專利名稱：基于發(fā)光二極管的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于發(fā)光二極管(LED)的調(diào)光調(diào)色系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光電器件生活的各個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。光電器件主要包括，利用半導(dǎo)體光敏 特性工作的光電導(dǎo)器件，利用半導(dǎo)體或有機材料的光電效應(yīng)工作的光伏器件，半導(dǎo)體發(fā)光 器件，以及利用半導(dǎo)體薄膜三極管(TFT)調(diào)節(jié)或驅(qū)動各類物質(zhì)光性能的顯示器件。其中常 見的發(fā)光器件有發(fā)光二極管(LED)、光電晶體管、TFT-IXD液晶顯示器件、LED平板顯示器件 等。此外還有AMIXD寬溫液晶顯示屏，又叫主動式矩陣(Active Matrix)液晶顯示器。半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)可謂方興未艾，其中LED照明技術(shù)的集成應(yīng)用更展示了 LED照明 的璀璨前景。LED照明由于其節(jié)電、環(huán)保、長壽命，而被公認(rèn)為下一帶照明技術(shù)。LED最有代 表性的應(yīng)用領(lǐng)域包括室外景觀照明、信息顯示、室內(nèi)功能照明、指示。在公園、場館、綠地、廣 場、重大活動等場所應(yīng)用的LED燈等。LED照明技術(shù)的應(yīng)用在越來越趨向于靈活性和多樣性 的同時，對LED照明產(chǎn)品在裝飾性和娛樂性方面的要求也越來越受到重視和提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于發(fā)光二極管的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)，能夠靈活地調(diào)節(jié)亮 度和顏色，既可分別調(diào)節(jié)顏色或亮度，又可在改變顏色或亮度的同時，改變亮度或顏色。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的一種基于發(fā)光二極管的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)，包括控制 單元、LED驅(qū)動單元和三基色LED發(fā)光單元，所述控制單元根據(jù)由亮度值輸入裝置和/或顏 色值輸入裝置輸入的亮度和/或顏色值，生成PMW驅(qū)動信號，輸出至所述LED驅(qū)動單元，驅(qū) 動所述三基色LED發(fā)光單元發(fā)出對應(yīng)亮度和顏色的光?？蛇x的，所述系統(tǒng)還包括太陽能供電單元?？蛇x的，所述太陽能供電單元包括太陽能電池板、充電電池和電源管理模塊。可選的，所述電源管理模塊包括過沖保護電路和過放保護電路?？蛇x的，所述控制單元包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、計算模塊和三基色PWM驅(qū)動信號輸出模 塊。可選的，所述亮度值輸入裝置和顏色值輸入裝置包括旋鈕電位器或數(shù)控電位器。
可選的，所述控制單元為微處理器MCUo可選的，所述微處理器為單片機，型號為合泰公司生產(chǎn)的HT46R064?？蛇x的，所述PWM驅(qū)動信號的工作頻率大于IOOHz?？蛇x的，所述三基色PWM驅(qū)動信號輸出模塊通過改變脈沖占空比來調(diào)整LED驅(qū)動 電流。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)包括主控單片機(MCU)和LED驅(qū)動電路，采用太陽能電池供電，三基色LED混色發(fā)光，節(jié)能環(huán)保。利用主控MCU的AD轉(zhuǎn)換功能和脈沖調(diào)制控制功能， 調(diào)節(jié)三基色LED的驅(qū)動信號占空比，以混合出所需的顏色。且色彩豐富，亮度、顏色過渡自 然，不會突變。本發(fā)明還可利用太陽能供電，不用頻繁更換電池，既節(jié)能環(huán)保，又方便使用。本發(fā) 明的調(diào)色功能，給家居生活增添了一道時尚氣息。


通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目 的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按 比例繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。圖1為本發(fā)明的基于發(fā)光二極管的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)框圖；圖2為三基色發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為控制單元示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的主控MCU控制電路結(jié)構(gòu)示意圖。所述示圖是示意性的，而非限制性的，在此不能過度限制本發(fā)明的保護范圍。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的具體實施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā) 明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不 違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。圖1為本發(fā)明的基于發(fā)光二極管的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)框圖。如圖1所示，本發(fā)明的基 于發(fā)光二極管的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)包括控制單元(主控制器MCU)、LED驅(qū)動單元和RGB (紅、綠、 藍(lán))三基色LED發(fā)光單元，所述控制單元根據(jù)由亮度值輸入裝置和/或顏色值輸入裝置輸 入的亮度和/或顏色值，生成PMW(脈沖寬度調(diào)制)驅(qū)動信號，輸出至所述LED驅(qū)動單元，驅(qū) 動所述RGB三基色LED發(fā)光單元發(fā)出對應(yīng)亮度和顏色的光。上述亮度值輸入裝置和顏色值 輸入裝置可以是旋鈕電位器或數(shù)控電位器。圖2為三基色發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，三基色LED內(nèi)集成了紅、綠、 藍(lán)三顆獨立的LED芯片。通過混色原理，驅(qū)動電路配置不同比例的三基色，以混合出所需的 任意顏色。本發(fā)明采用RGB三基色LED作為照明器件。LED具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小 等優(yōu)點，被稱為第四代照明光源或綠色光源，特別適用于對功耗嚴(yán)格要求的太陽能產(chǎn)品。本實施例中，本發(fā)明的基于發(fā)光二極管的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)還包括太陽能供電單元， 太陽能作為一種既節(jié)能又環(huán)保、可再生的新能源已得到廣泛應(yīng)用。它具有許多優(yōu)點取之不 盡，用之不竭，無污染，方便獲得，成本低廉。所述太陽能供電單元包括太陽能電池板、充電 電池和電源管理模塊。本發(fā)明采用內(nèi)置可充電電池為儲能設(shè)備，將太陽能經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換為 電能儲存起來，為整個系統(tǒng)供電。無需頻繁更換電池，既經(jīng)濟又符合環(huán)保要求。電源管理模 塊包括過沖保護電路和過放保護電路。為使內(nèi)置充電電池安全使用，必須對電池進行過充、 過放保護。當(dāng)電池快充滿電后，自動轉(zhuǎn)為涓流充電，以保護電池不會因過充而縮短壽命。當(dāng) 電池達(dá)到過放電壓點時，系統(tǒng)停止工作，以保護電池不會因過放電而縮短壽命。
本發(fā)明的控制單元為系統(tǒng)的控制核心，根據(jù)R、G、B三基色的混色原理，來實現(xiàn)調(diào) 色功能?？刂茊卧獮槲⑻幚砥鱉CU。圖3為控制單元示意圖。如圖3所示，控制單元包括 A/D轉(zhuǎn)換模塊、計算模塊和三基色PWM驅(qū)動信號輸出模塊。圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的主控 MCU控制電路結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，所述微處理器為單片機，型號選為合泰公司生產(chǎn) 的HT46R064。其功能框圖如圖4所示。A/D轉(zhuǎn)換模塊將顏色和亮度值輸入裝置輸入的顏色 和亮度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，計算旋鈕當(dāng)前的電阻值與總電阻值之比，可判斷出旋鈕此時所指 示的亮度區(qū)與顏色區(qū)。MCU的計算模塊將亮度占空比從0%到100%均分，同時將R、G、B三 路驅(qū)動信號的占空比也從0%到100%均分。再結(jié)合兩個旋鈕所指向的亮度區(qū)與顏色區(qū)，將 亮度值與顏色值相乘，即得出已被亮度調(diào)制的顏色值。在得出已被亮度調(diào)制的顏色值后，根 據(jù)三基色混色原理，MCU的三基色PWM驅(qū)動信號輸出模塊調(diào)整R、G、B三路驅(qū)動信號的占空 比，產(chǎn)生三路脈寬調(diào)制PWM信號，三基色PWM驅(qū)動信號輸出模塊通過改變脈沖占空比來調(diào)整 LED驅(qū)動電流，分別驅(qū)動R、G、B三基色LED，以混合出所需的顏色。本發(fā)明采用數(shù)字脈沖寬度調(diào)制(PWM)的LED驅(qū)動方式，比調(diào)節(jié)電阻方式更加節(jié)能。 PWM通過改變脈沖占空比，來調(diào)整LED驅(qū)動電流，實現(xiàn)LED的調(diào)光、調(diào)色控制。LED的發(fā)光亮 度正比于PWM的脈沖占空比。PWM工作頻率大于100Hz，避免讓人眼感覺到LED閃爍現(xiàn)象。 在這種驅(qū)動方式下，可以在高度調(diào)光比范圍內(nèi)保持LED的發(fā)光顏色不變。而且能夠靈活地 調(diào)節(jié)亮度和顏色，既可分別調(diào)節(jié)顏色或亮度，又可在改變顏色或亮度的同時，改變亮度或顏 色。同時，占空比的值線性變化，使得調(diào)光、調(diào)色平穩(wěn)自然過渡，不會出現(xiàn)亮度、顏色的跳變。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。任 何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技 術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。 因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任 何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于發(fā)光二極管的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)，其特征在于包括控制單元、LED驅(qū)動單元和 三基色LED發(fā)光單元，所述控制單元根據(jù)由亮度值輸入裝置和/或顏色值輸入裝置輸入的 亮度和/或顏色值，生成PMW驅(qū)動信號，輸出至所述LED驅(qū)動單元，驅(qū)動所述三基色LED發(fā) 光單元發(fā)出對應(yīng)亮度和顏色的光。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括太陽能供電單元。
3.如權(quán)利要求2所述的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)，其特征在于所述太陽能供電單元包括太陽能 電池板、充電電池和電源管理模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)，其特征在于所述電源管理模塊包括過沖保護 電路和過放保護電路。
5.如權(quán)利要求1所述的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、 計算模塊和三基色PWM驅(qū)動信號輸出模塊。
6.如權(quán)利要求1所述的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)，其特征在于所述亮度值輸入裝置和顏色值輸 入裝置包括旋鈕電位器或數(shù)控電位器。
7.如權(quán)利要求1所述的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元為微處理器MCU。
8.如權(quán)利要求7所述的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)，其特征在于所述微處理器為單片機，型號為合 泰公司生產(chǎn)的HT46R064。
9.如權(quán)利要求5所述的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)，其特征在于所述PWM驅(qū)動信號的工作頻率大 于 IOOHz。
10.如權(quán)利要求5所述的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)，其特征在于所述三基色PWM驅(qū)動信號輸出模 塊通過改變脈沖占空比來調(diào)整LED驅(qū)動電流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于發(fā)光二極管的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)，包括控制單元、LED驅(qū)動單元和三基色LED發(fā)光單元，所述控制單元根據(jù)由亮度值輸入裝置和/或顏色值輸入裝置輸入的亮度和/或顏色值，生成PMW驅(qū)動信號，輸出至所述LED驅(qū)動單元，驅(qū)動所述三基色LED發(fā)光單元發(fā)出對應(yīng)亮度和顏色的光。本發(fā)明的基于發(fā)光二極管的調(diào)光調(diào)色系統(tǒng)能夠靈活地調(diào)節(jié)亮度和顏色，既可分別調(diào)節(jié)顏色或亮度，又可在改變顏色或亮度的同時，改變亮度或顏色。
文檔編號F21S10/02GK102147093SQ20111004700
公開日2011年8月10日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者高鵬 申請人:高鵬