CN210007957U

CN210007957U - 一种光源光谱自校正和自检测闭环控制系统

Info

Publication number: CN210007957U
Application number: CN201920468034.1U
Authority: CN
Inventors: 余朝霞; 刘茂春; 熊丰
Original assignee: Shenzhen South Sea Engine Technology Co Ltd
Current assignee: Zhong Youxing
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2019-04-03
Publication date: 2020-01-31
Anticipated expiration: 2029-04-03

Abstract

本实用新型公开了一种光源光谱自校正和自检测闭环控制系统，包括有光源控制器，所述光源控制器连接有外部通信组件、用于存储不同档位标准四色光通量和四色色温信息的存储组件、反馈环境四色光通量和四色色温信息的环境光传感器、输出档位四色灯PWM信号和校正四色灯PWM信号的PWM信号输出接口，所述PWM信号输出接口连接有LED灯恒流驱动组件，所述LED灯恒流驱动组件分别与红光LED灯、绿光LED灯、蓝光LED灯、白光LED灯连接，所述环境光传感器连接有用于采集四色灯光的LED光采集光学组件，所述外部通信组件连接有灯具外部控制器，光源光谱自校正和自检测闭环控制有效改善了照明存在误差的状态。

Description

一种光源光谱自校正和自检测闭环控制系统

[技术领域]

本实用新型涉及照明控制领域，尤其是一种光源光谱自校正和自检测闭环控制系统。

[背景技术]

现有LED灯具大多由多个IC、LED、电阻等多个半导体材料组成，由于半导体材料存在误差，进而影响了LED的发光亮度、颜色波长的一致性，具体容易造成以下影响：

其一，LED恒流驱动电路输出电流的误差影响LED发光亮度，输出电流误差包括恒流驱动IC和限流检测电阻产生的误差，两者相加误差到达±5％，使得电路输出1A电流误差在950-1050mA之间，甚至有相差100mA的电流，如此误差很大程度影响了LED发光亮度。

其二，LED发光亮度范围宽，如红光为40-60LM，绿光为65-85LM，蓝光为14-24LM，封装厂家根据不同的芯片细分多个亮度档次，以减少亮度误差，但分类亮度档次的过程又同时增加生产成本，不利于产品在价格上的竞争。

其三，LED颜色波长范围宽，一般LED芯片厂家是一个颜色根据波长分为4个档次，每2.5nm则为一个档次。

其四，白光LED色温范围宽，如在蓝光芯片上加不同色温的荧光粉，则可相应得到需要的色温，封装厂家亦对每个色温段分4个档次。

其五，可调白光色温(CCT)不准确，现有技术中，主要使用双色温LED进行混光，即一般使用3200K暖白和5600K冷白两个色温LED混光，得到3200-6500K之间的色温，由上述一、二、四所存在的缺陷可知，最终影响了混光色温的一致性。

其六，R/G/B/W多颜色混白光色温(CCT)存在误差大、显色指数CRI低，基于上述一、二、三所存在的缺陷，使之不可避免地存在色温误差。

其七，R/G/B多颜色混光颜色偏差大，多颜色混光指的是两种或者两种以上颜色混出光谱中任意颜色，主要由上述一、二、三原因影响LED混光颜色。

本实用新型即针对上述存在的技术问题而研究提出。

[实用新型内容]

本实用新型克服了上述技术的不足，提供了一种光源光谱自校正和自检测闭环控制系统，有效改善了照明存在误差的状态。

为实现上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

本实用新型一种光源光谱自校正和自检测闭环控制系统，包括有具有校正光源亮度和/或色温的光源控制器1，所述光源控制器1连接有外部通信组件2、用于存储不同档位标准红绿蓝白四色光通量和四色色温信息的存储组件3、反馈环境四色光通量和四色色温信息的环境光传感器4、输出档位四色灯PWM信号和校正四色灯PWM信号的PWM信号输出接口5，所述PWM信号输出接口5连接有LED灯恒流驱动组件6，所述LED灯恒流驱动组件6分别与红光LED灯7、绿光LED灯8、蓝光LED灯9、白光LED灯10连接，所述环境光传感器4连接有用于采集四色灯光的LED光采集光学组件11，所述外部通信组件2连接有灯具外部控制器12。

如上所述一种光源光谱自校正和自检测闭环控制系统，所述灯具外部控制器12上设有控制面板13和检测灯具亮度的外部控制器光检测器14。

如上所述一种光源光谱自校正和自检测闭环控制系统，所述灯具外部控制器12与外部通信组件2为有线或无线通信连接。

如上所述一种光源光谱自校正和自检测闭环控制系统，所述光源控制器1连接有LED灯状态显示组件15。

与现有技术相比较，本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型实现了R/G/B/W多颜色混白光色温CCT 2700K-10000K可调，显色指数CRI(Ra)93以上，色饱和度Re高达90以上。

2、本实用新型实现了灯具光源亮度、颜色、色温状态数据实时可读，灯具外部控制器可根据实时数据统一调整同一环境所有灯具亮度，使同一环境灯具亮度保持一致。

3、本实用新型通过光源光谱自校正和自检测闭环控制解决了LED老化光衰出现亮度变暗，多种颜色混光颜色偏差大问题，解决了LED恒流驱动自身±3-5％电流误差和温度上升电流变化影响色温和混光颜色偏差问题，从而减少了客户产品研发、采购、生产、销售成本。

[附图说明]

图1为本实用新型结构示意图。

[具体实施方式]

下面结合附图与本实用新型的实施方式作进一步详细的描述：

如图1所示，本实用新型一种光源光谱自校正和自检测闭环控制系统，包括有具有校正光源亮度和/或色温的光源控制器1，所述光源控制器1连接有外部通信组件2、用于存储不同档位标准红绿蓝白四色光通量和四色色温信息的存储组件3、反馈环境四色光通量和四色色温信息的环境光传感器4、输出档位四色灯PWM信号和校正四色灯PWM信号的PWM信号输出接口5，所述PWM信号输出接口5连接有LED灯恒流驱动组件6，所述LED灯恒流驱动组件6分别与红光LED灯7、绿光LED灯8、蓝光LED灯9、白光LED灯10连接，所述环境光传感器4连接有用于采集四色灯光的LED光采集光学组件11，所述外部通信组件2连接有灯具外部控制器12。

工作时，灯具外部控制器12通过外部通信组件2向光源控制器1发送一个档位控制指令，光源控制器1分析运算数据并通过PWM信号输出接口5输出对应档位预设RGBW四色光的PWM信号，LED灯恒流驱动组件6根据输出的四色光各PWM信号分别驱动红光LED灯7、绿光LED灯8、蓝光LED灯9、白光LED灯10，实现灯具光源发光，同时LED光采集光学组件11采集RGBW四色光，再通过环境光传感器4分析不同颜色LED光通量、颜色波长等数据并转换成可读取的光谱数据反馈到光源控制器1上，光源控制器1根据存储组件3存储不同档位标准红绿蓝白四色光通量和四色色温信息对环境光传感器4检测的LED光数据进行补偿修正，并将修正后的四色PWM信号占空比经PWM信号输出接口5输出到LED灯恒流驱动组件6，驱动RGBW四色LED光，在光源控制器1接收灯具外部控制器12下一个指令前，光源控制器1如此不断实时重复校正四色光PWM信号占空比，让灯具光源输出准确的光亮度，从而得到准确的白光色温CCT和颜色。

其中，光源控制器1可以为STM32系列、STM8系列、PIC16F,PIC18F,PIC32系列、STC系列、C8051f、国产的GD32、台湾新塘等具有多路PWM输出功能的单片机；环境光传感器4的型号可以为AS7225、AS7221、TCS3430、TCS3400、TCS3200、TCS34715、BH1749、ISL29023、isl29125等。

本实用新型一种光源光谱自校正和自检测闭环控制方法，步骤如下：

S1：在存储组件3中存储不同档位标准的红绿蓝白四色光通量和四色色温信息；

S2：LED光采集光学组件11采集红光LED灯7、绿光LED灯8、蓝光LED灯9、白光LED灯10的LED灯光，并输出到环境光传感器4上；

S3：环境光传感器4分析各LED光通量、色温数据并转换成可读取的光谱数据；

S4：光源控制器1比对各LED灯的检测光谱数据和对应档位标准LED的存储光谱数据，计算对应LED灯的PWM信号差误，对光源亮度偏高通道PWM信号减小占空比，光源亮度偏低通道PWM信号增加占空比的方法进行补偿修正；

S5：光源控制器1将校正后的PWM信号经过PWM信号输出接口5输出到LED灯恒流驱动组件6中，驱动各LED灯发光，重复步骤S2。

所述灯具外部控制器12上设有发送指令的控制面板13和检测灯具亮度的外部控制器光检测器14，使得灯具外部控制器12可读取同一环境下所有带有自校正和自检测闭环控制灯具的实时亮度状态，并分析每一台灯亮度数据，随后向所有灯具发送环境中最低亮灯具的最高亮度数据，使得带有自校正和自检测闭环控制的灯具可分析限制最高亮度，实现同一环境同一型号的灯具亮度保持一致。

所述灯具外部控制器12与外部通信组件2为有线或无线通信连接，所述光源控制器1连接有LED灯状态显示组件15，实时显示LED灯工作状态。

本实用新型有效改善了照明状态，可应用于护眼台灯、医疗灯、影视灯、舞台灯、户外照明灯、广告灯、景观灯、化妆镜灯、直播间灯、商业照明灯、家庭照明灯、网络智能照明等。

以上实施例其描述较为具体和详细，且仅为本实用新型其中的实施方式，但不应理解本实用新型仅有上述实施方式，即不应理解上述实施方式对实用新型专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种光源光谱自校正和自检测闭环控制系统，其特征在于：包括有具有校正光源亮度和/或色温的光源控制器(1)，所述光源控制器(1)连接有外部通信组件(2)、用于存储不同档位标准红绿蓝白四色光通量和四色色温信息的存储组件(3)、反馈环境四色光通量和四色色温信息的环境光传感器(4)、输出档位四色灯PWM信号和校正四色灯PWM信号的PWM信号输出接口(5)，所述PWM信号输出接口(5)连接有LED灯恒流驱动组件(6)，所述LED灯恒流驱动组件(6)分别与红光LED灯(7)、绿光LED灯(8)、蓝光LED灯(9)、白光LED灯(10)连接，所述环境光传感器(4)连接有用于采集四色灯光的LED光采集光学组件(11)，所述外部通信组件(2)连接有灯具外部控制器(12)。

2.根据权利要求1所述的一种光源光谱自校正和自检测闭环控制系统，其特征在于：所述灯具外部控制器(12)上设有控制面板(13)和检测灯具亮度的外部控制器光检测器(14)。

3.根据权利要求1所述的一种光源光谱自校正和自检测闭环控制系统，其特征在于：所述灯具外部控制器(12)与外部通信组件(2)为有线或无线通信连接。

4.根据权利要求1所述的一种光源光谱自校正和自检测闭环控制系统，其特征在于：所述光源控制器(1)连接有LED灯状态显示组件(15)。