CN101657050B - 发光二极管增亮驱动装置 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管增亮驱动装置用以供一外部电源至一发光二极管数组，并提供一增亮控制模块以驱动发光二极管数组。增亮控制模块包含一波形产生器、一计数器、一脉冲交错控制器、一脉冲宽度调变控制器及一定电流控制器，计数器用以计数波形产生器的输出以提供三个计数值，而能分别产生一第一周期时间、一第二周期时间，脉冲交错控制器，根据第三计数值输出一偏移周期时间，脉冲宽度调变控制器，在第一周期时间内输出一高脉冲信号，在第二周期时间内输出一低脉冲信号，定电流控制器维持发光二极管增亮驱动装置的输出电流为定值。本发明在增亮效果周期转换之际加入偏移周期时间，以错开高脉冲信号同时出现的频率，达到增亮并稳压且减低电磁干扰的效果。

Description

发光二极管增亮驱动装置
技术领域
本发明涉及一种发光二极管驱动装置，尤其涉及一种发光二极管增亮驱动装置。
背景技术
发光二极管(light emitting diode，LED)使用在当今可携式产品的背光源的地位已经不可动摇。在照明领域，LED作为半导体照明最关键的部件，更是有许多的优点，如节能、环保、长寿命、免维护…等等。而LED驱动电路是LED产品的重要组成部分，无论在照明、背光源还是显示板领域，驱动电路技术架构的选择都应与具体的应用相匹配。
利用脉冲宽度调变技术(Pulse Width Modulation，PWM)做为LED亮度(又称为灰阶调光)的控制方法，利用简单的数字脉冲，反复开关LED驱动器，系统只需要提供宽、窄不同的数字式脉冲，通过开启和关闭LED来改变顺向电流导通时间以达到亮度调整效果，如此能降低亮度，又能产生数千种亮度阶数，使色彩明暗变化更细致，画质呈现也更完美。
利用脉冲宽度调变技术做为LED亮度的控制方法，其缺点容易产生电磁干扰，有时甚至会产生人耳能听见的噪声。
因此，如何设计出一种能改善现有缺失的一种发光二极管增亮驱动装置，乃为所欲行克服并加以解决的一大课题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种发光二极管增亮驱动装置，用以供应一外部电源至一发光二极管数组，并提供一增亮控制模块以驱动该发光二极管数组。为此，在一固定电流条件下，达到增亮的效果并稳压且减低电磁干扰的效果。
为了解决上述问题，本发明提供一种发光二极管增亮驱动装置，该发光二极管增亮驱动装置包括一晶体管开关、一第一过电流比较器、一第二过电流比较器、一反馈电阻及一增亮控制模块。该晶体管开关，其一源极端电性连接该发光二极管数组的一阴极端。该第一过电流比较器，其一输入端电性连接该晶体管开关的一漏极端，另一输入端电性外接一第一参考电压。该第二过电流比较器，其一输入端系电性连接该晶体管开关的该漏极端，另一输入端系电性外接一第二参考电压。该反馈电阻，其一端系电性接地，另一端系电性连接该晶体管开关的该漏极端，并该晶体管开关的该漏极端与该反馈电阻的接地端产生一反馈电压。并且，该增亮控制模块包括一波形产生器、一计数器、一脉冲交错控制器、一脉冲宽度调变控制器及一定电流控制器。该波形产生器，产生一参考波形，并该参考波形具有一操作频率。该计数器，电性连接该波形产生器，用以计数该波形产生器的输出，以提供一第一计数值、一第二计数值及一第三计数值，并该第一计数值与该第二计数值分别纪录一第一周期时间与一第二周期时间。该脉冲交错控制器，电性连接该计数器，并根据该第三计数值输出一偏移周期时间。该脉冲宽度调变控制器，电性连接该计数器与该脉冲交错控制器，并在该第一周期时间内，输出一高脉冲信号，而在该第二周期时间内，输出一低脉冲信号。该定电流控制器，其输入端分别电性连接该脉冲宽度调变控制器、该第一过电流比较器及该第二过电流比较器的输出端，其输出端电性连接该晶体管开关的栅极，用以维持该发光二极管增亮驱动装置的输出电流为定值，并控制该晶体管开关的导通与不导通的持续时间。
本发明的有益功效在于，本发明发光二极管增亮驱动装置增加脉冲宽度调变的输出振幅(为高脉冲信号)，可提高人眼感受到的亮度以达到增亮的效果，并且由错开高脉冲信号同时出现的频率，使能让输入电源中的噪声影响减到最低，而达到稳压并减低电磁干扰的效果。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明发光二极管增亮驱动装置的一较佳实施例的方块图；
图2A为增亮效果周期的示意图；及
图2B为增亮效果周期的局部示意图。
其中，附图标记
100    发光二极管增亮驱动装置
Vin    电源
10     发光二极管数组
20     晶体管开关
30     反馈电阻
40     第一过电流比较器
42     第二过电流比较器
Vr1    第一参考电压
Vr2    第二参考电压
50     增亮控制模块
502    波形产生器
504    计数器
506    脉冲交错控制器
508    脉冲宽度调变控制器
510    定电流控制器
D      占空比
Ts     偏移周期时间
T      操作周期
L1     第一增亮效果周期
L2     第二增亮效果周期
L3     第三增亮效果周期
L4     第四增亮效果周期
具体实施方式
有关本发明的技术内容及详细说明，配合附图说明如下：
请参见图1，本发明发光二极管增亮驱动装置的一较佳实施例的方块图。如图所示，该发光二极管增亮驱动装置100包括一发光二极管数组10、一晶体管开关20、一反馈电阻30、一第一过电流比较器40、一第二过电流比较器42及一增亮控制模块50。该发光二极管数组10的一阳极端连接一外部电源Vin。该晶体管开关20的一源极端电性连接该发光二极管数组10的一阴极端。该反馈电阻30其一端电性接地，另一端电性连接该晶体管开关20的漏极端，并该晶体管开关20的该漏极端与该反馈电阻30的接地端产生一反馈电压Vf，该反馈电压Vf由该反馈电阻30决定。该第一过电流比较器40其一输入端电性连接该晶体管开关20的该漏极端，另一输入端电性外接一第一参考电压Vr1，该第二过电流比较器42，其一输入端电性连接该晶体管开关20的该漏极端，另一输入端电性外接一第二参考电压Vr2。
该增亮控制模块50包括一波形产生器502、一计数器504、一脉冲交错控制器506、一脉冲宽度调变控制器508及一定电流控制器510。该波形产生器502产生一参考波形，并该参考波形具有一操作频率，其中，该参考波形可为一锯齿波或一三角波。该计数器504电性连接该波形产生器502，并用以计数该波形产生器502的输出，以提供一第一计数值、一第二计数值及一第三计数值。并且，该第一计数值与该第二计数值分别纪录一第一周期时间与一第二周期时间。该第一周期时间与该第二周期时间之和等于该操作频率的倒数(即为操作周期)。依使用的需要该第一周期时间可为该操作周期的百分之五，而该第二周期时间可为该操作周期的百分之九十五。该脉冲交错控制器506电性连接该计数器504，并根据该第三计数值输出一偏移周期时间Ts。该脉冲宽度调变控制器508，电性连接该计数器504与该脉冲交错控制器506，并在该第一周期时间内，输出一高脉冲信号，而在该第二周期时间内，输出一低脉冲信号，并且，该第一周期时间为该操作周期的占空比。该定电流控制器510其输入端电性连接该脉冲宽度调变控制器508、该第一过电流比较器40及该第二过电流比较器42的输出端，其输出端电性连接该晶体管开关20的栅极，用以维持该发光二极管增亮驱动装置100的输出电流为定值，并控制该晶体管开关20的导通与不导通的持续时间。
请参见图2A及图2B，分别为一增亮效果周期的示意图及局部示意图。Broca-Sulzer效应描述：如同接受像快门那样的瞬间闪光后，人眼感受到的亮度是实际亮度的数倍；并Talbot-Plateau效应描述：反复接受瞬间闪光后，人眼会感受到反复时间内的平均亮度。此外，要达到增亮效果，该增亮效果周期大约要持续56ms之久。因此，若该增亮控制模块的该操作频率为60Hz(16.7ms)，则意味着大约要持续4个操作周期(56ms/16.7ms＝3.4)才能达到增亮的效果。
如图2A所示，图中以4个增亮效果周期为述，其分别为第一增亮效果周期L1、第二增亮效果周期L2、第三增亮效果周期L3及第四增亮效果周期L4。此外，为要错开高脉冲信号同时出现的频率，使能让输入电源中的噪声影响减到最低，而达到稳压并减低电磁干扰的效果，故于二个增亮效果周期转换之际，后者的增亮效果周期偏移一偏移周期时间Ts，并设定该偏移周期时间Ts为该操作周期T的占空比D。
如图2B所示，在第一增亮效果周期L1期间，该高脉冲信号所出现的时间，即为该操作周期T的占空比D，并该高脉冲信号的振幅可为数倍的该低脉冲信号。若根据上述的Broca-Sulzer效应，当该高脉冲信号的振幅为该低脉冲信号的4倍，则人眼将可感受到的亮度是大约是实际亮度的10倍，如此以达到增亮的效果。
综上所述，本发明具有下列的优点：
1.增加脉冲宽度调变的输出振幅(为高脉冲信号)，可提高人眼感受到的亮度以达到增亮的效果。
2.由错开高脉冲信号同时出现的频率，使能让输入电源中的噪声影响减到最低，而达到稳压并减低电磁干扰的效果。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种发光二极管增亮驱动装置，用以供应一外部电源至一发光二极管数组的一阳极端，并驱动该发光二极管数组以增加其亮度，其特征在于，该发光二极管增亮驱动装置包括：
一晶体管开关，其一源极端电性连接该发光二极管数组的一阴极端；
一第一过电流比较器，其一输入端电性连接该晶体管开关的一漏极端，另一输入端电性外接一第一参考电压；
一第二过电流比较器，其一输入端电性连接该晶体管开关的该漏极端，另一输入端电性外接一第二参考电压；
一反馈电阻，其一端电性接地，另一端电性连接该晶体管开关的该漏极端，并该晶体管开关的该漏极端与该反馈电阻的接地端产生一反馈电压；及
一增亮控制模块，包含：
一波形产生器，产生一参考波形，并该参考波形具有一操作频率；
一计数器，电性连接该波形产生器，用以计数该波形产生器的输出，以提供一第一计数值、一第二计数值及一第三计数值，并该第一计数值与该第二计数值分别纪录一第一周期时间与一第二周期时间；
一脉冲交错控制器，电性连接该计数器，并根据该第三计数值输出一偏移周期时间；
一脉冲宽度调变控制器，电性连接该计数器与该脉冲交错控制器，并在该第一周期时间内，输出一高脉冲信号，而在该第二周期时间内，输出一低脉冲信号；及
一定电流控制器，其输入端分别电性连接该脉冲宽度调变控制器、该第一过电流比较器及该第二过电流比较器的输出端，其输出端电性连接该晶体管开关的栅极，用以维持该发光二极管增亮驱动装置的输出电流为定值，并控制该晶体管开关的导通与不导通的持续时间。
2.根据权利要求1所述的发光二极管增亮驱动装置，其特征在于，该参考波形可为一锯齿波或一三角波。
3.根据权利要求1所述的发光二极管增亮驱动装置，其特征在于，该第一周期时间与该第二周期的时间和等于该操作频率的倒数。
4.根据权利要求3所述的发光二极管增亮驱动装置，其特征在于，该第一周期时间为操作周期的百分之五，而该第二周期时间为操作周期的百分之九十五。
5.根据权利要求1所述的发光二极管增亮驱动装置，其特征在于，该反馈电压由该反馈电阻决定。
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