LED光源的DLP控制系统应用研究

沈廷钧

【摘 要】LED的优点表现色域比较宽、使用时间长、绿色环保并且可实现快速开关， LED已成为当前大力发展的新型发光系统。其中微显示技术是它的基础，DLP技术市场有很大的发展前景。DLP光机系统中的关键问题是如何更加有效、精准、动态地控制LED时序发光，并且保证实现其他既定的条件。

【关键词】LED，DLP；SPI接口控制，控制电路

【中图分类号】O213.1【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0383-01

前言

对于LED结构，优化散热方式，能大大提高 LED的单管功率和单位瓦数输出光通量，结合本身具有的那些显著优点，LED逐渐为市场所接纳。但国内和国际对LED光源的开发处于基本的研究阶段，目前还没有出现以LED光源背投电视驱动电路的产品。可见，良好的开发DLP背投电视的LED光源照明系统在现在的市场上有很大的发展空间，同时在一定程度上可促进我国自主知识产权的研究。

1.LED光源的DLP控制系统研究现状

目前，国内外的很多厂家使用德州仪器的DSP部件在实时处理系统信息时运用LED技术的DLP产品，在温度确定的情况下一定程度的提高DLP控制系统的稳定性、亮度和可靠性。LED技术可与DLP技术实现快速的有机结合，DMD和LED的高速性能，可实现色彩的随意排列，并能加深图像的颜色，增加亮度，使整体效果得到提高。LEP的快速交换技术，利用单个的DMD设备可达到多重色彩配置的要求，提高系统的灵活性。LED需要将光从DMD镜面准确而反射出去不需要极化过程。光线利用率极高，能大大减少发热，并且使亮度最大化效率也能达最大程度。

2.LED光源的系统结构和SPI接口控制

FPGA控制处理、色度监控、温度监控、LED驱动模块及电压电流监控构成了LED驱动的五个系统。将使R、G、B三个LED的驱动控制成为现实，避免了LED出现温度过高、色域变化大、电流电压不稳定所造成的系统关闭和系统恢复时不必要的调整。（见图1）

通信或者交换信息是在串行方式下完成的。其中同步串行外设的接口spl（serialperipheralBus）总线，能使master（主控器）与多个slave（受控器）连接。前端FORMATER与后端驱动电路的连接是在SPI串行的总线接口的作用下实现连接的，master（DDP302l）以SPI信号线为基点，进行LED电流信息的接受和传送，处理后的电流信息以数据形式发到DA控制模块。通过对其电流电压的实时监控，可以避免LED异常工作，转换后的数据传经过A/D系统的处理最终传输给FPGA。FPGA是电压电流的处理模块，它可以检测出超出负荷的电压和电流，并进行合理的处置。颜色的色点会受到色移的影响，而且对其他系统也在一定程度上收到色移的影响。色度传感器对LED的输出波长变化实时监测，并能及时反馈，之后通过刀D将转换后的数字信号及时传送给FPGA。

3.LED光源监控电路的设计

为了确保LED在其额定的电流和电压下工作正常，对电压和电流进行实时监控是十分必要的。照明系统的温度会随着运行时间的增加而增高，同时，LED的性能会受到其影响，出现主波长变化和光通量减小的现象。因此，实施相应的处理措施避免该现象是很有必要性的。一些方法可一定程度额避免这种现象，例如尽快关闭系统或换相对更高亮度水平的现色点，在主波增长的同时对每个LED的亮度值进行重新精确的计算，以确保温度升高对其产生的不良影响，使其实现目标色点化。

近几年来，随着科学技术的不断进步逐渐出现了关于显色域标准的相关规定，本文所研制以LED光源为基础的DLP投影显示器是一种扩色域的显示器。若想使图像信息准确显示出来，就必须对此进行动态LED发光色域调整并在此基础上满足队L制式的显示标准。

3.1 LED光源热度监控管理系统的设计

控制LED发光性能和稳定性的关键是控制LED晶粒的热稳定性。针对于将光能集中到小型显示设备及其他各种应用，超出系统光学径角的各种光都是无法使用的，严重的可造成温度的增加和系统能源的浪费。为了避免此现象，将系统的光学径角和光的发散形状结构有机结合，将热从晶粒中扩散出去，提高热效率。这已成为了LED的产生和可用性的必然选择。

色移是高温带来的另一个影响。PN链接伴随着温度变化，这对其输出的波长会造成10nnl以上的偏移。该影响会作用到整个系统的白点（白点是其他颜色混合而成的），而且会影响该颜色的色点。为了从根本上解决色移的问题，LED需要保持一个较低的运行功率，另一方面系统需要具有极高的热稳定性。

3.2 LED色度监控电路的设计

电脑显示器、电视、投影机构成了彩色显示器的主要应用成分，一般情况下，一个重要的考察指标是显示强度，通常采用显示器三基色的色品坐标在色品图上构成的三角形面积来进行描述的。

随着社会的进步，科技的发展，近几年来，有些产品在显色域上逐渐超出了有关标准的指标。在本文当中，DLP依靠LED光源的投影显示器实则是具有较广色域的显示器。大多数显示器采用LED光源进行大出队L制式的色域。其中，显示器主要有俩种工作方式即有时序显示和三基色同时显示。显示是将三种基色在给定的要求下的有效投影并显示，经过合理的彩色图像合成在最后出现在屏幕上。另一种则是时序显示，这种情况是将二基色图像按照时间的前后分别显示在屏幕上，利用了人眼生理上的视觉暂留特性，合成彩色完美的图像。

结论

DLP是一种新型技术，利用光学半导体现象产生数字式多光源显示，具有独立首创的特点。另外，它吸收了LED照明技术的优点，其显示的优良性能在一定程度上已经能和灯泡的系统相比较。通过对新一代亮度LED技术的研究，结合有效的检查反馈系统，利用LED照明已成为DLP高清电视在现阶段的优先选择，这是目前该技术的核心成分。

参考文献

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