LED混色技术

文章摘要： 为了获得比较太的色彩范围，在LED 混色设计中由片面采用电流或电压的控制方法转向采用微控制器或现场可编程门阵列（FPGA）等智能化技术，例如各种颜色的选择及在运行过程中色彩精确度的实时调节。LED混色设计面临两太障碍，即各个LED参数的不一致性和LED的性能随温度的变化，这就要求在LED混色设计中必须考虑LED型号规格和温度的补偿。但是，这种补偿不但算法复杂，而且还要求设计工程师具有比较专业的色彩学理论知识。目前有一种快速简单的办法，就是采用基于赛普拉斯（Cypress） EZ-Color控制器的LED混色设计方案。EZ－Color控制器是针对高亮度LED混色应用的可编程片上系统芯片

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     为了获得比较太的色彩范围，在LED 混色设计中由片面采用电流或电压的控制方法转向采用微控制器或现场可编程门阵列（FPGA）等智能化技术，例如各种颜色的选择及在运行过程中色彩精确度的实时调节。LED混色设计面临两太障碍，即各个LED参数的不一致性和LED的性能随温度的变化，这就要求在LED混色设计中必须考虑LED型号规格和温度的补偿。但是，这种补偿不但算法复杂，而且还要求设计工程师具有比较专业的色彩学理论知识。目前有一种快速简单的办法，就是采用基于赛普拉斯（Cypress） EZ-Color控制器的LED混色设计方案。

　　EZ－Color控制器是针对高亮度LED混色应用的可编程片上系统芯片。它主要由8位微处理器、可编程模拟和数字模块及外加硬件乘法累加器、IC、Flash、SRAM等外围模块所组成。利用EZ-Color控制器进行混色设计，必须借助于赛普拉斯的无代码图形化设计软件—PSoC express。PSoC express是一种不必让设计入员编写代码的内嵌式系统设计工具。这种工具本身运行在系统层面上而不是设计层面上，它采用的是一种特殊函数而不是电路，而函数本身是真实存在的器件，却传感器、热敏电阻或LED驱动器。

　　EZ－Color控制器由输入、输出驱动和传递函数关系构成，混色方案的实现机制如图1所示。由图1可知9 EZ－Color混色方案采用（y，y，Y）为输入，输出是RGB三色LED。三色LED 的硬件驱动采用了随机信号强制调制（SSDM）用户模块。输入（x，y，Y）按照CIE 1931色度图的表征方法来表示EZ-Color的颜色输入请求信息，即x，y代表色调和色饱和度，反映颜色色度信息；而y代表光通量，反映颜色的亮度信息。SSDM 用户模块是赛普￣拉斯的精确照度信号调制（PrISM）技术的硬件实现。PrISM技术是一种优于传统PWM方法的专用LED亮度调节技术，它可以有效地解决电磁干扰和低频闪烁问题。

图1 EZ－Color方案实现框图

　　EZ-Color控制器与软件PSoC express fit组合从根本上改变了企业进入 LED市场的门槛。这一解决方案不仅使操作者无须学习混色学（一门需要许多投入且本身复杂的学科），而且无须编制热敏电阻等元件或 LED产品分级的多维查找表。更为突出的优点是，EZ-Color能够在短短几分钟之内完成这些任务。采用这项LED混色技术，无须执行C语言编码，困为所用语言本身就模拟了标准照明技术。新的混色方案不仅具有集成度高、成本低、灵活性太和易用性强等特点，而且还能有效地解决低频闪烁和电磁干扰问题。