[发明专利]一种基于FPGA的LED调光电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED调光电路，尤其是指FPGA应用于大功率LED舞台灯的调光电路。

背景技术

现有舞台灯光光源主要以卤素灯，气体放电灯为主，随着LED技术的发展，LED光源的光效越来越高，单颗LED封装功率越来越大，大功率LED光源应用于舞台灯光已成为一种趋势。由于舞台灯光设备需要接受各种直播设备的视频拍摄、声音录制，因此对灯具的调光频率、调光噪音、调光平滑度要求均比较高。一般的大功率LED调光电路已由于其调光频率较低无法满足要求，因此无法解决舞台灯光中的高清摄像抖动、调光时驱动电路的噪音、低亮度调光不平滑等问题。

发明内容

本发明提供一种的基于FPGA的LED调光电路可防止舞台灯光高清摄像抖动，使得低亮度调光平滑，消除调光噪音。

本发明提供的一种基于FPGA的LED调光电路，包括MCU单元、FPGA单元以及驱动单元；

所述MCU单元，用于根据用户第一指令从DMX中获取信号，并根据公式B＝D*Bmax计算所述D值，其中所述B为LED实际亮度，所述Bmax为LED峰值亮度，所述D为PWM调光电路的占空比；

所述FPGA单元，用于根据公式D＝D＝N/2^k，其中所述N为整数，0≤N≤2^k，K为PWM调光电路的位宽；再根据公式Fdim＝Fsw/2^K，计算所述Fsw值，其中所述Fsw为PWM时钟频率，Fdim为调光频率；

所述驱动单元，用于驱动大功率LED光源点亮。

本发明通过将FPGA应用于LED调光电路，主要是指PWM调光电路，根据上述公式加大了PWM电路的位宽，使的调光曲线更光滑；增大了LED调光电路的调光频率，因此可使人眼视觉上感觉光学平稳度高，因此解决高清摄像抖动、调光时驱动电路的噪音的问题，解决低亮度调光不平滑的问题。

附图说明

附图1为本发明基于FPGA的LED调光电路的结构框图；

附图2为本发明基于FPGA的LED调光电路的FPGA单元的电路结构图。

具体实施方式

舞台灯光由于需要接受各种直播设备的视频拍摄，声音录制，对灯具的调光频率、调光噪音以及调光平滑度要求都很高，而一般的LED舞台灯光的PWM调光电路难以满足要求。

请参见附图1为本发明基于FPGA的LED调光电路的流程图，包括MCU单元、FPGA单元以及驱动单元；包括以下步骤，所述MCU单元，用于根据用户第一指令从DMX中获取信号，并根据公式B＝D*Bmax(1)计算所述D值，其中所述B为LED实际亮度，所述Bmax为LED峰值亮度，所述D为PWM调光电路的占空比(步骤1)；所述FPGA单元，用于根据公式D＝N/2^k(2)，其中所述N为整数，0≤N≤2^k，K为PWM调光电路的位宽；再根据公式Fdim＝Fsw/2^K(3)，计算所述Fsw值，其中所述Fsw为PWM时钟频率(步骤2)；所述驱动单元，用于用于驱动大功率LED光源点亮(步骤3)。

在舞台灯光的调光中，灯具所接收的都为DMX512信号；MCU在开机系统初始化后，根据用户第一指令从DMX中获取信号，并判断数据是否发生变化，若数据发生变化，则将接收到的数据进行处理，转换为调光的8位数据，具体的，在执行步骤1时，在此同时介绍PWM调光，首先解释脉冲宽度调制(PWM)是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的。而在PWM调光中，LED正向电流以受控的占空比D进行开或关，以达到想要的亮度B；LED的亮度B与占空比D成比例。设定MCU接收到的DMX数值为n(为整数)，光输出亮度为B，最大光输出为Bmax。所述MCU单元，用于根据用户第一指令从DMX中获取信号，并根据公式B＝D*Bmax(1)计算所述D值，其中所述B为LED实际亮度，所述Bmax为LED峰值亮度，所述D为PWM调光电路的占空比。

在执行步骤2时，所述FPGA单元，用于根据公式D＝N/2^k(2)，计算所述K值，其中N为整数，0≤N≤2^k，K为PWM调光电路的位宽；再根据公式Fdim＝Fsw/2^K

(3)，计算所述Fsw值，其中所述Fsw为PWM时钟频率；

一般而言，人眼能感到比较平稳的调光频率约为大于100HZ；