Led光源色溫自動穩(wěn)定裝置及自動穩(wěn)定色溫的led照明系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及LED照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種LED光源色溫自動穩(wěn)定裝置及自動穩(wěn)定色溫的LED照明系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光源的色溫是指光源發(fā)射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時，黑體的溫度(color temperature)。在日常生活中，人類已經(jīng)適應(yīng)了太陽光的動態(tài)變化，例如日出和日落時的色溫大約為2000K，日出一小時后的色溫大約為3500K，中午的太陽光色溫大約為5300K。研宄表明，照明環(huán)境的光源色溫對人體晝夜節(jié)律和環(huán)境溫度變化時的體溫調(diào)節(jié)和熱平衡都起到一定的作用，色溫還會影響到人們對視覺環(huán)境的感知。由于當(dāng)今人們對照明品質(zhì)的高要求，可調(diào)色溫的燈具已經(jīng)應(yīng)用于日常生活中。目前常用的LED色溫調(diào)節(jié)技術(shù)有以下三種:
[0003](I)通過紅、綠、藍(lán)、白光四色LED混光產(chǎn)生不同色溫白光技術(shù)，也稱RGBW技術(shù)；
[0004](2)采用多芯片集成白光LED，通過芯片組合的選擇和切換實現(xiàn)色溫可調(diào)；
[0005](3)由低色溫白光LED和高色溫LED混光和亮度調(diào)節(jié)實現(xiàn)色溫可調(diào)，即冷暖白光LED混色技術(shù)。
[0006]在調(diào)色溫的同時，驅(qū)動電流的增大會使LED的功率發(fā)生變化進(jìn)而導(dǎo)致LED的結(jié)溫的變化，表現(xiàn)在輸出光譜中則是LED的峰值波長發(fā)生移動，即光源的色品坐標(biāo)會發(fā)生變化，此外，調(diào)節(jié)過程還會受到熒光粉技術(shù)、封裝工藝、溫度和外界環(huán)境變化等因素影響。無論上述哪種色溫調(diào)節(jié)技術(shù)，在滿足顯色指數(shù)要求的條件下，色溫調(diào)節(jié)的預(yù)期值往往都會發(fā)生波動，達(dá)不到某些對環(huán)境色溫要求較高的場所對色溫準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種LED光源色溫自動穩(wěn)定裝置及自動穩(wěn)定色溫的LED照明系統(tǒng)，可使LED光源的色溫自動保持穩(wěn)定。本實用新型是這樣實現(xiàn)的:
[0008]一種LED光源色溫自動穩(wěn)定裝置，包括顏色傳感器、微控制器及恒流驅(qū)動器；
[0009]所述顏色傳感器用于實時檢測LED光源的當(dāng)前色溫；
[0010]所述微控制器與所述顏色傳感器連接，用以接收所述LED光源的當(dāng)前色溫數(shù)據(jù)，并據(jù)此產(chǎn)生色溫調(diào)節(jié)信號；
[0011]所述恒流驅(qū)動器與所述微控制器連接，用以根據(jù)所述色溫調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)所述LED光源的色溫；
[0012]所述顏色傳感器通過I2C總線與所述微控制器連接；
[0013]所述顏色傳感器上設(shè)置有IR遮光片，用于濾除遠(yuǎn)紅外光。
[0014]進(jìn)一步地，所述色溫調(diào)節(jié)信號為PWM控制信號。
[0015]進(jìn)一步地，所述微控制器為51內(nèi)核微控制器。
[0016]進(jìn)一步地，所述顏色傳感器包括一個8X2光電二極管陣列；所述光電二極管陣列的16個光電二極管分為四類，分別為:4個具有紅色濾光器的光電二極管，4個具有綠色濾光器的光電二極管，4個具有藍(lán)色濾光器的光電二極管，剩余4個沒有濾光器的光電二極管。
[0017]進(jìn)一步地，所述8X2光電二極管陣列中，四類光電二極管交替排列，同類光電二極管分散分布在所述光電二極管陣列中。
[0018]進(jìn)一步地，所述顏色傳感器還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器及單片CMOS集成電路；所述光電二極管陣列通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述單片CMOS集成電路連接。
[0019]一種自動穩(wěn)定色溫的LED照明系統(tǒng)，包括如上所述的LED光源色溫自動穩(wěn)定裝置，還包括LED光源；所述LED光源與所述LED光源色溫自動穩(wěn)定裝置的恒流驅(qū)動器連接。
[0020]進(jìn)一步地，所述LED光源色溫自動穩(wěn)定裝置集成在所述LED光源內(nèi)。
[0021 ] 進(jìn)一步地，所述LED光源包括紅光LED發(fā)光單元、綠光LED發(fā)光單元、藍(lán)光LED發(fā)光單元及白光LED發(fā)光單元；所述恒流驅(qū)動器具有四路恒流輸出，所述四路恒流輸出分別與所述紅光LED發(fā)光單元、綠光LED發(fā)光單元、藍(lán)光LED發(fā)光單元及白光LED發(fā)光單元連接。
[0022]進(jìn)一步地，還包括遠(yuǎn)程計算機，所述微控制器與所述遠(yuǎn)程計算機通過Zigbee連接。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型利用顏色傳感器、微控制器及恒流驅(qū)動器與LED光源形成閉環(huán)控制回路，可根據(jù)環(huán)境變化自動穩(wěn)定LED光源的色溫，不受環(huán)境溫度、LED光源熒光粉技術(shù)、封裝工藝等不可控因素的影響，尤其適合在對環(huán)境色溫要求較高的場所應(yīng)用。
【附圖說明】
[0024]圖1:本實用新型自動穩(wěn)定色溫的LED照明系統(tǒng)組成示意圖；
[0025]圖2:所述LED照明系統(tǒng)的進(jìn)一步組成示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0027]結(jié)合圖1及圖2所示，本實用新型自動穩(wěn)定色溫的LED照明系統(tǒng)包括LED光源色溫自動穩(wěn)定裝置及LED光源4。LED光源色溫自動穩(wěn)定裝置包括顏色傳感器1、微控制器2及恒流驅(qū)動器3。
[0028]顏色傳感器I用于實時檢測LED光源4的當(dāng)前色溫；微控制器2與顏色傳感器I連接，用以接收LED光源4的當(dāng)前色溫數(shù)據(jù)，并據(jù)此產(chǎn)生色溫調(diào)節(jié)信號；恒流驅(qū)動器3與微控制器2連接，用以根據(jù)色溫調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)LED光源4的色溫。
[0029]顏色傳感器I包括8X2光電二極管陣列、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及一個單片CMOS集成電路，光電二極管陣列通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與單片CMOS集成電路連接，能夠準(zhǔn)確地測定環(huán)境光的色度。顏色傳感器I通過CMOS集成電路與微控制器2連接，用于輸出色度數(shù)據(jù)，并且該CMOS集成電路提供一個16位的數(shù)據(jù)輸出。顏色傳感器I可對環(huán)境光的R(紅)、G(綠)、B (藍(lán))、K白)四通道光的亮度信號進(jìn)行分別采集，得到R、G、B三刺激值，并換算成當(dāng)前環(huán)境光的色溫值。圖2中示出了光電二極管陣列排列示意圖，在該光電二極管陣列的總共16個光電二極管101(帶有橫條文、豎條紋、斜條紋以及不帶條文的小方框)分為四類，分別為:4個(帶有豎條紋的小方框)具有紅色濾光器的光電二極管101，4個(帶有橫條紋的小方框)具有綠色濾光器的光電二極管101，4個(帶有斜條紋的小方框)具有藍(lán)色濾光器的光電二極管101，以及4個(不帶條文的小方框)沒有濾光器的光電二極管101。由于具有特定顏色的濾光器或不具有濾光器，因此不同類光電二極管101所能通過的光的顏色是不同的，從而可檢測環(huán)境光中的不同顏色通道的亮度。由圖2可以看出，這四類光電二極管101交替排列，從而使同類光電二極管101分散分布在該陣列中，能夠最大限度地減少入射光輻射的不均勻性，從而提高檢測精確度。每一類的4個光電二極管101并聯(lián)連