原创 LED 光谱调谐：适合户内照明环境的更好办法

作者：飞兆半导体 Brian Johnson

用于制作 LED 的半导体工艺极其复杂，无论程序控制多么细致，在相同生产过程中总会有细小变化。 彩色 LED 的颜色、温度和亮度变化往往不那么显而易见，但是人眼通常可以发现白光 LED 上的差别。 所以，一般将白光 LED 根据亮度指数编号 (BIN) 分类，有相似特性（暖白、自然白、冷白）的白光 LED 放一起并编号。

白光 LED 的缺点

大规模安装时，如办公楼、仓库和工厂，使用相同编号的 LED 可产生相对一致的亮度，但因温度和寿命衰减的影响，已编号的 LED 的颜色会随着时间而改变。 安装时外观漂亮，但是可能时间一长，就会出现问题。 大量安装的相同编号 LED 也会在正向偏置电流设定点有所差异，导致颜色进一步变化。 为了抵消正向电流的影响，LED 驱动器可设置一个紧密恒流 (CC) 输出容差，但是会增加驱动器成本。

更自然的白光

要产生更接近自然日光的白光，可混合 LED 的光谱特征是非常有用的。 使用彩色 LED 并更改颜色组合，产生白光，让您创建一个补偿过的照明系统，使室内达到统一的照明效果。 光谱调谐可弥补许多因素，如透过窗户的自然光或从邻近走廊反射进室内的光。 增加一个系统反馈或控制配置，弥补因温度波动、整套 LED 正向电流变化或 LED 使用寿命所导致的色差。

系统样本

图 1 给出了使用光谱调谐的灯具方框图。

图 1. 经光谱调谐的 LED 灯具

系统使用微控制器和配有光电二极管的颜色传感器，以及和无关联的三路滤色器。 传感器提供优异的稳定性，使在温度与老化的影响下漂移非常低，而且滤色器也设计成人眼的光谱敏感性曲线。 为了最好地测量光的颜色和亮度，将颜色传感器安装到阵列的中间，正面朝下。

控制回路通过传感器测量亮度和颜色，并使用脉宽调制 (PWM) 信号调整 LED 灯串的电流。 飞兆半导体 FAN7346 4 通道 LED 电流控制 IC，使用 PWM 输入信号控制单个 LED 灯串的电流。 它也控制电源反馈。

图 1 中的系统使用单一电源为三个 LED 灯串供电。 电源使用二级设定，第一级为功率因数校正 (PFC)，第二级为 LLC 谐振转换器 （图 2）。

图 2. 经光谱调谐的 LED 灯具电源

对于最广泛的颜色调整范围，RGB 系统可使用三个相同电源，分别用于红色、绿色和蓝色灯串。 或者，可使用白色、绿色和琥珀色 LED 建成相似系统。 在这种情况下，30W 电源可供电白光 LED 主灯串，另外两电源各自最高 10W，将控制琥珀色和绿色 LED。

结论

光谱调谐让您创建自动调整颜色和亮度的灯具。 无需将白光 LED 编号为暖白、自然白或冷白，可使用经光谱调谐的彩色 LED 产生更加特别的自然白光。 添加系统反馈或控制配置后，灯具也可以调节因周围光线、电力条件和 LED 使用寿命所导致的变化。