TWI455646B - Current regulator and its control method - Google Patents

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TWI455646B
TWI455646B TW097104484A TW97104484A TWI455646B TW I455646 B TWI455646 B TW I455646B TW 097104484 A TW097104484 A TW 097104484A TW 97104484 A TW97104484 A TW 97104484A TW I455646 B TWI455646 B TW I455646B
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Shui Mu Lin
Tsung Wei Huang
Jien Sheng Chen
Kwan Jen Chu
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Description

電流調節器及其控制方法
本發明係有關一種用以驅動白光LED的電流調節器，特別是關於一種可以讓白光LED的亮度變化在人眼中呈線性變化的電流調節器及其控制方法。
由於發光二極體(LED)具有耗電低、壽命長、體積小及低成本等優點，因此越來越受到重視。圖1顯示習知用以驅動白光LED 20的電流調節器10，其包括電流源12用以提供電流IREF，電晶體16的汲極連接電流IREF及運算放大器14的非反相輸入，其源極連接地端GND，其閘極連接運算放大器14的輸出，電晶體18的汲極連接LED 20及運算放大器14的反相輸入，其源極連接地端GND，其閘極連接運算放大器14的輸出，電晶體18鏡射通過電晶體16的電流IREF產生直流驅動電流ILED給白光LED 20。圖2顯示電流IREF與調光步階(dimming step)之間的關係曲線，由於調光步階與電流IREF為線性關係，故可得電流IREF＝K1×STEP 公式1其中，K1為常數，STEP為調光步階的階數。圖3顯示直流驅動電流ILED與調光步階之間的關係曲線，由於直流驅動電流ILED係鏡射電流IREF產生的，因此調光步階與直流驅動電流ILED之間也具有線性關係，故直流驅動電流ILED＝K1×K2×STEP 公式2其中，K2為電晶體16及18的尺寸之比值。圖4顯示白光LED 20的光強度(luminous intensity)與直流驅動電流ILED之間的關係曲線，當直流驅動電流ILED增加時，LED 20的光強度也隨著增加，換言之，LED 20的亮度與調光步階之間具有線性關係。
雖然，白光LED 20的亮度正比於調光步階，但是，對人眼來說，白光LED 20產生的亮度並非線性。圖5顯示白光LED 20的亮度(luminance)及明暗度(lightness)之間的關係曲線30以及人眼中亮度及明暗度之間的關係曲線32，其中，垂直軸的亮度代表實際上的亮度，水平軸的明暗度代表人眼察覺到的亮度，對曲線30來說，水平軸的明暗度可以代表調光步階。習慣上，明暗度為0時代表全黑，明暗度為100時代表全白。每當台光LED 20的亮度改變△Y時，人眼應該感覺到的明暗度變化△L，如曲線30所示，實際上，人眼的結構複雜，在亮度較高時，需要較大的亮度變化人眼才能察覺到明暗度改變，相反的，在亮度較低時，一點點的亮度變化人眼就會感受到明暗度的變化，如曲線32所示，因此，每當改變1個調光步階使LED 20的亮度改變△Y時，人眼察覺到的明暗度變化並不是固定值，換言之，電流調節器10的調光步階與人眼察覺到的明暗度並不是線性關係。圖6顯示圖5中曲線30及32之間亮度的誤差值，從這裡可以很明顯的看出，在相同明暗度時，LED 20發出的亮度與人眼所需的亮度有很大的差距，特別是在明暗度為50的附近。
在習知的電流調節器10中，如果要使人眼察覺到的明暗度呈線性變化，則必需適當的選擇調光步階，在低電流區域時，LED 20的亮度只要稍微變化，人眼觀察到的明暗度就有變化，故在低電流區域能選擇的調光步階較少，相反的，在高電流區域時，LED 20的亮度要有較大的改變，人眼才能感受到明暗度的變化，故可選取的調光步階較多。然而，不論是在低電流區域或高電流區域必定有部分的調光步階沒有被使用，因而造成浪費。再者，要選取適當的調光步階也要經過複雜的計算，這也增加設計上的難度。
因此，一種不用特意選取調光步階而能使LED的亮度變化在人眼中為線性變化的電流調節器，乃為所冀。
本發明的目的之一，在於提出一種可以使白光LED的亮度變化在人眼中呈線性變化的電流調節器及其控制方法。
本發明的目的之一，在於提出一種可以使白光LED的亮度變化在人眼中幾乎為線性變化的電流調節器及其控制方法。
根據本發明，一種電流調節器及其控制方法包括一電流源提供一與((L＋16)/116)3 具有比例關係的驅動電流，一明暗度控制器用以決定L的值，以及一低壓差電流源鏡射該驅動電流產生一輸出電流給該發光二極體，其中L為明暗度。
根據本發明，一種電流調節器及其控制方法包括一電流源提供一隨調光步階變化的驅動電流，該驅動電流與該調光步階之間的第一關係曲線近似人眼中亮度與明暗度之間的第二關係曲線，以及一低壓差電流源鏡射該驅動電流產生一輸出電流給該發光二極體。
在已知的文獻中，亮度Y與明暗度L之間的轉換式L＝116f(Y/Yn)－16 公式1其中，Yn為全白時的亮度。在(Y/Yn)>0.008856時f(Y/Yn)＝(Y/Yn)1/3 ，否則f(Y/Yn)＝7.787(Y/Yn)＋16/116。由公式1可推得f(Y/Yn)＝((L＋16)/116) 公式2由於(Y/Yn)<0.008856的範圍很小故忽略不計，因此可進一步推得(Y/Yn)＝((L＋16)/116)3 公式3故，只要發光二極體所發出的亮度符合公式3，就可以符合人眼所察覺到的明暗度變化。更詳細內容請參照網頁http：//en.wikipedia.org/wiki/Lab color space 。
圖7係本發明的第一實施例，在電流調節器40中，電流源42提供驅動電流IREF＝K1×((L＋16)/116)3 ，其中K1為常數，明暗度控制器44用以決定明暗度L的值，在此明暗度L為調光步階，低壓差(low dropout)電流源46根據電流IREF產生輸出電流ILED給LED 48，低壓差電流源包括運算放大器4602及電晶體4604及4606，其中電晶體4604連接在電流ILED及地端GND之間，電晶體4606連接在LED 48及地端GND之間，運算放大器4602的非反相輸入及反相輸入分別連接電晶體4604及4606的汲極，運算放大器4602的輸出連接電晶體4604及4606的閘極。
圖8顯示電流源42中電流與調光步階的關係曲線。在電流源42中，可變電阻4204、4210及4216具有相同的阻值((L＋16)/116)×R，電流源4202提供電流I1給可變電阻4204以產生電壓V1＝((L＋16)/116)×R×I1，電壓電流轉換器4206將電壓V1轉換為電流I2＝((L＋16)/116)×I1，電流鏡4208鏡射電流I2產生電流I3＝((L＋16)/116)×I1×n1給電阻4210以產生電壓V2＝((L＋16)/116)2 ×R×I1×n1，電流I3的曲線如圖8的曲線50所示，電壓電流轉換器4212將電壓V2轉換為電流I4＝((L＋16)/116)2 ×I1×n1，電流鏡4214鏡射電流I4產生電流I5＝((L＋16)/116)2 ×I1×n1×n2給電阻4216以產生電壓V3＝((L＋16)/116)3 ×R×I1×n1×n2，電流I5的曲線如圖8的曲線52所示，電壓電流轉換器4218將電壓V3轉換為電流I6＝((L＋16)/116)3 ×I1×n1×n2，電流鏡4220鏡射電流I6產生電流IREF＝K1×((L＋16)/116)3 ，如圖8的曲線54所示，在此K1＝I1×n1×n2×n3。
圖9顯示電流ILED與調光步階的關係曲線。在低壓差電流源46中，運算放大器4602使得電晶體4604閘汲極之間的電壓等於電晶體4606閘汲極之間的電壓，故電晶體4606將鏡射通過電晶體4604的電流IREF，假設電晶體4604及4606之間的尺寸比為1：K2，則可得電流ILED＝K1×K2×((L＋16)/116)3 ，如圖9所示。圖10顯示圖7中LED 48的亮度與明暗度之間的關係曲線以及人眼中亮度及明暗度之間的關係曲線，其中，兩條曲線重疊，因此，每改變1個調光步階L，人眼察覺的明暗度變化為定值，故電流調節器40的調光步階與人眼察覺到的明暗度具有線性關係，故無需再經由複雜的計算來選取適當的調光步階使人眼觀察的LED的亮度變化為線性，也沒有調光步階被閒置而造成浪費。
圖11係本發明的第二實施例，電流調節器60包括電流源62、明暗度控制器64及低壓差電流源46，電流源62提供電流IREF＝K1×((L＋16)/116)3 ，如圖8的曲線54所示，明暗度控制器64用以決定明暗度L的值，在此明暗度L為調光步階，低壓差電流源46根據電流IREF產生電流ILED，如圖9所示。在電流源62中，電壓電流轉換器6202將電壓VREF轉換為電流I1，PWM信號產生器6204根據明暗度控制器64的輸出L產生控制信號PWM切換連接在電壓電流轉換器6202及地端GND之間的開關S1，藉以控制電流I1的導通時間，電流鏡6206鏡射電流I1產生電流IREF。圖12顯示控制信號PWM的實施例，其中控制信號PWM包括主週期T1具有工作週期比((L＋16)/116)，而主週期T1的工作時間包含第一子週期T2具有工作週期比((L＋16)/116)，第一子週期T2的工作時間又包含第二子週期具有((L＋16)/116)，因此，可以得知電流IREF的平均電流等於K1×((L＋16)/116)3 ，在此K1＝I1。由於電流IREF正比於((L＋16)/116)3 ，故電流ILED也正比於((L＋16)/116)3 ，換言之，圖11中的LED 48的亮度與明暗度之間的關係曲線以及人眼中亮度及明暗度之間的關係曲線重疊，如圖10所示，故電流調節器60的調光步階與人眼察覺到的明暗度具有線性關係。
圖13係本發明的第三實施例，電流調節器66包括電流源68、明暗度控制器69及低壓差電流源46，電流源68提供電流IREF＝R1×((L＋16)/116)3 ，如圖8的曲線54所示，明暗度控制器69用以決定明暗度L的值，在此明暗度L為調光步階，低壓差電流源46根據電流IREF產生電流ILED。在電流源68中，可變電阻6804及6810具有相同的阻值((L＋16)/116)×R，電流源6802提供電流I1給可變電阻6804以產生電壓V1＝((L＋16)/116)×R×I1，電壓電流轉換器6806將電壓V1轉換為電流I2＝((L＋16)/116)×I1，電流鏡6808鏡射電流I2產生電流I3＝((L＋16)/116)×I1×n1給電阻6810以產生電壓V2＝((L＋16)/116)2 ×R×I1×n1，電壓電流轉換器6812將電壓V2轉換為電流I4＝((L＋16)/116)2 ×I1×n1，開關S1連接在電壓電流轉換器6812及地端GND之間，PWM信號產生器6816根據明暗度控制器69的輸出L產生控制信號PWM切換開關S1，圖14顯示圖13中控制信號PWM的實施例，其包括週期T1具有工作週期比((L＋16)/116)，電流鏡6814鏡射其參考分支上的電流產生電流IREF，由於控制信號PWM的工作週期比為((L＋16)/116)，故可以得知電流IREF的平均電流等於I4×n2×((L＋16)/116)，又電流I4等於((L＋16)/116)2 ×I1×n1，故電流IREF的平均電流等於K1×((L＋16)/116)3 ，在此K1＝I1×n1×n2。
圖15係本發明的第四實施例，電流調節器70包括電流源72提供電流IREF以及低壓差電流源46根據電流IREF產生電流ILED給LED 48，此實施例係利用片段線性近似(piecewise linear approach)的方式來得到近似公式3的曲線。在電流源72中，電壓電流轉換器7201將可變電壓V1＝(N/40)×VREF轉換為電流I1，電流鏡7206鏡射電流I1產生電流IREF，在電壓電流轉換器7201中，運算放大器7202具有非反相輸入及反相輸入分別連接可變電壓V1及節點A，用以將電壓V1提供至節點A，其中N為調光步階，在此實施例中，N等於21~40，多個具有相同阻值的電阻R並聯在節點A及地端GND之間以形成等效電阻7204，多個開關S1~S16各自與一電阻串聯，藉由切換開關S1~S16可以改變等效電阻7204的阻值，等效電阻7204因應電壓V1產生電流I1。圖16顯示人眼中亮度與明暗度之間的關係曲線74及電流調節器70中LED 48的亮度與明暗度之間的關係曲線76。參照圖15及16，在此實施例中，曲線76共分為5段，而調光步階N的階數共20階，故每段包含4個調光步階，在每一段中，等效電阻7204的阻值都將改變以改變電流ILED的斜率，如圖16所示，在第1段中，開關S1打開(turn on)其餘關閉(turn off)，等效電阻7204的阻值為R，在第2段中，開關S1及S2打開而其餘關閉，等效電阻7204的阻值變為R/2，在第3段中，開關S1~S4打開而其餘關閉，故等效電阻7204的阻值為R/4，在第4段中，開關S1~S8打開而其餘關閉，故等效電阻7204的阻值為R/8，在第5段中，開關S1~S16全打開，故等效電阻7204的阻值為R/16，很明顯的，等效電阻7204的阻值為2的幕次方。在其他實施例中，只要適當的選取參考電壓VREF、調光步階的階數以及電阻R，電流ILED的曲線76的段數是可以改變，隨著段數的增加，電流ILED的曲線76可以越接近曲線74。圖17顯示圖16中兩曲線74及76之間的誤差值，其中，兩曲線74及76之間的誤差值不超過10%，顯然兩曲線74及76相當近似，故當調光步階N改變時，LED 48的亮度變化在人眼中近乎線性。
圖18係本發明的第五實施例，電流調節器80包括電流源82提供電流IREF以及低壓差電流源46根據電流IREF產生電流ILED給LED 48，此實施例同樣利用片段線性近似的方式來得到近似公式3的曲線。在電流源82中，電壓電流轉換器8202將可變電壓V1＝(N/40)×VREF轉換為電流I1，開關S1連接在電壓電流轉換器8202及地端GND之間，受控於控制信號PWM，用以控制電流I1的導通時間，電流鏡8204鏡射電流I1產生電流IREF。圖19顯示人眼中亮度與明暗度之間的關係曲線84及電流調節器80中LED 48的亮度與明暗度之間的關係曲線86。參照圖18及19，在此實施例中，電流ILED的曲線86同樣分為5段，而調光步階N的階數共20階，故每段包含4個調光步階，在每一段中，控制信號PWM具有不同的工作時間，由圖19可看出各段的控制信號PWM的工作週期比分別為(1/16)、(2/16)、(4/16)、(8/16)及(16/16)，控制信號PWM的工作時間為2的幕次方，每當控制信號PWM的工作時間增加時，曲線86的斜率也跟著增加。在其他實施例中，只要適當的選取參考電壓VREF、調光步階的階數以及電阻R，電流ILED的曲線86的段數是可以改變，隨著段數的增加，電流ILED的曲線86可以越接近曲線84。圖20顯示圖19中兩曲線84及86之間的誤差值，其中，兩曲線84及86之間的誤差值不超過10%，顯然兩曲線84及86相當近似，故當調光步階N改變時，LED 48的亮度變化在人眼中近乎線性。
以上對於本發明之較佳實施例所作的敘述係為闡明之目的，而無意限定本發明精確地為所揭露的形式，基於以上的教導或從本發明的實施例學習而作修改或變化是可能的，實施例係為解說本發明的原理以及讓熟習該項技術者以各種實施例利用本發明在實際應用上而選擇及敘述，本發明的技術思想企圖由以下的申請專利範圍及其均等來決定。
10．．．電流調節器
12．．．電流源
14．．．運算放大器
16．．．電晶體
18．．．電晶體
20．．．LED
30．．．LED 20的亮度與明暗度之間的關係曲線
32．．．人眼中亮度與明暗度之間的關係曲線
40．．．電流調節器
42．．．電流源
4202．．．電流源
4204．．．可變電阻
4206．．．電壓電流轉換器
4208．．．電流鏡
4210．．．可變電阻
4212．．．電壓電流轉換器
4214．．．電流鏡
4216．．．可變電阻
4218．．．電壓電流轉換器
4220．．．電流鏡
44．．．明暗度控制器
46．．．低壓差電流源
4602．．．運算放大器
4604．．．電晶體
4606．．．電晶體
48．．．LED
50．．．電流I3與調光步階的關係曲線
52．．．電流I5與調光步階的關係曲線
54．．．電流IREF與調光步階的關係曲線
60．．．電流調節器
62．．．電流源
6202．．．電壓電流轉換器
6204．．．PWM信號產生器
6206．．．電流鏡
64．．．明暗度控制器
66．．．電流調節器
68．．．電流源
6802．．．電流源
6804．．．可變電阻
6806．．．電壓電流轉換器
6808．．．電流鏡
6810．．．可變電阻
6812．．．電壓電流轉換器
6814．．．電流鏡
6816．．．PWM信號產生器
69．．．明暗度控制器
70．．．電流調節器
72．．．電流源
7201．．．電壓電流轉換器
7202．．．運算放大器
7204．．．等效電阻
7206．．．電流鏡
74．．．人眼中亮度與明暗度之間的關係曲線
76．．．LED 48的亮度與明暗度之間的關係曲線
80．．．電流調節器
82．．．電流源
8202．．．電壓電流轉換器
8204．．．電流鏡
84．．．人眼中亮度與明暗度之間的關係曲線
86．．．LED 48的亮度與明暗度之間的關係曲線
圖1顯示習知用以驅動白光LED的電流調節器；圖2顯示圖1中電流IREF與調光步階之間的關係曲線；圖3顯示圖1中直流驅動電流ILED與調光步階之間的關係曲線；圖4顯示白光LED的光強度與直流驅動電流ILED之間的關係曲線；圖5顯示白光LED 20的亮度及明暗度之間的關係曲線以及人眼中亮度及明暗度之間的關係曲線；圖6顯示圖5中曲線30及32之間亮度的誤差值；圖7係本發明的第一實施例；圖8顯示圖7中電流源42的電流與調光步階的關係曲線；圖9顯示電流ILED與調光步階的關係曲線；圖10顯示圖7中LED 48的亮度與明暗度之間的關係曲線以及人眼中的亮度及明暗度之間的關係曲線；圖11係本發明的第二實施例；圖12顯示控制信號PWM的實施例；圖13係本發明的第三實施例；圖14顯示圖13中控制信號PWM的實施例；圖15係本發明的第四實施例；圖16顯示人眼中亮度與明暗度之間的關係曲線及電流調節器70中LED 48的亮度與明暗度之間的關係曲線；圖17顯示圖16中兩曲線74及76之間的誤差值；圖18係本發明的第五實施例；圖19顯示人眼中亮度與明暗度之間的關係曲線及電流調節器80中LED 48的亮度與明暗度之間的關係曲線；以及圖20顯示圖19中兩曲線84及86之間的誤差值。
40．．．電流調節器
42．．．電流源
4202．．．電流源
4204．．．可變電阻
4206．．．電壓電流轉換器
4208．．．電流鏡
4210．．．可變電阻
4212．．．電壓電流轉換器
4214．．．電流鏡
4216．．．可變電阻
4218．．．電壓電流轉換器
4220．．．電流鏡
44．．．明暗度控制器
46．．．低壓差電流源
4602．．．運算放大器
4604．．．電晶體
4606．．．電晶體
48．．．LED

Claims (18)

  1. 一種電流調節器，用以驅動發光二極體，該電流調節器包括：一電流源，提供一正比於((L+16)/116)3 的驅動電流藉以驅動該發光二極體，其中，L為明暗度；以及一明暗度控制器，用以決定L的值；其中，該電流源包括：一第一函數電路，根據一輸入信號產生正比於((L+16)/116)的電流；以及一第二函數電路，根據該第一函數電路的輸出產生正比於((L+16)/116)2 的電流。
  2. 如請求項1之電流調節器，其中該電流源更包括一第三函數電路根據該第二函數電路的輸出產生正比於((L+16)/116)3 的電流。
  3. 一種電流調節器，用以驅動發光二極體，該電流調節器包括：一電流源，提供一正比於((L+16)/116)3 的驅動電流藉以驅動該發光二極體，其中，L為明暗度；以及一明暗度控制器，用以決定L的值；其中，該電流源包括：一第一電阻，其阻值與((L+16)/116)具有比例關係；一第二電阻，其阻值與((L+16)/116)具有比例關係；一第三電阻，其阻值與((L+16)/116)具有比例關係；一第二電流源，供應一第一電流至該第一電阻以產 生一第一電壓；一第一電壓電流轉換器，用以將該第一電壓轉換為一第二電流；一第一電流鏡，鏡射該第二電流產生一第三電流至該第二電阻以產生一第二電壓；一第二電壓電流轉換器，用以將該第二電壓轉換為一第四電流；一第二電流鏡，鏡射該第四電流產生一第五電流至該第三電阻以產生一第三電壓；一第三電壓電流轉換器，用以將該第三電壓轉換為一第六電流；以及一第三電流鏡，鏡射該第六電流產生該驅動電流。
  4. 如請求項3之電流調節器，其中該第一、第二及第三電阻具有相同阻值。
  5. 一種電流調節器，用以驅動發光二極體，該電流調節器包括：一電流源，提供一正比於((L+16)/116)3 的驅動電流藉以驅動該發光二極體，其中，L為明暗度；以及一明暗度控制器，用以決定L的值；其中，該電流源包括：一電流鏡，鏡射一參考電流產生該驅動電流；一電壓電流轉換器，將一參考電壓轉換為該參考電流；以及一開關，受控於一控制信號，用以控制該參考電流 的導通時間，該控制信號包括一主週期具有工作週期比為((L+16)/116)，在該主週期的工作時間中包含一第一子週期具有工作週期比為((L+16)/116)，在該第一子週期的工作時間中包含一第二子週期具有工作週期比為((L+16)/116)。
  6. 一種電流調節器，用以驅動發光二極體，該電流調節器包括：一電流源，提供一正比於((L+16)/116)3 的驅動電流藉以驅動該發光二極體，其中，L為明暗度；以及一明暗度控制器，用以決定L的值；其中，該電流源包括：一第一電阻，其阻值與((L+16)/116)具有比例關係；一第二電阻，其阻值與((L+16)/116)具有比例關係；一第二電流源，供應一第一電流至該第一電阻以產生一第一電壓；一第一電壓電流轉換器，用以將該第一電壓轉換為一第二電流；一第一電流鏡，鏡射該第二電流產生一第三電流至該第二電阻以產生一第二電壓；一第二電壓電流轉換器，用以將該第二電壓轉換為一第四電流；一第二電流鏡，鏡射該第四電流產生該驅動電流；一開關，受控於一控制信號，用以控制該第四電流 的導通時間，該控制信號具有工作週期比為((L+16)/116)。
  7. 如請求項6之電流調節器，其中該第一及第二電阻具有相同阻值。
  8. 一種電流調節器，用以驅動發光二極體，該電流調節器包括：一電流源，提供一正比於((L+16)/116)3 的驅動電流藉以驅動該發光二極體，其中，L為明暗度；一明暗度控制器，用以決定L的值；以及一低壓差電流源根據該驅動電流產生一輸出電流給該發光二極體；其中該低壓差電流源包括：一運算放大器，具有一第一輸入、一第二輸入及一輸出；一第一電晶體，具有一汲極連接該驅動電流及第一輸入、一源極連接一參考電壓以及一閘極連接該輸出；以及一第二電晶體，具有一汲極連接該發光二極體及第二輸入、一源極連接該參考電壓以及一閘極連接該輸出，用以鏡射通過該第一電晶體的該驅動電流產生該輸出電流。
  9. 一種電流調節器，用以驅動發光二極體，該電流調節器包括： 一電流源，提供一隨調光步階變化的驅動電流，該驅動電流與該調光步階之間的第一關係曲線近似人眼中亮度與明暗度之間的第二關係曲線；以及一輸出電路，根據該驅動電流產生一輸出電流給該發光二極體；其中，該電流源包括：一電流鏡，用以鏡射一參考電流產生該驅動電流；一可變電阻，其阻值由該調光步階決定；一電晶體，連接在該可變電阻及該電流鏡之間；以及一運算放大器，具有兩輸入分別連接一隨該調光步階改變的可變電壓及該可變電阻以及一輸出連接該電晶體的閘極，該運算放大器將該可變電壓提供給該可變電阻以產生該參考電流。
  10. 如請求項9之電流調節器，其中該可變電阻的阻值為2的幕次方。
  11. 一種電流調節器，用以驅動發光二極體，該電流調節器包括：一電流源，提供一隨調光步階變化的驅動電流，該驅動電流與該調光步階之間的第一關係曲線近似人眼中亮度與明暗度之間的第二關係曲線；以及一輸出電路，根據該驅動電流產生一輸出電流給該發光二極體；其中，該電流源包括： 一電流鏡，鏡射一參考電流產生該驅動電流；一電壓電流轉換器，將一參考電壓轉換為該參考電流；以及一開關，受控於一控制信號，用以控制該參考電流的導通時間；其中，該控制信號的工作時間及該參考電壓都由該調光步階決定。
  12. 如請求項11之電流調節器，其中該工作時間為2的幕次方。
  13. 一種電流調節器，用以驅動發光二極體，該電流調節器包括：一電流源，提供一隨調光步階變化的驅動電流，該驅動電流與該調光步階之間的第一關係曲線近似人眼中亮度與明暗度之間的第二關係曲線；以及一輸出電路，根據該驅動電流產生一輸出電流給該發光二極體；其中，該輸出電路包括一另一電流源鏡射該驅動電流產生該輸出電流；其中，該另一電流源包括：一運算放大器，具有一第一輸入、一第二輸入及一輸出；一第一電晶體，具有一汲極連接該驅動電流及第一輸入、一源極連接一參考電壓以及一閘極連接該輸出；以及 一第二電晶體，具有一汲極連接該發光二極體及第二輸入、一源極連接該參考電壓以及一閘極連接該輸出，用以鏡射通過該第一電晶體的該驅動電流產生該輸出電流。
  14. 一種電流調節器的控制方法，該電流調節器用以驅動發光二極體，該控制方法包括下列步驟：提供一隨調光步階變化的驅動電流，該驅動電流與該調光步階之間的第一關係曲線近似人眼中亮度與明暗度之間的第二關係曲線；以及根據該驅動電流產生一輸出電流給該發光二極體；其中，該提供一隨調光步階變化的驅動電流的步驟包括：提供一隨該調光步階改變的可變電壓至一隨該調光步階改變的可變電阻以產生一參考電流；以及鏡射一參考電流產生該驅動電流。
  15. 如請求項14之控制方法，其中該根據該驅動電流產生一輸出電流的步驟包括鏡射該驅動電流產生該輸出電流。
  16. 如請求項14之控制方法，其中該可變電阻的阻值為2的幕次方。
  17. 一種電流調節器的控制方法，該電流調節器用以驅動發光二極體，該控制方法包括下列步驟：提供一隨調光步階變化的驅動電流，該驅動電流與該 調光步階之間的第一關係曲線近似人眼中亮度與明暗度之間的第二關係曲線；以及根據該驅動電流產生一輸出電流給該發光二極體；其中，該提供一隨調光步階變化的驅動電流的步驟包括：將一參考電壓轉換為一參考電流；鏡射該參考電流產生該驅動電流；以及控制該參考電流的導通時間；其中，該參考電流的導通時間及該參考電壓都由該調光步階決定。
  18. 如請求項17之控制方法，其中該參考電流的導通時間為2的幕次方。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8334659B2 (en) * 2009-12-10 2012-12-18 General Electric Company Electronic driver dimming control using ramped pulsed modulation for large area solid-state OLEDs
US8334660B2 (en) * 2010-05-19 2012-12-18 Sct Technology, Ltd. Light source driving circuit with low operating output voltage
US8525437B2 (en) * 2010-09-16 2013-09-03 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Device for controlling current of LED
US8816600B2 (en) 2011-05-13 2014-08-26 Nxp B.V. Method of power and temperature control for high brightness light emitting diodes
US20120306404A1 (en) * 2011-06-02 2012-12-06 Immense Advance Technology Corp. Led driver circuit
TWI445293B (zh) * 2011-08-26 2014-07-11 Richtek Technology Corp Ｐｆｍ電源供應器的頻率抖動控制電路及方法
US9301372B2 (en) 2011-11-11 2016-03-29 Osram Sylvania Inc. Light control method and lighting device using the same
US9055647B2 (en) 2011-12-16 2015-06-09 Marvell World Trade Ltd. Current balancing circuits for light-emitting-diode-based illumination systems
CN104303595B (zh) * 2011-12-16 2017-06-09 马维尔国际贸易有限公司 用于基于发光二极管的照明系统的电流平衡电路
DE102012223816B3 (de) * 2012-12-19 2014-06-12 Continental Automotive Gmbh Einrichtung zur Ansteuerung eines Feldeffekttransistors
US9661706B2 (en) * 2012-12-27 2017-05-23 Cree, Inc. Low intensity dimming circuit for an LED lamp and method of controlling an LED
KR102213794B1 (ko) * 2013-06-28 2021-02-08 서울시립대학교 산학협력단 전원 공급 장치 및 그의 제어 회로
KR102217632B1 (ko) * 2013-06-28 2021-02-19 서울시립대학교 산학협력단 전원 공급 장치 및 그의 제어 회로
CN104470060B (zh) * 2014-10-20 2017-09-15 深圳市华星光电技术有限公司 模拟调光转换电路及显示装置
US20170311403A1 (en) * 2014-10-31 2017-10-26 Sagem Avionics Llc System for adaptive non-linear light dimming of electro-optical devices
CN112690041B (zh) 2018-09-05 2023-07-28 吉列有限责任公司 控制电气设备的用户界面发光元件的照度水平的方法和系统
CN115119365A (zh) * 2021-02-08 2022-09-27 杭州涂鸦信息技术有限公司 调光方法、调光设备及计算机存储介质
TWI792863B (zh) * 2022-01-14 2023-02-11 瑞昱半導體股份有限公司 低壓降穩壓系統及其控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200723957A (en) * 2005-12-14 2007-06-16 Aimtron Technology Corp Charge pump drive circuit for a light emitting diode
US20070152934A1 (en) * 2003-08-05 2007-07-05 Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd Circuit for driving self-luminous display device and method for driving the same

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1555548A (zh) * 2001-09-20 2004-12-15 先锋株式会社 发光元件驱动电路
JP4177022B2 (ja) * 2002-05-07 2008-11-05 ローム株式会社 発光素子駆動装置、及び発光素子を備えた電子機器
US20060055465A1 (en) * 2004-09-15 2006-03-16 Shui-Mu Lin Low voltage output current mirror method and apparatus thereof
JP4857611B2 (ja) 2005-06-02 2012-01-18 ソニー株式会社 電流駆動回路、発光素子駆動装置、および携帯装置
US7714515B2 (en) * 2005-06-10 2010-05-11 Integrated Memory Logic, Inc. LED driver system and method
KR100690061B1 (ko) * 2005-07-11 2007-03-08 하나 마이크론(주) Ｏｌｅｄ 디스플레이패널 구동장치의 ｄ／ａ 컨버터
JP2007310008A (ja) 2006-05-16 2007-11-29 Sharp Corp Ｌｅｄを用いた表示装置
EP1863001A1 (en) 2006-06-01 2007-12-05 Thomson Licensing Video display device and operating method therefore
US7733034B2 (en) * 2006-09-01 2010-06-08 Broadcom Corporation Single inductor serial-parallel LED driver
US7675245B2 (en) * 2007-01-04 2010-03-09 Allegro Microsystems, Inc. Electronic circuit for driving a diode load
JP5168910B2 (ja) * 2007-01-18 2013-03-27 株式会社リコー 定電流回路及び定電流回路を使用した発光ダイオード駆動装置
JP5252822B2 (ja) * 2007-03-30 2013-07-31 キヤノン株式会社 発光素子駆動回路
TWI406596B (zh) * 2008-06-30 2013-08-21 Green Solution Tech Co Ltd 發光二極體驅動電路、發光二極體驅動控制單元及其電晶體開關模組

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070152934A1 (en) * 2003-08-05 2007-07-05 Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd Circuit for driving self-luminous display device and method for driving the same
TW200723957A (en) * 2005-12-14 2007-06-16 Aimtron Technology Corp Charge pump drive circuit for a light emitting diode

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Publication number Publication date
KR101017514B1 (ko) 2011-02-25
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