TWI448199B - 發光二極體驅動裝置及方法 - Google Patents

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發光二極體驅動裝置及方法
本發明係有關於發光二極體驅動技術，更具體而言，係關於能夠達到呼吸燈(Breathing Light)效果、降低硬體架構的成本之發光二極體驅動裝置與方法。
通訊、網路、及電腦等各式電子產品及其周邊產品(如充電裝置、信號指示器等)已然成為現代人生活不可或缺的一部份，且隨著各式電子產品的功能性及應用面的不斷擴張，應用在電子產品的指示燈號也日益增加。
此外，為了達到電子產品輕薄化的趨勢演進，電子電路及/或半導體製程亦不斷朝向更高積體化的製程發展，從而驅使電子產品指示燈號之製造也必須追隨更高積體化製程的腳步。
於習知技術中，以筆記型電腦或桌上型個人電腦為例，倘若須以指示燈表現出上述裝置係處於待機或進入休眠狀態，則多以指示燈亮-滅間的變換做指示，鮮少出現特別的燈號變化或顯示方式。為提供多變的顯示效果，現有技術採用全硬體架構來達到呼吸燈效果的實現方式，其硬體架構多為利用振盪器結合三角波產生器之電路設計，但這項設計的主要缺點就是電路架構較龐大，至少需兩顆運算放大器(OPA)、一顆雙載子接面電晶體(BJT)、及數顆被動元件(如電容器、電阻器等)；此外，須採用較高容量的電容器來呈現充放電效果，以現今微型化的產品設計觀點來看，確實較不符合先進產品設計的需求。
因此，如何提出一種能夠達到呼吸燈效果之發光二極體驅動裝置與方法，降低硬體架構的成本，且可不限於利用振盪器結合三角波產生器之電路設計，進而提升發光二極體於狀態指示及顯示上的應用，實為目前各界亟欲解決之技術問題。
鑒於上述習知技術之缺點，本發明之目的在於提供能夠有效地驅動發光二極體元件達到呼吸燈效果之發光二極體驅動裝置，且藉由降低硬體架構成本，達到工業上量產的經濟效益。
本發明之另一目的在於提供一種能夠有效地驅動發光二極體元件達到呼吸燈效果之發光二極體驅動方法，並且提升發光二極體於狀態指示及顯示上的應用。
為達上述目的及其他目的，本發明提供一種發光二極體驅動裝置，包括：脈波寬度調變單元，用以產生脈波寬度調變信號；發光二極體單元，其具有第一端點及第二端點，該第一端點係電性連接至接地電位；電源控制單元，其係電性連接至該脈波寬度調變單元，以根據該脈波寬度調變單元所產生的脈波寬度調變信號，決定是否輸出第一電壓/電流信號；以及延遲單元，其具有電容性元件、電阻性元件及輸出端，該輸出端係電性連接至該電源控制單元、該電容性元件、該電阻性元件、及該發光二極體單元的第二端點，藉此，當該電源控制單元決定輸出該第一電壓/電流信號時，該延遲單元係經由該輸出端接收該第一電壓/電流信號，以由該第一電壓/電流信號對該電容性元件進行充電；或當該電源控制單元決定不輸出該第一電壓/電流信號時，該延遲單元係以該電阻性元件經由該輸出端對該電容性元件進行放電。
此外，本發明又提供一種用以驅動發光二極體呈現呼吸燈效果及所欲的指示及顯示功能之發光二極體驅動方法，包括：提供發光二極體單元，令該發光二極體單元的第一端點電性連接至接地電位；電性連接電容性元件至該發光二極體單元的第二端點；產生脈波寬度調變信號；根據該脈波寬度調變信號，決定是否輸出第一電壓/電流信號；以及當決定輸出該第一電壓/電流信號時，藉由該第一電壓/電流信號對該電容性元件進行充電；或於決定不輸出該第一電壓/電流信號時，藉由一電阻性元件對該電容性元件進行放電。
於本發明之另一實施態樣中，當該電源控制單元決定輸出該第一電壓/電流信號時，該延遲單元係以該電阻性元件經由該輸出端對該電容性元件進行放電。
於本發明之再一實施態樣中，該脈波寬度調變單元係無穩態多諧振盪器。
於本發明之又一實施態樣中，該延遲單元的電容性元件與電阻性元件係以並聯方式電性連接，具有RC延遲特性。
相較於習知技術，本發明不但能夠有效地驅動發光二極體呈現呼吸燈效果，並能利用較寬鬆的硬體規格達到簡化設計與降低成本之目的，藉由較簡化的電路設計與硬體架構，顯著改善目前習知技術實現呼吸燈所需硬體及設計過於複雜之情形。
以下係藉由特定的具體實例說明本發明之技術內容，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在未悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。
請參照第1圖，係根據本發明之實施例描繪發光二極體驅動裝置100之基本架構方塊圖。如圖所示，該發光二極體驅動裝置100包括脈波寬度調變單元102、電源控制單元104、外部電源106、及延遲單元108。該脈波寬度調變單元102係經由節點103電性連接該電源控制單元104，該延遲單元108則經由其輸出端105電性連接該電源控制單元104。
首先，該脈波寬度調變單元102可產生脈波寬度調變信號，其中，所產生的脈波寬度調變信號的脈波寬度能夠依據需求進行調變，因此，於毎一個週期皆可具有相同或不同的脈波寬度。該脈波寬度調變單元102所需的運作電源(電壓/電流)可由該外部電源106以外的電源另行供應。又或者，該外部電源106亦可同時供應該脈波寬度調變單元102所需的運作電源，視設計上的需求以及運用上的靈活性而定。
該電源控制單元104亦電性連接至該外部電源106，而該外部電源106可供應電壓/電流信號予該電源控制單元104。接著，該電源控制單元104可對該外部電源106所供應之電壓/電流信號進行轉換，以產生第一電壓/電流信號。此外，該電源控制單元104可經由該節點103自該脈波寬度調變單元102接收該脈波寬度調變信號，以根據該脈波寬度調變信號決定是否輸出第一電壓/電流信號予該延遲單元108。在此，須特別強調的是，該外部電源106並非必要元件，亦即，該電源控制單元104亦可根據該脈波寬度調變信號自行產生該第一電壓/電流信號，而無須該外部電源106所供應之電壓/電流信號。
該延遲單元108可包含例如電容性元件、電阻性元件及該輸出端105，其中，該輸出端105係設置於該電容性元件與該電阻性元件之間，亦即，分別電性連接至該電容性元件與該電阻性元件。此外，該輸出端105亦可電性連接至例如任何發光二極體(可為一個或多個發光二極體元件或各種發光二極體元件之組合)的陽極端，而該發光二極體的陰極端則連接至例如接地電位。舉例而言，該延遲單元108可由互相以並聯方式連接的電容器與電阻器所構成，且該電容器與該電阻器之間的節點即為該輸出端105，而該電容器所儲存的電壓即為用以驅動該發光二極體的驅動電壓。
舉例而言，當該電源控制單元104決定輸出該第一電壓/電流信號予該延遲單元108時，該延遲單元108可經由其輸出端105接收該第一電壓/電流信號，以藉由該第一電壓/電流信號對上述電容器進行充電，使得該電容器儲存有所欲之跨壓。反之，當該電源控制單元104決定不輸出該第一電壓/電流信號予該延遲單元108時，則以上述該電阻器經由該輸出端105對該電容器進行放電。
於本發明之其他實施態樣中，當該電源控制單元104決定輸出該第一電壓/電流信號予該延遲單元108時，同樣亦可以上述該電阻器經由該輸出端105對該電容器進行放電。
如此一來，該延遲單元108之電容器與電阻器能夠使得該第一電壓/電流信號呈現RC延遲的效果，藉此驅動該發光二極體，將可使其亮度呈現類似呼吸頻率的漸次明滅效果，詳細電壓波型將如第3圖所示。
接著請參照第2圖，係根據本發明之發光二極體驅動裝置200之一具體實施例之電路圖。該發光二極體驅動裝置200包括脈波寬度調變單元202、電源控制單元204、外部電源206、及延遲單元208，藉此驅動發光二極體D1 的作動。
如圖所示，本具體實施例中，該脈波寬度調變單元202屬於一種無穩態多諧振盪器(Astable Multivibrator)，係由一個運算放大器結合電阻器R1 、R2 、R3 與電容器C1 所構成，能夠依需求調變其所產生的脈波寬度調變信號的脈波寬度，因此，該脈波寬度調變信號於毎一個週期皆可具有相同或不同的脈波寬度。此外，該運算放大器的正端電源電壓Vdd係由該外部電源206或者額外的外部電源所供應。再者，該運算放大器的負端電源電壓Vss係與該延遲單元208共同接地(GND)。須特別說明的是，該脈波寬度調變單元202亦得以採用其他電路架構或設計，以產生脈波寬度調變信號。
該電源控制單元204亦由電晶體M1 及電阻器R4 所構成，其中，該電阻器R4 僅代表該電源控制單元204可具有電阻特性，並非必要元件。該電源控制單元204亦額外電性連接至該外部電源206，而該外部電源206可供應電壓/電流信號予該電源控制單元204。接著，該電源控制單元204可對該外部電源206所供應之電壓/電流信號進行轉換，以產生第一電壓/電流信號，並於例如電晶體M1 的汲極輸出該第一電壓/電流信號。以本具體實施例之架構而言，該電晶體M1 僅作為開關使用，實質上並未改變該外部電源206所供應之電壓/電流信號，故其汲極所輸出之第一電壓/電流信號實質上相同於該外部電源206所供應之電壓/電流信號。因此，該電源控制單元204可經由該節點203自該脈波寬度調變單元202接收該脈波寬度調變信號，並根據該脈波寬度調變信號決定是否導通該電晶體M1 ，以輸出該外部電源206所供應之電壓/電流信號(亦即，該第一電壓/電流信號)予該延遲單元208。
該延遲單元208可包含例如電容器C2 、C3 與電阻器R5 ，其中，該等電容器C2 、C3 與該電阻器R5 係以並聯方式電性連接。該延遲單元208之輸出端205係設置於該等電容器C2 、C3 與電阻器R5 相連接處，用以電性連接該電晶體M1 的汲極。此外，於本具體實施例中，該輸出端205亦電性連接至發光二極體D1 ，該等電容器C2 、C3 所儲存的電壓即為用以驅動該發光二極體D1 的驅動電壓V(D1 )。再者，該延遲單元208可與該運算放大器的負端電源電壓Vss共同接地(GND)。
舉例而言，當該電源控制單元204決定於該電晶體M1 的汲極輸出該第一電壓/電流信號予該延遲單元208時，該延遲單元208可經由其輸出端205接收該第一電壓/電流信號，並以該第一電壓/電流信號對該等電容器C2 、C3 進行充電，使得該等電容器C2 、C3 儲存有足夠的電壓，以輸出作為該發光二極體D1 的驅動電壓V(D1 )。
反之，當該電源控制單元204決定不輸出該第一電壓/電流信號予該延遲單元208，則該電阻器R5 經由該輸出端205對該等電容器C2 、C3 進行放電。如此一來，該發光二極體D1 的驅動電壓V(D1 )亦隨之下降。再者，於本具體實施例中，當該電源控制單元204決定於該電晶體M1 的汲極輸出該第一電壓/電流信號予該延遲單元208時，該電阻器R5 同樣亦可經由該輸出端205對該等電容器C2 、C3 進行放電。
如此一來，該延遲單元208之該等電容器C2 、C3 與該電阻器R5 能夠使得該第一電壓/電流信號呈現RC延遲的效果，進而得到具RC延遲的效果的驅動電壓V(D1 )。因此，該發光二極體D1 的亮度將隨著該驅動電壓V(D1 )呈現類似呼吸頻率的漸次明滅效果。
接下來，請參照第3圖，其用以說明本發明之發光二極體驅動裝置所產生之發光二極體驅動電壓V(D1 )的變化情況。如圖所示，該發光二極體D1 的驅動電壓V(D1 )呈現RC延遲的效果。於該驅動電壓V(D1 )上升超過該發光二極體D1 的導通臨限電壓之後，該發光二極體D1 將開始發光且其亮度將隨著該驅動電壓V(D1 )的進一步上升而增加。如此一來，藉由將該驅動電壓V(D1 )控制於電壓區間△V(該電壓區間△V的下限係該發光二極體D1 的導通臨限電壓)內，可使得該發光二極體D1 的亮度呈現類似呼吸頻率的明暗變化。
其次配合前述第1圖所示之架構說明本發明之發光二極體驅動方法的處理流程。如第4圖所示。
首先，於步驟S401，提供發光二極體單元，使得該發光二極體單元的陰極端電性連接至接地電位；電性連接電容性元件至該發光二極體單元的陽極端，且該電容性元件的另一端電性連接電阻性元件，接著進至步驟S403。
於步驟S403，產生脈波寬度調變信號，接著進至步驟S405。
於步驟S405，根據該脈波寬度調變信號，決定是否輸出第一電壓/電流信號，若是，則進至步驟S407；若否，則進至步驟S409。
於步驟S407，藉由該第一電壓/電流信號對該電容性元件進行充電。
於步驟S409，藉由該電阻性元件對該電容性元件進行放電。
綜上所述，本發明之發光二極體驅動裝置及方法，能夠用於驅動各種發光二極體元件，使其呈現類似呼吸頻率的明暗變化效果。此外，本發明之發光二極體驅動裝置及方法，能夠利用現有的習知電子元件(如單一個運算放大器)簡易且可靠地實現所欲之效果，而無須採用目前習知較複雜的設計方法。再者，相較於目前習知的發光二極體驅動技術，本發明之發光二極體驅動裝置及方法能夠進一步達到更具成本效益的產業利用。
上述實施例僅例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。
100．．．發光二極體驅動裝置
102．．．脈波寬度調變單元
103．．．節點
104．．．電源控制單元
105．．．輸出端
106．．．外部電源
108．．．延遲單元
200．．．發光二極體驅動裝置
202．．．脈波寬度調變單元
203．．．節點
204．．．電源控制單元
205．．．輸出端
206．．．外部電源
208．．．延遲單元
S401．．．步驟
S403．．．步驟
S405．．．步驟
S407．．．步驟
S409．．．步驟
C1 、C2 、C3 ．．．電容器
D1 ．．．發光二極體
M1 ．．．電晶體
R1 、R2 、R3 、R4 、R5 ．．．電阻器
V(D1 )．．．驅動電壓
Vdd．．．正端電源電壓
Vss．．．負端電源電壓
△V．．．電壓區間
第1圖係為本發明之發光二極體驅動裝置之基本架構方塊圖；
第2圖係為本發明之發光二極體驅動裝置之一具體實施例之電路圖；
第3圖係用以說明本發明之發光二極體驅動裝置所產生之發光二極體驅動電壓的變化情況；以及
第4圖係用以說明本發明之發光二極體驅動方法之流程圖。
S401、S403、S405、S407、S409．．．步驟

Claims (10)

  1. 一種發光二極體驅動裝置，係包括：脈波寬度調變單元，用以產生脈波寬度調變信號；發光二極體單元，其具有第一端點及第二端點，該第一端點係電性連接至接地電位；電源控制單元，其具有電性連接至該脈波寬度調變單元之一電晶體，該電晶體根據該脈波寬度調變單元所產生的脈波寬度調變信號，決定是否輸出第一電壓/電流信號；以及延遲單元，其具有電容性元件、電阻性元件及輸出端，該輸出端係電性連接至該電源控制單元、該電容性元件、該電阻性元件、及該發光二極體單元的第二端點，藉此，當該電晶體導通而使該電源控制單元決定輸出該第一電壓/電流信號時，該延遲單元係經由該輸出端接收該第一電壓/電流信號，以由該第一電壓/電流信號對該電容性元件進行充電；或當該電晶體不導通而使該電源控制單元決定不輸出該第一電壓/電流信號時，該延遲單元係以該電阻性元件經由該輸出端對該電容性元件進行放電。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動裝置，其中，當該電源控制單元決定輸出該第一電壓/電流信號時，該延遲單元係以該電阻性元件經由該輸出端對該電容性元件進行放電。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動裝置，其 中，該脈波寬度調變單元係無穩態多諧振盪器。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動裝置，其中，該電源控制單元係由電晶體元件或開關元件所構成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動裝置，其中，該延遲單元的電容性元件與電阻性元件係以並聯方式電性連接，具有RC延遲特性。
  6. 一種發光二極體驅動方法，係包括下列步驟：提供發光二極體單元，令該發光二極體單元的第一端點電性連接至接地電位；電性連接電容性元件至該發光二極體單元的第二端點；產生脈波寬度調變信號；根據該脈波寬度調變信號，決定一電源控制單元之一電晶體是否輸出第一電壓/電流信號；以及當該電晶體導通而決定輸出該第一電壓/電流信號時，藉由該第一電壓/電流信號對該電容性元件進行充電；或於該電晶體不導通而決定不輸出該第一電壓/電流信號時，藉由一電阻性元件對該電容性元件進行放電。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體驅動方法，更包括當決定輸出該第一電壓/電流信號時，藉由該電阻性元件對該電容性元件進行放電。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體驅動方法，其 中，該脈波寬度調變信號係由無穩態多諧振盪器所產生。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體驅動方法，其中，係由電晶體元件或開關元件根據該脈波寬度調變信號，決定是否輸出該第一電壓/電流信號。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體驅動方法，其中，該電容性元件與該電阻性元件係以並聯方式電性連接，具有RC延遲特性。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106535411A (zh) * 2016-12-16 2017-03-22 上海传英信息技术有限公司 呼吸灯控制装置及呼吸灯控制方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106455233A (zh) * 2016-11-17 2017-02-22 广州炒米信息科技有限公司 呼吸灯控制电路

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030057888A1 (en) * 2001-08-30 2003-03-27 Archenhold Geoffrey Howard Gillett Illumination control system
TW200911024A (en) * 2007-08-30 2009-03-01 System General Corp A LED drive circuit for the plurality of LEDs is provided
TW200939875A (en) * 2008-03-14 2009-09-16 Himax Analogic Inc LED driver circuit and circuit for controlling a power switch
CN201639831U (zh) * 2010-03-31 2010-11-17 青岛海信移动通信技术股份有限公司 一种呼吸灯电路及具有所述电路的手机
TWM400069U (en) * 2010-10-25 2011-03-11 Top Victory Invest Ltd Light-emitting diode (LED) driving circuit with dimming sequence control

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030057888A1 (en) * 2001-08-30 2003-03-27 Archenhold Geoffrey Howard Gillett Illumination control system
TW200911024A (en) * 2007-08-30 2009-03-01 System General Corp A LED drive circuit for the plurality of LEDs is provided
TW200939875A (en) * 2008-03-14 2009-09-16 Himax Analogic Inc LED driver circuit and circuit for controlling a power switch
CN201639831U (zh) * 2010-03-31 2010-11-17 青岛海信移动通信技术股份有限公司 一种呼吸灯电路及具有所述电路的手机
TWM400069U (en) * 2010-10-25 2011-03-11 Top Victory Invest Ltd Light-emitting diode (LED) driving circuit with dimming sequence control

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106535411A (zh) * 2016-12-16 2017-03-22 上海传英信息技术有限公司 呼吸灯控制装置及呼吸灯控制方法
CN106535411B (zh) * 2016-12-16 2018-05-15 上海传英信息技术有限公司 呼吸灯控制装置及呼吸灯控制方法

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