且具備高顯色性?？蓪?shí)現(xiàn)不低于95的高顯色指數(shù)。
【專利說明】
-種多基色LED照明光源智能調(diào)光調(diào)色方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及Lm)照明光源，尤其是設(shè)及一種多基色Lm)照明光源智能調(diào)光調(diào)色方法 及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] L抓產(chǎn)品是一種基于半導(dǎo)體發(fā)光原理的新型固態(tài)冷光源。近年來不斷提高的技術(shù) 水平，促使了 Lm)光效的提升、光色的豐富、顯色性的改善、結(jié)溫和熱阻的降低，同時(shí)大規(guī)模 的量產(chǎn)也大大降低了 LED光源的價(jià)格。Lm)照明作為新一代綠色照明光源，具有高效、節(jié)能、 環(huán)保、使用壽命長、易維護(hù)等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，將成為人類照明史上繼白識(shí)燈和巧光燈之后的又一 個(gè)巨大飛躍。借著L抓照明獲得2014年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的東風(fēng)，L抓將迎來新一輪的快速 發(fā)展期，將朝著更高光效、更高可靠性、更低功耗、更低成本、更智能化方向發(fā)展。
[0003] 目前，越來越多的消費(fèi)者從單純地關(guān)注Lm)的光效，逐漸轉(zhuǎn)向?qū)m)照明品質(zhì)的關(guān) 注，LED高品質(zhì)照明也就應(yīng)運(yùn)而生。所謂高品質(zhì)照明就是一種有利于人類、環(huán)境和社會(huì)健康 發(fā)展的照明。在當(dāng)今信息化時(shí)代，人們?cè)谧非蠊ぷ鞲咝У耐瑫r(shí)，也在追求生活和工作的舒適 性，并要求照明有利于人們屯、理和生理上的舒適，使工作、學(xué)習(xí)、生活的場(chǎng)所成為滿意的、愉 快的、有利于健康的場(chǎng)所。目前市面上的Lm)照明產(chǎn)品，已經(jīng)可W做到很高的光效，大于 1501m/W甚至大于2001m/W的消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品都已較為常見。然而，除了光效之外，影響照明品質(zhì) 的技術(shù)指標(biāo)還有很多，比如顯色指數(shù)、亮度穩(wěn)定性等。目前市面上Lm)顯色指數(shù)通常低于85， 亮度穩(wěn)定性也較差，如何提高運(yùn)些指標(biāo)并將其低成本地應(yīng)用于民用產(chǎn)品中已經(jīng)成為眾多企 業(yè)與科研院所研究的熱點(diǎn)。
[0004] 隨著射頻技術(shù)的發(fā)展，無線組網(wǎng)已經(jīng)成為L邸智能照明組網(wǎng)技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)， 目前常用的無線組網(wǎng)技術(shù)有WiFi、ZigBee、藍(lán)牙等幾種。目前市面上普及率較高的電子設(shè)備 (手機(jī)，平板）中基本配備了藍(lán)牙4.0模塊和WiFi模塊，就此而言運(yùn)兩者在客戶端能被接受的 程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于ZigBee，但ZigBee自組網(wǎng)的特點(diǎn)又是WiFi和藍(lán)牙運(yùn)兩種方案無法替代的。 所W，目前的智能照明無線控制技術(shù)還屬于S分天下的局面，不同的應(yīng)用場(chǎng)景仍需要使用 不同的無線控制技術(shù)。
[0005] 郭自泉等(郭自泉等，固定相關(guān)色溫下S基色合成白光L邸的光譜優(yōu)化.光電子.激 光，2011(07) :992-996)報(bào)道了固定相關(guān)色溫下S基色合成白光L邸的光譜優(yōu)化;吳挺竹(吳 挺竹，L抓智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展.電子技術(shù)與軟件工程，2014(02) :130-131)報(bào)道了 L邸智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種多基色L邸照明光源。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種多基色L邸照明光源智能調(diào)光調(diào)色方法。
[000引所述多基色L邸智能照明光源設(shè)有電源模塊、驅(qū)動(dòng)控制模塊和L邸照明模塊；
[0009]所述電源模塊設(shè)有AC-DC單元和DC-DC單元，電源模塊與驅(qū)動(dòng)控制模塊的電源端口 相連接；
[0010] 所述驅(qū)動(dòng)控制模塊設(shè)有寬頻天線、多模射頻處理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、單片機(jī)、恒 流驅(qū)動(dòng)單元、電源端口、反饋端口 W及驅(qū)動(dòng)總線端口；單片機(jī)作為驅(qū)動(dòng)控制模塊的核屯、單 元，分別與多模射頻處理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元W及恒流驅(qū)動(dòng)單元連接;多模射頻處理單元與 寬頻天線相連接，控制驅(qū)動(dòng)模塊的電源端口連接至電源模塊;單片機(jī)通過反饋端口與Lm)照 明模塊中的分布式溫度傳感器相連;恒流驅(qū)動(dòng)單元通過驅(qū)動(dòng)總線端口分別與Lm)照明模塊 中的紅光LED、綠光LED、藍(lán)光LED、白光L邸相連接；
[0011] L邸照明模塊設(shè)有分布式溫度傳感器、紅光LED、綠光LED、藍(lán)光LED W及白光LED，分 布式溫度傳感器連接至控制驅(qū)動(dòng)模塊的反饋端口；紅光LED、綠光LED、藍(lán)光LED W及白光LED 分別連接至控制驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)總線端口。
[0012] 所述寬頻天線的收發(fā)工作頻段可為800M化、900MHz、2.5G化W及5G化，可實(shí)現(xiàn)對(duì) Zi濁ee、WiFi、藍(lán)牙等多種無線組網(wǎng)技術(shù)的兼容與支持。寬頻天線用于接收用戶控制終端發(fā) 送的包含色溫與亮度控制信息的無線控制信號(hào)并將其傳輸給多模射頻處理單元，或者將多 模射頻處理單元的反饋信號(hào)發(fā)射給用戶控制終端。
[0013] 多模射頻處理單元可將寬頻天線接收到的無線控制信號(hào)進(jìn)行下變頻和解調(diào)等處 理，然后將解調(diào)后的色溫與亮度控制信號(hào)傳輸給單片機(jī)。
[0014] 所述多基色L邸照明光源智能調(diào)光調(diào)色方法，包括W下步驟：
[0015] 1)利用光譜儀分別測(cè)試紅綠藍(lán)白四種LED在不同占空比的工作電流下的光譜信息 W及相應(yīng)的色度學(xué)參數(shù)，擬合出每種顏色L邸的占空比與光功率的關(guān)系式；
[0016] 2)改變紅綠藍(lán)白四色Lm)的光功率占比，利用窮舉法計(jì)算出四色L邸所有的配光方 案，然后根據(jù)每一種光功率占比配光方案，計(jì)算多基色Lm)智能照明光源中紅綠藍(lán)白四色 L邸在該配光方案下的最大光功率;當(dāng)用戶需要降低某一配色方案下多基色L邸智能照明光 源的實(shí)際照明亮度時(shí)，僅需同比例降低四種顏色L邸的光功率即可；
[0017] 3)利用每種顏色Lm)的占空比與光功率的關(guān)系式，獲得相應(yīng)的每種顏色Lm)的驅(qū)動(dòng) 電流占空比，再計(jì)算出多基色L邸智能照明光源在每種方案下的一系列光度、色度學(xué)參數(shù)；
[0018] 4)建立數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表的每行數(shù)據(jù)包括一組唯一確定的光功率占比的取 值W及相應(yīng)的顯色指數(shù)、占空比、光功率、光通量、光波長、色坐標(biāo)、發(fā)光效率等參數(shù)，通過光 功率占比的遍歷，整張數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表保存著某一溫度下多基色Lm)智能照明光源的所有配光 方案，W及每個(gè)配光方案所對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)參數(shù);最后將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表存儲(chǔ)到多基色Lm)智能照 明光源的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中；
[0019] 5)改變L邸的熱層溫度，建立不同溫度下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表，并將不同溫度下的數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)表存儲(chǔ)至多基色Lm)智能照明光源的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中，此時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元就保存著不同 溫度下多基色L邸智能照明光源的所有配光方案W及每個(gè)配光方案所對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)參數(shù)；
[0020] 6)因?yàn)楸４嫠信涔夥桨感枰加幂^大的存儲(chǔ)空間，若實(shí)際應(yīng)用中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 的存儲(chǔ)空間有限，則可將步驟4)、5)中得到的所有配光方案數(shù)據(jù)根據(jù)需要進(jìn)行排序，然后再 將最優(yōu)值寫入表格并存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；比如在同一色溫下根據(jù)顯色指數(shù)大小進(jìn)行排序， 然后選取顯色指數(shù)最高的一組配光方案存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。
[0021] 在步驟1)中，所述相應(yīng)的色度學(xué)參數(shù)包括顯色指數(shù)、光功率、光通量、光波長、色坐 標(biāo)等。
[0022] 在步驟3)中，所述色度學(xué)參數(shù)包括顯色指數(shù)、光功率、光通量、光波長、色坐標(biāo)等。
[0023] 單片機(jī)是多基色Lm)智能照明光源的核屯、處理模塊，它根據(jù)從多模射頻處理單元 接收到的色溫與亮度控制信號(hào)W及從分布式溫度傳感器接收到的侶基板溫度信息，向數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)單元查詢滿足要求的最優(yōu)化的紅綠藍(lán)白四色Lm)忍片的具體占空比信息，然后將相應(yīng) 的PWM(脈寬調(diào)制）電壓信號(hào)輸出給后級(jí)的恒流驅(qū)動(dòng)單元。選取配光方案具體有兩種情況:一 是當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中保存著已經(jīng)經(jīng)過優(yōu)選的配光方案時(shí)（如已對(duì)顯色指數(shù)進(jìn)行優(yōu)選），單片 機(jī)只需要根據(jù)溫度及色溫直接調(diào)用配光方案即可;再有一種情況是當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中保存 所有配光方案時(shí)，單片機(jī)需要在滿足溫度及色溫的多個(gè)配光方案中，根據(jù)需要對(duì)某一參數(shù) (如顯色指數(shù))進(jìn)行排序后，選擇最優(yōu)的一組配光方案進(jìn)行輸出。對(duì)最大輸出光通量、發(fā)光效 率等其他參數(shù)有要求的場(chǎng)景，也是采用相似方式選擇配光方案。
[0024] 恒流驅(qū)動(dòng)單元用于將不同占空比的PWM電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)占空比的輸出電流， 用于驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)通道的Lm)忍片。例如，當(dāng)某一通道的PWM電壓信號(hào)的占空比為90%時(shí)，恒流驅(qū) 動(dòng)單元?jiǎng)t輸出最大值為L邸的額定工作電流、占空比為90 %的驅(qū)動(dòng)電流。
[00巧]L抓照明模塊包括紅光L抓模組、綠光L抓模組、藍(lán)光L抓模組、白光L抓模組W及分 布式溫度傳感器。紅綠藍(lán)白四色Lm)作為發(fā)光忍片，可W分別根據(jù)恒流驅(qū)動(dòng)單元所輸出的電 流進(jìn)行發(fā)光照明。因?yàn)長m)忍片長時(shí)間工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生溫升，而高溫又會(huì)導(dǎo)致Lm)忍片的發(fā)光 效率的降低，所W為了更好地進(jìn)行散熱，運(yùn)些發(fā)光忍片都裝配在侶基板上。
[00%]分布式溫度傳感器分別布設(shè)于靠近紅綠藍(lán)白四色Lm)忍片的侶基板上，可W獲得 每一種顏色Lm)忍片的平均基座溫度，并且將溫度信息通過溫度反饋端口傳回單片機(jī)。當(dāng)溫 度傳感器感應(yīng)到的溫度超過設(shè)定的安全溫度時(shí)，單片機(jī)可W同比例地降低四色Lm)的驅(qū)動(dòng) 電流占空比，通過降低功率的方法實(shí)現(xiàn)過熱保護(hù)。
[0027] 本發(fā)明具有如下技術(shù)效果：
[0028] 1.可實(shí)現(xiàn)對(duì)多模無線組網(wǎng)技術(shù)的兼容與支持。目前常用的智能照明無線組網(wǎng)技術(shù) 主要有ZigBee、WiFi和藍(lán)牙，雖然運(yùn)S種技術(shù)主要使用的無線頻段均為2.4GHz，但是ZigBee 在800MHz與900MHz頻段、WiFi在5G化頻段，也可W進(jìn)行通信。本發(fā)明所述的多基色L抓智能 照明光源，其中的多模射頻處理單元集成了 Zi濁ee、WiFiW及藍(lán)牙的處理模塊，可W對(duì)運(yùn)= 種制式的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理?？紤]到ZigBee與WiFi在2.4G化頻段之外還有其他的通信頻 段，本發(fā)明所述的多基色Lm)智能照明光源使用了寬頻天線技術(shù)，除了2.4G化頻段之外，也 可W對(duì)800MHz、900MhzW及5G化頻段的信號(hào)進(jìn)行無線信號(hào)的發(fā)射與接收。
[0029] 2.利用多基色光譜優(yōu)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)照明全色溫范圍（2700~6500K)內(nèi)不低于95的高 顯色指數(shù)。由于目前商用的白光L邸主要是藍(lán)光Lm)忍片激發(fā)黃色YAG巧光粉，也即兩基色白 光LED。因其效率高、成本相對(duì)低、制作簡便，在白光L邸中占據(jù)主流產(chǎn)品地位。但是隨著白光 L抓的應(yīng)用越來越廣泛，人們對(duì)白光L抓的健康照明質(zhì)量提出了越來越高要求。兩基色白光 L邸的色溫單一、顯色性差，制約了其應(yīng)用于一些可變色溫高顯指場(chǎng)合，比如博物館、商品市 場(chǎng)、展覽廳等。
[0030] 本發(fā)明所述多基色Lm)智能照明光源，在白光Lm)的基礎(chǔ)上，通過搭配紅綠藍(lán)S種 顏色的LED,使得最終的混色光的色溫實(shí)現(xiàn)精確可調(diào)，并且具備高顯色性。例如，任選的色溫 為3309K、顯色指數(shù)為62的白色Lm)光源，在增加紅綠藍(lán)L邸的補(bǔ)償并通過設(shè)計(jì)混色算法并且 經(jīng)仿真優(yōu)化后，在2700~6500K的色溫變化范圍內(nèi)，本發(fā)明所述多基色Lm)智能照明光源可 W實(shí)現(xiàn)不低于95的高顯色指數(shù)。
[0031] 3.采用分布式溫度傳感技術(shù)確保溫度測(cè)量的精確性，利用精確的溫度反饋信息來 保證產(chǎn)品生命周期內(nèi)照明品質(zhì)的高穩(wěn)定性。溫度傳感與反饋控制是保證Lm)長時(shí)間工作下 顏色與亮度保持穩(wěn)定的一項(xiàng)技術(shù)。隨著Lm)燈具功率的不斷增大，需要的Lm)忍片數(shù)量相應(yīng) 增多，焊接著Lm)的侶基板的面積也逐漸增大。因?yàn)椴煌呐渖桨赶旅糠N顏色Lm)的發(fā)光 功率不都相同，導(dǎo)致侶基板上的溫度分布很不均勻，而傳統(tǒng)的溫度采集方案僅能采集侶基 板上一小塊區(qū)域的溫度信息，無法準(zhǔn)確地采集到每一色Lm)忍片的相應(yīng)基座溫度。本發(fā)明所 述的多基色Lm)智能照明光源采用分布式溫度傳感技術(shù)，在每一色的Lm)忍片基座附近均設(shè) 置了溫度傳感器，從而可W采集到不同顏色L邸忍片對(duì)應(yīng)的基座溫度值，有利于單片機(jī)對(duì)每 一種顏色通道的驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行精確查詢與控制。
[0032] 本發(fā)明的工作原理如下：
[0033] 電源模塊包含AC-DC與DC-DC單元，可將110~230V的交流電轉(zhuǎn)換為控制驅(qū)動(dòng)模塊 各單元所需的直流電。
[0034] 控制驅(qū)動(dòng)模塊中的寬頻天線，其收發(fā)工作頻段為800M化、900MHz、2.5G化W及 5G化，可實(shí)現(xiàn)對(duì)ZigBee、WiFi、藍(lán)牙等多種無線組網(wǎng)技術(shù)的兼容與支持。寬頻天線用于接收 用戶控制終端發(fā)送的包含色溫與亮度控制信息的無線控制信號(hào)并將其傳輸給多模射頻處 理單元，或者將多模射頻處理單元的反饋信號(hào)發(fā)射給用戶控制終端。
[0035] 多模射頻處理單元可將寬頻天線接收到的無線控制信號(hào)進(jìn)行下變頻和解調(diào)等處 理，然后將解調(diào)后的色溫與亮度控制信號(hào)傳輸給單片機(jī)。
[0036] 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元保存著經(jīng)過理論推演與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后的不同溫度下多基色Lm)智能照 明光源的配光方案，W及每個(gè)配光方案所對(duì)應(yīng)的光學(xué)色度學(xué)參數(shù)，W供單片機(jī)單元快速查 詢調(diào)用。每種配光方案的信息記錄成一行數(shù)據(jù)，具體包括:光功率占比A、B、C、D的取值W及 相應(yīng)的顯色指數(shù)、占空比、光功率、光通量、光波長、色坐標(biāo)、發(fā)光效率等參數(shù)。
【附圖說明】
[0037] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)組成框圖。
[0038] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的智能調(diào)光調(diào)色算法流程圖。
[0039] 圖3為本發(fā)明對(duì)L邸白光照明的顯色指數(shù)提升效果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] W下實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0041] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)組成框圖。本實(shí)施例所述一種多基色L邸智能照明光源 1，設(shè)有電源模塊11、控制驅(qū)動(dòng)模塊12W及L邸照明模塊13。
[0042] 電源模塊11與控制驅(qū)動(dòng)模塊12的電源端口 Pl相連，為控制驅(qū)動(dòng)模塊12中的相應(yīng)單 元提供所需用電。
[0043] 控制驅(qū)動(dòng)模塊12設(shè)有電源端口 PU反饋端口 P2、驅(qū)動(dòng)總線端口 P3 W及寬頻天線 121、多模射頻處理單元122、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元123、單片機(jī)124、恒流驅(qū)動(dòng)單元125。電源端口 Pl 與電源模塊11相連，反饋端口 P2與L抓照明模塊13中的分布式溫度傳感器135相連，驅(qū)動(dòng)總 線端口 P3與L抓照明模塊13中的紅光L抓模組131、綠光L抓模組132、藍(lán)光L抓模組133、白光 LED模組134分別相連。寬頻天線121、多模射頻處理單元122、單片機(jī)124和恒流驅(qū)動(dòng)單元125 依次串接;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元123與單片機(jī)124連接。
[0044] L邸照明模塊13設(shè)有紅光L邸模組131、綠光L抓模組132、藍(lán)光L邸模組133、白光LED 模組134W及分布式溫度傳感器135。紅光L邸模組131、綠光Lm)模組132、藍(lán)光L邸模組133和 白光Lm)模組134通過驅(qū)動(dòng)總線端口 P3與控制驅(qū)動(dòng)模塊12中的恒流驅(qū)動(dòng)單元125相連。分布 式溫度傳感器135通過反饋端口 P2與控制驅(qū)動(dòng)模塊12中的單片機(jī)124連接。
[0045] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的智能調(diào)光調(diào)色方法流程圖。下面將結(jié)合圖2詳細(xì)介紹本發(fā)明 的配光方法。
[0046] 在某一溫度下，利用光譜儀分別測(cè)試紅綠藍(lán)白四種Lm)在不同占空比的工作電流 下的光譜信息W及相應(yīng)的色度學(xué)參數(shù)(如顯色指數(shù)、光功率、光通量、光波長、色坐標(biāo)等）。令 ?,、口8、口6、口^分別表示紅綠藍(lán)白四色160的光功率;令1\。3、、？8。3、、？血3、、口胃3、分別表示最大額定 電流下的紅綠藍(lán)白四色L抓光功率;令Dr、Dg、化、Dw分別代表紅綠藍(lán)白四色L邸的工作驅(qū)動(dòng)電 流的占空比，通過測(cè)試數(shù)據(jù)擬合出每種顏色L邸的驅(qū)動(dòng)電流占空比與光功率的關(guān)系式。即：
[0047] Dr = f(Pr) ①
[004引 Dg = f(Pg) ②
[0049] Db = f(Pb) ③
[0化0] Dw= f (Pw) ④
[0051 ]接下來利用窮舉法計(jì)算出四色L抓所有的光功率占比配光方案。令A(yù)%、B%、C%、 D%分別表示紅綠藍(lán)白四色L邸的光功率占比，即：
[00對(duì) 感
[005；3] 感
[0054] ⑦
[0055] ?
[0056] 由定義易知，只要任意L抓點(diǎn)亮，A+B+C+D = 100。因?yàn)榕涔夥桨概c紅綠藍(lán)白四色LED 的光功率占比有關(guān)，所W首先改變紅綠藍(lán)白四色Lm)的光功率占比，利用圖2流程圖所示方 法改變四色Lm)光功率占比A、B、C、D的取值，獲得四色Lm)所有的配光方案。流程圖中的step 表示四色Lm)光功率占比A、B、C、D的變化步長。容易得知，當(dāng)step步長取值較小時(shí)，四色LED 的光功率變化幅度較小，此時(shí)配光方案的數(shù)量較多、配光效果更精確，但需要計(jì)算的數(shù)據(jù)量 W及需要的存儲(chǔ)空間也較大。因此，step步長的具體取值可W根據(jù)用戶需求確定。
[0057] 改變紅綠藍(lán)白四色Lm)的光功率占比方法的例子如下(假設(shè)Step = I):首先經(jīng)過初 始化后A、B、C、D均等于0,即紅綠藍(lán)白四色Lm)均不發(fā)光。通過流程圖中的S個(gè)判斷條件后， A、B、C、D的取值分別為0、0、0、100，然后(：增加了一個(gè)步長后取值為1。接下來跳回并判斷條 件3(C含100-A-B)是否成立，條件成立后A、B、C、D的取值分別為0、0、1、99。在條件3的限定條 件下，A、B、C、D的取值從0、0、0、0逐漸增加為0、0、100、0。直至〔=101時(shí)，條件3不成立，運(yùn)時(shí)6 增加 I后跳回條件2(B<100-A)，再次進(jìn)行循環(huán)判斷。多次循環(huán)后A、B、C、D的取值從0、1、0、99 變?yōu)?、100、0、0。之后由于0、100、1、0與0、101、0、0分別不能滿足條件3與條件2，所^程序跳 至條件UA含100)的范圍再次運(yùn)行。在條件1的限定條件下，程序多次循環(huán)后A、B、C、D的取值 從1、0、0、99變?yōu)?00、0、0、0。之后的4、8、(：、0取值由于不再滿足相關(guān)的判斷條件，所^程序 結(jié)束。整個(gè)過程如表1所示。
[005引然后根據(jù)每一種光功率占比配光方案，計(jì)算多基色Lm)智能照明光源中紅綠藍(lán)白 四色L邸在該配光方案下可W取到的最大光功率。具體過程為:先考慮紅光，假設(shè)Pr = Prmax, 根據(jù)A、B、C、D比值，算出Pg、Pb、Pw。若Pg、Pb、Pw的值均小于對(duì)應(yīng)的最大額定電流下的光功率 ?8。3、、口6。3、、口胃3、，即表示取值符合實(shí)際情況，此組片^、口6、口^即為我們所需的值;若口8、口6、口^ 中有一個(gè)的值大于相對(duì)應(yīng)的?8。3、、？血3、、?碰3、，即表示取值不符合實(shí)際情況，此組片、？8、？6爪 取值無效。若取值無效，則按順序令綠、藍(lán)、白光的光功率分別等于對(duì)應(yīng)最大額定電流下的 光功率后，再次進(jìn)行類似判斷，直至成功取得一組片、？8、扣、?^的值。當(dāng)用戶需要降低某一配 色方案下多基色LED智能照明光源的實(shí)際照明亮度時(shí)，僅需同比例降低四種顏色L邸的光功 率即可。
[0059] 紅綠藍(lán)白四色Lm)的光功率占比取值與最大光功率取值如表1所示(假設(shè)RGBW滿電 流光功率分別為1W、2W、3W、4W)，當(dāng)A、B、C、D的取值分別為0、0、1、99時(shí)，因?yàn)榧t、藍(lán)L抓不點(diǎn) 亮，所 W 若令Pb = Pbmax = 3W，則Pw = 99 X Pb = 297W〉Pwmax，不符合要求;故令Pw = P?ax = 4W，Pb = 4/99W<Pbmax，運(yùn)時(shí)的取值才符合要求。類似的，可W求出表1中其余各行的四色L邸的最大光 功率。
[0060] 表 1
[0061]
[0062] 接下來利用每種顏色Lm)的驅(qū)動(dòng)電流占空比與光功率的關(guān)系式①~④，獲得相應(yīng) 的每種顏色LED的驅(qū)動(dòng)電流占空比。最后根據(jù)扣^、口6、口^的取值計(jì)算出多基色1邸智能照明 光源在每種方案下的一系列光度、色度學(xué)參數(shù)(如顯色指數(shù)、光功率、光通量、光波長、色坐 標(biāo)等）。
[0063] 建立數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表格，保存每一種光功率占比配光方案下的相應(yīng)的顯色指數(shù)、占空 比、光功率、光通量、光波長、色坐標(biāo)、發(fā)光效率等參數(shù)。將運(yùn)些信息存儲(chǔ)到多基色L邸智能照 明光源的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中。
[0064] 改變L邸的熱層溫度，分別按照上述步驟建立不同溫度下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表格，存儲(chǔ)至 多基色Lm)智能照明光源的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中。至此，本發(fā)明所述的一種多基色Lm)智能照明 光源的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中已經(jīng)保存了所有所需的配置數(shù)據(jù)。
[0065] 因?yàn)楸４嫠信涔夥桨感枰加幂^大的存儲(chǔ)空間，若實(shí)際應(yīng)用中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的 存儲(chǔ)空間有限，則可將上述步驟中得到的所有配光方案數(shù)據(jù)根據(jù)需要先進(jìn)行排序，然后再 將最優(yōu)值寫入表格并存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。比如在同一色溫下根據(jù)顯色指數(shù)大小進(jìn)行排序， 然后選取顯色指數(shù)最高的一組配光方案存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。
[0066] 配光方案已經(jīng)保存完畢后，接下來多基色Lm)智能照明光源的單片機(jī)就可W結(jié)合 配光方案，根據(jù)從多模射頻處理單元接收到的色溫與亮度控制信號(hào)W及從分布式溫度傳感 器接收到的侶基板溫度信息，查詢到滿足要求的最優(yōu)化的紅綠藍(lán)白四色Lm)忍片的具體占 空比信息，然后將相應(yīng)的PWM(脈寬調(diào)制）電壓信號(hào)輸出給后級(jí)的恒流驅(qū)動(dòng)單元。選取配光方 案具體有兩種情況:一是當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中保存著已經(jīng)經(jīng)過優(yōu)選的配光方案時(shí)（如已對(duì)顯 色指數(shù)進(jìn)行優(yōu)選），單片機(jī)只需要根據(jù)溫度及色溫直接調(diào)用配光方案即可;再有一種情況是 當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中保存所有配光方案時(shí)，單片機(jī)需要在滿足溫度及色溫的多個(gè)配光方案 中，根據(jù)需要對(duì)某一參數(shù)(如顯色指數(shù))進(jìn)行排序后，選擇最優(yōu)的一組配光方案進(jìn)行輸出。對(duì) 最大輸出光通量、發(fā)光效率等其他參數(shù)有要求的場(chǎng)景，也是采用相似方式選擇配光方案。
[0067] 本發(fā)明所述的一種多基色Lm)照明光源具有過熱保護(hù)功能，當(dāng)溫度傳感器感應(yīng)到 的溫度超過設(shè)定的安全溫度時(shí)，單片機(jī)可W同比例地降低四色Lm)的驅(qū)動(dòng)電流占空比，通過 降低功率的方法實(shí)現(xiàn)過熱保護(hù)。
[0068] 圖3為本發(fā)明對(duì)Lm)白光照明的顯色指數(shù)提升效果示意圖。由于白光Lm)忍片只能 發(fā)出一種色溫的白光(如圖3中"顯色指數(shù)優(yōu)化前"的標(biāo)記所示），實(shí)驗(yàn)中采用的白光L邸忍片 的相關(guān)色溫為3309K，其顯色指數(shù)僅有62,達(dá)不到實(shí)際照明應(yīng)用所要求的標(biāo)準(zhǔn)。在此白光LED 的基礎(chǔ)上，通過增加紅光、綠光和藍(lán)光S基色LED，并且研究運(yùn)些L邸性能參數(shù)與其中各個(gè)顏 色忍片驅(qū)動(dòng)電流W及基座溫度的關(guān)系，獲得不同色溫下最優(yōu)顯色指數(shù)相對(duì)應(yīng)的各個(gè)顏色 L邸的驅(qū)動(dòng)電流數(shù)據(jù)庫并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中，然后單片機(jī)根據(jù)定時(shí)讀取各色L邸的基座 溫度來調(diào)用相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)健康照明所需的高顯色指數(shù)。通過測(cè)試可知(采樣 色溫為 27001(、33001(、40001(、45001(、50001(、57001(、65001〇，在2700~65001(的常用照明色溫 范圍內(nèi)，本發(fā)明所述的一種多基色L邸智能照明光源可W實(shí)現(xiàn)不低于95的高顯色指數(shù)。
[0069] 綜上所述，本發(fā)明能夠支持多種無線組網(wǎng)技術(shù)，利用紅、綠、藍(lán)、白四基色L抓實(shí)現(xiàn) 照明全色溫范圍內(nèi)（2700~6500K)不低于95的高顯色指數(shù)，并且采用分布式溫度傳感技術(shù) 保證產(chǎn)品生命周期內(nèi)照明品質(zhì)的高穩(wěn)定性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 多基色LED智能照明光源，其特征在于設(shè)有電源模塊、驅(qū)動(dòng)控制模塊和LED照明模塊； 所述電源模塊設(shè)有AC-DC單元和DC-DC單元，電源模塊與驅(qū)動(dòng)控制模塊的電源端口相連 接； 所述驅(qū)動(dòng)控制模塊設(shè)有寬頻天線、多模射頻處理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、單片機(jī)、恒流驅(qū) 動(dòng)單元、電源端口、反饋端口以及驅(qū)動(dòng)總線端口；單片機(jī)作為驅(qū)動(dòng)控制模塊的核心單元，分 別與多模射頻處理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元以及恒流驅(qū)動(dòng)單元連接;多模射頻處理單元與寬頻 天線相連接，控制驅(qū)動(dòng)模塊的電源端口連接至電源模塊;單片機(jī)通過反饋端口與LED照明模 塊中的分布式溫度傳感器相連;恒流驅(qū)動(dòng)單元通過驅(qū)動(dòng)總線端口分別與LED照明模塊中的 紅光LED、綠光LED、藍(lán)光LED、白光LED相連接； LED照明模塊設(shè)有分布式溫度傳感器、紅光LED、綠光LED、藍(lán)光LED以及白光LED，分布式 溫度傳感器連接至控制驅(qū)動(dòng)模塊的反饋端口；紅光LED、綠光LED、藍(lán)光LED以及白光LED分別 連接至控制驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)總線端口。2. 如權(quán)利要求1所述多基色LED智能照明光源，其特征在于所述寬頻天線的收發(fā)工作頻 段為800MHz、900MHz、2 · 5GHz 以及 5GHz。3. 多基色LED照明光源智能調(diào)光調(diào)色方法，其特征在于包括以下步驟： 1) 利用光譜儀分別測(cè)試紅綠藍(lán)白四種LED在不同占空比的工作電流下的光譜信息以及 相應(yīng)的色度學(xué)參數(shù)，擬合出每種顏色LED的占空比與光功率的關(guān)系式； 2) 改變紅綠藍(lán)白四色LED的光功率占比，利用窮舉法計(jì)算出四色LED所有的配光方案， 然后根據(jù)每一種光功率占比配光方案，計(jì)算多基色LED智能照明光源中紅綠藍(lán)白四色LED在 該配光方案下的最大光功率；當(dāng)用戶需要降低某一配色方案下多基色LED智能照明光源的 實(shí)際照明亮度時(shí)，僅需同比例降低四種顏色LED的光功率即可； 3) 利用每種顏色LED的占空比與光功率的關(guān)系式，獲得相應(yīng)的每種顏色LED的驅(qū)動(dòng)電流 占空比，再計(jì)算出多基色LED智能照明光源在每種方案下的一系列光度、色度學(xué)參數(shù)； 4) 建立數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表的每行數(shù)據(jù)包括一組唯一確定的光功率占比的取值以 及相應(yīng)的顯色指數(shù)、占空比、光功率、光通量、光波長、色坐標(biāo)、發(fā)光效率等參數(shù)，通過光功率 占比的遍歷，整張數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表保存著某一溫度下多基色LED智能照明光源的所有配光方案， 以及每個(gè)配光方案所對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)參數(shù);最后將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表存儲(chǔ)到多基色LED智能照明光 源的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中； 5) 改變LED的熱層溫度，建立不同溫度下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表，并將不同溫度下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表 存儲(chǔ)至多基色LED智能照明光源的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中，此時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元就保存著不同溫度 下多基色LED智能照明光源的所有配光方案以及每個(gè)配光方案所對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)參數(shù)； 6) 因?yàn)楸４嫠信涔夥桨感枰加幂^大的存儲(chǔ)空間，若實(shí)際應(yīng)用中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的存 儲(chǔ)空間有限，則可將步驟4)、5)中得到的所有配光方案數(shù)據(jù)根據(jù)需要進(jìn)行排序，然后再將最 優(yōu)值寫入表格并存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；比如在同一色溫下根據(jù)顯色指數(shù)大小進(jìn)行排序，然后 選取顯色指數(shù)最高的一組配光方案存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。4. 如權(quán)利要求3所述多基色LED照明光源智能調(diào)光調(diào)色方法，其特征在于在步驟1)中， 所述相應(yīng)的色度學(xué)參數(shù)包括顯色指數(shù)、光功率、光通量、光波長、色坐標(biāo)。5. 如權(quán)利要求3所述多基色LED照明光源智能調(diào)光調(diào)色方法，其特征在于在步驟3)中， 所述色度學(xué)參數(shù)包括顯色指數(shù)、光功率、光通量、光波長、色坐標(biāo)。
【文檔編號(hào)】H05B33/08GK105848339SQ201610217031
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】吳挺竹, 陳忠, 呂毅軍, 紀(jì)旭明, 朱洪輝, 林岳, 郭自泉, 陳國龍, 高玉琳, 朱麗虹
【申請(qǐng)人】廈門大學(xué)