CN106032883A - 发光二极管光源装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光二极管光源装置及其控制方法，其中，所述发光二极管光源装置包括至少两个发光二极管串、一电源模组以及一电流分配电路。发光二极管串用以产生光束。电源模组电连接至这些发光二极管串，用以依据一第一信号来调整这些发光二极管串的亮度。电流分配电路电连接至这些发光二极管串，用以依据一第二信号来调整这些发光二极管串的色温。本发明提供的发光二极管光源装置及其控制方法，可以独立调整发光二极管光源装置的亮度和色温，具有简易良好的调控性，且能降低成本。

Description

发光二极管光源装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种光源装置及其控制方法，且特别涉及一种发光二极管光源装置及其控制方法。

背景技术

随着半导体技术的蓬勃发展，现今发光二极管(light-emitting diode，LED)已能达到高亮度输出及各种混光应用，为人类带来稳定而节能的光源。由于发光二极管兼具省电、体积小、反应时间短、寿命长等优点，即使成本高于其他传统照明光源，目前已广泛地使用在显示器与照明方面的领域。在应用方面，透过精密的混光计算，能调整发光二极管光源装置的亮度及色温表现来对应不同的使用需求。进一步而言，如何将上述的混光技术调整过程更加简易化，并且降低整体软硬体成本，实为当前研发人员研究的重要方向之一。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中普通技术人员所知道的公知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被所属技术领域中普通技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种发光二极管光源装置及其控制方法，其亮度和色温容易调节，且成本相对较低。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种发光二极管光源装置，其包括至少两个发光二极管串、一电源模组 以及一电流分配电路。发光二极管串用以产生光束。电源模组电连接至这些发光二极管串，用以依据一第一信号来调整这些发光二极管串的亮度。电流分配电路电连接至这些发光二极管串，用以依据一第二信号来调整这些发光二极管串的色温。

在本发明的一实施例中，上述电流分配电路依据第二信号来产生一第三信号。电流分配电路还依据第三信号来调整这些发光二极管串的色温。

在本发明的一实施例中，上述第二信号用以调整这些发光二极管串其中的一个发光二极管串的色温。第三信号用以调整这些发光二极管串其中的另一个发光二极管串的色温。

在本发明的一实施例中，上述第一信号、第二信号及第三信号各为一脉冲宽度调变信号。

在本发明的一实施例中，上述第一信号的占空比为D1，第二信号的占空比为D2，第三信号的占空比为D3，其中D1＝D2+D3。

在本发明的一实施例中，上述第二信号的占空比D2大于或等于第三信号的占空比D3。

在本发明的一实施例中，上述第二信号的占空比D2小于第三信号的占空比D3。

在本发明的一实施例中，上述发光二极管串包括一第一发光二极管串及一第二发光二极管串。第一发光二极管串的色温高于或等于第二发光二极管串的色温。

本发明的一实施例提出一种发光二极管光源装置的控制方法。发光二极管光源装置包括至少两个发光二极管串。所述控制方法包括：依据一第一信号来调整这些发光二极管串的亮度；以及依据一第二信号来调整这些发光二极管串的色温。第一信号及第二信号各为一脉冲宽度调变信号。第一信号的占空比为D1，第二信号的占空比为D2，第一信号的占空比D1大于第二信号的占空比D2。

在本发明的一实施例中，上述控制方法还包括：依据第二信号来产生一第三信号；以及还依据第三信号来调整这些发光二极管串的色温。

在本发明的一实施例中，上述第三信号为一脉冲宽度调变信号。

在本发明的一实施例中，上述第三信号的占空比为D3，其中 D1＝D2+D3。

在本发明的一实施例中，上述第二信号的占空比D2大于或等于第三信号的占空比D3。

在本发明的一实施例中，上述第二信号的占空比D2小于第三信号的占空比D3。

在本发明的一实施例中，上述发光二极管串包括一第一发光二极管串及一第二发光二极管串。第一发光二极管串的色温高于或等于第二发光二极管串的色温。

在本发明的一实施例中，上述第二信号用以调整这些发光二极管串其中的一个发光二极管串的色温，第三信号用以调整这些发光二极管串其中的另一个发光二极管串的色温。

基于上述，本发明的实施例可以达到下列优点或功效的至少其中之一。由于本发明的实施例的发光二极管光源装置及其控制方法，可以依据不同信号分别来调整发光二极管光源装置的亮度和色温，具简易良好的调控性。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的发光二极管光源装置的概要示意图。

图2为图1实施例的发光二极管光源装置的电流分配电路内部的概要电路图。

图3为图1实施例的用以调整发光二极管亮度及色温的信号的概要波形图。

图4示出了本发明一实施例的发光二极管光源装置的控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。 因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1是本发明一实施例的发光二极管光源装置的概要示意图。请参考图1所示，本实施例的发光二极管光源装置100包括一发光二极管串200、一电源模组110以及一电流分配电路120。发光二极管串200用以产生光束。具体而言，发光二极管串200例如至少包括一第一发光二极管串210及一第二发光二极管串220。

在本实施例中，电源模组110电连接至这些发光二极管串200。电源模组110用以依据一第一信号S1来调整发光二极管串200整体的亮度(luminance)。具体而言，电源模组110例如是一直流转直流转换器(DC/DC converter)，或是其他具有相同或相似功能的电源模组。在本实施例中，第一信号S1例如是一脉冲宽度调变(Pulse Width Modulation，PWM)信号，因此，电源模组110例如是受控于脉冲宽度调变信号的直流转直流转换器。

在本实施例中，电流分配电路120电连接至发光二极管串200，并用以依据一第二信号S2来调整这些发光二极管串200的色温(color temperature)。换句话说，本实施例的发光二极管串的亮度及色温是分别是依据不同的信号独立来调整。具体而言，在本实施例中，电流分配电路120还依据第二信号S2来产生一第三信号S3。电流分配电路120例如分别依据第二信号S2及第三信号S3来分别调整第一发光二极管串210及第二发光二极管串220的色温。

图2为图1实施例的发光二极管光源装置的电流分配电路内部的概要电路图。图3为图1实施例的用以调整发光二极管亮度及色温的信号的概要波形图。请参考图1至图3所示，在本实施例中，第一信号S1、第二信号S2及第三信号S3例如各为一脉冲宽度调变信号(PWM)。第一信号S1的占空比(Mark-Space Ratio)为D1，第二信号S2的占空比为D2，第三信号S3的占空比为D3，其中D1＝D2+D3，如图3所示。在本实施例中，电流分配电路120至少包括两个电路区块，其一例如是依据第二信号S2来产生第三信号S3的电路区块122，其二例如是分别依据第二信号S2和第三信号S3来调整第一发光二极管串210及第二发光二极管串220的色温的电路区块124。

请先参考图2。在本实施例中，电路区块122偏压在5伏特的系统电压 和接地端GND之间。并且，电路区块122接收控制信号FLT和第二信号S2以产生第三信号S3。在本实施例中，所述系统电压及第二信号S2例如是由一外部电路(未示出)提供，并且控制信号FLT例如是由电源模组110提供，但本发明并不限于此。

具体而言，在本实施例中，控制信号FLT用以控制晶体管Q5的导通状态，以协同系统电压操作，来决定晶体管Q6的工作区间。第二信号S2用以控制晶体管Q4的导通状态。当第二信号S2为高准位时，晶体管Q4会被导通，因此，第三信号S3的电压实质上会接近接地电压，为低准位状态。当第二信号S2为低准位时，晶体管Q4不导通。依据晶体管Q6的工作区间，第三信号S3的电压实质上会接近系统电压，为高准位状态。因此，由电路区块122的驱动方式可知，在本实施例中，电流分配电路120依据第二信号S2来产生第三信号S3。当第二信号S2为高准位时，第三信号S110为低准位。反之，当第二信号S2为低准位时，第三信号S3为高准位。

接着，在本实施例中，电路区块124的晶体管Q2及晶体管Q3的闸极分别用以接收第二信号S2和第三信号S3。第二信号S2和第三信号S3分别用以控制晶体管Q2及晶体管Q3的导通状态。当晶体管Q2及晶体管Q3的导通时，第一发光二极管串210及第二发光二极管串220的阴极分别经由电阻R3和电阻R4耦接至地。因此，电流分配电路120例如是依据第二信号S2和第三信号S3，分别来调整第一发光二极管串210及第二发光二极管串220的色温的电路区块124。

在本实施例中，电源模组110依据第一信号S1来提供直流电源来调整第一发光二极管串210及第二发光二极管串220整体的亮度。在本实施例中，电流分配电路120包括电源产生电路或电源转换电路，以降低发光二极管光源装置100的成本。

在本实施例中，具体而言，第一发光二极管串210及第二发光二极管串220整体的亮度可以由第一信号S1的脉冲宽度来决定。当第一信号S1的脉冲宽度愈大时，亦即第一信号S1的占空比D1愈大，第一发光二极管串210及第二发光二极管串220整体的亮度会愈亮。因此，发光二极管光源装置100是依据第一信号S1来调整第一发光二极管串210及第二发光二极管串220整体的亮度。除此之外，第一发光二极管串210与第二发光二 极管串220以一适当的占空比分配的第二信号S2与第三信号S3来驱动，从而调整两者的色温。因此，在第一发光二极管串210及第二发光二极管串220整体的亮度实质上不变的情况下，发光二极管光源装置100通过调整第二信号S2和第三信号S3的占空比的分配，以调整第一发光二极管串210及第二发光二极管串220的色温。在本实施例中，第二信号S2的占空比D2小于第三信号S3的占空比D3。在一实施例中，第二信号S2的占空比D2也可大于或等于第三信号S3的占空比D3，但本发明并不限于此。因此，在本实施例中，依据第二信号S2和第三信号S3的占空比的关系，使第一发光二极管串210的色温例如是大于、等于或小于第二发光二极管串220的色温。

图4示出了本发明一实施例的发光二极管光源装置的控制方法的步骤流程图。请参考图4所示，本实施例的控制方法例如适用于图1实施例的发光二极管光源装置100。请参考图1及图4，在步骤S400中，依据第一信号S1来调整第一发光二极管串210及第二发光二极管串220的亮度。接着，在步骤S410中，依据第二信号S2来产生第三信号S3。之后，在步骤S420中，分别依据第二信号S2及第三信号S3来调整第一发光二极管串210及第二发光二极管串220的色温。在本实施例中，步骤S400至步骤S420的顺序仅用以例示说明，本发明并不限于此。在一实施例中，依据实际设计需求，调整色温的步骤可在调整亮度的步骤之前或同时执行。

另外，本实施例的发光二极管光源装置的控制方法可以由图1至图3实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点。本发明的实施例的发光二极管光源装置及其控制方法，可以独立调整发光二极管光源装置的亮度和色温，具有简易良好的调控性。另外，由于本发明的实施例采用一个电源模组即可调整发光二极管光源装置的亮度和色温，因此能降低成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修改，皆仍属于本发明专利涵盖的范围。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅 是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

【符号说明】

100：发光二极管光源装置

110：电源模组

120：电流分配电路

200：发光二极管串

210：第一发光二极管串

220：第二发光二极管串

S1：第一信号

S2：第二信号

S3：第三信号

R3、R4、R5、R6、R7：电阻

Q2、Q3、Q4、Q5、Q6：晶体管

FLT：控制信号

S400、S410、S420：发光二极管光源装置的控制方法的步骤。

Claims (16)

1.一种发光二极管光源装置，包括：

至少两个发光二极管串，用以产生光束；

一电源模组，电连接至所述至少两个发光二极管串，用以依据一第一信号来调整所述至少两个发光二极管串的亮度；以及

一电流分配电路，电连接至所述至少两个发光二极管串，用以依据一第二信号来调整所述至少两个发光二极管串的色温。

2.如权利要求1所述的发光二极管光源装置，其特征在于，所述电流分配电路依据所述第二信号来产生一第三信号，以及所述电流分配电路还依据所述第三信号来调整所述至少两个发光二极管串的色温。

3.如权利要求2所述的发光二极管光源装置，其特征在于，所述第二信号用以调整所述至少两个发光二极管串其中的一个发光二极管串的色温，所述第三信号用以调整所述至少两个发光二极管串其中的另一个发光二极管串的色温。

4.如权利要求2所述的发光二极管光源装置，其特征在于，所述第一信号、所述第二信号及所述第三信号各为一脉冲宽度调变信号。

5.如权利要求4所述的发光二极管光源装置，其特征在于，所述第一信号的占空比为D1，所述第二信号的占空比为D2，所述第三信号的占空比为D3，其中D1＝D2+D3。

6.如权利要求5所述的发光二极管光源装置，其特征在于，所述第二信号的占空比D2大于或等于所述第三信号的占空比D3。

7.如权利要求5所述的发光二极管光源装置，其特征在于，所述第二信号的占空比D2小于所述第三信号的占空比D3。

8.如权利要求1所述的发光二极管光源装置，其特征在于，所述至少两个发光二极管串包括一第一发光二极管串及一第二发光二极管串，所述第一发光二极管串的色温高于或等于所述第二发光二极管串的色温。

9.一种发光二极管光源装置的控制方法，其特征在于，所述发光二极管光源装置包括至少两个发光二极管串，所述控制方法包括：

依据一第一信号来调整所述至少两个发光二极管串的亮度；以及

依据一第二信号来调整所述至少两个发光二极管串的色温，

其中所述第一信号及所述第二信号各为一脉冲宽度调变信号，以及所述第一信号的占空比为D1，所述第二信号的占空比为D2，所述第一信号的占空比D1大于所述第二信号的占空比D2。

10.如权利要求9所述的控制方法，还包括：

依据所述第二信号来产生一第三信号；以及

还依据所述第三信号来调整所述至少两个发光二极管串的色温。

11.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述第三信号为一脉冲宽度调变信号。

12.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述第三信号的占空比为D3，其中D1＝D2+D3。

13.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述第二信号的占空比D2大于或等于所述第三信号的占空比D3。

14.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述第二信号的占空比D2小于所述第三信号的占空比D3。

15.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述至少两个发光二极管串包括一第一发光二极管串及一第二发光二极管串，所述第一发光二极管串的色温高于或等于所述第二发光二极管串的色温。

16.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述第二信号用以调整所述至少两个发光二极管串其中的一个发光二极管串的色温，所述第三信号用以调整所述至少两个发光二极管串其中的另一个发光二极管串的色温。