LED舞臺和建筑照明中的色彩控制

紅、綠、藍（RGB）LED可用于建筑和舞臺照明系統(tǒng)，用以形成明亮的投影色彩——有時會在RGB組合中添加白色LED，從色調(diào)、飽和度和亮度方面擴展色彩范圍（圖1）。無論色彩分量有多少，都必須精確控制每個色彩分量的亮度，以便對色彩進行預(yù)測或是補償LED之間的色差。可用色彩的數(shù)量取決于每個組成色的可分辨亮度級的數(shù)量。一些系統(tǒng)提供分辨率低至全亮度1／256（8位）。也可能實現(xiàn)更高的分辨率，并產(chǎn)生更多的色彩（圖2），形成更強的控制力。

圖1．Cree XM－L RGBW高功率LED可由兩個LT3964 LED驅(qū)動器驅(qū)動，每通道調(diào)光精度可達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)光時鐘和數(shù)字寄存器（用于設(shè)置調(diào)光比）的LED驅(qū)動器是RGBW系統(tǒng)的最佳選擇。對于大型復(fù)雜系統(tǒng)——由許多不同RGBW LED構(gòu)成的系統(tǒng)——使用串行通信總線可在數(shù)字增強型LED驅(qū)動器中實現(xiàn)這些寄存器的動態(tài)設(shè)置。

圖3所示為RGBW LED的兩種驅(qū)動和調(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)動方案，它采用四個分立的數(shù)字增強型LED驅(qū)動器，每種色彩（R、G、B和W）各一個，更精確、更高效、紋波更低。在這種系統(tǒng)中，每個單獨的LED或LED串的電流或PWM調(diào)光波形均由其自己的LED驅(qū)動器和控制信號驅(qū)動，如圖2所示。在矩陣調(diào)光器方案中，單個LED調(diào)光器可控制多達8個LED的PWM電流。該系統(tǒng)額外需要一條高壓線和一個低輸出電容降壓LED驅(qū)動器，用于驅(qū)動LED串。高壓軌可能需要一個額外的升壓調(diào)節(jié)器，LED電流（來自低輸出電容降壓驅(qū)動器）可能有高紋波。

圖2．I2C控制的LT3964 RGBW LED驅(qū)動器可為舞臺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的解決方案可實現(xiàn)13位色彩分辨率——使用本文中介紹的比較簡單的降壓驅(qū)動設(shè)置可以輕松實現(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)動器，并且控制信號要與這些驅(qū)動器同步。性能最好的方法是用高性能LED驅(qū)動器直接控制每個LED。在這種方法下，既能控制每個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)測能力。使用通過串行總線控制的雙降壓LED驅(qū)動器LT3964，可以輕松實現(xiàn)這類系統(tǒng)。

具有I2C調(diào)光控制能力的雙降壓LED驅(qū)動器

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

I2C串行通信功能簡化了每個LT3964支持的兩個獨立高電流LED通道的模擬和PWM調(diào)光功能，在單個I2C總線上有多達八個不同的LT3964地址。例如，圖4中的2 MHz雙通道1A降壓LED驅(qū)動器示例電路具有高效率和超小尺寸等特點，可將其更改為通過34 V至36 V輸入為每個通道提供高達30 V的LED電源（如數(shù)據(jù)手冊中所示），效率高于90％。

審核編輯：符乾江