专利名称：基于环境温度的色温可调led照明装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种照明装置，在LED照明领域的应用，特别是一种基于环境 度的色温可调LED照明装置。
背景技术：
发光二极管(LED，Light Emitting Diode)是一种固态发光的半导体器件，耗电 量低，使用寿命长，可达10万小时，而且环保，不含汞元素，是新一代的节能环保光源。调节 LED亮度常采用脉宽调制(PWM，Pulse WidthModulation)技术，利用PWM信号控制LED的 正向工作电流的占空比来调节LED的发光亮度。色温是表示光源光谱质量的参数，按绝对黑体来定义，光源的辐射在可见区和 绝对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称此光源的色温。它是以开氏绝对温度 KelVin(简写为K)为单位计量的。低色温光源的特征是能量分布中，红辐射相对比例高一 些；色温提高后，能量分布中，蓝辐射的比例增加。颜色实际上是一种心理物理上的作用，所有颜色印象的产生，是由于时断时续的 光谱在眼睛上的反应，所以色温用来表示颜色的视觉印象，为了改变颜色需要改变色温。颜 色的冷暖更多是来自人对光的体验。色温在3300K以下，光色偏红给以温暖的感觉，红、橙、 黄等色被称为暖色；色温在30006000K为中性色温，人在此色调下无特别明显的视觉心理 效应，有爽快的感觉；色温超过6000K，光色偏蓝，给人以清冷的感觉，蓝、绿、青、紫等被称 为冷色。1931CIE色度图显示了颜色和色温之间的关系。色度图是建立在人眼视网膜上有 三种不同的颜色感应细胞的基础上。相应每种细胞的不同响应，每种颜色可以用三个色度 参量(x，Y，z)来表示。又由于理论上任何颜色都可以用三基色混合而成，用归一化的色坐 标(X，ι, ζ)表示这三种基色所占的份量，x+y+z = 1，Z由(X，y)唯一确定，因此任何颜色 都可以用(x，y)色度图上的点来表示。由光度学知识，通过已知光源色坐标和亮度可以得到混光后的色温。以两路LED 为例，计算混光后的色温，高、低色温LED芯片色坐标分别(Xl，yi)，(x2，y2)，亮度为Y1, Y2，则 混光后的三刺激值为Χ『Υ『Ztl为 由1931CIE色度图则可以得到对应的色温。目前色温调节多用在显示系统方面，通过色温传感器采集屏幕色温来调整白平 衡。而在照明领域，没有针对环境温度进行的色温调节。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种基于环境温度的色温可调LED照明装置，该照明 装置解决了目前LED照明装置不能根据环境温度调节色温的问题。本实用新型的技术方案为一种基于环境温度的色温可调LED照明装置，该照明 装置包括高色温和低色温两种LED芯片、电源驱动电路、控制电路、温度传感器及电子开 关，温度传感器连接控制电路，控制电路连接电子开关，电子开关通过电源驱动电路分别连 接高色温或低色温LED支路，高色温或低色温LED支路内设有高色温或低色温LED芯片，高 色温LED芯片色温大于6500K，低色温LED芯片色温小于3000K。所述的温度传感器带有A/ D转换器。所述的控制电路包括有带A/D转换功能和PWM输出功能的控制器及电源外围电 路。高色温或低色温LED支路可扩展成多条LED支路，各支路LED色温不同。本实用新型的优点在于实现了根据环境温度自动调节LED照明装置出光的色 温，在温度较高的环境下发出高色温、冷色调的光，在低温环境下发出低色温、暖色调的光， 最大程度满足人体的舒适感。同时也可以根据用户的需求更改色温。具有结构简单、价格 低廉、操作简单等优点，在节能环保、减少光污染方面具有积极意义。
图1为本实用新型基于环境温度的色温可调LED照明装置电路连接示意图；图2为本实用新型基于环境温度的色温可调LED照明装置光源亮度与色温映射的 示意图；图3为本实用新型基于环境温度的色温可调LED照明装置工作流程图。
具体实施方式
一种基于环境温度的色温可调LED照明装置，该照明装置包括高色温LED芯片5 和低色温两种LED芯片6、电源驱动电路4、控制电路2、温度传感器1及电子开关3，温度传 感器1连接控制电路2，控制电路2连接电子开关3，电子开关3通过电源驱动电路4分别 连接高色温或低色温LED支路，高色温或低色温LED支路内设有高色温或低色温LED芯片 5、6，高色温LED芯片5色温大于6500K，低色温LED芯片6色温小于3000K。温度传感器1 带有A/D转换器。控制电路2包括有带A/D转换功能和PWM输出功能的控制器及电源外围 电路。高色温或低色温LED支路可扩展成多条LED支路，各支路LED色温不同。如图2，建立光源亮度与色温的映射关系。由LED芯片参数，可知低色温与高色温 LED的色坐标，由上述公式(1) (2) (3)得到可获得各支路不同亮度下混光以后可能得到的 色坐标，由CIE1931色度图可得到照明装置出光色温。结合结构图1和流程图3，温度传感器1探测环境温度，内部A/D转换为数字信号 通过串行线传给控制电路，控制器将环境温度与预设值低值和高值进行比较，如果比低值 小，按上面各支路LED亮度和混光色温的关系，调节输出PWM频率，使照明装置发出低色温，
4暖色调的光；比高值大时，调节输出PWM频率，使照明装置发出高色温，冷色调的光；环境温 度值介于设定低值和高值之间时，不改变原有状态105。电子开关采用MOS管，稳定，功耗低。LED驱动电源采取恒流驱动，通过控制器输出 不同频率的PWM信号，使电子开关连续开启断开，从而实现对各支路亮度的控制。扩展成多路LED混光来调节色温可按此方法推广。
权利要求一种基于环境温度的色温可调LED照明装置，其特征在于该照明装置包括高色温和低色温两种LED芯片、电源驱动电路、控制电路、温度传感器及电子开关，温度传感器连接控制电路，控制电路连接电子开关，电子开关通过电源驱动电路分别连接高色温或低色温LED支路，高色温或低色温LED支路内设有高色温或低色温LED芯片，高色温LED芯片色温大于6500K，低色温LED芯片色温小于3000K。
2.根据权利要求1所述基于环境温度的色温可调LED照明装置，其特征在于所述的 温度传感器带有A/D转换器。
3.根据权利要求1所述基于环境温度的色温可调LED照明装置，其特征在于所述的 控制电路包括有带A/D转换功能和PWM输出功能的控制器及电源外围电路。
4.根据权利要求1所述基于环境温度的色温可调LED照明装置，其特征在于高色温 或低色温LED支路可扩展成多条LED支路，各支路LED色温不同。
专利摘要本实用新型公开一种基于环境温度的色温可调LED照明装置，该照明装置包括高色温和低色温两种LED芯片、电源驱动电路、控制电路、温度传感器及电子开关，温度传感器连接控制电路，控制电路连接电子开关，电子开关通过电源驱动电路分别连接高色温或低色温LED支路，高色温或低色温LED支路内设有高色温或低色温LED芯片。本实用新型的优点在于实现了根据环境温度自动调节LED照明装置出光的色温，在温度较高的环境下发出高色温、冷色调的光，在低温环境下发出低色温、暖色调的光，最大程度满足人体的舒适感。同时也可以根据用户的需求更改色温。具有结构简单、价格低廉、操作简单等优点，在节能环保、减少光污染方面具有积极意义。
文档编号H05B37/02GK201657429SQ20102016175
公开日2010年11月24日 申请日期2010年4月12日 优先权日2010年4月12日
发明者冯超, 吴明华, 姚涛, 陈盛峰 申请人:武汉华炬光电有限公司