PWM调制下的R/G/B/WW四色LED调光调色模型：高效显色与精准控制

本文主要探讨了一种基于脉冲宽度调制（PWM）的红/绿/蓝/暖白（R/G/B/WW）四色发光二极管（LED）调光调色方法。在当前的照明技术中，多色LED灯因其色域广、能耗低等特点被广泛应用，尤其是对于动态色温控制的需求日益增长。PWM技术通过改变脉冲信号的宽度来调节LED的亮度，从而实现精细的色彩调控。 研究者首先分析了二通道和三通道PWM的工作原理，利用黑体轨迹的Chebyshev方法来模拟不同颜色LED的光谱特性。Chebyshev方法是一种数值逼近方法，能够有效捕捉LED的颜色输出与占空比之间的复杂关系。这种方法有助于准确计算出由多个LED组合产生的合成光的色坐标，即X、Y值，以及相关色温（CCT），即人眼感知的白色色调。 在设计过程中，研究人员着重于优化显色性能，通过实验确定了混合光的色坐标与占空比、相关色温与占空比之间的函数关系。他们发现，通过调整R/G/B/WW LED的占空比，可以实现相关色温在2900K至7600K的宽范围白光调节。具体到光通量为300lm的情况下，该方法表现出很高的精度，相关色温的最大相对误差仅为0.99%，而混合光的一般显色指数（CRI）的最大相对误差更是低至0.11%。然而，在光通量值在150lm到800lm的范围内，误差有所增加，但仍然保持在2.02%以内，这显示了方法的稳健性。 这项研究的成果对LED照明领域具有重要意义，因为它提供了一种实用且高效的调光调色策略，适用于多通道LED的应用。其优点在于计算方法简洁，调光精度高，而且易于在实际硬件中实现。这对于设计者来说，不仅简化了系统设计，还能确保良好的视觉效果和能源效率。因此，该模型有广泛的应用前景，尤其是在智能照明、舞台灯光和彩色显示等领域。