高刷新率调光灯控制方法与流程

本发明涉及灯光控制，特别涉及一种高刷新率调光灯控制方法。

背景技术：

1、直播在互联网迭代中崛起，已变成一种商业模式和新的娱乐方式。在直播过程中，灯光是影响直播观赏性的一个重要因素。然而在五彩缤纷灯光氛围的直播环境中，拍摄效果总是不佳。原因是现有的调光调色灯具，用通过pwm(脉冲宽度调制,pulse-widthmodulation）来进行调光调色，通过这种方式进行调制，灯具会以一定的频率快速亮灭，即灯具存在一定频率的刷新率，虽然灯具快速亮灭的状态一般是无法通过肉眼观察到的，但摄像机在一定的曝光频率下是可以捕捉到灯具的快速亮灭的，因此就会出现画面闪烁的问题。

2、因此，从理论上讲，提高灯具pwm的频率（刷新率）能解决上述问题。但是现有的技术系统以及硬件性能有限，导致不足以支撑过高频率的刷新，一旦提高灯具的刷新率，反而产生了肉眼可见的闪烁问题。

3、如附图1所示，附图1为现有灯具pwm控制示意图，其中包括灯具、恒流装置、pwm控制器，恒流装置内含有电感器（l），当pwm频率大于10khz时，通常会产生了肉眼可见的闪烁问题。

4、肉眼可见的闪烁问题的成因如下：参见附图2，pwm控制器在0时刻发出第1个pwm（见图2中t1时段），此时恒流装置中的电感器l在零状态下充电，稳定地升到设定的峰值电流后，电流保持在平稳状态（图中的ton时段）；当在toff时段关断，此时电感器l放电；因为pwm频率高，toff时段极短（小于0.01毫秒），此时电感器l还没来得及放完电，第2个pwm（见图中的t2时段）又来了，此时电感在非零状态下充电，导致环路不稳定，电流抖动较大（图中tbad时段），如此反复，在第n个pwm同样会存在tbad时段内电流不稳定。因此，产生了肉眼可见的闪烁问题。

5、因此，在现有技术下，仅仅简单地提高灯具的刷新率，这样非但无法解决拍摄画面闪烁的问题，还会产生更加糟糕的副作用，即产生肉眼可见的闪烁问题。

6、因此亟需提供一种在提高灯具刷新率的同时避免产生肉眼可见的闪烁问题的调光灯控制方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高刷新率调光灯控制方法，在提高灯具刷新率的同时，避免产生产生肉眼可见的闪烁问题。

2、本发明的目的是通过如下技术方案实现的：高刷新率调光灯控制方法，包括恒流装置、光源、pwm控制器、吸能装置，恒流装置的一端连接输入端，恒流装置的另一端同时连接光源和吸能装置，吸能装置和光源同时与接地端相连，在吸能装置和恒流装置之间设置第一电子开关，pwm控制器同时控制恒流装置和第一电子开关；

3、第一电子开关和恒流装置的工作状态互为反相。

4、作为优选，在恒流装置和吸能装置之间设置阻尼装置。

5、作为优选，阻尼装置为磁珠，磁珠的参数选择方法如下：

6、s1：用示波器测量光源在关闭时段toff内震荡电流的频率fcz;

7、s2：用中心频率均为fcz但具有不同阻抗的多个磁珠，按阻抗从小到大的顺序分别逐个装在电路中调试，当示波器中观察到光源在恒流装置的关闭时段toff内震荡电流峰值低于设定峰值时，此时对应的磁珠阻抗值为最佳阻抗值zcz，把中心频率均为fcz、阻抗值为zcz的磁珠作为阻尼装置并连接到电路中。

8、作为优选，在恒流装置和光源之间设置第二电子开关，第二电子开关由pwm控制器进行控制，第二电子开关与恒流装置的工作状态互为同相。

9、作为优选，恒流装置内的电路拓扑结构选用buck拓扑、boost拓扑、buck-boost拓扑中的一种。

10、作为优选，所述第一电子开关为继电器或者mosfet晶体管，所述第二电子开关为继电器或者mosfet晶体管。

11、作为优选，光源为led光源。

12、作为优选，所述吸能装置为阻性负载，吸能装置的阻值为r，吸能装置的阻值r的计算方法如下：

13、；

14、其中，i是恒流装置的输出电流,uled_th是光源的门槛电压，l为恒流装置内电路拓扑结构的电感值，f为pwm控制器的信号脉冲频率；

15、当时，吸能装置实现最佳吸能效果；

16、在恒流装置和光源之间设置有第二电子开关时，吸能装置的阻值r的计算方法如下：

17、；

18、其中，vin为输入端的输入电压；

19、当时，吸能装置实现最佳吸能效果；

20、作为优选，其特征在于，所述吸能装置的额定功率p的计算方法如下：

21、。

22、作为优选，pwm控制器接收用户输入的调光刷新率和调光混色占空比d，以用户输入的调光刷新率作为pwm控制器的信号脉冲频率f，对恒流装置的开启时段ton以及关闭时段toff进行控制，控制方法如下：

23、；

24、其中，0 ≤ d ≤ 1。

25、本发明的有益效果是：

26、1、本发明通过增加吸能模块以及第一电子开关并实现对调光灯的高刷新率控制，吸能模块的阻值与系统参数（恒流装置的电感、pwm控制器的信号脉冲频率f等）相关联，通过系统参数即可精准选用相应阻值大小的吸能装置（阻性负载），通过精准选用相应阻值的吸能装置，准确快速吸收每个周期内恒流源残余能量使得电流平稳，控制方式巧妙，解决了高刷洗率灯具pwm关闭时段toff内因放电不彻底而导致电流不平稳并产生闪烁问题，取得了高刷新率调光调色灯具的良好效果，实现了直播时代对高刷新率灯具的需求。

27、2、通过设置第二电子开关，在恒流装置的放电过程中阻止电流流向光源，解决了灯具pwm关断时间内因存在放电过程而导致每个周期的残余电流流向光源进而产生余晖和拖影的问题，取得了高精度电流控制、高精度调光混色的技术效果，让摄像机拍摄到的灯具效果更逼真、更自然。

技术特征：

1.高刷新率调光灯控制方法，其特征在于，包括恒流装置、光源、pwm控制器、吸能装置，恒流装置的一端连接输入端，恒流装置的另一端同时连接光源和吸能装置，吸能装置和光源同时与接地端相连，在吸能装置和恒流装置之间设置第一电子开关，pwm控制器同时控制恒流装置和第一电子开关；

2.根据权利要求1所述的高刷新率调光灯控制方法，其特征在于，在恒流装置和光源之间设置第二电子开关，第二电子开关由pwm控制器进行控制，第二电子开关与恒流装置的工作状态互为同相。

3.根据权利要求1所述的高刷新率调光灯控制方法，其特征在于，恒流装置内的电路拓扑结构选用buck拓扑、boost拓扑、buck-boost拓扑中的一种。

4.根据权利要求2所述的高刷新率调光灯控制方法，其特征在于，所述第一电子开关为继电器或者mosfet晶体管，所述第二电子开关为继电器或者mosfet晶体管。

5.根据权利要求1所述的高刷新率调光灯控制方法，其特征在于，光源为led光源。

6.根据权利要求2所述的高刷新率调光灯控制方法，其特征在于，所述吸能装置为阻性负载，吸能装置的阻值为r，吸能装置的阻值r的计算方法如下：

7.根据权利要求6所述的高刷新率调光灯控制方法，其特征在于，其特征在于，所述吸能装置的额定功率p的计算方法如下：

8.根据权利要求1-7任意一项所述的高刷新率调光灯控制方法，其特征在于，pwm控制器接收用户输入的调光刷新率和调光混色占空比d，以用户输入的调光刷新率作为pwm控制器的信号脉冲频率f，对恒流装置的开启时段ton以及关闭时段toff进行控制，控制方法如下：

技术总结
本发明公开了一种高刷新率调光灯控制方法，包括恒流装置、光源、PWM控制器、吸能装置，恒流装置的一端连接输入端，恒流装置的另一端同时连接光源和吸能装置，吸能装置和光源同时与接地端相连，在吸能装置和恒流装置之间设置第一电子开关，PWM控制器同时控制恒流装置和第一电子开关；第一电子开关和恒流装置的工作状态互为反相。本发明通过增加吸能模块以及第一电子开关并实现对调光灯的高刷新率控制，吸能模块的阻值与系统参数如恒流装置的电感、PWM控制器的信号脉冲频率f等相关联，准确快速吸收每个周期内恒流源残余能量使得电流平稳，解决了高刷洗率灯具PWM关闭时段t<subgt;off</subgt;内因放电不彻底而导致电流不平稳并产生闪烁问题。

技术研发人员：王忠泉,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：杭州罗莱迪思科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15