JP2013123049A - 発光ダイオードの制御回路 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤがフリッカする時の点灯時間の長短を制御することにより、ＬＥＤにコンピュータの異なる使用状態を表示させるようにするＬＥＤの制御回路を提供すること。
【解決手段】本発明に係る発光ダイオードの制御回路は、発光ダイオードと、前記発光ダイオードをフリッカさせるよう制御するためのパルス信号を出力し且つデジタル電位差計を備えるパルス信号発生回路と、前記デジタル電位差計に電気的に接続されて、当該デジタル電位差計の有効抵抗値を変えることにより、前記パルス信号発生回路に異なるデューティ比のパルス信号を出力させ、さらに、前記発光ダイオードがフリッカする過程における点灯時間及び消灯時間を変えるコントローラと、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）の制御回路に関し、特に発光ダイオードの発光状態を制御する発光ダイオードの制御回路に関するものである。

コンピュータのホストにおいて、一般的には複数のＬＥＤを採用して、コンピュータの使用状態を表示する。例えば、電源ランプを点灯させる或いは消灯させることによって、コンピュータのＯＮ／ＯＦＦ状態を指示する。又は、インターネットランプの発光状態によって、コンピュータのネットワークの接続状態及びインターネットデータの伝送状態等を表示する。

現在のコンピュータは、通常、接続状態表示ランプと、１０Ｍ／１００Ｍ速度表示ランプと、１０００Ｍ速度表示ランプとの三つのＬＥＤを採用して、ＬＡＮカードの使用状態を表示する。前記接続状態表示ランプは、ＬＡＮカードが外界ネットワークと接続関係を確立した時に発光する。ＬＡＮカードの接続速度が１０Ｍ／１００Ｍである時、前記１０Ｍ／１００Ｍ速度表示ランプがフリッカし、ＬＡＮカードの接続速度が１０００Ｍである時、前記１０００Ｍ速度表示ランプがフリッカする。

以上のことからわかるように、ＬＡＮカードの異なる接続速度を表示するために、二つのＬＥＤランプを用いてＬＡＮカードの接続速度をそれぞれ表示する必要があるので、コンピュータの外観を簡素化できない。

以上の問題点に鑑みて、本発明は、ＬＥＤがフリッカする時の点灯時間の長短を制御することにより、ＬＥＤにコンピュータの異なる使用状態を表示させるＬＥＤの制御回路を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る発光ダイオードの制御回路は、発光ダイオードと、前記発光ダイオードをフリッカさせるよう制御するためのパルス信号を出力し且つデジタル電位差計を備えるパルス信号発生回路と、前記デジタル電位差計に電気的に接続されて、当該デジタル電位差計の有効抵抗値を変えることにより、前記パルス信号発生回路に異なるデューティ比率のパルス信号を出力させ、さらに、前記発光ダイオードがフリッカする過程における点灯時間及び消灯時間を変えるコントローラと、を備える。

従来の技術と異なり、本発明の発光ダイオードの制御回路のコントローラは、デジタル電位差計を制御してその有効抵抗値を変えることにより、パルス信号発生回路が出力したパルス信号のデューティ比を変え、これに対応して、ＬＥＤの点灯時間及び消灯時間を変える。これにより、一つのＬＥＤでコンピュータの異なる作動状態を表示することができるので、コンピュータのホストの外観をさらに簡素化することができる。

本発明の実施形態に係る発光ダイオードの制御回路の機能モジュールを示す図である。 図１に示した発光ダイオードの制御回路の回路図である。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る発光ダイオードの制御回路１００は、コントローラ１０と、パルス信号発生回路２０と、電子スイッチ３０と、ＬＥＤ４０と、複数の電源５０と、を備える。パルス信号発生回路２０は、パルス信号を出力して、ＬＥＤ４０をフリッカさせる。また、パルス信号発生回路２０は、デジタル電位差計Ｕ１（図２を参照）を備える。コントローラ１０は、デジタル電位差計Ｕ１の有効抵抗値を変えることによって、パルス信号発生回路２０が出力したパルス信号のデューティ比（Ｄｕｔｙ ｒａｔｉｏ）を変える。これにより、ＬＥＤ４０の点灯時間及び消灯時間が対応して変えられる。電源５０は、コントローラ１０、パルス信号発生回路２０、電子スイッチ３０及びＬＥＤ４０に給電するために用いられる。本実施形態において、電源５０の電圧は５Ｖである。

前記コントローラ１０は、何れもデジタル電位差計Ｕ１に電気的に接続されている第一制御ピンＰ１及び第二制御ピンＰ２を備える。コントローラ１０は、第一制御ピンＰ１及び第二制御ピンＰ２を介して、デジタル電位差計Ｕ１に相応するシリアルクロック信号及びシリアルデータ信号を送信して、デジタル電位差計Ｕ１のパルス信号発生回路２０に接続される有効抵抗値を制御する。

前記デジタル電位差計Ｕ１は、電源ピンＶＤＤ、時計ピンＳＣＬ、データピンＳＤＡ、接地ピンＧＮＤ、第一出力ピンＡ及び第二出力ピンＷを備える。電源ピンＶＤＤは３．３Ｖの電源に電気的に接続され、時計ピンＳＣＬ及びデータピンＳＤＡは、第一制御ピンＰ１及び第二制御ピンＰ２にそれぞれ接続される。接地ピンＧＮＤは接地される。第一出力ピンＡ及び第二出力ピンＷは、パルス信号発生回路２０に共に電気的に接続される。

前記パルス信号発生回路２０は、コンバレータＵ２、積分回路２１及びバイアス回路２３を備える。コンバレータＵ２は、正相入力端子ＩＮ＋、逆相入力端子ＩＮ−、出力端子ＯＵＴ、正電源端子Ｖ＋及び負電源端子Ｖ−を備える。本実施形態において、負電源端子Ｖ−は接地され、正電源端子Ｖ＋は電源５０に電気的に接続される。積分回路２１は、コンバレータＵ２の逆相入力端子ＩＮ−と出力端子ＯＵＴとの間に設けられる積分抵抗Ｒ１及び逆相入力端子ＩＮ−とアースとの間に位置する積分容量Ｃ１を備える。バイアス回路２３は、第一分圧抵抗Ｒ２、第二分圧抵抗Ｒ３、第三分圧抵抗Ｒ４、フィードバック抵抗Ｒ５及びデジタル電位差計Ｕ１を備える。第三分圧抵抗Ｒ４、第二分圧抵抗Ｒ３及び第一分圧抵抗Ｒ２は、電源５０とアースとの間に順次に直列接続される。また、第二分圧抵抗Ｒ３と第一分圧抵抗Ｒ２との交差点（ノード）は、コンバレータＵ２の正相入力端子ＩＮ＋に電気的に接続される。フィードバック抵抗Ｒ５は、コンバレータＵ２の出力端子ＯＵＴと正相入力端子ＩＮ＋との間に設けられる。デジタル電位差計Ｕ１の第一出力ピンＡ及び第二出力ピンＷは、第三分圧抵抗Ｒ４の両端にそれぞれ電気的に接続される。コンバレータＵ２の出力端子ＯＵＴはパルス信号を出力する。

前記コンバレータＵ２が始動する時に、電源５０は、先ず第三分圧抵抗Ｒ４、デジタル電位差計Ｕ１及び第二分圧抵抗Ｒ３を介して、コンバレータＵ２の正相入力端子ＩＮ＋に給電する。この際、正相入力端子ＩＮ＋の電圧がＶ１であり、積分容量Ｃ１の電圧が０であり、コンバレータＵ２の出力端子ＯＵＴが高レベル（ここで高レベルの値は正電源端子Ｖ＋の電圧に近い、つまり５Ｖに近い）を出力する場合、出力端子ＯＵＴは、積分抵抗Ｒ１を介して積分容量Ｃ１に充電すると同時に、フィードバック抵抗Ｒ５を介して正相入力端子ＩＮ＋に給電して、正相入力端子ＩＮ＋の電圧を瞬時に上昇させる。

仮に、正相入力端子ＩＮ＋の電圧がＶ２の場合、Ｖ２＞Ｖ１の場合、且つ正電源端子Ｖ＋の電圧より小さい場合なら、積分容量Ｃ１上の電圧はＶ２まで充電され且つ該積分容量Ｃ１上の電圧がＶ２より大きくなる瞬間に、コンバレータＵ２は低レベル（ここで低レベルの値は負電源端子Ｖ−の電圧に近い、つまり０Ｖに近い）を出力し、正相入力端子ＩＮ＋の電圧は直にＶ１まで低下し、積分容量Ｃ１は放電する。一方、積分容量Ｃ１上の電圧がＶ２からＶ１まで低下し且つＶ１より低くなる瞬間に、コンバレータＵ２は高レベルを出力し、積分容量Ｃ１は再び充電する。

上述のように、積分容量Ｃ１の繰り返し充電及び放電する過程において、コンバレータＵ２はパルス信号を連続的に出力する。このパルス信号の周波数は、積分回路２１、つまり積分容量Ｃ１及び積分抵抗Ｒ１の値により決まる。このパルス信号のデューティ比は、バイアス回路２３、つまり第一分圧抵抗Ｒ２、第二分圧抵抗Ｒ３、第三分圧抵抗Ｒ４、フィードバック抵抗Ｒ５及びデジタル電位差計Ｕ１の抵抗値により決まる。また、デジタル電位差計Ｕ１の第三分圧抵抗Ｒ４の両端に並列して接続される二つのピン（Ａ，Ｗ）の抵抗値を変えることによって、コンバレータＵ２が出力したパルス信号のデューティ比を変えることができる。

積分容量Ｃ１の充電特性により、積分容量Ｃ１の電圧が高くなるにつれて、その充電速度は遅くなり、放電速度は速くなる。本実施形態において、デジタル電位差計Ｕ１の有効抵抗値が低くなるにつれて正相入力端子ＩＮ＋の電圧（Ｖ１及びＶ２）は高くなり、積分容量Ｃ１に対するＶ１からＶ２まで充電する時間は長くなる。つまり、高レベルの持続時間が長くなると、積分容量Ｃ１のＶ２からＶ１まで放電する時間は短くなる。また、低レベルの持続時間が短くなると、前記パルス信号のデューティ比は高くなる。これにより、前記パルス信号の周波数は変わらない前提下で、デジタル電位差計Ｕ１を調節することを介して、前記パルス信号のデューティ比を変えることができる。

また、上記の実施形態において、第二分圧抵抗Ｒ３及び第三分圧抵抗Ｒ４は省略してもよい。

電子スイッチ３０は、前記パルス信号の制御下でＯＮ／ＯＦＦを行い、電源５０のＬＥＤ４０に対する給電経路の連通及び遮断を相応的に制御する。これにより、ＬＥＤ４０は、交互に点灯或いは消灯してフリッカ効果を実現させる。本実施形態において、電子スイッチ３０は、ＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）であり、そのグリッドＧは第一限流抵抗Ｒ６を介してコンバレータＵ２の出力端子ＯＵＴに電気的に接続され、ドレインＤは第二限流抵抗Ｒ７を介してＬＥＤ４０の陰極に電気的に接続され、ソースＳは接地される。ＬＥＤ４０の陽極は、電源５０に電気的に接続される。

ＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴのグリッドＧが高レベルである場合、当該ＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴは導通され、電源５０はＬＥＤ４０に給電してＬＥＤ４０を発光させる。また、ＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴのグリッドＧが低レベルである場合、当該ＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴは遮断され、電源５０はＬＥＤ４０への給電を停止してＬＥＤ４０を消灯する。また、電子スイッチ３０は、ＮＰＮ型の三極管であることができ、ＮＰＮ型の三極管のベース、エミッタ及びコレクタは前記ＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴのグリッドＧ、ソースＳ及びドレインＤにそれぞれ対応する。

本発明の発光ダイオードの制御回路１００を使用する場合、先ず、該制御回路１００をコンピュータの中に設置する。この際、コントローラ１０はコンピュータの異なる作動状態に基づいてデジタル電位差計Ｕ１の有効抵抗値を制御する。例えば、コンピュータのＬＡＮカードの接続速度が１０Ｍ／１００Ｍである時、コントローラ１０は、デジタル電位差計Ｕ１を制御してより小さい有効抵抗値を出力させ、コンバレータＵ２により高いデューティ比を有するパルス信号を出力させ、さらにＬＥＤ４０に、フリッカする時の長い点灯時間及び短い消灯時間を持たせる。一方、コンピュータのＬＡＮカードの接続速度が１０００Ｍである時に、コントローラ１０は、デジタル電位差計Ｕ１を制御してより大きな有効抵抗値を出力させ、コンバレータＵ２により低いデューティ比を有するパルス信号を出力させ、さらにＬＥＤ４０に、フリッカする時の短い点灯時間及び長い消灯時間を持たせる。

上記の実施形態から分かるように、本発明の発光ダイオードの制御回路１００のコントローラ１０は、デジタル電位差計Ｕ１を制御してその有効抵抗値を変えることにより、パルス信号発生回路２０が出力したパルス信号のデューティ比を変え、これに対応して、ＬＥＤ４０の点灯時間及び消灯時間を変える。これにより、一つのＬＥＤでコンピュータの異なる作動状態を表示することができるので、コンピュータのホストの外観を簡素化させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。

１０ コントローラ
２０ パルス信号発生回路
２１ 積分回路
２３ バイアス回路
３０ 電子スイッチ
４０ ＬＥＤ
５０ 電源
１００ 発光ダイオードの制御回路

Claims (4)

1. 発光ダイオードと、前記発光ダイオードをフリッカさせるよう制御するためのパルス信号を出力し、且つデジタル電位差計を備えるパルス信号発生回路と、前記デジタル電位差計に電気的に接続されて、当該デジタル電位差計の有効抵抗値を変えることにより、前記パルス信号発生回路に異なるデューティ比のパルス信号を出力させ、さらに、前記発光ダイオードがフリッカする過程における点灯時間及び消灯時間を変えるコントローラと、を備えることを特徴とする発光ダイオードの制御回路。
2. 給電するための複数の電源をさらに備え、
   前記パルス信号発生回路は、コンバレータ、積分回路及びバイアス回路を備え、
   前記コンバレータは、正相入力端子、逆相入力端子、出力端子、正電源端子及び負電源端子を備え、
   前記積分回路は、前記逆相入力端子と前記出力端子との間に設けられる積分抵抗及び前記逆相入力端子とアースとの間に位置する積分容量を備え、
   前記バイアス回路は、第一分圧抵抗及びフィードバック抵抗を備え、
   前記第一分圧抵抗及び前記デジタル電位差計は、前記電源とアースとの間に直列接続され、
   前記デジタル電位差計と前記第一分圧抵抗との間の交差点は、前記コンバレータの正相入力端子に電気的に接続され、
   前記フィードバック抵抗は、前記コンバレータの出力端子と正相入力端子との間に設けられ、
   前記コンバレータの出力端子は、パルス信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードの制御回路。
3. 前記コンバレータの正電源端子は前記電源に電気的に接続され、
   前記コンバレータの負電源端子は接地されることを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードの制御回路。
4. 前記パルス信号発生回路に電気的に接続される電子スイッチをさらに備え、
   前記発光ダイオードの陽極は、前記電源に電気的に接続され、
   前記発光ダイオードの陰極は、前記電子スイッチを介して接地され、
   前記電子スイッチは、パルス信号の制御下でＯＮ／ＯＦＦして、前記電源の発光ダイオードに対する給電経路の連通及び遮断を相応的に制御することによって、前記発光ダイオードを交互に点灯させる或いは消灯させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光ダイオードの制御回路。

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