一种自动色温补偿控制电路及控制方法

技术领域

本发明涉及照明控制技术领域，具体涉及一种自动色温补偿控制电路及控制方法。

背景技术

LED因高效、节能、环保而取代传统的白炽灯和荧光灯应用于人们的日常生活当中。随着人们生活水平地不断提高和对物质文化需求的不断提升，人们对光的品质也越来越高，而现有的LED灯在调光过程中随着输入电流的不断增加，LED灯珠的色温会偏高，从而引起色偏差；同时在LED灯长时间点亮过程中，随着结温的升高，色温也会偏高，也会引起色偏差。这些色偏差容易引起被照物品的颜色失真，特别是一些对颜色要求较高的场合，如影视照明、摄影照明及展览馆显得尤为重要。

基于上述使用中出现的色温偏差问题，通常需要考虑进行色温的补偿。而现有的照明电路的色温补偿方式大多是利用两种主照明光源的混光实现，这种补偿方式电路设计复杂，色温补偿的范围有限，对于色品要求较高的应用场合是不适用的。

发明内容

鉴于上述现有技术中的照明电路色温补偿方式存在一些不足，本发明采用R、G、B三基色来实现对主照明的补偿，并结合采样参数转换而成的电压值来自动控制输出R、G、B的补偿。

为了实现上述目的，本发明首先公开一种自动色温补偿控制电路，该补偿电路所采用的技术方案为：

一种自动色温补偿控制电路，包括恒压或恒流驱动电路、电流或温度采集电路、控制器、色温自动补偿电路、白光LED灯珠和RGB灯珠；所述恒压或恒流驱动电路的输入端与市电连接，其输出端与白光LED灯珠相连接；电流或温度采集电路的输入端与白光LED灯珠的输出端连接，其输出端与控制器连接；控制器的输出端与色温自动补偿电路连接，色温自动补偿电路的输入端与RGB灯珠的输出端连接，RGB灯珠与恒压或恒流驱动电路连接；所述控制器内预设有电压差值作为判断阈值，电流或温度采集电路将采集到的数值转换成电压差值后与判断阈值进行比较，由控制器输出PWM控制信号给色温自动补偿电路，色温自动补偿电路根据色品坐标的变化来控制RGB灯珠中的其中一路或多路导通进行色温补偿。

进一步，所述白光LED灯珠由多个灯珠串联形成一组灯珠构成。

进一步，所述白光LED灯珠由多组灯珠并联构成，电流采集电路包括电流采样器件，每组灯珠上串联一个或多个电流采样器件。

进一步，所述电流采集电路包括电流采样器件，电流采样器件采用电流传感器或者采样电阻。

进一步，所述RGB灯珠由R、G、B三组三基色灯珠并联而成，每组灯珠串联一个或多个同色灯珠。

进一步，所述白光LED灯珠、RGB灯珠、电流或温度采集电路安装在同一块光源板上。

进一步，所述温度采集电路包括温度采样器件，温度采样器件采用NTC热敏电阻或采用温度传感器。

本发明同时还公开采用上述自动色温补偿控制电路来实现自动色温补偿的控制方法，该方法所采用的技术方案为：

一种自动色温补偿控制方法，内容包括：预先将RGB三基色的色温曲线关系以及电流与色温曲线关系写入控制器内存储，用电流采样器件采集白光LED灯珠的电流值，并在控制器内设定某一规定电流下的电流采样器件两端的电压差值△U1作为判断阈值；当对白光LED灯珠调光时，将采集到的调光时的电流值转换成电流采样器件两端的电压差值△U2，将△U2反馈给控制器与判断阈值△U1进行比较；控制器的输出端与色温自动补偿电路连接，色温自动补偿电路的输入端与RGB三基色构成的灯珠输出端连接；若△U2＜△U1，控制器输出PWM控制信号给色温自动补偿电路，使得三基色中的B通道导通对白光LED灯珠进行色温补偿；若△U2＝△U1，控制器不输出PWM控制信号，RGB灯珠任何一路均不导通；若△U2＞△U1，控制器输出PWM控制信号给色温自动补偿电路，使得三基色中的R通道导通，或者是R通道与G通道同时导通，从而对白光LED灯珠进行色温补偿。

一种自动色温补偿控制方法，内容包括：预先将RGB三基色的色温曲线关系以及温度与色温曲线关系写入控制器内存储，用温度采集器件采集白光LED灯珠发光时灯珠产生的温度，并在控制器内设定某一规定温度下电流流过白光LED灯珠两端的电压差值△U3作为判断阈值；当白光LED灯珠点亮过程中，温度采集电路将采集到的温度值转换成白光LED灯珠两端在不同温度下电流流过时产生的电压差值△U4，将△U4反馈给控制器与判断阈值△U3进行比较；控制器的输出端与色温自动补偿电路连接，色温自动补偿电路的输入端与RGB三基色构成的灯珠输出端连接；若△U4＜△U3，控制器输出PWM控制信号给色温自动补偿电路，使得三基色中的B通道导通对白光LED灯珠进行色温补偿；若△U4＝△U3，控制器不输出PWM控制信号，RGB灯珠任何一路均不导通；若△U4＞△U3，控制器输出PWM控制信号给色温自动补偿电路，使得三基色中的R通道导通，或者是R通道与G通道同时导通，从而对白光LED灯珠进行色温补偿。

本发明采集主光源白光LED灯珠工作时的电流值或者温度值，并通过采集电路将采集参数转换成电压差值作为判断是否需要色温补偿的参数指标，采集电路将实时转换后的电压差值反馈给控制器，并与控制器内预设的判断阈值进行比较，根据当前色品坐标的位置变化以及电压差值判断结果，控制器控制输出的PWM控制信号的占空比来实现对RGB灯珠导通程度的控制，利用三基色灯珠实现对白光LED灯珠的色温自动补偿。本发明所采用的自动色温补偿控制电路结构简单，对色温的补偿范围较宽，并且补偿效果十分理想，适合于各种色品要求不同的场合使用。

附图说明

图1为本发明实施例一的自动色温补偿控制电路图；

图2为实施例一的光源板结构示意图；

图3为采用实施例一技术方案调光时色温补偿前后色坐标及色温变化情况数据对比；

图4为采用实施例一技术方案调光时色温补偿前后色温的曲线变化图；

图5为本发明实施例二的自动色温补偿控制电路图；

图6为实施例二的光源板结构示意图；

图7为采用实施例二技术方案LED灯点亮过程中温度变化前后色坐标及色温变化情况数据对比；

图8为采用实施例二技术方案LED灯点亮过程中温度变化前后色温的曲线变化图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一：本实施例公开一种自动色温补偿控制电路，如图1所示，包括恒压/恒流驱动电路、电流采集电路、控制器、色温自动补偿电路、白光LED灯珠和RGB灯珠。其中，恒压/恒流驱动电路的输入端与市电连接，其输出端与白光LED灯珠相连接；电流采集电路的输入端与白光LED灯珠的输出端连接，其输出端与控制器连接；控制器的输出端与色温自动补偿电路连接，色温自动补偿电路的输入端与RGB灯珠的输出端连接，RGB灯珠与恒压/恒流驱动电路连接。

本实施例中的白光LED灯珠可以由多个白光灯珠串联形成一组灯珠构成，也可以采用多组灯珠并联构成。电流采集电路包括电流采样器件，电流采样器件可以选用电流传感器或者采样电阻。当白光LED灯珠采用多组灯珠并联构成时，每组灯珠上串联一个或多个电流采样器件。本实施例中的控制器可以采用MCU，或者其他智能控制模块，本实施例给出的示例以型号为TC6203P_D1的MCU作为控制器。此处提及的RGB灯珠是由R、G、B三组三基色灯珠并联而成，每组灯珠串联一个或多个同色的灯珠，如R灯珠组上可以串联一个或多个红光灯珠。本实施例中的白光LED灯珠、RGB灯珠、电流采集电路安装在同一块光源板上(如图2所示)。本实施例中的色温自动补偿电路采用型号为BP1633，恒流驱动电路采用型号为BP5711EJ。

恒流/恒压驱动电路用于控制LED灯珠点亮；色温自动补偿电路用于根据色品坐标的变化来维持调节色温保持不变；电流采集电路用于采集白光LED灯珠调光时的电流值，并将其转换成电流采样器件两端的电压差值；控制器内预设有电压差值作为判断阈值，电流采集电路反馈给控制器的实测电压差值与判断阈值进行比较，通过判断结果由控制器输出一定的PWM控制信号给色温自动补偿电路，色温自动补偿电路根据色品坐标的变化来控制RGB灯珠中的其中一路或多路导通进行色温补偿。

采用本实施例中的控制电路来实现色温补偿的控制方法具体说明如下：首先，预先将RGB三基色的色温曲线关系以及电流与色温曲线关系写入控制器内存储，该部分可以通过现有技术获得相应的曲线关系数据，此处就不展开过多的介绍。在控制器内预先设定某一电流下的电流采样器件两端的电压差值△U1作为判断阈值，如本实施例中设定100％电流下的电压差值作为判断阈值。当对白光LED灯珠进行调光时，调光后的电流经过白光LED灯珠和电流采样器件后，在电流采样器件的两端得到电压差值△U2，将△U2反馈给控制器与判断阈值△U1进行比较。若△U2＜△U1，控制器输出一定的PWM控制信号给色温自动补偿电路，使得三基色中的B通道导通对白光LED灯珠进行色温补偿；若△U2＝△U1，控制器不输出PWM控制信号，RGB灯珠任何一路均不导通；若△U2＞△U1，控制器输出一定的PWM控制信号给色温自动补偿电路，使得三基色中的R通道导通，或者是R通道与G通道同时导通(当色坐标明显偏低时意味着色温偏高较多，仅通过R通道无法达到满意的补偿效果，此时就需要将R和G同时导通进行补偿，具体可根据色温自动补偿电路对当前色品坐标位置来进一步控制)，从而对白光LED灯珠进行色温补偿。

采用实施例一中的技术方案进行色温自动补偿前后的色坐标及色温变化数据详见图3所示，补偿前后的色温曲线变化详见图4所示，可见采用本实施例的技术其色温补偿效果十分显著。

实施例二：本实施例与实施例一的不同之处，主要体现在采集参数上的不同，本实施例采集的是白光LED灯珠点亮时产生的温度值，因此，将实施例一中的电流采集电路替换为温度采集电路，并且将电流采样器件替换为温度采样器件即可得到本实施例中的色温自动补偿控制电路结构(如图5所示)，本实施例的光源板结构如图6所示。采用温度值作为采集指标时，温度采样器件可以采用NTC热敏电阻或采用温度传感器。其他结构以及原理可参照实施例一描述内容。

采用本实施例中的控制电路来实现色温补偿的控制方法具体说明如下：首先，预先将RGB三基色的色温曲线关系以及温度与色温曲线关系写入控制器内存储，该部分可以通过现有技术获得相应的曲线关系数据，此处就不展开过多的介绍。在控制器内预先设定某一温度下电流流过白光LED灯珠两端上的电压差值△U3作为判断阈值，如本实施例中设定105℃下的电压差值作为判断阈值。温度采集电路实时采集白光LED灯珠两端在不同温度下电流流过时产生的电压差值△U4，将△U4反馈给控制器与判断阈值△U3进行比较。若△U4＜△U3，控制器输出一定的PWM控制信号给色温自动补偿电路，使得三基色中的B通道导通对白光LED灯珠进行色温补偿；若△U4＝△U3，控制器不输出PWM控制信号，RGB灯珠任何一路均不导通；若△U4＞△U3，控制器输出一定的PWM控制信号给色温自动补偿电路，使得三基色中的R通道导通，或者是R通道与G通道同时导通(当色坐标明显偏低时意味着色温偏高较多，仅通过R通道无法达到满意的补偿效果，此时就需要将R和G同时导通进行补偿，具体可根据色温自动补偿电路对当前色品坐标位置来进一步控制)，从而对白光LED灯珠进行色温补偿。

采用实施例二中的技术方案进行色温自动补偿前后的色坐标及色温变化数据详见图7所示，补偿前后的色温曲线变化详见图8所示，可见采用本实施例的技术其色温补偿效果十分显著。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。