胡奕彬，刘士伟，刘思远，刘腾方，胡　乐，庄其仁

(华侨大学信息科学与工程学院，福建 厦门　361021)



PWM调制占空比对混合白光LED光源光色度的影响

胡奕彬，刘士伟，刘思远，刘腾方，胡乐，庄其仁

(华侨大学信息科学与工程学院，福建 厦门361021)

脉冲宽度调制(PWM)是LED照明光源智能控制的常用方法，为了准确控制混合白光LED光源的光度和色度，本文研究了基于两种不同色温白光LED的混合光源双通道PWM调制光色度理论模型，推导出混合光源色坐标、相关色温、最大亮度与双通道调制脉冲占空比比值的关系式。采用暖白光(色温3282K)和冷白光(色温12930K)两种白光LED进行混色实验，通过单片机控制脉冲宽度实现占空比可调。结果显示实验测量值与理论计算值吻合很好，证明理论模型的正确性。实验结果同时表明采用双通道PWM调节混合光源的色坐标和色温时，在相关色温4233K～7316K范围内可以保证光源亮度(光通量)输出值不低于最大值的70%。

白光LED；光色度；PWM；占空比

引言

研究表明，光照环境对人的生理和心理都具有明显的影响，光色度可调的动态照明对缓解视觉疲劳、治疗失眠症、减轻时差效应等方面都有一定作用[1]。为了实现LED的动态照明设计，需要对光源的亮度和色度量进行定量控制[2]。LED常用的调光方法有模拟调光和脉冲宽度(Pulse Width Modulation,PWM)调光两种。相比于模拟调光，PWM调光的优点在于可以非常精确地控制光通量，且产生的色差较小[3]。

虽然近年已有双通道 PWM 调光调色的相关研究论文报道[4-6]，但还缺乏一个简捷的理论公式进行混合光源色坐标、相关色温和亮度值与双通道 PWM调制脉冲占空比关系的计算公式。……