基于EZ-Color控制器的LED混色設(shè)計(jì)

為了獲得比較太的色彩范圍，在LED 混色設(shè)計(jì)中由片面采用電流或電壓的控制方法轉(zhuǎn)向采用微控制器或現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等智能化技術(shù)，例如各種顏色的選擇及在運(yùn)行過程中色彩精確度的實(shí)時調(diào)節(jié)。LED混色設(shè)計(jì)面臨兩太障礙，即各個LED參數(shù)的不一致性和LED的性能隨溫度的變化，這就要求在LED混色設(shè)計(jì)中必須考慮LED型號規(guī)格和溫度的補(bǔ)償。但是，這種補(bǔ)償不但算法復(fù)雜，而且還要求設(shè)計(jì)工程師具有比較專業(yè)的色彩學(xué)理論知識。目前有一種快速簡單的辦法，就是采用基于賽普拉斯(Cypress) EZ-Color控制器的LED混色設(shè)計(jì)方案。

EZ-Color控制器是針對高亮度LED混色應(yīng)用的可編程片上系統(tǒng)芯片。它主要由8位微處理器、可編程模擬和數(shù)字模塊及外加硬件乘法累加器、IC、Flash、SRAM等外圍模塊所組成。利用EZ-Color控制器進(jìn)行混色設(shè)計(jì)，必須借助于賽普拉斯的無代碼圖形化設(shè)計(jì)軟件—PSoC express。PSoC express是一種不必讓設(shè)計(jì)入員編寫代碼的內(nèi)嵌式系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具。這種工具本身運(yùn)行在系統(tǒng)層面上而不是設(shè)計(jì)層面上，它采用的是一種特殊函數(shù)而不是電路，而函數(shù)本身是真實(shí)存在的器件，卻傳感器、熱敏電阻或LED驅(qū)動器。

EZ-Color控制器由輸入、輸出驅(qū)動和傳遞函數(shù)關(guān)系構(gòu)成，混色方案的實(shí)現(xiàn)機(jī)制如圖1所示。由圖1可知9 EZ-Color混色方案采用(y，y，Y)為輸入，輸出是RGB三色LED。三色LED 的硬件驅(qū)動采用了隨機(jī)信號強(qiáng)制調(diào)制(SSDM)用戶模塊。輸入(x，y，Y)按照CIE 1931色度圖的表征方法來表示EZ-Color的顏色輸入請求信息，即x，y代表色調(diào)和色飽和度，反映顏色色度信息;而y代表光通量，反映顏色的亮度信息。SSDM 用戶模塊是賽普￣拉斯的精確照度信號調(diào)制(PrISM)技術(shù)的硬件實(shí)現(xiàn)。PrISM技術(shù)是一種優(yōu)于傳統(tǒng)PWM方法的專用LED亮度調(diào)節(jié)技術(shù)，它可以有效地解決電磁干擾和低頻閃爍問題。

圖1 EZ-Color方案實(shí)現(xiàn)框圖

EZ-Color控制器與軟件PSoC express fit組合從根本上改變了企業(yè)進(jìn)入 LED市場的門檻。這一解決方案不僅使操作者無須學(xué)習(xí)混色學(xué)(一門需要許多投入且本身復(fù)雜的學(xué)科)，而且無須編制熱敏電阻等元件或 LED產(chǎn)品分級的多維查找表。更為突出的優(yōu)點(diǎn)是，EZ-Color能夠在短短幾分鐘之內(nèi)完成這些任務(wù)。采用這項(xiàng)LED混色技術(shù)，無須執(zhí)行C語言編碼，困為所用語言本身就模擬了標(biāo)準(zhǔn)照明技術(shù)。新的混色方案不僅具有集成度高、成本低、靈活性太和易用性強(qiáng)等特點(diǎn)，而且還能有效地解決低頻閃爍和電磁干擾問題。