[发明专利]舞台用可调光LED灯的调光系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及舞台灯光控制技术领域，特别涉及一种舞台用可调光LED灯的调光系统及方法。

背景技术

在照明领域，LED灯具的使用正在形成燎原之势，LED灯具由于具有长寿命和多色彩的优点，正逐步取代普通照明灯具。目前，LED灯具的使用处于起步阶段，尤其是在舞台照明领域。在照明的许多场合，基本都是不调光的，只是把不同色彩的LED灯具简单地排列组合。城市建筑物上色彩缤纷的LED灯具的大量使用便把建筑物装扮的流光溢彩，璀璨夺目；在城市的道路上，大量采用白光LED灯具后，日常维护量大幅降低，能耗大幅减少；这些都使得LED灯具具有广阔的应用前景。但其缺点是价格太高，维护费用太高，不过随着技术的进步，这些问题正在不断地解决。

随着创新技术在各行各业的迅速普及，专业舞台灯光领域也迅速地进入技术创新时代。由于舞台调光的特殊性，它对灯光的要求很高，如：灯具的调光范围越大越好，对DMX512信号响应越快越好，出光越柔和越好，色彩越多越好，色温范围越大越好，寿命越长越好。正是这些要求，使得LED灯具在舞台上很难使用。按照传统的三基色理论，仅需红绿蓝三种色彩的LED灯珠，即可产生256×256×256种色彩（灯珠受DMX512协议数据控制，其分辨率是256，当每种色彩LED灯珠占用1个DMX512通道时，三种色彩就占用3个通道）；但实践证明，红绿蓝三种色彩的LED灯珠根本混色不出某些色彩段，同时调光感觉也不够柔和。一般LED灯具是由多个发不同色彩光的灯珠组成，而每种灯珠仅发出频带极窄的一种光，不同色彩的灯珠的频谱在频谱图上表现为一个个极窄的频带线，其最大效率发光区极窄（发光波长范围很小），波长极易受外部影响而改变（偏色）；正是由于灯珠发光的单纯性，加之大功率调光必须采用PWM方法，会使色彩有所变化，同时所发出光的波长随温度的变化而偏移（即色彩有变化），使得三基色理论很难应用于舞台灯光控制，有一些色彩的光用红绿蓝三基色根本混合不出来；另外，红绿蓝三基色LED灯珠所发出的光与传统的红绿蓝三基色有偏差；而红绿蓝三基色LED灯珠之间的差别是，在相同的电流下，三者的发光效率是不同的，不能同时达到最佳发光效率，每种颜色通道驱动灯珠的数量也影响发光效率，常用恒流驱动芯片都存在这个问题，并且目前国内LED灯具都存在这个问题。

目前在舞台应用的LED灯具基本上还是采用三基色灯珠混色的产品，而其中，有些产品的LED灯具在低端闪光问题都没解决，就已经大量的投产应用，在市场上造成不良的影响。为解决该问题，目前有些厂家开始考虑采用不同基色的多个灯珠，例如采用4基色灯珠，其混色效果相对好一些。然而在实际应用中，其色彩还是不够丰富鲜艳，柔和度还是不够，而其根本原因在于其调节系统没有考虑PWM脉宽和电源电压及温度的影响因素等。另外，目前常用于舞台灯光控制的LED调光器采用由输出电感和输出电容组成的简单的LC滤波器，用于减少低端闪光问题，其结构如图3所示，这种简单的LC滤波器在空载或轻载时极容易出现扰动谐波振荡的问题，容易损坏滤波器，调光器也不稳定。正是以上原因，导致多数LED灯具一般使用三个月后，光衰严重，故障率上升，使人们误解认为LED灯具使用寿命大大小于5万小时。但其实，LED灯具的使用寿命是可达到5万小时以上的，只是需要真正解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种舞台用可调光LED灯的调光系统，该系统不仅能实现精细调光，而且能使色彩丰富鲜艳，使用寿命延长，最大限度的满足专业舞台的需求。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述调光系统实现的舞台用可调光LED灯的调光方法。

本发明的技术方案为：一种舞台用可调光LED灯的调光系统，包括信号输入及处理单元和多个输出通道，每个输出通道对应一种颜色的LED灯；信号输入及处理单元包括直流电源模块、基板温度信号模块、微控制器和DMX信号模块，直流电源模块与各输出通道连接并分别向各输出通道提供负载电流，基板温度信号模块和DMX信号模块分别与微控制器连接，各输出通道也分别与微控制器连接。