CN110611970B

CN110611970B - 发光系统、控制装置以及控制方法

Info

Publication number: CN110611970B
Application number: CN201810706701.5A
Authority: CN
Inventors: 林正晖
Original assignee: Wistron Corp
Current assignee: Wistron Corp
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2018-07-02
Publication date: 2022-01-28
Anticipated expiration: 2038-07-02
Also published as: US10412803B1; CN110611970A; TWI672074B; TW202002717A

Abstract

一种控制装置，用于一发光二极管，该发光二极管受一电流驱动而发光，该控制装置包含一微处理器，耦接于该发光二极管，用来根据一电流设定信号，提供该电流至该发光二极管；以及一脉冲宽度调制电路，耦接于该微处理器，用来产生该电流设定信号，并根据一控制信号，调整该电流设定信号的一脉冲宽度，以调整该微处理器产生的该电流。

Description

发光系统、控制装置以及控制方法

技术领域

本发明是指一种发光系统、控制装置以及控制方法，特别涉及一种可提升发光二极管发光亮度精细度的发光系统、控制装置以及控制方法。

背景技术

在现有技术中，发光二极管是通过微处理器的控制，由微处理器产生驱动电流来驱动发光二极管进而发光。传统用于控制发光二极管的微处理器的功能较为简单，仅能简单地控制发光二极管的开启以及关闭，或是两段式地调整发光二极管的亮度。在这样的情况下，若要改变发光二极管的发光亮度，必须通过更换电阻，利用不同电阻值的电阻改变输入至发光二极管的电流大小，进而改变发光二极管的亮度。换言之，传统的控制方式无法实时或是动态地调整发光二极管的亮度。

因此，如何改善发光二极管的控制方式已成为了业界所共同努力的目标之一。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种可提升发光二极管发光亮度精细度的发光系统、控制装置以及控制方法。

本发明公开一种控制装置，用于一发光二极管，该发光二极管受一电流驱动而发光，该控制装置包含一微处理器，耦接于该发光二极管，用来根据一电流设定信号，提供该电流至该发光二极管；以及一脉冲宽度调制电路，耦接于该微处理器，用来产生该电流设定信号，并根据一控制信号，调整该电流设定信号的一脉冲宽度，以调整该微处理器产生的该电流。

本发明另公开一种控制方法，用于控制一发光二极管的一微处理器，该方法包含一脉冲宽度调制电路根据一控制信号，调整传递至该微处理器的一电流设定信号的一脉冲宽度；以及该微处理器根据该电流设定信号，提供一电流至该发光二极管。

本发明另公开一种发光系统，包含一发光二极管，受一电流驱动而发光；以及一控制装置，包含有一微处理器，耦接于该发光二极管，用来根据一电流设定信号，提供该电流至该发光二极管；以及一脉冲宽度调制电路，耦接于该微处理器，用来产生该电流设定信号，并根据一控制信号，调整该电流设定信号的一脉冲宽度，以调整该微处理器产生的该电流。

附图说明

图1为本发明实施例一发光系统的示意图。

图2为本发明实施例一流程的示意图。

图3A示出本发明实施例控制信号、电流设定信号以及电流设定信号的电流平均值的相对关系。

图3B示出本发明实施例控制信号、电流设定信号以及电流设定信号的电流平均值的相对关系。

图4为本发明实施例另一发光系统的示意图。

附图标记说明：

1、4 发光系统

10 微处理器

12 脉冲宽度调制电路

20 流程

200～206 步骤

300～310 线

44 开关

46 偏压电路

LED 发光二极管

CTRL 控制装置

I1 电流

C1、Iset 信号

P_Iset 引脚

N1 晶体管

Nset 节点

VDD 电压源

GND 接地端

R1、R2 电阻

具体实施方式

请参考图1，其为本发明实施例一发光系统1的示意图。发光系统1包含有一发光二极管LED及一控制装置CTRL。其中，控制装置CTRL用以控制发光二极管LED的运行，其包含有一微处理器10及一脉冲宽度调制电路12。微处理器10用来提供一电流I1至发光二极管LED使其发亮。值得注意的是，微处理器10提供至发光二极管LED的电流I1无法精细地调整，仅包含有开关以及两段式亮度调整的功能。因此，本发明的脉冲宽度调制电路12则根据一控制信号C1调整传递至微处理器10的电流设定信号Iset，进一步调整微处理器10提供至发光二极管LED的电流I1。其中，发光系统1可应用于不同电子系统，举例而言，发光系统1可为电子系统中的警示模块，以提供使用者相关于电子系统信息。另外，发光系统1可应用于显示器中，发光系统1可接受显示器产生的相对应控制信号C1，使发光二极管LED可根据预设的程序或是使用者指示发光，进而使显示器可显示影像。上述关于发光系统1可根据不同应用以及设计需求而调整，且本发明不以此限。

关于发光系统1的操作可以归纳为一控制流程20，如图2所示，控制流程20包括以下步骤：

步骤200：开始。

步骤202：微处理器10根据电流设定信号Iset，提供电流I1至发光二极管LED

步骤204：脉冲宽度调制电路12根据控制信号C1，调整传递至微处理器10的电流设定信号Iset的脉冲宽度，以调整微处理器10产生的电流I1。

步骤206：结束。

在本实施例中，脉冲宽度调制电路12耦接于微处理器10的电流调整引脚P_Iset，微处理器10可为一发光二极管驱动器(LED Driver)，用来根据电流调整引脚P_Iset接收的电流值来设定传递至发光二极管LED的电流I1。在步骤202中，微处理器10根据接收到的电流设定信号Iset的平均电流产生相对应的电流I1至发光二极管LED，使发光系统1可以发光。

在步骤204中，脉冲宽度调制电路12可根据控制信号C1，以调整传递至微处理器10的电流设定信号Iset的脉冲宽度。如此一来，电流设定信号Iset的脉冲宽度会因为控制信号C1指示而调制，进而改变电流设定信号Iset的平均电流值。如此一来，微处理器10可根据脉冲宽度调制电路12的不同脉冲宽度调制，接收到不同平均电流的电流设定信号Iset。通过脉冲宽度调制电路12以及微处理器10精细地调整发光二极管LED的亮度。值得注意的是，控制信号C1可为电子系统根据预设程序码所产生的相对应控制信号C1，使发光二极管LED可根据预设程序发光。或者，控制信号C1可为电子系统根据实时状况判断产生的相对应控制信号C1，使发光二极管LED可根据不同的情况以实时调整发光亮度。或者，控制信号C1可为使用者操作一输入装置产生的相对应控制信号C1，使发光二极管LED可根据使用者需求发光。只要控制信号C1可指示脉冲宽度调制电路12进行脉冲宽度调制，进而调整微处理器10产生传递至发光二极管LED的电流I1，皆属于本发明的范围。

简言之，本发明的发光系统1可以改善发光二极管LED的控制方式，通过脉冲宽度调制电路12控制微处理器10以改善驱动发光二极管LED的电流I1的精细度。另一方面，本发明利用脉冲宽度调制电路12提供电流设定信号Iset至微处理器10以调整发光二极管LED的亮度，使发光系统1可实时且动态地调整发光二极管LED的亮度。因此，本发明的发光系统1可增加微处理器10控制发光二极管LED的功能，提升使用品质且满足使用者需求。

接着，请参考第3A、3B图，第3A、3B图示出发光系统1中控制信号C1、电流设定信号Iset以及电流设定信号Iset的电流平均值的相对关系。其中，线300、302分别示出不同电压电平的控制信号C1，线304、306分别示出相对应于线300、302的电流设定信号Iset，线308、310分别示出对应于线304、306的电流设定信号Iset的电流平均值。如第3A、3B图所示，线300示出高电压电平的控制信号C1，因此，线304对应的电流设定信号Iset在一周期内的脉冲宽度比例较高，使线308对应的电流设定信号Iset的电流平均值较高。线302示出低电压电平的控制信号C1，因此，线306对应的电流设定信号Iset在一周期内的脉冲宽度比例较低，使线310对应的电流设定信号Iset的电流平均值较低。如此一来，脉冲宽度调制电路12可根据控制信号C1以精细地产生不同脉冲宽度调制的电流设定信号Iset。其中，控制信号C1并非仅限于通过电压电平的形式来指示脉冲宽度调制电路12产生电流设定信号Iset，只要控制信号C1的信号形式可被脉冲宽度调制电路12识别，以产生相对应的电流设定信号Iset即可。举例而言，控制信号C1可通过电流电平、频率调制等的信号形式来指示脉冲宽度调制电路12，皆为本发明的范围。

值得注意的是，虽然脉冲宽度调制电路12是以电流设定信号Iset的电流指示微处理器10，以调整微处理器10产生至发光二极管LED的电流I1。然而，脉冲宽度调制电路12亦可以电流设定信号Iset的电压指示微处理器10，以调整微处理器10产生至发光二极管LED的电流I1。详细而言，请参考图4，其为本发明实施例另一发光系统4的示意图。发光系统4相似于发光系统1，故相同元件沿用相同符号表示。在脉冲宽度调制电路12以电流设定信号Iset的电压指示微处理器10的情况下，发光系统4包含有一开关44以及一偏压电路46。在此实施例中，开关44为一N型金属氧化物半导体场效晶体管N1(N-Type Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，NMOSFET)，耦接于脉冲宽度调制电路12，用来根据电流设定信号Iset的电压以选择性地导通或断开微处理器10与接地端GND之间的连结，以将电流设定信号Iset的形式由电压转换为电流。偏压电路46包含有电阻R1、R2，耦接于一电压源VDD以及接地端GND之间，且电阻R1、R2之间的节点Nset耦接于微处理器10，可用来提供一起始电压Vs至微处理器10。如此一来，本发明的发光系统4可根据脉冲宽度调制电路12产生的电流设定信号Iset的电压控制开关44，进而调整微处理器10产生至发光二极管LED的电流I1。

进一步而言，N型金属氧化物半导体场效晶体管N1的漏极耦接于微处理器10、源极耦接于接地端GND、栅极耦接于脉冲宽度调制电路12。当电流设定信号Iset的电压为高电压电平时，N型金属氧化物半导体场效晶体管N1可导通其漏极以及源极之间的连结。当电流设定信号Iset的电压为低电压电平时，N型金属氧化物半导体场效晶体管N1可断开其漏极以及源极之间的连结。另外，在电流设定信号Iset为低电压电平且N型金属氧化物半导体场效晶体管N1为断开时，节点Nset的电流以及电压是浮动且电性未定义。据此，微处理器10产生至发光二极管LED的电流I1不稳定且无法控制，导致发光二极管LED异常闪烁。

因此，本发明的发光系统4利用偏压电路46提供初始电压Vs至微处理器10。在此情况下，不论N型金属氧化物半导体场效晶体管N1为导通或断开的情况下，微处理器10接收的电流皆不浮动，因此可避免发光二极管LED的异常闪烁。详细而言，偏压电路46包含有电阻R1、R2，串接于电压源VDD以及接地端GND之间。其中，电阻R1、R2可优选地选择其电阻值，使由电压源VDD流至接地端GND的静态电流为低，以降低发光系统4的功率消耗。另外，亦可调整电阻R1、R2的电阻值比例，使初始电压Vs偏压在微处理器10可接收电压的最高电平。如此一来，当N型金属氧化物半导体场效晶体管N1为断开时，微处理器10于节点Nset接收的电流可趋近于零，进而降低发光系统4的功率消耗。

需注意的是，前述实施例是用以说明本发明的概念，本领域具通常知识者当可据以做不同的修饰，而不限于此。根据不同的应用以及设计理念，本发明的脉冲宽度调制电路可以调整。举例而言，在微处理器的电流调整引脚可以根据接收的电流两段式地调整产生至发光二极管的电流情况下，本发明的脉冲宽度调制电路产生的电流电平可以进行调整，依据微处理器可识别的两段式电流电平产生不同电流电平的电流设定信号，进而增加发光二极管发光的精细度，其皆属于本发明的范围。

传统的控制装置仅能根据微处理器的功能，能控制发光二极管的开启以及关闭，或是两段式地调整发光二极管的亮度。相较之下，本发明利用脉冲宽度调制电路提供电流设定信号至微处理器以调整发光二极管的亮度，使控制装置可实时且动态地调整发光二极管LED的亮度。如此一来，本发明的控制装置可提升发光二极管亮度精细度，实时且动态地调整发光二极管的亮度。除此之外，本发明更利用偏压电路，避免发光二极管异常闪烁，增加微处理器控制发光二极管的功能，提升使用品质且满足使用者需求。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种控制装置，用于一发光二极管，该发光二极管受一电流驱动而发光，该控制装置包含：

一微处理器，耦接于该发光二极管，用来根据一电流设定信号，提供该电流至该发光二极管；以及

一脉冲宽度调制电路，耦接于该微处理器，用来产生该电流设定信号，并根据一控制信号，调整该电流设定信号的一脉冲宽度，以调整该微处理器产生的该电流，

另包含有：

一偏压电路，耦接于该微处理器，用来提供一起始电压至该微处理器的电流调整引脚。

2.如权利要求1所述的控制装置，其中该脉冲宽度调制电路是根据该控制信号调整该电流设定信号的一平均电流值。

3.如权利要求1所述的控制装置，其另包含有：

一开关，耦接于该微处理器、该脉冲宽度调制电路以及一接地端之间，用来根据该电流设定信号以导通或断开该微处理器以及该接地端之间的连结，使该微处理器根据该电流设定信号，提供该电流至该发光二极管。

4.如权利要求3所述的控制装置，其中该开关为一N型金属氧化物半导体场效晶体管，该N型金属氧化物半导体场效晶体管的一漏极耦接于该微处理器、一源极耦接于该接地端、一栅极耦接于该脉冲宽度调制电路。

5.一种控制方法，用以控制一微处理器，以控制一发光二极管，该控制方法包含：

根据一控制信号，调整传递至该微处理器的一电流设定信号的一脉冲宽度；以及

该微处理器根据该电流设定信号，提供一电流至该发光二极管，并调整该电流的大小，以调整该发光二极管的发光亮度，

其中该微处理器根据该电流设定信号，提供该电流至该发光二极管的步骤是根据该电流设定信号以导通或断开该微处理器以及接地端之间的连结，使该微处理器根据该电流设定信号，提供该电流至该发光二极管，

另包含有提供一起始电压至该微处理器。

6.如权利要求5所述的控制方法，其中根据该控制信号调整传递至该微处理器的该电流设定信号的该脉冲宽度的步骤是根据该控制信号调整该电流设定信号的一平均电流值。

7.一种发光系统，包含：

一发光二极管，受一电流驱动而发光；以及

一控制装置，包含有：

其中该控制装置另包含有：

8.如权利要求7所述的发光系统，其中该脉冲宽度调制电路是根据该控制信号调整该电流设定信号的一平均电流值。

9.如权利要求7所述的发光系统，其中该控制装置另包含有：

10.如权利要求9所述的发光系统，其中该开关为一N型金属氧化物半导体场效晶体管，该N型金属氧化物半导体场效晶体管的一漏极耦接于该微处理器、一源极耦接于该接地端、一栅极耦接于该脉冲宽度调制电路。