【技术文章】 RGB调光反馈检测系统原理

2025-11-28 10:10

前言

随着汽车内饰需求多样化、个性化，越来越多的发光元件被用于在汽车内饰照明。LED光源在内饰色彩照明中发挥了巨大的作用，LED光源不仅体积小，发光效率高，而且通过脉冲宽度调制（PWM）调光，可以实现光强和颜色可调以满足不同需求下的动态照明。PWM调光是使开光电路在远高于人眼辨识能力的频率下工作，通过改变周期和占空比来改变输出的电流平均值。相较模拟调光，PWM调光技术不仅驱动效率高，颜色稳定等优点，更为精确颜色控制提供了可能性。

在我们前期的介绍中，详细介绍过因为LED生产制造、点亮环境等诸多因素影响，会造成LED发光不稳定、颜色发生漂移和改变等。本文会介绍通过PWM方法对LED进行RGB调光的原理及RGB调光反馈系统。

PWM调光调色原理

根据色度学理论，在CIE色品图上，两种颜色混合相加后，产生的第三种颜色，总是在这两种颜色连接的直线上。如下图所示，红光和蓝光混合可以得到中间色P，根据格拉斯曼混色原理可知，P在R、B连线上的具体位置由R和B的混合比例来确定。同理，可以再利用中间色P与G混合出目标色M。所以三角形RGB内所包含的颜色都可以通过精确控制R、G、B的不同比例来达到。

使用PWM驱动的LED光源，通过改变PWM的占空比，可以实现色品坐标基本不发生变化，而线性的改变光通量的方式，实现不同颜色的调光。可以近似的认为光通量与占空比成正比函数关系，结合格拉斯曼颜色混合定律有：

并将色品坐标作为唯一的因素，通过变换，可以得的：

在PWM调光中，将上式建立的色品坐标与占空比的函数关系，作为调光调色的理论基础。

但在实际调光中，因为LED节温和光通量变化，对R、G、B色坐标影响不可忽略，这些调光中的细节都需要合理的模型提供相应的补偿。

RGB调光反馈系统

通过高精度光学探头，采集LED在不同单色点亮时的光学状态，并利用实验数据对比，计算合理的调光参数。通过LIN通讯将参数写入到MCU芯片内部，完成整个调光过程。主要过程入下：

在实际生产过程中，为了达到更好的质量品控管理，会在参数写入后，增加混色光的点亮和复测，如下图。并对复测色号与标准值进行对比，计算调光阶数。通常人眼可分辨的颜色差异的最大阶数是7阶，当调光阶数小于7阶时，人眼对颜色差异就无法分辨。

通过RGB调光反馈系统，将准确的R、G、B参数永久存入芯片，在点亮不同颜色时，MUC内部会实时计算PWM值，实现精确动态调光。经过检测系统校准后，可以将不同bin的LED最终调光色差控制在5阶以内，以满足后续总成调光一致性的需求。下图为检测系统正在读取LED颜色状态：

总结

通过RGB调光反馈检测系统，并使用优异的补偿算法，在实际生产中，兼顾生产节拍和调光精度，可将混光调光精度控制在7阶以内。并采用复测色号的生产检测模式，可有效提高产品质量，助力产品高品质发展。

针对RGB光源光色不一致的问题，上海复瞻智能科技有限公司开发了RGB调光校准系统。该设备针对RGB PCBA、LED模组等部件，通过定制化的多通道光色采集系统，实现RGB LED光色数据的准确捕捉，根据客户目标颜色配方自动生成校正系数并写入LED的驱动芯片之中，保证LED 发光部件最终出光的光色一致。另外，上海复瞻独有的温度校正功能，能够保证校正后的LED在不同工作温度下，保持光色与目标一致。

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