CN201188708Y - 具有多重调变模式的发光二极管驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有多重调变模式的发光二极管驱动电路，用以控制一能量转换单元(inverter)进行能源转换驱动至少一发光二极管，该调变模式是通过一包含导通时间(T_ON)与待命时间(T_SB)的时序控制信号而调变，其特征在于该调变模式在该待命时间之中加入一种不同幅变的调控能量，该导通时间(T_ON)与待命时间(T_SB)的起始与结束区间还包括有一时序控制信号的缓升区间和时序控制信号的缓降区间；利用两种或两种以上的混合周期，调变出具有高可靠性及宽广动态范围的调变模式，并确保能量转换单元及后端驱动的发光二极管更有效的工作在可靠的特性范围内，以改善已知电路中因激励动态比率高达无穷大而使发光二极管群老化加速的问题。

Description

具有多重调变模式的发光二极管驱动电路

技术领域

本实用新型涉及一种具有多重调变模式的发光二极管驱动电路，特别是指一种调变驱动电力能量位准与周期的发光二极管驱动电路。

背景技术

以往的电源调整控制(如调光控制Dimming Control)是采用时间周期的开-断间隔(ON-OFF Interval)调控方法，通过调变ON-OFF周期(T_ON，T_OFF)的比率，而得到不同的输出能量(如图1所示)，此即为最常利用的burst mode驱动方式。此种方式中所得到的激励动态比率(Excitation Dynamical Ratio，EDR)定义如下(式1)：

而传统的激励动态比率为 $\frac{E_1}{E2\≈0}\⇒\∞.$

上述算式所得到的激励动态比率高达无穷大(其含意可通过下述例子说明其影响，例如，弯折一铁线呈90°，再拉平，再折90°，多次后，该铁线将被折断。如果铁线只弯折10°，则铁线将要比90°要弯折更多次数，才可能把铁线弄断)。这种传统的电源控制方法对于发光二极管群的操作寿命，确有很大的影响，致使激励动态比率过大，使得发光二极管群长期在两个极端操作条件下，因而造成发光二极管群老化加速结果。

实用新型内容

本实用新型的主要目的，在解决上述传统缺陷，避免缺失存在，本实用新型利用在导通期间(T_ON)，加入一波幅渐变的调控能量，用以控制一能量转换单元(inverter)进行能源转换，可以避免激励动态比率过大，使得能量转换单元及发光二极管都能被完全有效的控制，进而改善发光二极管快速老化的问题。

为实现上述的目的，本实用新型揭露一种具有多重调变模式的发光二极管驱动电路，用以控制一能量转换单元(inverter)进行能源转换驱动至少一发光二极管，该调变模式是通过一包含导通时间(T_ON)与待命时间(T_SB)的时序控制信号而调变，其特征在于该调变模式在该待命时间之中加入一种不同幅变的调控能量，该导通时间(T_ON)与待命时间(T_SB)的起始与结束区间还包括有一时序控制信号的缓升区间和时序控制信号的缓降区间；利用两种或两种以上的混合周期，调变出具有高可靠性及宽广动态范围的调变模式，并确保能量转换单元及后端驱动的发光二极管更有效的工作在可靠的特性范围内。

综上所述，本实用新型具有以下的优点：

1.调变模式具有高可靠性及宽广动态范围。

2.发光二极管工作在可靠的特性范围内。

附图说明

图1为已知电源调整控制电路的输出波形图。

图2为实现本实用新型的电路方块图。

图3～图7是为本实用新型的数种优选实施例，显示了数种含有不同调变模式的时序控制信号的波形图。

具体实施方式

有关本实用新型的详细内容及技术说明，配合图式说明如下：

本实用新型是提出一种具有多重调变模式的发光二极管驱动电路，用以控制一能量转换单元(inverter)进行能源转换驱动至少一发光二极管，请参阅图2，该图为实现本实用新型架构方块图，本实用新型的驱动电路至少具有一电力来源1、一能量比率合成控制单元2、一切换单元3、一能量转换单元4以及一发光二极管群5，其中该电力来源1提供工作所需的电力，而该能量比率合成控制单元2取得一个总能量控制信号6(例如由10％调整至100％)，并依据该总能量控制信号6产生一个包含有导通时间T_ON(ON-Time)与待命时间T_SB(Standby-Time)时序控制信号T_ON/T_SB(其中T_ON与T_SB及T_S的总合即为图1所示的T_total，T_total为两个时序间的距离)，并以该时序控制信号T_ON/T_SB致动该切换单元3以调节导通至该能量转换单元4的电力，令该能量转换单元4产生方波状的直流驱动电力以驱动该发光二极管群5，其中，上述的时序控制信号T_ON/T_SB，是利用该能量比率合成控制单元2依据其输入端输入的一总能量控制信号6而产生；而其特征是在于本实用新型的能量比率合成控制单元2驱动该切换单元3在该待命时间T_SB之中加入一种波幅渐变的调控能量，以得到一个新的激励动态比率(Excitation DynamicalRatio)，该导通时间T_ON与待命时间T_SB的起始与结束区间还包括有该时序控制信号T_ON/T_SB的一缓升区间以及该时序控制信号T_ON/T_SB的一缓降区间；利用两种或两种以上的混合周期，调变出具有高可靠性及宽广动态范围的调变模式，对于某些特定性质的能量转换单元4(power transfer component)，可以有效的控制，并确保该能量转换单元4及后端驱动的发光二极管群5更有效的工作在可靠的特性范围内；图2的一实施例波形可见于图3，因为待命时间T_SB仍然维持有一能量强度不为0的能量强度(E₂)，而可以提供一种待命模式的功能(Standby Mode Function)因而大大改善了已知发光二极管驱动电路的调控范围，并且使得该能量转换单元4的整体动作被维持着而未完全停止运作，因此可听闻的杂音也被抑止了，而导通时间T_ON及待命时间T_SB各提供不同的能量强度，也使得发光二极管群5可以获得有效的激励，使得能量转换单元4及发光二极管群5都能被完全有效的控制，当要改变输出能量波幅时，即改变该时序控制信号T_ON/T_SB的工作周宽(Duty Width)，该时序控制信号T_ON/T_SB的频率不变，因此具有带通性质的能量转换单元4，将可工作在最佳效率点，改变该工作周宽进而改变了的该能量转换单元4输出至该发光二极管群5的电压，而得到调控(Regulation Controling)的功能，使得产品更加的可靠有效率。

其优选的实施例之一是采用定频、调整周宽(Duty Width)的方式加以实现，换句话说就是不改变频率，而是改变工作周宽(即导通时间T_ON及待命时间T_SB的长度)，由于频率固定(f_ON＝f_SB)，因此具有带通性质的能量转换单元4，仍然可以在最佳效率点(通常是指在一优选的频率范围)运作，至于周宽的改变，该能量转换单元4得输出一个波幅较小的方波电压，因而改变了驱动该发光二极管群5的电压，而得到调控(Regulation Controling)的功能。同理，导通时间T_ON及待命时间T_SB亦可以采用调频(f_ON≠f_SB)、固定周宽(见图3)，或是采用调频及调整周宽的方式加以实现。

而在另一优选的实施例中，本实用新型还在待命时间T_SB之中插入一个能量强度为0的停止时间T_S(停止时间T_S的能量强度E_S＝0)，由此实现一种多重调变模式的可变控制的周期组合，也可以达到相同的效果(见图4)。

再请参阅图5，是为图3的另一种变化实施例，主要是在导通时间T_ON的起始与结束区间提供一缓升区间T_ON-up和缓降区间T_ON-down，主要是用以改善能量强度E₁/E₂的过渡期(其中，E₁为导通时间的能量强度，E₂为非导通时间的能量强度)，以防止能量强度E₁/E₂的激励动态比率过大。同理，亦可以图4为基础在导通时间T_ON及待命时间T_SB的起始与结束区间分别提供一缓升区间T_ON-up、T_SB-up和缓降区间T_ON-down、T_SB-down(见图6)。

另外，如图7所示，是为另一种优选的实施例，其主要是在停止时间T_s的前后的待命时间T_SB，利用一缓降区间T_SB-down和缓升区间T_SB-up，以改善能量强度E₁/E₂的过渡期，以防止能量强度E₁/E₂的激励动态比率过大。

由上述可知本实用新型因于停止时间T_S加入一不同幅变的调控能量E₂后，使得新的激励动态比率 $\left(\mathrm{EDR}\right)=\frac{E_1}{E_2}<<\&infin;,$ 而总能量则为 $\frac{E_1\&times;T_{\mathrm{ON}}+E_2\&times;T_{\mathrm{SB}}}{\mathrm{Ttotal}}=\frac{E_1\&times;T_{\mathrm{ON}}}{\mathrm{Ttatal}}$

(其中T_total为两个时序间的距离)。

因为传送到该发光二极管群5的能量是相同，所以可以获得电源调整控制的功能。但激励动态比率和原来无穷大相比较后，已有大比例的降低，使得该发光二极管群5的快速老化情形得以改善。

另外，本实用新型可以保持原有的尖峰动态能量，及同时可调整总能量，因此能量调整动态范围更为扩大，而又不损及发光二极管群5的操作使用寿命(其中，T_ON/T_SB内的控制信号方式，可以是定频、调宽度或调频、固定宽度，或两者同时变动)。

请参阅图5，是为本实用新型的延伸缓冲界面控制时序示意图。如图所示：含有缓降区间T_ON-down及缓升区间T_ON-up波形变化，可为定频、变频、定周宽或可变周宽，主要是改善E₁/E₂的过渡期，以防止E₁/E₂激励动态比率过大。而在两个时序间的距离T_total(BurstPeriod)内的总能量可以由下式计算得知。

(其中，T_ON/T_SB则是用来作能量分配比例的时间，且E_(TFI)×T_FI+E_(TRI)×T_RI是用于代表缓升区间T_ON-up、T_SB-up和缓降区间T_ON-down、T_SB-down的能量。)

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本实用新型专利范围所涵盖。

Claims (6)

1.一种具有多重调变模式的发光二极管驱动电路，用以控制一能量转换单元(4)进行能源转换驱动至少一发光二极管群(5)，所述驱动电路通过包含导通时间与待命时间的时序控制信号而调变，其特征在于：

所述调变电路在所述待命时间之中加入一种不同幅变的调控能量，所述导通时间与待命时间的起始与结束区间还包括有时序控制信号的缓升区间和时序控制信号的缓降区间；利用两种或两种以上的混合周期，调变出具有高可靠性及宽广动态范围的调变模式，对于某些特定性质的能量转换单元(4)，可以有效的控制，并确保能量转换单元(4)及后端驱动的发光二极管更有效的工作在可靠的特性范围内。

2.根据权利要求1所述的具有多重调变模式的发光二极管驱动电路，其特征在于，所述时序控制信号，是利用能量比率合成控制单元(2)依据其输入端输入的总能量控制信号(6)而产生。

3.根据权利要求1所述的具有多重调变模式的发光二极管驱动电路，其特征在于，所述时序控制信号内的控制信号方式可以是定频、调整周宽。

4.根据权利要求1所述的具有多重调变模式的发光二极管驱动电路，其特征在于，所述时序控制信号内的控制信号方式可以是调频、固定周宽。

5.根据权利要求1所述的具有多重调变模式的发光二极管驱动电路，其特征在于，所述时序控制信号内的控制信号方式可以是采用调频与调整周宽。

6.根据权利要求1所述的具有多重调变模式的发光二极管驱动电路，其特征在于，所述待命时间之中还具有一个能量强度为0的停止区间。

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