LED舞台和建筑照明中的色彩控制

红、绿、蓝（RGB）LED可用于建筑和舞台照明系统，用以形成明亮的投影色彩——有时会在RGB组合中添加白色LED，从色调、饱和度和亮度方面扩展色彩范围（图1）。无论色彩分量有多少，都必须精确控制每个色彩分量的亮度，以便对色彩进行预测或是补偿LED之间的色差。可用色彩的数量取决于每个组成色的可分辨亮度级的数量。一些系统提供分辨率低至全亮度1／256（8位）。也可能实现更高的分辨率，并产生更多的色彩（图2），形成更强的控制力。

 

图1．Cree XM－L RGBW高功率LED可由两个LT3964 LED驱动器驱动，每通道调光精度可达1：8192。

控制宽LED亮度范围最精确的方法是使用PWM调光控制。内置PWM调光时钟和数字寄存器（用于设置调光比）的LED驱动器是RGBW系统的最佳选择。对于大型复杂系统——由许多不同RGBW LED构成的系统——使用串行通信总线可在数字增强型LED驱动器中实现这些寄存器的动态设置。

图3所示为RGBW LED的两种驱动和调光方法。第一种是矩阵LED调光器方案，它曾经是高功率RGBW LED阵列的最佳数控方式。第二种是直接驱动方案，它采用四个分立的数字增强型LED驱动器，每种色彩（R、G、B和W）各一个，更精确、更高效、纹波更低。在这种系统中，每个单独的LED或LED串的电流或PWM调光波形均由其自己的LED驱动器和控制信号驱动，如图2所示。在矩阵调光器方案中，单个LED调光器可控制多达8个LED的PWM电流。该系统额外需要一条高压线和一个低输出电容降压LED驱动器，用于驱动LED串。高压轨可能需要一个额外的升压调节器，LED电流（来自低输出电容降压驱动器）可能有高纹波。

 

图2．I2C控制的LT3964 RGBW LED驱动器可为舞台或建筑照明装置中使用的高功率LED提供前所未有的色彩控制能力。驱动器解决方案通常提供8位色彩分辨率。基于LT3964的解决方案可实现13位色彩分辨率——使用本文中介绍的比较简单的降压驱动设置可以轻松实现。

 

图3．大型RGBW LED阵列的两种供电和色彩控制（分量调光）方法：（a）使用LT3965的矩阵调光器与（b）LT3964直驱解决方案。LT3964非矩阵解决方案具有更出色的色彩控制能力，卓越的效率和更低的纹波。

采用大量RGBW LED的照明系统需要大量的驱动器，并且控制信号要与这些驱动器同步。性能最好的方法是用高性能LED驱动器直接控制每个LED。在这种方法下，既能控制每个LED的PWM调光及直流电流和电压，还能将纹波降至最低水平，并大幅提高可预测能力。使用通过串行总线控制的双降压LED驱动器LT3964，可以轻松实现这类系统。

具有I2C调光控制能力的双降压LED驱动器

具有I2C控制和报告功能的LT3964双降压LED驱动器是一款理想的解决方案，可以通过串行通信技术驱动具有高电流和高带宽的多个LED或LED串。降压调节器具有固有的高带宽，LT3964在单个封装中有集成了两个36 V、2 MHz同步和高频降压LED驱动器，还集成了2 A开关，可以相对轻松地驱动多通道大电流LED。

I2C串行通信功能简化了每个LT3964支持的两个独立高电流LED通道的模拟和PWM调光功能，在单个I2C总线上有多达八个不同的LT3964地址。例如，图4中的2 MHz双通道1A降压LED驱动器示例电路具有高效率和超小尺寸等特点，可将其更改为通过34 V至36 V输入为每个通道提供高达30 V的LED电源（如数据手册中所示），效率高于90％。

审核编辑：符乾江