« Ионно-твердофазная наноэпитаксия гетероструктур арсенида-нитрида галлия | Главная | Діодне джерело загального освітлення одержане гібридною інтеграцією А3 В5 RGB чипів з кремнієвими транзисторними структурами »
Особенности программного обеспечения микропроцессорного управления RGB источниками белого света на интегральных матрицах светодиодов
Автор: admin | 22 Апр 2010
УДК 621.315.592.2
Особенности программного обеспечения микропроцессорного управления RGB источниками белого света на интегральных матрицах светодиодов
В.А. Завалишин, А.И. Радкевич, Д.С. Мурченко
Предложен вариант микропроцессорного регулирования баланса белого света RGB источника с использованием ШИМ регулирования мощности светового излучения RGB светодиодов и обратной связи по мощности светового излучения.
The variant of the microprocessor RGB source white light balance regulation with PWM regulations of the RGB LEDs light power emitting and power feedback of the light emition is offered.
Введение
Синтез белого света путем смешения красного, зеленого и синего цветов, требует точного соблюдения соотношения мощностей RGB составляющих белого света. Изменение мощности светового излучения одного из цветов на несколько процентов приводит к заметному нарушению баланса белого света. При питании RGB светодиодов от стабилизированного источника тока наблюдается изменение яркости свечения светодиодов по мере их разогрева и, соответственно, нарушение баланса белого света источника. Старение светодиодов также приводит к изменению яркости их свечения, что со временем проявляется в ухудшении цветопередачи и появлении цветовых оттенков. Изменение спектральных характеристик светодиодов, наблюдаемое при их разогреве и старении, невелико и не оказывает заметного влияния на баланс белого света. Таким образом, появляется необходимость регулирования мощности RGB составляющих белого света с использованием обратной связи по мощности светового излучения.
1. Варианты конструкции RGB источника белого света на интегральных матрицах светодиодов
Возможными вариантами регулирования мощности светового излучения являются аналоговое регулирование с использованием сигнала ОС, либо ШИМ регулирование при помощи микропроцессора. Недостатком аналогового регулирования является низкий КПД, т.к. значительная часть мощности необходимо рассеивать на управляющем элементе. Использование микропроцессорного управления позволяет создать светодиодный источник белого света, обладающий высоким КПД, а также рядом дополнительных функций, таких как регулировка яркости и световой температуры излучения. Одним из вариантов обратной связи является вариант с использованием трех фотоприемников со светофильтрами, реагирующих каждый на «свой» цвет. Использование такого варианта ОС позволяет упростить программную часть микропроцессора, однако применение светофильтров на интегральных матрицах светодиодов является затруднительным. Вторым вариантом ОС является использование самих светодиодов в качестве фотоприемников, с временным разнесением процесса измерения мощности светового излучения RGB составляющих белого света. Именно вариант с временным разнесением процесса измерения мощности светового излученияRGB составляющих реализован в RGB источнике
белого света на интегральных матрицах светодиодов. Источник белого света, структурная схема которого представлена на рис. 1, состоит из: · Светоизлучающих структур красного, зеленого и
синего цветов, при смешении излучения которых, образуется белый свет; · Токоограничительных резисторов, ограничивающих ток через светодиодные структуры на уровне номинального (700 мА); · Ключевых элементов, на которые подаются сигналы ШИМ микроконтроллера; · Красной светодиодной структуры работающей в качестве фотоприёмника. · Операционных усилителей, усиливающих сигнал со светодиодной структуры, работающей в качестве фотоприёмника; · Микроконтроллера, обрабатывающего полученную информацию и в соответствии с ней, вырабатывающего сигналы ШИМ, для управления мощностями RGB составляющих белого излучения. При подаче на RGB светодиоды импульсов тока с частотой F=190Гц, скважностью Т»0,5 и средним значением тока, которое равняется выбранной рабочей точке каждого светодиода, они излучают красный, зеленый, и голубой свет, импульсы которого смешиваются в оптической системе. Микропроцессор запрограммирован на поддержание параметров импульсов через RGB светодиодов таким образом, чтобы результирующее излучение соответствовало белому свету с цветовой температурой 2700К. Отдельный светодиод в режиме фотоприемника контролирует мощность излучения RGB светодиодов. В случае изменения координат цветности микропроцессорный контролер изменяет параметры импульсов питания так, чтобы координаты диаграммы цветности оставались в пределах белого света. Конструктивно источник белого света может быть выполнен путем гибридной интеграции А3B5 RGB чипов с кремниевыми транзисторными структурами [1], либо в виде монолитной оптоэлектронной интегральной схемы с интегрированными на едином кристалле микропроцессором и светодиодными структурами [2].
Темы: Твердотельная электроника | Комментариев нет