CN102147093A - 基于发光二极管的调光调色*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于发光二极管的调光调色***，包括控制单元、LED驱动单元和三基色LED发光单元，所述控制单元根据由亮度值输入装置和/或颜色值输入装置输入的亮度和/或颜色值，生成PMW驱动信号，输出至所述LED驱动单元，驱动所述三基色LED发光单元发出对应亮度和颜色的光。本发明的基于发光二极管的调光调色***能够灵活地调节亮度和颜色，既可分别调节颜色或亮度，又可在改变颜色或亮度的同时，改变亮度或颜色。

Description

基于发光二极管的调光调色***
技术领域
本发明涉及光电技术领域，特别是涉及一种基于发光二极管(LED)的调光调色***。
背景技术
光电器件生活的各个领域有着广泛的应用。光电器件主要包括，利用半导体光敏特性工作的光电导器件，利用半导体或有机材料的光电效应工作的光伏器件，半导体发光器件，以及利用半导体薄膜三极管(TFT)调节或驱动各类物质光性能的显示器件。其中常见的发光器件有发光二极管(LED)、光电晶体管、TFT-LCD液晶显示器件、LED平板显示器件等。此外还有AMLCD宽温液晶显示屏，又叫主动式矩阵(Active Matrix)液晶显示器。
半导体照明产业可谓方兴未艾，其中LED照明技术的集成应用更展示了LED照明的璀璨前景。LED照明由于其节电、环保、长寿命，而被公认为下一带照明技术。LED最有代表性的应用领域包括室外景观照明、信息显示、室内功能照明、指示。在公园、场馆、绿地、广场、重大活动等场所应用的LED灯等。LED照明技术的应用在越来越趋向于灵活性和多样性的同时，对LED照明产品在装饰性和娱乐性方面的要求也越来越受到重视和提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于发光二极管的调光调色***，能够灵活地调节亮度和颜色，既可分别调节颜色或亮度，又可在改变颜色或亮度的同时，改变亮度或颜色。
为达到上述目的，本发明提供的一种基于发光二极管的调光调色***，包括控制单元、LED驱动单元和三基色LED发光单元，所述控制单元根据由亮度值输入装置和/或颜色值输入装置输入的亮度和/或颜色值，生成PMW驱动信号，输出至所述LED驱动单元，驱动所述三基色LED发光单元发出对应亮度和颜色的光。
可选的，所述***还包括太阳能供电单元。
可选的，所述太阳能供电单元包括太阳能电池板、充电电池和电源管理模块。
可选的，所述电源管理模块包括过冲保护电路和过放保护电路。
可选的，所述控制单元包括A/D转换模块、计算模块和三基色PWM驱动信号输出模块。
可选的，所述亮度值输入装置和颜色值输入装置包括旋钮电位器或数控电位器。
可选的，所述控制单元为微处理器MCU。
可选的，所述微处理器为单片机，型号为合泰公司生产的HT46R064。
可选的，所述PWM驱动信号的工作频率大于100Hz。
可选的，所述三基色PWM驱动信号输出模块通过改变脉冲占空比来调整LED驱动电流。
与现有技术相比，本发明的优点：
本发明的调光调色***包括主控单片机(MCU)和LED驱动电路，采用太阳能电池供电，三基色LED混色发光，节能环保。利用主控MCU的AD转换功能和脉冲调制控制功能，调节三基色LED的驱动信号占空比，以混合出所需的颜色。且色彩丰富，亮度、颜色过渡自然，不会突变。
本发明还可利用太阳能供电，不用频繁更换电池，既节能环保，又方便使用。本发明的调色功能，给家居生活增添了一道时尚气息。
附图说明
通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为本发明的基于发光二极管的调光调色***框图；
图2为三基色发光二极管结构示意图；
图3为控制单元示意图；
图4为根据本发明实施例的主控MCU控制电路结构示意图。
所述示图是示意性的，而非限制性的，在此不能过度限制本发明的保护范围。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
图1为本发明的基于发光二极管的调光调色***框图。如图1所示，本发明的基于发光二极管的调光调色***包括控制单元(主控制器MCU)、LED驱动单元和RGB(红、绿、蓝)三基色LED发光单元，所述控制单元根据由亮度值输入装置和/或颜色值输入装置输入的亮度和/或颜色值，生成PMW(脉冲宽度调制)驱动信号，输出至所述LED驱动单元，驱动所述RGB三基色LED发光单元发出对应亮度和颜色的光。上述亮度值输入装置和颜色值输入装置可以是旋钮电位器或数控电位器。
图2为三基色发光二极管结构示意图。如图4所示，三基色LED内集成了红、绿、蓝三颗独立的LED芯片。通过混色原理，驱动电路配置不同比例的三基色，以混合出所需的任意颜色。本发明采用RGB三基色LED作为照明器件。LED具有节能、环保、寿命长、体积小等优点，被称为***照明光源或绿色光源，特别适用于对功耗严格要求的太阳能产品。
本实施例中，本发明的基于发光二极管的调光调色***还包括太阳能供电单元，太阳能作为一种既节能又环保、可再生的新能源已得到广泛应用。它具有许多优点：取之不尽，用之不竭，无污染，方便获得，成本低廉。所述太阳能供电单元包括太阳能电池板、充电电池和电源管理模块。本发明采用内置可充电电池为储能设备，将太阳能经过光电转换为电能储存起来，为整个***供电。无需频繁更换电池，既经济又符合环保要求。电源管理模块包括过冲保护电路和过放保护电路。为使内置充电电池安全使用，必须对电池进行过充、过放保护。当电池快充满电后，自动转为涓流充电，以保护电池不会因过充而缩短寿命。当电池达到过放电压点时，***停止工作，以保护电池不会因过放电而缩短寿命。
本发明的控制单元为***的控制核心，根据R、G、B三基色的混色原理，来实现调色功能。控制单元为微处理器MCU。图3为控制单元示意图。如图3所示，控制单元包括A/D转换模块、计算模块和三基色PWM驱动信号输出模块。图4为根据本发明实施例的主控MCU控制电路结构示意图。在本实施例中，所述微处理器为单片机，型号选为合泰公司生产的HT46R064。其功能框图如图4所示。A/D转换模块将颜色和亮度值输入装置输入的颜色和亮度值转换为数字量，计算旋钮当前的电阻值与总电阻值之比，可判断出旋钮此时所指示的亮度区与颜色区。MCU的计算模块将亮度占空比从0％到100％均分，同时将R、G、B三路驱动信号的占空比也从0％到100％均分。再结合两个旋钮所指向的亮度区与颜色区，将亮度值与颜色值相乘，即得出已被亮度调制的颜色值。在得出已被亮度调制的颜色值后，根据三基色混色原理，MCU的三基色PWM驱动信号输出模块调整R、G、B三路驱动信号的占空比，产生三路脉宽调制PWM信号，三基色PWM驱动信号输出模块通过改变脉冲占空比来调整LED驱动电流，分别驱动R、G、B三基色LED，以混合出所需的颜色。
本发明采用数字脉冲宽度调制(PWM)的LED驱动方式，比调节电阻方式更加节能。PWM通过改变脉冲占空比，来调整LED驱动电流，实现LED的调光、调色控制。LED的发光亮度正比于PWM的脉冲占空比。PWM工作频率大于100Hz，避免让人眼感觉到LED闪烁现象。在这种驱动方式下，可以在高度调光比范围内保持LED的发光颜色不变。而且能够灵活地调节亮度和颜色，既可分别调节颜色或亮度，又可在改变颜色或亮度的同时，改变亮度或颜色。同时，占空比的值线性变化，使得调光、调色平稳自然过渡，不会出现亮度、颜色的跳变。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于发光二极管的调光调色***，其特征在于：包括控制单元、LED驱动单元和三基色LED发光单元，所述控制单元根据由亮度值输入装置和/或颜色值输入装置输入的亮度和/或颜色值，生成PMW驱动信号，输出至所述LED驱动单元，驱动所述三基色LED发光单元发出对应亮度和颜色的光。
2.如权利要求1所述的调光调色***，其特征在于：所述***还包括太阳能供电单元。
3.如权利要求2所述的调光调色***，其特征在于：所述太阳能供电单元包括太阳能电池板、充电电池和电源管理模块。
4.如权利要求3所述的调光调色***，其特征在于：所述电源管理模块包括过冲保护电路和过放保护电路。
5.如权利要求1所述的调光调色***，其特征在于：所述控制单元包括A/D转换模块、计算模块和三基色PWM驱动信号输出模块。
6.如权利要求1所述的调光调色***，其特征在于：所述亮度值输入装置和颜色值输入装置包括旋钮电位器或数控电位器。
7.如权利要求1所述的调光调色***，其特征在于：所述控制单元为微处理器MCU。
8.如权利要求7所述的调光调色***，其特征在于：所述微处理器为单片机，型号为合泰公司生产的HT46R064。
9.如权利要求5所述的调光调色***，其特征在于：所述PWM驱动信号的工作频率大于100Hz。
10.如权利要求5所述的调光调色***，其特征在于：所述三基色PWM驱动信号输出模块通过改变脉冲占空比来调整LED驱动电流。
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