[發明專利]一種基于非線性閉環的可調光色LED控制系統

有效

• 申請號: 201710115846.3
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106658873B
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 杜國紅;楊凱;孫玉民;趙宇飛;王帥;鄒細勇;陳亮
• 申請（專利權）人: 橫店集團得邦照明股份有限公司
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 杜立

1.一種基于非線性閉環的可調光色LED控制系統，包括微處理器、恒流LED驅動控制器、暖白光LED串、冷白光LED串、光照/顏色傳感器、照度傳感器、電源模塊，其特征在于：

所述的微處理器連接兩個恒流LED驅動控制器，其中一個恒流LED驅動控制器控制暖白光LED串，另一個恒流LED驅動控制器控制冷白光LED串，微處理器產生兩路不同占空比的PWM信號R_w和R_c，分別用于調節暖白光LED串和冷白光LED串的輸出；

所述的照度傳感器測量環境背景光照強度，探測結果輸入微處理器并轉換為環境光通量；

所述的光照/顏色傳感器在閉環工作條件下持續監測暖白光LED串和冷白光LED串，輸出冷、暖白光混光后的有效光通量和RGB值，測量光通量和RGB值反饋給微處理器，其中RGB值可算出測量CCT值，微處理器將測量光通量和測量CCT值與之前輸入的目標/環境光通量和目標CCT值進行比較，通過內置控制算法計算出下一時刻PWM信號的占空比R_w和R_c；

所述的內置控制算法簡述如下：

取i時刻冷、暖白光LED的光通量和CCT值分別為φ_c、φ_w和C_c、C_w，混光后總的光通量φ_m和C_m可表示為：

φ m = φ w + φ c + φ a C m = C w φ w φ w + φ c + C c φ c φ w + φ c - - - ( 1 ) ]]>

其中φ_a為環境光通量，由式(1)可以求出φ_w和φ_c，

φ w = φ m ( C c - C m ) C c - C w φ c = φ m ( C m - C w ) C c - C w - - - ( 2 ) ]]>

(i+1)時刻的PWM信號占空比R_w(i+1)和R_c(i+1)校準應分別考慮測量光通量和目標光通量以及測量CCT值和目標CCT值的不一致，通過改變φ_c和φ_w以達到目標光通量φ_t和目標CCT值C_t；由(2)式，因測量光通量和目標光通量不一致，校準后產生的冷、暖白光LED輸出光通變化量為，

Δφ w 1 = ( φ t - φ m ) ( C c - C m ) C c - C w Δφ c 1 = ( φ t - φ m ) ( C m - C w ) C c - C w - - - ( 3 ) ]]>

類似的，因測量CCT值和目標CCT值不一致，冷、暖白光LED輸出光通變化量為，

Δφ w 2 = φ m ( C m - C t ) C c - C w Δφ c 2 = φ m ( C t - C m ) C c - C w - - - ( 4 ) ]]>

由式(3)、(4)，(i+1)時刻相對k時刻冷、暖白光總的光通變化量為，

Δφ w = φ w ( C c - C t ) + φ t ( C m - C c ) C c - C w Δφ c 2 = φ m ( C t - C w ) + φ t ( C w - C m ) C c - C w - - - ( 5 ) ]]>

所以(i+1)時刻的PWM信號占空比R_w(i+1)和R_c(i+1)為，

R w ( k + 1 ) = R w ( k ) + α w φ m ( C c - C t ) + φ t ( C m - C c ) C c + C w R c ( k + 1 ) = R c ( k ) + α c φ m ( C t - C w ) + φ t ( C w - C m ) C c - C w - - - ( 6 ) ]]>

其中α_w和α_c為比例常數，可通過實驗測得；式(6)即為非線性閉環控制方程。