分析脉冲宽度调制(PWM)双通道输出白光LED的混合调光方法, 建立PWM与混合光源输出的光通量和色温之间变化关系的非线性数学模型。基于ZigBee无线通信模块CC2530作为双路PWM输出, 控制以SN3350为核心的LED恒流驱动电源, 完成占空比可调的暖白和冷白两路白光LED的色温和光通量混合调光控制系统设计, 并通过高精度快速光谱辐射计HAAS-2000测试系统进行测试。实验结果表明, 双路PWM能够较好地实现对LED色温和光通量的输出大小进行控制, 混合光源相关色温在3 250~15 000 K范围内连续可调。理论计算与系统控制的光通量和色温存在的相对误差分别小于1.70%和8.50%。

提出了一种LED阵列动态照明设计方法。首先, 选定LED阵列单元位置并对目标照度分布图样进行均匀采样, 建立LED阵列各单元的照度分布矩阵。然后, 构建和求解非负约束的最小二乘数学模型, 计算LED阵列各单元的非负权重分配, 使发光强度加权调制后的LED阵列在目标面内形成指定的照度分布图样。通过设计实例, 基于LED阵列分别在圆形区域和矩形区域内形成复杂的环形条纹照度分布和螺旋形照度分布图样, LED阵列仿真照度分布图样与目标照度图样之间的均方根(RMS)拟合误差小于20%, 最小RMS拟合误差小于10%。

讨论了基于LED和荧光灯光源以及有无紫外线光谱的动态光照明的分类和应用。介绍了基于荧光灯的动态光照明历史。并讨论了发光二极管技术应用于动态光照明的原因。综述了动态光照影响人体皮质醇,褪黑素,警觉性,体温和情绪的作用机理。并介绍紫外线照射的安全标准。提出了一种理想的动态光照明,此种动态光考虑显色指数,色温,光照度,光谱结构和动态变化。

针对 LED动态照明的实现问题，本文提出一种基于两通道 PWM的调光调色方法。该方法通过分析 PWM混光技术下的几何、光度、色度与电力约束条件，论证了两通道 PWM实现调光调色的确定性和局限性，建立了混合光的期望光度量、色度量与两通道占空比之间的定量计算模型。利用该方法对高、低色温两种白光 LED进行混光实验，模拟了自然光的照度和色温变化，实测值与理论值之间的平均误差分别是 15 lx和 23 K。实验结果表明，此方法可以较好地实现预期光度、色度要求的光谱。