基于Cypress的EZ-Color控制器的高亮LED照明混色方案

2011-07-08 14:31:52来源: 互联网
    引言 

  随着半导体照明行业日异更新的步伐,具有寿命长,能耗低,应用灵活,环保无害等众多优点的高亮LED正在孕育一场新的产业革命—照明革命,使我们的生活与工作环境魅力四射,绚丽多彩。不过,由于LED
     LED

  LED(Light Emitting Diode)即发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED 的心脏是一个半导体的晶片,当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子和空穴就会被推向量子阱,在量子阱内电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量。能完成数十种不同的工作,并且在各种设备中都能找到它们的身影。例如它们可以组成电子钟表 表盘上的数字,从遥控器 传输信息,为手表表盘照明并在设备开启时向您发出提示。 如果将它们集结在一起,可以组成超大电视屏幕上的图像,或是用于点亮交通信号灯。

     本身属于半导体器件的特性,使得LED照明设计时需面临两大挑战——同种颜色的LED具有多种型号规格以及LED的性能随温度而降低的特性。这就要求照明工程师在进行LED照明混色设计时,必须做LED型号规格和温度补偿的考虑。LED型号规格和温度补偿算法设计不但算法复杂,而且还要求照明工程师有比较专业的色彩学理论知识。这使得很多照明设计工程师在设计生产时采用指定型号规格的LED的方法来回避复杂的LED型号规格补偿算法设计。但是这会给整个系统带来成本的增加,因为LED供应商通常会多收10%的指定费。为了帮助广大的照明设计工程师解决LED混色设计的挑战,本文介绍了一种基于赛普拉斯的EZ-Color控制器不需要指定LED型号规格,而且能快速简单完成一个性能优良的高亮LED照明混色设计方案。

  EZ-Color控制器

  EZ-Color控制器是Cypress生产的专门针对高亮LED照明混色应用的可编程片上系统芯片。它主要由8位微处理器,可编程模拟模块和数字模块,外加硬件乘法累加器,I2C,Flash, SRAM等周边外围模块组成,如图1所示。

 

  图1:EZ-Color控制器的功能框图

  因此,EZ-Color控制器除了能实现一般LED混色系统的计算控制功能之外,还可通过可编程模拟和数字模块根据混色系统的具体要求灵活地实现所需的模拟与数字外围功能。例如,可以通过内部集成了16个可编程数字模块的EZ-Color控制器CY8CLED16实现多至16路LED控制通道的LED照明混色系统,也可以设计成32位分辨率的4路LED控制通道的照明混色系统。为了方便用户简单而快速地实现高亮LED混色设计,Cypress基于EZ-Color控制器和无代码设计软件构建了三色LED混色模块。这个混色模块将PSoC内部寄存器的配置,可编程模块的内部连线,包含LED型号规格和温度补偿算法软件都已设计好了。当用户需要设计照明混色系统,只需像windows操作一样将三色LED混色驱动选中后拖放到PSoC express的设计区里,所有的照明混色软件都将自动生成。

  高亮LED照明混色方案的实现

  基于PSoC express的混色方案实现机制

  EZ-Color高亮LED照明混色设计是基于赛普拉斯的无代码图形化设计软件—PSoC express实现的。当用户要完成某个系统的设计时,只需进行简单地操作即可,第一步是输入,输出驱动的选择;第二步是定义输出与输入的行为关系或传递函数关系。EZ-Color混色方案也不例外,也是由输入,输出驱动和传递函数关系构成,如图2所示。

  图2:EZ-Color方案实现机制图

  从上面的实现机制图可以看到,EZ-Color的LED混色方案是采用(x,y,Y)表示输入,输出是RGB三色LED,其中三色LED 的硬件驱动采用了SSDM(随机信号强度调制)用户模块。输入的(x,y,Y)是按照CIE 1931色度图的表征方法来表示EZ-Color的颜色输入请求信息,即x,y代表色调和色饱和度,反映颜色的色度信息,而Y代表光通量,反映颜色的亮度信息。SSDM用户模块是赛普拉斯的PrISM(精确照信号强度调制)技术的硬件实现。PrISM技术是赛普拉斯专有的LED亮度调节技术,它可有效地解决电磁干扰和低频闪烁问题。

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关键字:EZ-Color控制器  LED照明

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2011/0708/article_2310.html
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