LED舞臺(tái)和建筑照明中的色彩控制

紅、綠、藍(lán)（RGB）LED可用于建筑和舞臺(tái)照明系統(tǒng)，用以形成明亮的投影色彩——有時(shí)會(huì)在RGB組合中添加白色LED，從色調(diào)、飽和度和亮度方面擴(kuò)展色彩范圍（圖1）。無(wú)論色彩分量有多少，都必須精確控制每個(gè)色彩分量的亮度，以便對(duì)色彩進(jìn)行預(yù)測(cè)或是補(bǔ)償LED之間的色差?？捎蒙实臄?shù)量取決于每個(gè)組成色的可分辨亮度級(jí)的數(shù)量。一些系統(tǒng)提供分辨率低至全亮度1／256（8位）。也可能實(shí)現(xiàn)更高的分辨率，并產(chǎn)生更多的色彩（圖2），形成更強(qiáng)的控制力。

圖1．Cree XM－L RGBW高功率LED可由兩個(gè)LT3964 LED驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，每通道調(diào)光精度可達(dá)1：8192。

控制寬LED亮度范圍最精確的方法是使用PWM調(diào)光控制。內(nèi)置PWM調(diào)光時(shí)鐘和數(shù)字寄存器（用于設(shè)置調(diào)光比）的LED驅(qū)動(dòng)器是RGBW系統(tǒng)的最佳選擇。對(duì)于大型復(fù)雜系統(tǒng)——由許多不同RGBW LED構(gòu)成的系統(tǒng)——使用串行通信總線(xiàn)可在數(shù)字增強(qiáng)型LED驅(qū)動(dòng)器中實(shí)現(xiàn)這些寄存器的動(dòng)態(tài)設(shè)置。

圖3所示為RGBW LED的兩種驅(qū)動(dòng)和調(diào)光方法。第一種是矩陣LED調(diào)光器方案，它曾經(jīng)是高功率RGBW LED陣列的最佳數(shù)控方式。第二種是直接驅(qū)動(dòng)方案，它采用四個(gè)分立的數(shù)字增強(qiáng)型LED驅(qū)動(dòng)器，每種色彩（R、G、B和W）各一個(gè)，更精確、更高效、紋波更低。在這種系統(tǒng)中，每個(gè)單獨(dú)的LED或LED串的電流或PWM調(diào)光波形均由其自己的LED驅(qū)動(dòng)器和控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)，如圖2所示。在矩陣調(diào)光器方案中，單個(gè)LED調(diào)光器可控制多達(dá)8個(gè)LED的PWM電流。該系統(tǒng)額外需要一條高壓線(xiàn)和一個(gè)低輸出電容降壓LED驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)LED串。高壓軌可能需要一個(gè)額外的升壓調(diào)節(jié)器，LED電流（來(lái)自低輸出電容降壓驅(qū)動(dòng)器）可能有高紋波。

圖2．I2C控制的LT3964 RGBW LED驅(qū)動(dòng)器可為舞臺(tái)或建筑照明裝置中使用的高功率LED提供前所未有的色彩控制能力。驅(qū)動(dòng)器解決方案通常提供8位色彩分辨率?；贚T3964的解決方案可實(shí)現(xiàn)13位色彩分辨率——使用本文中介紹的比較簡(jiǎn)單的降壓驅(qū)動(dòng)設(shè)置可以輕松實(shí)現(xiàn)。

圖3．大型RGBW LED陣列的兩種供電和色彩控制（分量調(diào)光）方法：（a）使用LT3965的矩陣調(diào)光器與（b）LT3964直驅(qū)解決方案。LT3964非矩陣解決方案具有更出色的色彩控制能力，卓越的效率和更低的紋波。

采用大量RGBW LED的照明系統(tǒng)需要大量的驅(qū)動(dòng)器，并且控制信號(hào)要與這些驅(qū)動(dòng)器同步。性能最好的方法是用高性能LED驅(qū)動(dòng)器直接控制每個(gè)LED。在這種方法下，既能控制每個(gè)LED的PWM調(diào)光及直流電流和電壓，還能將紋波降至最低水平，并大幅提高可預(yù)測(cè)能力。使用通過(guò)串行總線(xiàn)控制的雙降壓LED驅(qū)動(dòng)器LT3964，可以輕松實(shí)現(xiàn)這類(lèi)系統(tǒng)。

具有I2C調(diào)光控制能力的雙降壓LED驅(qū)動(dòng)器

具有I2C控制和報(bào)告功能的LT3964雙降壓LED驅(qū)動(dòng)器是一款理想的解決方案，可以通過(guò)串行通信技術(shù)驅(qū)動(dòng)具有高電流和高帶寬的多個(gè)LED或LED串。降壓調(diào)節(jié)器具有固有的高帶寬，LT3964在單個(gè)封裝中有集成了兩個(gè)36 V、2 MHz同步和高頻降壓LED驅(qū)動(dòng)器，還集成了2 A開(kāi)關(guān)，可以相對(duì)輕松地驅(qū)動(dòng)多通道大電流LED。

I2C串行通信功能簡(jiǎn)化了每個(gè)LT3964支持的兩個(gè)獨(dú)立高電流LED通道的模擬和PWM調(diào)光功能，在單個(gè)I2C總線(xiàn)上有多達(dá)八個(gè)不同的LT3964地址。例如，圖4中的2 MHz雙通道1A降壓LED驅(qū)動(dòng)器示例電路具有高效率和超小尺寸等特點(diǎn)，可將其更改為通過(guò)34 V至36 V輸入為每個(gè)通道提供高達(dá)30 V的LED電源（如數(shù)據(jù)手冊(cè)中所示），效率高于90％。

審核編輯：符乾江