[发明专利]一种色温可调的LED混光照明系统及其调光方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED智能调光领域，具体涉及一种色温可调的LED混光照明系统及其调光方法。

背景技术

LED照明由于其发光效率高、使用寿命长、安全可靠等优势，近年来已经逐渐取代传统照明，在各个应用场合得到广泛使用和推广。改善其性能的各种研究也越来越深入。LED照明系统的调光就是研究的一个重要方向，目前LED照明的主要调光方式有脉冲宽度调节(PWM)和线性调节两种方式。PWM通过控制高频通断电流的占空比来控制光亮度，该方法可以达到精确调节的目的，但是存在人眼不可察觉的闪烁问题，存在潜在的健康风险。线性调光直接改变通过LED的电流大小来控制光亮度，该方法简单且不会产生电磁干扰，但存在整个光亮调节范围内的色度漂移大、色温不恒定(色温漂移)问题。LED的色温是人眼对LED光源的感受，是集合物理学、生理学和心理学的一个错综复杂的感受，这种感受因人的喜好不同而不同，也可能对人的心情等感受产生积极或消极的影响。因此，LED的色温可调是LED深入研究的另一重要方向。

发明专利ZL201510031334.X公开了一种LED灯的色温补偿方法，其利用LED的色温随工作电流变化的规律，反向求解预期色温和光通量下的工作电流，利用两组不同色温范围的LED进行混光，达到光通量调节范围内色温偏差较小的目的。

发明专利ZL201510031334.X公开的色温补偿方法，直接建立电流与相对色温之间的关系，而同一相对色温对应色度图上一系列的色度坐标点，其并不是唯一的，这一系列相同色温的坐标点称为“等温线”，以色温的差异来量化色度差并不准确。而且该专利描述的操作过程中选择的拟合离散点极其有限，混合色温的计算方法也极其粗糙，不精确，这一系列的近似的理论基础和近似操作过程势必造成理论预期和实际情况之间存在较大的偏差，使其无法达到精确的色温补偿目的。

另外，现有LED调光过程对于光强度的调节还没有考虑到人眼对光强度的感知，即“明度”与测量设备测量的客观亮度之间的关系，现有LED光强度的调节多以客观亮度为依据进行调节。

发明内容

本发明提供一种色温可调的LED混光照明系统及其调光方法，该系统利用两组以上不同色温的LED进行混光，达到色温可调以及LED光强调节范围内色温相对恒定的目的，同时光强的调节依据人眼对光强的感知(明度)划分等级。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种色温可调的LED混光照明调光方法，包括以下步骤：

S1设定照明系统的色温和明度等级，进入下一步；

S2微处理系统接收到设定信号后，根据查找表查找出各组LED驱动的电流值，产生电流控制信号，进入下一步；

S3各组直流驱动器接收到电流控制信号后产生相应的驱动电流，驱动各组LED发光，进入下一步；

S4各组LED发光形成混光效果，达到相应的照明需求。

优选地，S2包括：

S201分别测量各组LED在不同工作电流下CIE 1931 XYZ色度系统三刺激值，并进入步骤S202，测试过程中只改变电流大小，其它测试条件确保一致，记录下各组测量数据的I、X、Y、Z；

S202通过数据拟合分别建立Y与X、Z和电流I之间的数值关系，进入步骤S203；

S203建立归一化的亮度Y与明度L之间的函数关系，并进入步骤S204；

S204通过数据拟合建立黑体辐射轨迹坐标u₀’v₀’与色温的关系，并进入步骤S205；

S205利用遍历法寻找对应色温和明度等级下，各组LED的控制电流大小，建立查找表关系。

优选地，S202中以两组LED为例，建立公式(1)和公式(2)的数据关系：

优选地，S203中亮度Y和明度L之间存在非线性关系，具体的数值计算用公式(3)表达。

优选地，S204通过数据拟合建立黑体辐射轨迹坐标u₀’v₀’与色温T_c的关系如式(4)：

优选地，S201中用公式(5)表示基本的三刺激值混光原理，混合光的XYZ三刺激值分别等于参与混合的各组LED对应光三刺激值之和，