基于EZ-Color控制器的LED混色設計

為了獲得比較太的色彩范圍，在LED 混色設計中由片面采用電流或電壓的控制方法轉(zhuǎn)向采用微控制器或現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等智能化技術，例如各種顏色的選擇及在運行過程中色彩精確度的實時調(diào)節(jié)。LED混色設計面臨兩太障礙，即各個LED參數(shù)的不一致性和LED的性能隨溫度的變化，這就要求在LED混色設計中必須考慮LED型號規(guī)格和溫度的補償。但是，這種補償不但算法復雜，而且還要求設計工程師具有比較專業(yè)的色彩學理論知識。目前有一種快速簡單的辦法，就是采用基于賽普拉斯(Cypress) EZ-Color控制器的LED混色設計方案。

EZ-Color控制器是針對高亮度LED混色應用的可編程片上系統(tǒng)芯片。它主要由8位微處理器、可編程模擬和數(shù)字模塊及外加硬件乘法累加器、IC、Flash、SRAM等外圍模塊所組成。利用EZ-Color控制器進行混色設計，必須借助于賽普拉斯的無代碼圖形化設計軟件—PSoC express。PSoC express是一種不必讓設計入員編寫代碼的內(nèi)嵌式系統(tǒng)設計工具。這種工具本身運行在系統(tǒng)層面上而不是設計層面上，它采用的是一種特殊函數(shù)而不是電路，而函數(shù)本身是真實存在的器件，卻傳感器、熱敏電阻或LED驅(qū)動器。

EZ-Color控制器由輸入、輸出驅(qū)動和傳遞函數(shù)關系構成，混色方案的實現(xiàn)機制如圖1所示。由圖1可知9 EZ-Color混色方案采用(y，y，Y)為輸入，輸出是RGB三色LED。三色LED 的硬件驅(qū)動采用了隨機信號強制調(diào)制(SSDM)用戶模塊。輸入(x，y，Y)按照CIE 1931色度圖的表征方法來表示EZ-Color的顏色輸入請求信息，即x，y代表色調(diào)和色飽和度，反映顏色色度信息;而y代表光通量，反映顏色的亮度信息。SSDM 用戶模塊是賽普￣拉斯的精確照度信號調(diào)制(PrISM)技術的硬件實現(xiàn)。PrISM技術是一種優(yōu)于傳統(tǒng)PWM方法的專用LED亮度調(diào)節(jié)技術，它可以有效地解決電磁干擾和低頻閃爍問題。

圖1 EZ-Color方案實現(xiàn)框圖

EZ-Color控制器與軟件PSoC express fit組合從根本上改變了企業(yè)進入 LED市場的門檻。這一解決方案不僅使操作者無須學習混色學(一門需要許多投入且本身復雜的學科)，而且無須編制熱敏電阻等元件或 LED產(chǎn)品分級的多維查找表。更為突出的優(yōu)點是，EZ-Color能夠在短短幾分鐘之內(nèi)完成這些任務。采用這項LED混色技術，無須執(zhí)行C語言編碼，困為所用語言本身就模擬了標準照明技術。新的混色方案不僅具有集成度高、成本低、靈活性太和易用性強等特點，而且還能有效地解決低頻閃爍和電磁干擾問題。