[发明专利]基于PWM的LED照明电路、分时调光电路和控制方法

说明书

本发明公开了一种基于PWM的LED照明电路，包括电源、控制电路、LED发光元件，其特征在于：还包括非发光负载元件，所述非发光负载元件与LED发光元件并联，所述电源连接一个恒流源，所述恒流源给LED发光元件和非发光负载元件供电，在恒流源处于电流上升或下降阶段时，所述控制电路控制LED发光元件回路断开、非发光负载元件回路接通；当恒流源的电流处于稳定状态时，控制电路控制非发光负载元件回路断开，LED发光元件回路接通。本发明还包括一种基于PWM的分时调光控制电路和控制方法，本发明能够解决现有技术中光源的亮度和颜色准确度达不到用户需求的问题。

技术领域

本发明属于影视行业灯光照明领域，更具体地说，涉及一种基于PWM的LED照明电路、分时调光电路和控制方法。

背景技术

目前的彩色灯光照明设备是利用红色绿色蓝色(RGB)三原色的光按照不同的比例混合，输出不同的颜色。为了改善RGB三色的灯珠混成的白光偏色明显，显色指数不高，色温调节范围和准确度的问题，会在RGB三色基础上加一路白光W或者两路高低色温的白光W，形成RGBW、RGBWW的模式，或者加入琥珀色A，即RGBA的模式。而白光灯光照明设备是通过两路高低色温的白光W混光来实现色温调节，即WW模式。不管是用哪种模式，都需要解决灯珠驱动问题，目前在影视行业的灯光照明设备中，最常见的驱动方法是总电源输入后采用多路恒流源分别驱动控制不同颜色的灯珠，利用不同占空比的PWM信号来控制灯珠串的通断，完成灯珠的混光，实现色彩调节。这种方法实现简单，但是为避免多路灯珠串同时工作时电源功率过载，通常设计时要以多路灯珠串单独工作时的最大功率之和作为总的电源功率，就会导致灯光照明设备工作时的实际功率达不到标称的功率，以RGB模式为例，灯光照明设备工作时的实际功率只有标称功率的三分之一。

为了解决上述问题，申请号为201110272764.2的发明专利申请公开了一种LED灯色彩调节驱动器通过时分复用控制模块，将三个色彩对应的光源模组控制信号在时间上进行分割，使它们在任何一个时刻，至多有一个处于高电平,功率输出模块至多一路输出驱动电压或电流，驱动对应的光源模组发光，这样将电源转换器提供的电能依次在不同时间段分配给不同的支路使用。在实施例中提供了一种利用一个恒流驱动器和三个开关控制光源模组通断的方案，说明了可以通过调整光源模组控制信号的高电平时间来混色成不同色彩和亮度状态，并且说明在控制时间T内，各个光源模组控制信号的高电平之间均匀间隔，这样可以进一步保持电源转换器输出功率的平稳性。

但是这种方案在实际应用中由于开关管是存在着响应时间的，也就是在实际高亮状态下一路灯珠串关断到另一路灯珠串接通，这两者之间是存在延时的，在这段延时时间内恒流驱动器的负载是不连续的。在半亮状态下，为了保持电源转换器输出功率的平稳性，各控制信号高电平之间均匀间隔，恒流驱动器的负载也是不连续的。负载不连续会导致恒流驱动器电路中的电感能量泄放异常，从而导致电路工作异常，比如光源模组会出现闪烁或者亮度异常的情况，甚至是电路器件损坏。另外，由于单个恒流源驱动器一直恒流输出，为了保持电源转换器输出功率的平稳性，各控制信号高电平之间的间隔时间不能随意调节，导致这种方案的亮度调节范围有限。

由于负载不连续的原因，当多路PWM分时调光的周期在毫秒级别时，上述因素可以忽略不计，但是在影视行业，需要考虑使专业摄像机的摄影效果无画面闪烁，就要求PWM周期在几十微秒级别及以下，那么负载不连续问题就不能忽略。而且影视行业要求灯光照明设备的亮度能够宽范围平滑调节，而现有技术中的这种技术方案的亮度调节范围有限，达不到影视行业对于灯光亮度的调节要求。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有技术中影视照明领域中由于负载不连续导致灯光的亮度、颜色达不到用户需求的问题，本发明提供一种基于PWM的LED照明电路、分时调光方法和系统，进一步地，本发明还能够解决影视照明系统的亮度在宽范围内的调节不够平稳的问题。

2.技术方案