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LED 光源的光谱调谐详解假如让消费者来描述完美的光源特性， 那么你可能会在他们的描述中听到需要能 量最低、光输出和颜色可调、使用时间很长等等各种各样的理想特性。最低输入 能量是指输入功率高效地转换为流明输出，被称为功效；调节光输出与减弱光亮 度的调光有关， 或者可以增加照明设备的颜色调节，以便模拟白天相对夜晚的状 况； 并且通过调节流过 LED 的偏置电流， 可以在  较长的使用寿命期间维持光输出。 白炽灯能效低且使用寿命也较短；钠灯提供的颜色选择很少并且使用寿命短；荧 光灯在可调光的选择选择较少， 使用寿命也短。高亮度 LED 则声称具有良好的能 效、较长的使用寿命、易于选择颜色与调光控制且无紫外（UV）射线。得益于于 控制装置的智能设计或 LED 驱动电子器件，这些声称的优点现在已获实现。智能 LED 驱动器可以在使用期内针对亮度衰减进行调节，提供驱动特性来调节颜色， 并替代获得所需颜色和亮度的 LED 分选（binning）：通过针对系统中不同 LED 使用光谱调谐，来获得所需的颜色和亮度。 光谱调谐对比分选 光谱调谐混合数种 LED 的光谱能量分布，例如适当地混合红光、绿光、和蓝光 LED 可产生白光。此 RGB 组合还用于产生几乎所有颜色的光。如果 LED 驱动器不 是设计用于调节一组不同的 LED，那么设计人员必须从分选过的 LED 中选择以便 产生特定的颜色。分选是制造商根据发光流明和颜色将 LED 分类的过程，图 1 的例子显示了一组行业标准的 LED “分类标准”。图 1：在色度图上的 LED 分类标准分类由色度图上标绘的矩形区域显示。 一组包含在同一类的 LED 的将在颜色和亮 度特性方面相近。然而，在包含许多照明设备的大型办公室或工厂环境中，不同 类可能仍然会导致不均匀的光色，这在一组大型照明设备中是很明显的。经分选 的 LED 设计不会提供改变照明设备颜色的方法； 而一组不同颜色的 LED 使用反馈 来调谐系统中不同 LED 的光谱特性，就能够在办公室环境中建立补偿照明系统， 从而令整个空间的光线均匀。 光谱调谐还可以补偿其它影响，例如窗口朝外的房 间边上的自然光或反射进房间的走廊照明。 LED 的另一个影响是色偏，源自 LED 正向电流的变化。图 2 显示了一组业内 LED 颜色随正向电流变化的曲线。图 2：按应用分类的 LED 灯单元。 LED 驱动器可以采用严格的恒定电流（constant current， CC）输出容差设计， 然而，收紧 CC 容差将增加 LED 驱动器的成本。由于正向电流经过一组 LED，故一个成本较低的解决方案是设计人员使用反馈系统来调节 LED 色偏， 通过反馈来 补偿颜色变化。 分选 LED 通常在制造方面带来影响，导致 LED 采购成本增加。正因为 LED 分选设 置是特定的， 一些 LED 驱动器可能仍然不能匹配众多分类的 LED 应用的正向偏置 电流设置。此外，温度效应和寿命退化影响都会引起照明设备颜色的变化。 反馈在光谱调谐中的应用 下文将提出一种自动调节颜色和亮度的照明设备， 来说明可以抵消系统变化影响 的反馈控制方案。色彩传感器和微控制器用于处理传感器输入。例如，色彩传感 器使用光电二极管， 采用 non-organic 三路滤色器，在温度和老化变化方面提供 出色的稳定性和极低漂移，且滤色器可设计用于实施人眼的光谱敏感曲线 （CIE1931）。 闭合环路光谱调谐光源的原理图如图 3 所示。图 3： 光谱调谐光源。 控制回路如图所示采用了微控制器。控制回路通过传感器来测量亮度和颜色，并 使用 PWM 信号来调节 LED 灯串中的电流。采用 PWM 输入信号，FAN7346 能够控制 单个 LED 串中的电流。电源可以是功率因数校正（power factor correction） 前级，后接 LLC DC/DC 次级，以便为多个 LED 灯串供电，如图 4。电源也可以是 一个现有的设计， 采用 FAN7346 来控制对电源的反馈。替代设计可以使用三个功 率转换器（30W/10W/10W）组成，各自控制每组 LED 串，使用白光、绿光和琥珀 光生成一个以白光为基础的调谐系统、 或使用带有相同电源的三种灯串来“混合” 红光、绿光和蓝光三种 LED 灯串，实现更宽泛的颜色调谐范围。LED 颜色无需进 行分选；可选择具有照明应用所需性能的低成本 LED。图 4：光谱调谐光源用电源 系统实例 这里建立了一个办公室环境中白光照明调谐的系统实例， 三个反激式 PFC 电源以 并联的方式运行， 输出功率高达 30W 的主电源驱动主白光 LED 灯串，两个附加电 源则各自提供高达 10W 的功率， 用于包含琥珀光和绿光 LED 的 LED 灯串，这