Led照明燈色溫和亮度調(diào)整互不影響的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于LED照明領(lǐng)域，公開了一種LED照明燈色溫和亮度調(diào)整互不影響的控制方法，包括初始化階段的方法和應(yīng)用階段的方法，初始化階段包括測(cè)量并儲(chǔ)存高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值的步驟，應(yīng)用階段包括將LED照明燈發(fā)出的光調(diào)整到目標(biāo)亮度和目標(biāo)色溫的步驟。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了調(diào)色溫時(shí)亮度不變，或調(diào)亮度時(shí)色溫不變的技術(shù)效果。
【專利說明】LED照明燈色溫和亮度調(diào)整互不影響的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于LED照明領(lǐng)域，尤其涉及一種LED照明燈色溫和亮度調(diào)整互不影響的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在人們的日常生活中，需要一種亮度和色溫均可調(diào)的LED照明燈，進(jìn)一步地，這種LED照明燈應(yīng)該具有這樣的性能:在某個(gè)指定的亮度下，可將色溫在一定范圍內(nèi)調(diào)整而亮度保持不變。同樣，在某個(gè)指定的色溫下，將亮度在一定范圍內(nèi)調(diào)整而色溫保持不變。
[0003]中國發(fā)明專利《一種LED燈亮度和色溫控制系統(tǒng)》(申請(qǐng)?zhí)?201210255335.9)，提出了一個(gè)在固定的色溫參數(shù)下可自由調(diào)節(jié)亮度的技術(shù)方案，該方案的基本原理概述如下:
1、LED燈由多種顏色(如白、紅、綠、藍(lán))的LED光源組成。
[0004]2、每種顏色的LED光源設(shè)置一個(gè)驅(qū)動(dòng)控制模塊，這個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊輸出的LED驅(qū)動(dòng)電流的大小，以及這個(gè)驅(qū)動(dòng)電流的通/斷時(shí)長(zhǎng)比例(占空比)可以分別獨(dú)立控制。
[0005]3、設(shè)一個(gè)控制芯片控制這些驅(qū)動(dòng)模塊，這個(gè)控制芯片接收從外界輸入的調(diào)色信號(hào)和調(diào)光信號(hào)。
[0006]4、控制芯片根據(jù)調(diào)色溫信號(hào)產(chǎn)生多路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，分別控制各個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊輸出的LED驅(qū)動(dòng)電流的大小，使它們所驅(qū)動(dòng)的LED發(fā)出不同顏色和強(qiáng)度的光，經(jīng)混光后得到目標(biāo)色溫的光。
[0007]5、控制芯片輸出PWM信號(hào)，這個(gè)PWM信號(hào)的占空比由外界輸入的調(diào)光信號(hào)決定，用這個(gè)PWM信號(hào)控制所有LED驅(qū)動(dòng)模塊輸出電流“通”和“斷”的時(shí)長(zhǎng)比例，從而從總體上調(diào)整LED照明燈的亮度。
[0008]總之，該發(fā)明通過控制不同顏色的LED光源的驅(qū)動(dòng)電流的方式“混”出目標(biāo)色溫，再通過控制所有LED光源的驅(qū)動(dòng)電流的通/斷時(shí)長(zhǎng)比例(占空比)的方式控制亮度，按該發(fā)明說明書所言，該技術(shù)方案“色溫”和“亮度”的控制可獨(dú)立進(jìn)行，互不干涉，從而達(dá)到在固定的色溫參數(shù)下可自由調(diào)節(jié)亮度的技術(shù)效果。
[0009]然而，該發(fā)明的技術(shù)方案存在以下技術(shù)缺陷:
1、該發(fā)明需要一種可以由外界信號(hào)動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出電流大小(而不是電路參數(shù)設(shè)置好后即進(jìn)入“恒流”狀態(tài))的LED驅(qū)動(dòng)模塊，這種LED驅(qū)動(dòng)模塊電路復(fù)雜，成本高(實(shí)際上該發(fā)明的說明書并沒有給出該模塊的實(shí)例)，而且此類模塊輸出電流可動(dòng)態(tài)調(diào)整的范圍往往有限，受制于此，該方案的色溫調(diào)整范圍要達(dá)到該專利說明書中宣稱的2200K?6000K范圍非常困難；
2、在實(shí)際應(yīng)用中，該發(fā)明比較便于實(shí)現(xiàn)“在固定的色溫參數(shù)下可自由調(diào)節(jié)亮度”，而難以實(shí)現(xiàn)“在固定的亮度參數(shù)下可自由調(diào)節(jié)色溫”，因?yàn)楫?dāng)亮度固定要調(diào)整色溫時(shí)，必須要調(diào)整LED的驅(qū)動(dòng)電流，而驅(qū)動(dòng)電流的改變，會(huì)立即影響到LED燈的亮度，這時(shí)如果要維持原有的亮度，必須要重新調(diào)整控制驅(qū)動(dòng)模塊的PWM信號(hào)的占空比，導(dǎo)致了應(yīng)用的復(fù)雜化。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，更好的實(shí)現(xiàn)在固定的色溫參數(shù)下調(diào)整亮度(準(zhǔn)確地說應(yīng)該是“光通量”，為表達(dá)通俗化，以下均用“亮度”代指“光通量”)，以及在固定的亮度參數(shù)下調(diào)整色溫的技術(shù)效果而提出。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案內(nèi)容如下:
一種LED照明燈色溫和亮度調(diào)整互不影響的控制方法，其特征是，包括初始化階段的方法和應(yīng)用階段的方法，
所述初始化階段的方法包括以下步驟:
51、將LED照明燈從最低亮度到最高亮度分為m級(jí)，m為大于I的自然數(shù)；
52、將LED照明燈從最低色溫到最高色溫分為η級(jí)，η為大于I的自然數(shù)；
53、測(cè)量在某級(jí)亮度下，從第I級(jí)到第η級(jí)色溫狀態(tài)下的高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值，得到η組亮度數(shù)值；
54、進(jìn)一步測(cè)量在其余的m-Ι級(jí)亮度情況下，對(duì)應(yīng)的各級(jí)色溫的高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值，共得到nXm組高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值；
55、將記錄這nXm組亮度數(shù)值的亮度數(shù)值表永久保存在LED照明燈控制芯片的非易失存儲(chǔ)器中；
所述應(yīng)用階段的方法包括以下步驟:
56、通過外界控制端向LED照明燈的控制芯片發(fā)送控制信息，所述控制信息包括目標(biāo)亮度級(jí)別L和目標(biāo)色溫級(jí)別K ；
57、控制芯片中的軟件根據(jù)L和K從亮度數(shù)值表中檢索出對(duì)應(yīng)的高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值；
58、控制芯片用步驟S7得到的高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值分別控制LED照明燈中的高色溫白光LED光源和低色溫白光LED光源，從而將LED照明燈發(fā)出的光調(diào)整到目標(biāo)亮度和目標(biāo)色溫；
進(jìn)一步，所述LED照明燈包括高色溫LED光源和低色溫LED光源。
[0012]進(jìn)一步，所述LED照明燈的最低亮度為O lm，最高亮度為高色溫LED光源全亮而低色溫LED光源熄滅時(shí)的流明值和低色溫LED光源全亮而高色溫LED光源熄滅時(shí)的流明值中的較小者。
[0013]進(jìn)一步，所述最低色溫為L(zhǎng)ED照明燈中低色溫LED光源的色溫，所述最高色溫為L(zhǎng)ED照明燈中高色溫LED光源的色溫。
[0014]進(jìn)一步，所述控制芯片通過PWM控制信號(hào)對(duì)LED照明燈的亮度進(jìn)行控制。
[0015]本發(fā)明有益的技術(shù)效果是:LED照明燈在出廠前完成初始化，各個(gè)級(jí)別的亮度值和色溫值均已精確標(biāo)定。在應(yīng)用階段，外界的控制端只需指定亮度級(jí)別和色溫級(jí)別，即可得到預(yù)期的亮度值和色溫值。進(jìn)而，外界控制端可以在某個(gè)固定亮度級(jí)別下只調(diào)整色溫級(jí)別，或是在某個(gè)固定色溫級(jí)別下只調(diào)整亮度級(jí)別，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)色溫時(shí)亮度不變，或調(diào)亮度時(shí)色溫不變的技術(shù)效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]附圖1為本發(fā)明實(shí)施例的LED照明燈的原理框圖；附圖2為本發(fā)明控制方法的流程框圖。
[0017]附圖中的編號(hào)為:
1、控制芯片；2.高色溫LED驅(qū)動(dòng)電路；
3.低色溫LED驅(qū)動(dòng)電路；4.高色溫LED光源；
5.低色溫LED光源。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下通過一個(gè)具體的實(shí)施例，對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步的說明。
[0019]需要特別說明的是，在本說明書中，“亮度數(shù)值”是指外界控制端發(fā)送給LED照明燈，用于控制LED照明燈亮度的數(shù)值，是一個(gè)邏輯值，而“亮度值”是指LED光源或LED照明燈發(fā)出的光通量的流明值，是一個(gè)測(cè)量值。
[0020]參見附圖1，本發(fā)明涉及的LED照明系統(tǒng)由如下部分組成并工作:
ULED照明燈由高色溫和低色溫的兩種白光LED組成，LED照明燈的亮度和色溫由這兩種光源發(fā)出的光混合而成；
2、為高、低色溫的LED光源各設(shè)一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路；
3、設(shè)一個(gè)控制芯片(MCU)分別控制這兩個(gè)LED驅(qū)動(dòng)電路；
4、控制芯片接收外界發(fā)來的控制信息，控制信息中包含有高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值?？刂菩酒鶕?jù)這兩個(gè)亮度數(shù)值產(chǎn)生某種類型(如PWM)的控制信號(hào)，控制LED驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)而控制LED光源發(fā)出相應(yīng)亮度的光；
5、將該LED照明燈的最低色溫(即低色溫LED光源的色溫)到最高色溫(即高色溫LED光源的色溫)劃分為η級(jí)色溫:Κ1、Κ2、……、Κη-1、Κη，η為大于I的自然數(shù)；
6、將高色溫LED光源全亮?xí)r的流明值和低色溫LED光源全亮?xí)r的流明值進(jìn)行比較，取較小者作為該LED照明燈的最大亮度值，將O到這個(gè)最大亮度值之間劃分為m級(jí)亮度:L1、L2、......、Lm-1、Lm, m為大于I的自然數(shù)；
7、在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，使用專業(yè)儀器測(cè)量LED照明燈的亮度和色溫，由外界控制端給控制芯片輸入高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值，不斷調(diào)整高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值，使得LED照明燈在亮度值固定為L(zhǎng)p (P=I~m)的情況下，色溫值分別為Kl、K2、……、Kn-U Kn,記錄在各級(jí)色溫值時(shí)對(duì)應(yīng)的高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值，共得到η組數(shù)值。因有m級(jí)亮度，最終得到nXm組數(shù)值。每一組數(shù)值包括一個(gè)高色溫亮度數(shù)值和一個(gè)低色溫亮度數(shù)值；
8、將記錄這nXm組亮度數(shù)值的亮度數(shù)值表永久保存在控制芯片(MCU)的非易失存儲(chǔ)器中；
步驟7和步驟8將在LED照明燈出廠前的初始化階段完成；
9、在LED照明燈的應(yīng)用階段，外界向LED照明燈發(fā)送的控制指令，只需包含目標(biāo)亮度級(jí)別L和目標(biāo)色溫 級(jí)別K，控制芯片中的軟件從亮度數(shù)值表中檢索出對(duì)應(yīng)L和K的高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值，用于控制高色溫LED光源和低色溫LED光源，從而將LED照明燈發(fā)出的光調(diào)整到目標(biāo)亮度和目標(biāo)色溫。
[0021]參見附圖2，本發(fā)明對(duì)LED燈照明燈的色溫和亮度控制方法包括初始化階段的方法和應(yīng)用階段的方法，所述初始化階段的方法包括以下步驟: 51、將LED照明燈從最低亮度到最高亮度分為m級(jí)，m為大于I的自然數(shù)；
52、將LED照明燈從最低色溫到最高色溫分為η級(jí)，η為大于I的自然數(shù)；
53、測(cè)得在某級(jí)亮度下，從第I級(jí)到第η級(jí)色溫狀態(tài)下的高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值，得到η組亮度數(shù)值；
54、進(jìn)一步測(cè)量在其余的m-1級(jí)亮度情況下，對(duì)應(yīng)的各級(jí)色溫的高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值，至此一共得到nXm組高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值；
55、將記錄這nXm組亮度數(shù)值的亮度數(shù)值表永久保存在LED照明燈控制芯片的非易失存儲(chǔ)器中；
所述應(yīng)用階段的方法包括以下步驟:
56、通過外界控制端向LED照明燈的控制芯片發(fā)送控制信息，所述控制信息包括目標(biāo)亮度級(jí)別L和目標(biāo)色溫級(jí)別K ；
57、控制芯片中的軟件根據(jù)L和K從亮度數(shù)值表中檢索出對(duì)應(yīng)的高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值；
58、控制芯片用步驟S7得到的高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值分別控制LED照明燈中的高色溫白光LED光源和低色溫白光LED光源，從而將LED照明燈發(fā)出的光調(diào)整到目標(biāo)亮度和目標(biāo)色溫。
[0022]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)闡述:
參見附圖1，LED照明燈包括高色溫白光LED光源4和低色溫白光LED光源5。高色溫LED光源4由驅(qū)動(dòng)電路2驅(qū)動(dòng)，低色溫LED光源5由驅(qū)動(dòng)電路3驅(qū)動(dòng)。
[0023]驅(qū)動(dòng)電路2和驅(qū)動(dòng)電路3受控制芯片I控制。
[0024]優(yōu)選帶I個(gè)UART通信接口和2個(gè)PWM信號(hào)發(fā)生器，并能永久保存256組亮度數(shù)值的MCU，如PIC16F1824，作控制芯片I。
[0025]優(yōu)選色溫為6000K的16顆2835白光LED作高色溫LED光源。
[0026]優(yōu)選色溫為3000K的16顆2835白光LED作低色溫LED光源。
[0027]高色溫LED光源顆粒和低色溫LED光源顆粒的安裝排列方式應(yīng)保證這兩種光源能夠充分良好混光。
[0028]控制芯片I通過通信接口接受外界以數(shù)據(jù)幀形式發(fā)來的控制信息，控制信息中包含有高色溫LED的亮度數(shù)值A(chǔ)和低色溫LED的亮度數(shù)值B，控制芯片I中的軟件用亮度數(shù)值A(chǔ)設(shè)置PWM信號(hào)發(fā)生器A，產(chǎn)生亮度控制信號(hào)A，用亮度數(shù)值B設(shè)置PWM信號(hào)發(fā)生器B，產(chǎn)生亮度控制信號(hào)B。亮度控制信號(hào)A控制高色溫驅(qū)動(dòng)電路2，進(jìn)而控制高色溫LED光源4發(fā)出相應(yīng)亮度的高色溫白光，亮度控制信號(hào)B控制低色溫驅(qū)動(dòng)電路3，進(jìn)而控制低色溫LED光源5發(fā)出相應(yīng)亮度的低色溫白光。
[0029]在本實(shí)施例中，LED照明燈所接受的亮度數(shù)值的范圍為O?255。亮度數(shù)值為O時(shí)LED光源將完全熄滅，亮度為O lm，亮度數(shù)值為255時(shí)LED光源將全亮。
[0030]顯然，當(dāng)高色溫LED光源熄滅而僅點(diǎn)亮低色溫LED光源時(shí)，LED照明燈表現(xiàn)出的色溫為3000K。反之，當(dāng)?shù)蜕珳豅ED光源熄滅而僅點(diǎn)亮高色溫LED光源時(shí)，LED照明燈表現(xiàn)出的色溫為6000K。
[0031]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)高色溫LED的亮度數(shù)值從255向O變化，同時(shí)低色溫LED的亮度數(shù)值從O向255變化時(shí)，LED照明燈的色溫將從6000K變化到3000K ;反之，當(dāng)高色溫LED的亮度數(shù)值從O向255變化，同時(shí)低色溫LED的亮度數(shù)值從255向O變化時(shí)，LED照明燈的色溫將從3000K變化到6000K。
[0032]通過以下步驟對(duì)LED照明燈進(jìn)行初始化:
1、將LED照明燈置于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，使用專門儀器監(jiān)測(cè)其光通量和色溫。
[0033]2、從外界向LED照明燈發(fā)送低色溫亮度數(shù)值O和高色溫亮度數(shù)值255，使低色溫LED光源熄滅而高色溫LED光源全亮，記錄此時(shí)測(cè)量到的光通量和色溫。在本實(shí)施例中測(cè)量到的光通量為4801m、色溫為6000K。
[0034]3、從外界向LED照明燈發(fā)送低色溫亮度數(shù)值255和高色溫亮度數(shù)值0，使低色溫LED光源全亮而高色溫LED光源熄滅，記錄此時(shí)測(cè)量到的光通量和色溫。在本實(shí)施例中測(cè)量到的光通量為4501m、色溫為3000K。
[0035]4、取6000K作該LED照明燈的最高色溫，3000K作為該LED照明燈的最低色溫。
[0036]5、取高色溫光源的全亮亮度值480Im和低色溫光源的全亮亮度值450Im中的較小值450 Im作為該LED照明燈的最大亮度，O Im作為該LED照明燈的最小亮度。
[0037]6、將LED照明燈從最小亮度O Im到最大亮度450 Im劃分為16級(jí)亮度LI?L16。其中，Lm= (m-1) X 30 lm, m=l ?16。
[0038]7、將LED照明燈從最低色溫3000K到最高色溫6000K劃分為16級(jí)色溫Kl?K16。其中，Kn=3000K+(n-l) Χ200Κ, η=1 ?16。
[0039]8、調(diào)整外界控制端發(fā)送給LED照明燈的高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值，使得LED照明燈在保持某個(gè)級(jí)別亮度Lm (m=l?16)不變的情況下，LED照明燈的色溫值分別為K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K19、K10、Kll、K12、K13、K14、K15、K16,記錄各個(gè)色溫級(jí)別下對(duì)應(yīng)的高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值，一共得到該亮度級(jí)別下的16組數(shù)據(jù)。
[0040]因?yàn)橛?6個(gè)亮度級(jí)別，最終得到16 X 16 = 256組數(shù)值。
[0041]以下是記錄本實(shí)施例中，經(jīng)實(shí)測(cè)得到的256組亮度數(shù)值的亮度數(shù)值表:
【權(quán)利要求】
1.一種LED照明燈色溫和亮度調(diào)整互不影響的控制方法，其特征在于:包括初始化階段的方法和應(yīng)用階段的方法， 所述初始化階段的方法包括以下步驟: 51、將LED照明燈從最低亮度到最高亮度分為m級(jí)，m為大于I的自然數(shù)； 52、將LED照明燈從最低色溫到最高色溫分為η級(jí)，η為大于I的自然數(shù)； 53、測(cè)量在某級(jí)亮度下，從第I級(jí)到第η級(jí)色溫狀態(tài)下的高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值，得到η組亮度數(shù)值； 54、進(jìn)一步測(cè)量在其余的m-Ι級(jí)亮度情況下，對(duì)應(yīng)的各級(jí)色溫的高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值，共得到nXm組高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值； 55、將記錄這nXm組亮度數(shù)值的亮度數(shù)值表永久保存在LED照明燈控制芯片的非易失存儲(chǔ)器中； 所述應(yīng)用階段的方法包括以下步驟: 56、通過外界控制端向LED照明燈的控制芯片發(fā)送控制信息，所述控制信息包括目標(biāo)亮度級(jí)別L和目標(biāo)色溫級(jí)別K ； 57、控制芯片中的軟件根據(jù)L和K從亮度數(shù)值表中檢索出對(duì)應(yīng)的高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值； 58、控制芯片用步驟S7得到的高色溫亮度數(shù)值和低色溫亮度數(shù)值分別控制LED照明燈中的高色溫白光LED光源和低色溫白光LED光源，從而將LED照明燈發(fā)出的光調(diào)整到目標(biāo)亮度和目標(biāo)色溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于:所述LED照明燈包括高色溫LED燈和低色溫LED燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于:所述LED照明燈的最低亮度為Olm，最高亮度為高色溫LED光源全亮而低色溫LED光源熄滅時(shí)的流明值和低色溫LED光源全亮而高色溫LED光源熄滅時(shí)的流明值中的較小者。
4.根據(jù)權(quán)利要求2至3中任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于:所述最低色溫為L(zhǎng)ED照明燈中低色溫LED光源的色溫，所述最高色溫為L(zhǎng)ED照明燈中高色溫LED光源的色溫。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK103826368SQ201410069075
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】韋自力 申請(qǐng)人:大峽谷光電科技（蘇州）有限公司