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LED舞臺(tái)和建筑照明中的色彩控制

電子設(shè)計(jì) ? 來(lái)源:電子設(shè)計(jì) ? 作者:電子設(shè)計(jì) ? 2020-12-24 11:14 ? 次閱讀
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紅、綠、藍(lán)(RGB)LED可用于建筑和舞臺(tái)照明系統(tǒng),用以形成明亮的投影色彩——有時(shí)會(huì)在RGB組合中添加白色LED,從色調(diào)、飽和度和亮度方面擴(kuò)展色彩范圍(圖1)。無(wú)論色彩分量有多少,都必須精確控制每個(gè)色彩分量的亮度,以便對(duì)色彩進(jìn)行預(yù)測(cè)或是補(bǔ)償LED之間的色差。可用色彩的數(shù)量取決于每個(gè)組成色的可分辨亮度級(jí)的數(shù)量。一些系統(tǒng)提供分辨率低至全亮度1/256(8位)。也可能實(shí)現(xiàn)更高的分辨率,并產(chǎn)生更多的色彩(圖2),形成更強(qiáng)的控制力。

圖1.Cree XM-L RGBW高功率LED可由兩個(gè)LT3964 LED驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng),每通道調(diào)光精度可達(dá)1:8192。

控制寬LED亮度范圍最精確的方法是使用PWM調(diào)光控制。內(nèi)置PWM調(diào)光時(shí)鐘和數(shù)字寄存器(用于設(shè)置調(diào)光比)的LED驅(qū)動(dòng)器是RGBW系統(tǒng)的最佳選擇。對(duì)于大型復(fù)雜系統(tǒng)——由許多不同RGBW LED構(gòu)成的系統(tǒng)——使用串行通信總線可在數(shù)字增強(qiáng)型LED驅(qū)動(dòng)器中實(shí)現(xiàn)這些寄存器的動(dòng)態(tài)設(shè)置。

圖3所示為RGBW LED的兩種驅(qū)動(dòng)和調(diào)光方法。第一種是矩陣LED調(diào)光器方案,它曾經(jīng)是高功率RGBW LED陣列的最佳數(shù)控方式。第二種是直接驅(qū)動(dòng)方案,它采用四個(gè)分立的數(shù)字增強(qiáng)型LED驅(qū)動(dòng)器,每種色彩(R、G、B和W)各一個(gè),更精確、更高效、紋波更低。在這種系統(tǒng)中,每個(gè)單獨(dú)的LED或LED串的電流或PWM調(diào)光波形均由其自己的LED驅(qū)動(dòng)器和控制信號(hào)驅(qū)動(dòng),如圖2所示。在矩陣調(diào)光器方案中,單個(gè)LED調(diào)光器可控制多達(dá)8個(gè)LED的PWM電流。該系統(tǒng)額外需要一條高壓線和一個(gè)低輸出電容降壓LED驅(qū)動(dòng)器,用于驅(qū)動(dòng)LED串。高壓軌可能需要一個(gè)額外的升壓調(diào)節(jié)器,LED電流(來(lái)自低輸出電容降壓驅(qū)動(dòng)器)可能有高紋波。

圖2.I2C控制的LT3964 RGBW LED驅(qū)動(dòng)器可為舞臺(tái)或建筑照明裝置中使用的高功率LED提供前所未有的色彩控制能力。驅(qū)動(dòng)器解決方案通常提供8位色彩分辨率?;贚T3964的解決方案可實(shí)現(xiàn)13位色彩分辨率——使用本文中介紹的比較簡(jiǎn)單的降壓驅(qū)動(dòng)設(shè)置可以輕松實(shí)現(xiàn)。

圖3.大型RGBW LED陣列的兩種供電和色彩控制(分量調(diào)光)方法:(a)使用LT3965的矩陣調(diào)光器與(b)LT3964直驅(qū)解決方案。LT3964非矩陣解決方案具有更出色的色彩控制能力,卓越的效率和更低的紋波。

采用大量RGBW LED的照明系統(tǒng)需要大量的驅(qū)動(dòng)器,并且控制信號(hào)要與這些驅(qū)動(dòng)器同步。性能最好的方法是用高性能LED驅(qū)動(dòng)器直接控制每個(gè)LED。在這種方法下,既能控制每個(gè)LED的PWM調(diào)光及直流電流和電壓,還能將紋波降至最低水平,并大幅提高可預(yù)測(cè)能力。使用通過(guò)串行總線控制的雙降壓LED驅(qū)動(dòng)器LT3964,可以輕松實(shí)現(xiàn)這類系統(tǒng)。

具有I2C調(diào)光控制能力的雙降壓LED驅(qū)動(dòng)器

具有I2C控制和報(bào)告功能的LT3964雙降壓LED驅(qū)動(dòng)器是一款理想的解決方案,可以通過(guò)串行通信技術(shù)驅(qū)動(dòng)具有高電流和高帶寬的多個(gè)LED或LED串。降壓調(diào)節(jié)器具有固有的高帶寬,LT3964在單個(gè)封裝中有集成了兩個(gè)36 V、2 MHz同步和高頻降壓LED驅(qū)動(dòng)器,還集成了2 A開(kāi)關(guān),可以相對(duì)輕松地驅(qū)動(dòng)多通道大電流LED。

I2C串行通信功能簡(jiǎn)化了每個(gè)LT3964支持的兩個(gè)獨(dú)立高電流LED通道的模擬和PWM調(diào)光功能,在單個(gè)I2C總線上有多達(dá)八個(gè)不同的LT3964地址。例如,圖4中的2 MHz雙通道1A降壓LED驅(qū)動(dòng)器示例電路具有高效率和超小尺寸等特點(diǎn),可將其更改為通過(guò)34 V至36 V輸入為每個(gè)通道提供高達(dá)30 V的LED電源(如數(shù)據(jù)手冊(cè)中所示),效率高于90%。

審核編輯:符乾江


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