TWI429316B

TWI429316B - 多光源控制電路

Info

Publication number: TWI429316B
Application number: TW99102865A
Authority: TW
Inventors: Chun Te Wu
Original assignee: Hon Hai Prec Ind Co Ltd
Priority date: 2010-02-01
Filing date: 2010-02-01
Publication date: 2014-03-01
Also published as: TW201129226A

Description

多光源控制電路

本發明涉及一種電路設計技術，尤其涉及一種多光源控制電路。

手機中通常設置有多組LED作為顯示幕的光源，該LED藉由一軟體以及一硬體控制電路控制其全部同時啟動或全部同時關閉。然而，軟體控制演算法複雜，會導致LED從開啟狀態切換到關閉狀態時需要一段緩衝時間，使得關閉LED的速度較慢，省電效果不佳。

另外，每次全部同時啟動LED且維持一定時間的點亮時，LED消耗的電量較多，不利於節省手機電源。

有鑒於此，有必要提供一種省電效果較佳的多光源控制電路。

一種多光源控制電路，用於控制複數LED開啟或關閉。該多光源控制電路依次包括：時鐘產生電路，用於根據用戶輸入的觸發指令產生時鐘訊號，該時鐘產生電路包括複數並聯的場效應管，每個場效應管與一個電容並聯接地且藉由一個電阻與一個第一電源相連，且複數場效應管兩兩相連；除頻電路，用於對該時鐘訊號進行除頻處理以產生複數標準時鐘訊號；分時多相訊號產生電路，用於將複數標準時鐘訊號兩兩合成，以在預定的時間間隔內分別形成複數分時多相控制訊號；供電控制電路，用於分別接收該分時多相控制訊號，並根據該分時多相控制訊號依次供電給該複數LED；以及終端觸發電路，用於根據用戶輸入的觸發指令，觸發每個LED開啟。

相較於先前技術，本發明的多光源控制電路藉由使用硬體電路來控制多組LED輪流啟動，不需要軟體控制演算法，設計簡化，避免了LED從開啟狀態切換到關閉狀態需要較長的耗電時間，關閉LED的速度比普通的軟體控制方法更快，所以省電效果更好。而且由於多組LED輪流啟動，使得每組LED的耗電量減少，大大節省了電源。

100‧‧‧多光源控制電路

10‧‧‧時鐘產生電路

12‧‧‧時鐘訊號輸出端

20‧‧‧除頻電路

22‧‧‧除頻器

22A‧‧‧第一除頻器

22B‧‧‧第二除頻器

220‧‧‧電源輸入端

222‧‧‧訊號輸出端

2201‧‧‧第二電源輸入端

2202‧‧‧第三電源輸入端

2221‧‧‧第一訊號輸出端

2222‧‧‧第二訊號輸出端

30‧‧‧分時多相訊號產生電路

32‧‧‧邏輯門

320‧‧‧輸入端

322‧‧‧輸出端

40‧‧‧供電控制電路

42‧‧‧第一三極管

50‧‧‧終端觸發電路

52‧‧‧LED電路

522‧‧‧LED

524‧‧‧第二三極管

60‧‧‧控制端

M‧‧‧場效應管

M1‧‧‧第一場效應管

M2‧‧‧第二場效應管

M3‧‧‧第三場效應管

C‧‧‧電容

C1‧‧‧第一電容

C2‧‧‧第二電容

R‧‧‧電阻

R1‧‧‧第一電阻

R2‧‧‧第二電阻

R3‧‧‧第三電阻

R4‧‧‧第四電阻

R5‧‧‧第五電阻

R6‧‧‧第六電阻

G1‧‧‧第一閘極

S1‧‧‧第一源極

D1‧‧‧第一汲極

G2‧‧‧第二閘極

S2‧‧‧第二源極

D2‧‧‧第二汲極

G3‧‧‧第三閘極

S3‧‧‧第三源極

D3‧‧‧第三汲極

V‧‧‧直流電源

V1‧‧‧第一電源

V2‧‧‧第二電源

V3‧‧‧第三電源

V4‧‧‧第四電源

d1‧‧‧第一基極

c1‧‧‧第一集極

e1‧‧‧第一射極

d2‧‧‧第二基極

c2‧‧‧第二集極

e2‧‧‧第二射極

CLK‧‧‧時鐘訊號輸入端

CLK1‧‧‧第一時鐘訊號輸入端

CLK2‧‧‧第二時鐘訊號輸入端

CLR‧‧‧清零端

CLR1‧‧‧第一清零端

CLR2‧‧‧第二清零端

圖1為本發明實施方式提供的多光源控制電路的功能模組圖；圖2為圖1的多光源控制電路的電路示意圖；圖3為使用圖2的多光源控制電路時的電量消耗類比圖。

下面將結合附圖，對本發明作進一步的詳細說明。

請參閱圖1，本發明實施方式提供的一種多光源控制電路100，其用於根據用戶輸入的觸發指令控制複數LED亮滅。該多光源控制電路100依次包括：時鐘產生電路10、除頻電路20、分時多相訊號產生電路30、供電控制電路40以及終端觸發電路50。

請參閱圖2，該時鐘產生電路10，用於產生時鐘訊號。本實施方式中，該時鐘產生電路10產生千赫茲級的時鐘脈衝。該時鐘產生電路10包括複數並聯的場效應管M，且該複數場效應管M兩兩相連。每個場效應管M與一個電容C並聯接地且藉由一個電阻R與一個第一電源V1相連。具體的，該時鐘產生電路10包括第一場效應管M1、第二場效應管M2以及第三場效應管M3，第一場效應管M1包括第一閘極G1、第一源極S1以及第一汲極D1，第二場效應管M2包括第二閘極G2、第二源極S2以及第二汲極D2，第三場效應管M3包括第三閘極G3、第三源極S3以及第三汲極D3。第一閘極G1與第三汲極D3相連，第二閘極G2與第一汲極D1相連，第三閘極G3與第二汲極D2相連。第一源極S1、第二源極S2以及第三源極S3分別接地。第一汲極D1藉由一第一電容C1接地，第二汲極D2藉由一第二電容C2接地，第三汲極D3上形成有一個時鐘訊號輸出端12。第一汲極D1還藉由一第一電阻R1與第一電源V1相連，第二汲極D2藉由一第二電阻R2與第一電源V1相連，第三汲極D3藉由一第三電阻R3與第一電源V1相連。本實施方式中，第一電阻R1的阻值為1千歐，第二電阻R2的阻值為2千歐，第三電阻R3的阻值為2千歐，該第一電源V1為5伏。

該除頻電路20，用於對該時鐘訊號進行除頻處理，以產生複數標準時鐘訊號。該除頻電路20包括複數除頻器22，每個除頻器22與一個直流電源V相連。每個除頻器22能夠將輸入訊號的頻率除以一係數，以產生不同頻率的輸出訊號。本實施方式中，每個除頻器22能夠將輸入訊號的頻率減半，例如輸入訊號的頻率為1千赫茲，則經過除頻器22之後能夠變為500赫茲。具體的，每個除頻器22具有一個時鐘訊號輸入端CLK、複數電源輸入端220、複數訊號輸出端222以及一清零端CLR。時鐘訊號輸入端CLK與時鐘產生電路10的時鐘訊號輸出端12相連，複數電源輸入端220以及清零端CLR均與各自的直流電源V相連。本實施方式中，直流電源V包括第二電源V2以及第三電源V3。每個除頻器22的一個訊號輸出端 222與相鄰除頻器22的一個時鐘訊號輸入端CLK相連。複數訊號輸出端222均與分時多相訊號產生電路30的輸入端相連。具體的，該除頻電路20包括一第一除頻器22A以及一第二除頻器22B，該第一除頻器22A包括一第一時鐘訊號輸入端CLK1、兩個第二電源輸入端2201、兩個第一訊號輸出端2221以及一第一清零端CLR1。該第一時鐘訊號輸入端CLK1與時鐘訊號輸出端12相連，兩個第二電源輸入端2201以及第一清零端CLR1均與一個第二電源V2相連。該第二除頻器22B包括一第二時鐘訊號輸入端CLK2、至少兩個第三電源輸入端2202、兩個第二訊號輸出端2222以及一第二清零端CLR2，第二時鐘訊號輸入端CLK2與其中一個第一訊號輸出端2221相連，即該第一除頻器22A的輸出訊號為第二除頻器22B的輸入訊號，兩個第三電源輸入端2202以及第二清零端CLK2均與該第三電源V3相連。

該分時多相訊號產生電路30，用於將該除頻電路20輸出的標準時鐘訊號兩兩合成，以在預定的時間間隔內分別形成複數分時多相控制訊號。具體的，分時多相訊號產生電路30包括四個相同的邏輯門32，每個邏輯門32具有兩個輸入端320以及一個輸出端322，該第一除頻器22A的第一訊號輸出端2221的輸出訊號以及第二除頻器22B的第二訊號輸出端2222的輸出訊號依次組合後，分別輸入至每個邏輯門32的兩個輸入端320。本實施方式中，該邏輯門32為反及閘。可以理解，該邏輯門32可以採用其他類型的邏輯門32，該分時多相訊號產生電路30可以藉由複雜可編程邏輯器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)或現場可編程閘陣列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)等對標準時鐘訊號進行合成分相。本實施方式中，該預定的時間間隔小於人眼視覺滯留的時間。

該供電控制電路40，用於分別接收該分時多相控制訊號，並根據該分時多相控制訊號供電給該複數LED。具體的，供電控制電路40包括四個並聯的第一三極管42，每個第一三極管42包括一第一基極d1、一第一集極c1以及一第一射極e1，每個第一基極d1藉由一個第四電阻R4與每個邏輯門32的輸出端322相連，每個第一集極c1與一個第四電源V4相連，每個第一射極e1與兩個並聯的LED串聯。

該終端觸發電路50用於接收用戶輸入的每個LED的觸發訊號，以控制每個LED的開啟和關閉。該終端觸發電路50包括多組LED電路52，每組LED電路52與供電控制電路40的第一射極e1串聯。本實施方式中，該終端觸發電路50包括四組LED電路52，每組LED電路52包括兩個相互並聯的LED電路52。具體的，每個LED電路52包括一個第五電阻R5、一個LED 522以及一個第二三極管524，該LED 522的導通端藉由第五電阻R5與供電控制電路40的第一射極e1相連。該第二三極管524包括一第二基極d2、一第二集電極c2以及一第二射極e2，第二基極d2藉由一第六電阻R6與一控制端60連接，該第二集極c2接地，該第二射極e2與LED 522的截止端連接。該控制端60用於接收用戶的啟動或關閉指令，並與多光源控制電路100共同控制每個LED 522的啟動或關閉。

當控制端60接收到用戶輸入觸發指令時，該多光源控制電路100導通，該時鐘產生電路10產生複數時鐘訊號並將其傳輸至第一除頻器22A。第一除頻器22A將時鐘訊號的頻率減半後輸出至第二除頻器22B，第二除頻器22B將第一次除頻後的時鐘訊號再次除頻。經過第一除頻器22A後的時鐘訊號以及經過第二除頻器22B後的時鐘訊號分別輸出至分時多相訊號產生電路30，該多相訊號產生電路30對該複數除頻後的時鐘訊號進行邏輯運算，並得到複數分時多相訊號，該複數分時多相訊號分別藉由一個第一三極管42傳送至該多組LED電路52，並在人眼視覺滯留的時間差內控制每組LED電路52中的LED522輪流啟動。

當控制端60接收到用戶關閉指令時，終端觸發電路50的第二三極管524直接截止，從而使LED 522能夠在較短時間內關閉。

圖3為使用上述的多光源控制電路100時，LED 522的電量消耗模擬圖。由圖可知，多組LED 522能夠在人眼視覺滯留的時間差內輪流啟動，每組LED 522實際消耗的電量比全部LED 522持續開啟時消耗的電量明顯減少，因此，使用上述的多光源控制電路100能夠節省電源。

綜上該，本發明的多光源控制電路100藉由使用硬體電路來控制多組LED 522輪流啟動，不需要軟體控制演算法，設計簡化，避免了LED 522從開啟狀態切換到關閉狀態需要較長的耗電時間，關閉LED 522的速度比普通的軟體控制方法更快，所以省電效果更好。而且由於多組LED 522輪流啟動，使得每組LED 522的耗電量減少，大大節省了電源。

另外，本領域技術人員可在本發明精神內做其他變化，然，凡依據本發明精神實質所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。