舞台灯LED并联调光设计与实现

舞台灯LED并联调光设计与实现

林石光

（广州市东进软件开发有限公司广东广州511450）

摘要：LED光源是舞台灯架构中重要组成部分，调光直接影响舞台演出效果，随着舞台灯行业的快速发展，舞台艺术不断创新，观众对舞台灯效果要求越来越明确，对LED调光线性度、顺滑度也提出更高的水准，同时，这也是对提升IC调光电路稳定性、综合成效以及总体水平提出更严格的要求与目标。

关键词：舞台灯；LED；并联调光；顺滑度；稳定

DesignandimplementationofLEDparalleldimmingforstagelamp

LINSHIGUANG

GuangzhouDongJinSoftwareDevelopmentCo.，Ltd.，Guangzhou，Guangdong511450

[Abstract]LEDlightsourceisanimportantpartofthestagelampstructure.Lightmodulationdirectlyaffectstheperformanceofstageperformance.Withtherapiddevelopmentofthestagelampindustry，thestageartisconstantlyinnovating.Theaudienceismoreandmoreexplicitontheperformanceofthestagelamp.ItalsoraisesahigherlevelforthelightintensityandsmoothnessoftheLED.Atthesametime，thisisalsothesame.ImprovethestabilityofICdimmingcircuit，theoveralleffectivenessandtheoveralllevelofmorestringentrequirementsandobjectives.

[Keywords]stagelights；LED；paralleldimming；smoothness；stability

1.前言

随着社会的不断发展，舞台灯光行业可谓是日新月异，各种新的技术日益增长，越来越多的新技术运用到舞台灯技术上面，想客户所想，供客户所需，不断创新，更好地为客户提供最实用的技术以及最快捷的控制方式。LED光源具有高效节能、环保、寿命长、亮度高，可控性好。舞台灯调光通常分为两种：一种是机械调光，用机械结构遮挡控制灯具光通量从而达到调光的效果，多用于气泡灯调光；另外一种是PWM线性调光，通过PWM对MOS管（金属氧化物半导体场效应晶体管）控制输出，进而控制调光效果。LED调光一般都是接收DMX512调光信号后，经过处理后，转换成输出调节PWM占空比信号，达到控制LED亮度的目的，方法简单可靠、直接稳定，但是，也有缺陷，容易出现非线性，不顺滑，反应迟钝等问题，若对调光有较高的要求，传统的调光电路不能完全满足舞台灯的要求。

2.调光在舞台艺术的重要作用

剧组经常通过把控灯光效果来衬托电影，逼真地描绘剧情背景环境，历史重现，拍摄出越来越多受欢迎的优秀作品。当然，现在也有很多背景是可以通过后期特效添加上去，但是，特效终究只是特效，不能代替灯光衬托出来的环境效果。

调光的好坏直接影响舞台效果，特别是电视台、影棚、剧院，最令人印象深刻的是，话剧院背景灯光，经常是可以通过调光来控制，最为简单的是，人物出场，舞台上照明灯光慢慢变亮，追光灯紧追着主人公出场，期间，可以控制灯光的颜色来衬托演出效果，演出结束后，舞台灯光慢慢变暗，直到谢幕。所有的效果都是通过控制灯光来实现，无需过多的人力物力，只需要灯光师控制舞台灯光即可。

3.传统的舞台灯调光电路缺陷

根据人类视觉特点，目前，我们的调光电路最主要的难点在于低亮度调光跳变，也就是调光不顺滑。这种现象主要是电路电气特性引起的必然缺陷，尽管单片机CPU输出的PWM是顺滑的，但是，由于电感的特性是不能突变，高低电平之间不能直接切换，有一定的延时，不能及时响应，延时这部分就是造成调光不顺滑的主要原因。所以，要消除调光不顺滑的现象，必须用电路削除这部分波形。

4.并联调光设计方案

4.1硬件设计示意图

图1硬件设计示意图

如上图所示，并联调光设计方案电路分成两部分：LED驱动电路部分和并联调光电路部分。传统的LED调光一般只有LED驱动电路部分，并没有并联调光电路部分。

4.2工作原理描述

LED驱动电路过程，CPU产生PWM后，经过LED驱动后，然后直接在LED两端产生电压，驱动LED亮灭，后续命名为1号电路；

并联调光电路过程，CPU产生PWM后，经过反相器，把PWM波形反相，经过MOS驱动，控制并联调光MOS，控制LED，后续命名为2号电路；

因为两个电路是同一个PWM输出，其中有一个经过反相器，所以，A点与B点波形也是反相详见图2PWM与PWM反相波形对比图。

当PWM处于高电平，即A点处于高电平，驱动LED亮，B点处于低电平，并联调光MOS处于关断状态；当PWM处在低电平，即A点是低电平，驱动LED灭，但是，由于电感不能瞬间突变，电流会缓慢下降，不能迅速把电平拉低，此时，B点高电平，打开并联调光MOS，迅速地把电平短路，直接拉低，这样就看不到调光不顺滑的过程，也是该设计的核心部分详见图3传统调光与并联调光对比图。

图2PWM与PWM反相波形对比图图3传统调光与并联调光对比图

5.结束语

本文揭示了传统的调光电路与并联调光电路的区别，传统调光电路存在低亮度调光不顺滑，存在跳变的现象，针对这些缺陷，探索出新的控制方法——并联调光法，恰好有效地解决这个问题，并且具有可操作性强、易于实现、兼容性好等特点。该调光电路的运用，大大地提高调光的线性度，特别是在低亮度尤为明显，这为提高舞台灯调光效果作出了重大贡献，对舞台艺术演出成效影响深远，具有划时代历史的重要意义，促进舞台灯光行业快速、稳定发展。

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