TWI498051B - 照明裝置之驅動系統 - Google Patents

Description

照明裝置之驅動系統

本發明係關於一種驅動系統，特別是一種照明裝置之驅動系統。

發光二極體之照明一般使用脈波寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)的編碼方式來控制發光二極體的光強度、色座標與色溫，而不使用改變電流或改變電壓的方式來驅動發光二極體。

PWM藉由調整一個週期內，脈波的導通(ON)與截止(OFF)的比例來決定輸出的平均功率大小，一個週期內ON的時間越長，表示其輸出平均功率越大，發光二極體將會越亮，但是一般PWM控制方式會有以下缺點：(1)一個發光二極體驅動單元在一個週期內會有多次的切換(on、off多次)，而電磁干擾(Electromagnetic Interference，EMI)與發光二極體驅動單元切換的次數成平方比。(2)當PWM控制多個發光二極體驅動單元時，電源供應端最差的狀況將是當所有發光二極體驅動單元同時間由off變on或由on變off時，在此一短時間內需同時變動的電流幅度將會是所有發光二極體驅動單元電流之總和，當系統中有大量的發光二極體驅動單元時，總電流的瞬間值將會非常大，如此將導致EMI上升，若再加上一個週期內多次的電源電流幅度切換，EMI之干擾將會巨幅增加。

另外此大幅度的電流時變率將導致電源供應端的電力軌道崩解(power rail-collapse)現象，使得積體電路(IC)的接收電源電 壓可能不足，因而無法正常工作。

另外電路設計者對與電源供應端與接地端若阻抗分佈(Z-profile)設計不好時，大幅度的電流時變率將會導致電源電壓過衝(overshoot)，若過衝的幅度超過電路中任何積體電路之可忍受幅度時，積體電路將會被擊毀。

另外電源之上升時間(rising time)也可能跟不上大幅度的電流時變率，而無法跟上快速的狀態切換。因此電源完整性(Power integrity，PI)的問題需要被考慮。

請參照美國專利公告號第US4845481號，該專利提及利用PWM編碼用於驅動複數發光二極體的設計，而PWM為利用脈波寬度控制發光二極體亮度的一種方式。

請參照美國專利公告號第US6016038號、第7113541號，該些專利透過處理器產生PWM的方式控制發光二極體，但其會有電流切換的問題，請參照美國專利公告號第US26132061號提出使用假負載(dummy load)的方式解決PWM電流切換之問題，但對於多個發光二極體驅動單元而言，在低載或無載的瞬間，所有大的電流將會流經假負載，此大的電流導致大量的能量浪費在假負載上而產生大量的熱量，相當不節能，另外在對電源而言，仍有切換的漣波(ripple)在其上面，對於電路將產生干擾。

鑒於以上的問題，本發明提供一種照明裝置之驅動系統及其驅動方法，透過微處理器運算出PWM驅動訊號至發光二極體驅動單元，以在最小EMI情況下控制發光二極體點亮對應的 發光二極體，藉以避免EMI與電源電壓過衝等電源完整性的問題。

因此，本發明所揭露之照明裝置之驅動系統，包含有：複數個發光二極體；額外負載；照明設定單元，提供一照明參數，該照明參數包含一工作週期；電源供應單元，提供一直流電流；微處理器，接收照明參數，並根據照明參數而產生複數個驅動訊號與一補償訊號，各個驅動訊號係各別對應各個發光二極體，各個驅動訊號具有一高位準週期、一低位準週期及一全週期，高位準週期與全週期之比值實質上等於工作週期，各個驅動訊號之一的高位準週期的起始時間與另一個驅動訊號的高位準週期的起始時間相距一個低位準週期的時間；複數個第一驅動單元，與各個發光二極體及各個驅動訊號對應，各個第一驅動單元各別接收各個驅動訊號而驅動與之對應的各個發光二極體，使被對應的各個發光二極體在該高位準週期接收直流電流而發光；及第二驅動單元，接收並根據補償訊號而將直流電流輸出至額外負載。

另外，本發明所揭露之照明裝置之驅動系統，包含有：複數個發光二極體燈組，各個發光二極體燈組具有n個發光二極體，各個發光二極體燈組中的n個發光二極體之間係相互對應，其中n為大於等於1的整數；額外負載；照明設定單元，提供一照明參數，而照明參數包含n個工作週期，而n個工作週期係對應各個發光二極體燈組中的n個發光二極體；電源供應單元，提供一直流電流；微處理器，接收照明參數，並根據照明參數而產生複數個驅動訊號組與一補償訊號，各個驅動訊 號組係各別對應各個發光二極體燈組，每一驅動訊號組各具有n個驅動訊號，而n個驅動訊號係與該n個發光二極體及n個工作週期對應，各個驅動訊號具有一高位準週期、一低位準週期及一全週期，每一個高位準週期與其全週期之比值實質上等於與之對應的工作週期，各個驅動訊號組之一的第i個的高位準週期的起始時間與另一個驅動訊號組的第i個的高位準週期的起始時間相距一個低位準週期的時間，其中1≦i≦n，且i為正整數；複數個第一驅動單元組，與各個發光二極體燈組及各個驅動訊號組對應，每個第一驅動單元組具有n個驅動單元，而n個驅動單元係與n個發光二極體及n個驅動訊號對應，各個第一驅動單元各別接收與之對應的各個驅動訊號而驅動與之對應的各個發光二極體，使被對應的各個發光二極體接收直流電流而發光；及第二驅動單元，接收並根據補償訊號而將直流電流輸出至額外負載。

另外，本發明所揭露之照明裝置之驅動系統，包含有：複數個發光二極體燈組，各個發光二極體燈組具有n個發光二極體，各個發光二極體燈組中的n個發光二極體之間係相互對應，其中n為大於等於1的整數；額外負載；照明設定單元，提供一照明參數，而照明參數包含n個工作週期，而n個工作週期係對應各個發光二極體燈組中的n個發光二極體；電源供應單元，提供一直流電流；微處理器，接收照明參數，並根據照明參數而產生複數個驅動訊號組與一補償訊號，各個驅動訊號組係各別對應各個發光二極體燈組，每一驅動訊號組各具有n個驅動訊號，而n個驅動訊號係與n個發光二極體及n個工作週 期對應，各個驅動訊號具有一高位準週期、一低位準週期及一全週期，每一個高位準週期與其全週期之比值實質上等於與之對應的工作週期，所有n個驅動訊號在全週期時間內的每一時間點均具有一高位準總和，每一時間點的高位準總和之間的差值小於或等於一單位位準；複數個第一驅動單元組，與各個發光二極體燈組及各個驅動訊號組對應，每個第一驅動單元組具有n個驅動單元，該n個驅動單元係與n個發光二極體及n個驅動訊號對應，各個第一驅動單元各別接收與之對應的各個驅動訊號而驅動與之對應的各個發光二極體，使被對應的各個發光二極體在高位準週期接收直流電流而發光；及第二驅動單元，接收並根據補償訊號而將直流電流輸出至額外負載。

藉由這種照明裝置之驅動系統，透過微處理器運算出PWM驅動訊號至發光二極體驅動單元，以在最小EMI情況下控制發光二極體驅動單元點亮對應的發光二極體，藉以避免EMI與電源電壓過衝等電源完整性的問題，且本發明微處理器運算出PWM驅動訊號容量相當小，可存於微處理器的內部記體中，相當方便。

有關本發明的特徵與實作，茲配合圖示作最佳實施例詳細說明如下。

請參照「第1A圖」，係為本發明第一實施例之電路方塊圖。如「第1A圖」所示，本發明之照明裝置之驅動系統100包含有照明設定單元10、電源供應單元20、微處理器30、第一驅動單元40、第二驅動單元41、發光二極體50與額外負載60。

照明設定單元10用以提供照明參數，而照明參數包含有工作週期(work duty)、解析度、三原色的比例或第一驅動單元40的數量。照明設定單元10可以例如是人機介面、鍵盤、指撥開關、訊號產生器或記憶體。照明設定單元10為人機介面、鍵盤、指撥開關或訊號產生器時，則可設定照明參數。照明設定單元10為記憶體時，則可儲存照明參數。另外，照明設定單元10可作為將驅動系統100的外部數位訊號或類比訊號傳輸至微處理器30的通訊介面。

以下說明工作週期、解析度與三原色比例等資料與之間的關係，舉例來說，若工作週期是70%，解析度是128位元(bits)，則表示被驅動的發光二極體50有90位元(bits)為ON(128*70%=89.6，以90計)，而38位元(bits)為OFF(128*30%=38.4，以38計)，若每個bit的時間為10ms，則發光二極體50將有900ms為ON，380ms為OFF，如此一來即可控制發光二極體50的亮度。

電源供應單元20分別與微處理器30、第一驅動單元40及第二驅動單元41電性連接。電源供應單元20用以提供微處理器30所需電力，以及輸出直流電流至第一驅動單元40與第二驅動單元41。

微處理器30與照明設定單元10電性連接。微處理器30為具有邏輯運算功能之電路架構。微處理器30用以接收照明參數，並根據照明參數而產生一個驅動訊號與一補償訊號。驅動訊號係對應發光二極體50，驅動訊號具有一高位準週期、一低位準週期及一全週期。高位準週期與全週期之比值實質上等於 工作週期。微處理器30可以例如是系統單晶片(System on Chip，SOC)、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor，DSP)或場效可程式化閘極陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA)等。

第一驅動單元40分別與微處理器30、發光二極體50電性連接。第一驅動單元40與發光二極體50及驅動訊號對應。第一驅動單元40接收驅動訊號而驅動與之對應的發光二極體50，使被對應的發光二極體50在高位準週期接收直流電流而發光。

第二驅動單元41分別與微處理器30、電源供應器單元20、額外負載60電性連接。第二驅動單元41用以接收微處理器30輸出的補償訊號。第二驅動單元41根據補償訊號控制輸出至額外負載60的電流，以補償電源供應單元20輸出的直流電流為一恆流狀態。額外負載60可以例如是發光二極體或可消耗電流的負載。第二驅動單元41可以例如是發光二極體驅動積體電路。

請參照「第1B圖」，係為本發明第二實施例之電路方塊圖。如「第1B圖」所示，本發明第二實施例與第一實施例不同之處在於：照明設定單元10設置於微處理器30的內部，照明設定單元10儲存有照明參數，以提供微處理器30讀取並進行驅動訊號的運算程序，其餘部分與第一實施例相同，以下不再贅述。

請參照「第2圖」，係為本發明第三實施例之電路方塊圖。如「第2圖」所示，本發明之照明裝置之驅動系統150包含有照明設定單元10、電源供應單元20、微處理器30、複數個第一 驅動單元40、第二驅動單元41、發光二極體50與額外負載60。

照明設定單元10用以提供照明參數，而照明參數包含有工作週期(work duty)、解析度、三原色的比例或第一驅動單元40的數量。照明設定單元10可以例如是人機介面、鍵盤、指撥開關、訊號產生器或記憶體。照明設定單元10為人機介面、鍵盤、指撥開關或訊號產生器時，則可設定照明參數。照明設定單元10為記憶體時，則可儲存照明參數。另外，照明設定單元10可作為將驅動系統150的外部數位訊號或類比訊號傳輸至微處理器30的通訊介面。

電源供應單元20分別與微處理器30、第一驅動單元40及第二驅動單元41電性連接。電源供應單元20用以提供微處理器30所需電力，以及輸出直流電流至第一驅動單元40與第二驅動單元41。

微處理器30與照明設定單元10電性連接。微處理器30為具有邏輯運算功能之電路架構。微處理器30用以接收照明參數，並根據照明參數而產生複數個驅動訊號與一補償訊號。驅動訊號係對應發光二極體50，各個驅動訊號具有一高位準週期、一低位準週期及一全週期，而高位準週期與全週期之比值實質上等於工作週期。各個驅動訊號之一的高位準週期的起始時間與另一個驅動訊號的高位準週期的起始時間相距一個低位準週期的時間。

微處理器30可以例如是系統單晶片(System on Chip，SOC)、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor，DSP) 或場效可程式化閘極陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA)等。

各個第一驅動單元40分別與微處理器30、各個發光二極體50電性連接。各個第一驅動單元40與各個發光二極體50及驅動訊號對應。各個第一驅動單元40接收驅動訊號而驅動與之對應的發光二極體50，使被對應的各個發光二極體50在高位準週期接收直流電流而發光。

第二驅動單元41分別與微處理器30、電源供應器單元20、額外負載60電性連接。第二驅動單元41用以接收微處理器30輸出的補償訊號。第二驅動單元41根據補償訊號控制輸出至額外負載60的電流，以補償電源供應單元20輸出的直流電流為一恆流狀態。額外負載60可以例如是發光二極體或可消耗電流的負載。第二驅動單元41可以例如是發光二極體驅動積體電路。

以下說明驅動系統150的動作原理，透過照明設定單元10輸入照明參數至微處理器30後，微處理器30將所有第一驅動單元40與第二驅動單元41的驅動訊號與補償訊號運算出，並由微處理器30的輸入/輸出埠輸出驅動訊號、補償訊號到對應的第一驅動單元40與第二驅動單元41。第一驅動單元40與第二驅動單元41分別根據驅動訊號、補償訊號輸出電流至對應的發光二極體50與額外負載60。其中發光二極體50可以例如是單色(白色、黃色、紅色、綠色或藍色)發光二極體，或者為混色(黃綠色、或藍綠色)發光二極體。

總電流IT為所有第一驅動單元40與第二驅動單元41的電流總和。電流ID1、電流ID2、電流ID3為第一驅動單元40之 電流。電流ID1、電流ID2、電流ID3大小為A安培。電流IExt為第二驅動單元41之消耗電流。電流IExt的值跟電流ID1、電流ID2、電流ID3一樣，其值大小為A安培。

第二驅動單元41連接一個額外負載60。第二驅動單元41主要用來補償PWM的切換狀態使總電流IT保持恆定之用。各個第一驅動單元40接收來自微處理器30的驅動訊號以開啟或關閉第一驅動單元40輸出電流。第二驅動單元41接收來自微處理器30的補償訊號，以開啟或關閉第二驅動單元41輸出電流。

當驅動訊號為高位準狀態時，各第一驅動單元40輸出電流A安培給各發光二極體50。當補償訊號為高位準狀態時，第二驅動單元41輸出電流A安培給額外負載60。當驅動訊號為低位準狀態時，各第一驅動單元40輸出為電流0安培。當補償訊號為低位準狀態時，第二驅動單元41輸出為電流0安培。如此，使得總電流IT為恆流狀態而不因各第一驅動單元40的PWM切換而改變，且總電流IT有最小峰值。另外，電流ID1、電流ID2、電流ID3與電流IExt在一週期內，有最少的切換次數(最多一次的低位準狀態至高位準狀態與一次的高位準狀態至低位準狀態)。

請參照「第3圖」，係為本發明之驅動訊號示意圖。如「第3圖」所示，縱軸為驅動訊號(單位為單位位準)，橫軸時間(單位為位元)。第一個驅動訊號的高位準週期的起始時間21與第二個驅動訊號的高位準週期的起始時間22相距一個低位準週期的時間。第二個驅動訊號的高位準週期的起始時間22與第三個驅動 訊號的高位準週期的起始時間(圖中未示)相距一個低位準週期的時間，以此類推。第一個驅動訊號之編排方式為先排低位準週期，再排高位準週期，其中第一個驅動訊號的編排方式亦可以先將高位準週期排在最前面，再排低位準週期。基本上，次一個驅動訊號為前一個驅動訊號的循環(circle)，可為左循環或右循環，而循環之位元數可為低位準週期或高位準週期。

另外，上述的相距一個低位準週期的時間可以是提前或是延後，在「第3圖」的實施例中是以時間延後為例，但不以此為限。

請參照「第4圖」，係為本發明第三實施例之驅動訊號示意圖。如「第4圖」所示，其中第一驅動單元40的數量為5、工作週期為0.37、解析度為255位元，因此，微處理器30依照編碼規則可運算出每個第一驅動單元40的驅動訊號。一號第一驅動單元40接收第一驅動訊號。二號第一驅動單元40接收第二驅動訊號。三號第一驅動單元40接收第三驅動訊號。四號第一驅動單元40接收第四驅動訊號。五號第一驅動單元40接收第五驅動訊號。

請參照「第5A圖」、「第5B圖」「第5C圖」，係為本發明之訊號總和之示意圖。如「第5A圖」所示，為所有第一驅動單元40的驅動訊號之總和，即將「第4圖」中的第一驅動訊號、第二驅動訊號、第三驅動訊號、第四驅動訊號與第五驅動訊號予以加總。其中第一驅動單元的第一驅動訊號、第二驅動訊號、第三驅動訊號、第四驅動訊號與第五驅動訊號在全週期內的每一時間點均具有一高位準總和。高位準總合係指將第一驅動單 元的第一驅動訊號、第二驅動訊號、第三驅動訊號、第四驅動訊號與第五驅動訊號的每個時間點對應的位準值予以加總。各個高位準總和之最大值為最高位準值，如「第5A圖」所示，各個高位準總和之最大值為2個單位位準，因此，最高位準值即為2。上述的單位位準對應發光二極體應用時，是指驅動發光二極體發光的單位電流強度，因此，當二個發光二極體在一特定時間點被驅動發光時，其總電流量即為二個單位電流強度，也就是本實施例中所述的二個單位位準。

如「第5B圖」所示，為第二驅動單元41的補償訊號。由此可看出，補償訊號係為在全週期內每一時間點內將各個高位準總和補足至最高位準值的訊號。其中高位準週期可以時間表示，亦可以位元(bit)表示。如「第5C圖」所示，為所有驅動單元(包含第一驅動單元40與第二驅動單元41)的訊號之總合。

由「第5A圖」可看出所有第一驅動單元40的驅動訊號之總合為不為平穩之直流，若無第二驅動單元41之補償，總電流IT補償將不為直流，因此藉由第二驅動單元41的補償訊號可將總電流IT補償為直流，所有驅動單元的訊號總和將為平穩之直流。另外，從所有驅動單元之驅動訊號總和之位準可看出只有2(隨工作週期而異)，大幅度的降低了總電流IT之位準值，且總電流IT完全為直流，解決了前述電源完整性之問題。

以下說明彩色(紅色、綠色與藍色)發光二極體的驅動系統，請參照「第6圖」，係為本發明第四實施例之電路方塊圖。如「第6圖」所示，本發明之照明裝置之驅動系統200包含有照明設定單元10、電源供應單元20、微處理器30、複數個發光二極體燈 組70、複數個第一驅動單元組71、第二驅動單元41、發光二極體50與額外負載60。

各個發光二極體燈組70具有n個發光二極體。各個發光二極體燈組70的第一驅動單元42連接紅色發光二極體51、第一驅動單元43連接綠色發光二極體52以及第一驅動單元44連接藍色發光二極體53，依此類推。

各個發光二極體燈組70中的n個發光二極體之間係相互對應，其中n為大於等於1的整數。上述所指的對應為顏色對應，例如，第1個發光二極體燈組70中的第1個發光二極體的發光顏色與第2個發光二極體燈組70中的第1個發光二極體的發光顏色為相同。第1個發光二極體燈組70中的第2個發光二極體的發光顏色與第2個發光二極體燈組70中的第2個發光二極體的發光顏色為相同。

照明設定單元10，提供一照明參數。照明參數包含n個工作週期。n個工作週期係對應各個發光二極體燈組70中的n個發光二極體。

電源供應單元20分別與微處理器30、發光二極體燈組70及第二驅動單元41電性連接。電源供應單元20用以提供微處理器30所需電力，以及輸出直流電流至發光二極體燈組70與第二驅動單元41。

微處理器30接收照明參數，並根據照明參數而產生複數個驅動訊號組與一補償訊號。各個驅動訊號組係各別對應各個發光二極體燈組70。每一驅動訊號組各具有n個驅動訊號，而n個驅動訊號係與n個發光二極體及n個工作週期對應。各個驅 動訊號具有一高位準週期、一低位準週期及一全週期，每一個高位準週期與其全週期之比值實質上等於與之對應的工作週期。

各個驅動訊號組之一的第i個的高位準週期的起始時間與另一個驅動訊號組的第i個的高位準週期的起始時間相距一個低位準週期的時間，其中1≦i≦n，且i為正整數。另外，上述相距一個低位準週期的時間，可以提早，也可延後。

複數個第一驅動單元組71，與各個發光二極體燈組70及各個驅動訊號組對應。每個第一驅動單元組具有n個驅動單元。n個驅動單元係與n個發光二極體及n個驅動訊號對應。各個第一驅動單元各別接收與之對應的各個驅動訊號而驅動與之對應的各個發光二極體，使被對應的各個發光案二極體在高位準週期接收直流電流而發光。

其中所有n個驅動訊號在全週期時間內的每一時間點均具有一高位準總和。每一時間點的高位準總和之間的差值小於或等於一單位位準。例如，當發光二極體被驅動在工作週期(高位準週期)而發光時，驅動訊號所輸出的就是一個單位位準，而高位準總和則是在每個時間點，所有驅動訊號的高位準的和，也就是會有m個單位位準，若在某個時間點所有n驅動訊號都是在高位準週期，則此一時間點的高位準總和即為n，若某個時間點中有m個驅動訊號是在高位準週期，則此一時間點的高位準總和即為m，其中1≦m≦n。

其中各個n個驅動訊號的各高位準週期的總合為p個全週期及q重疊週期，其中0≦p≦n，0≦q≦1，p為正整數，q為自 然數，當n個驅動訊號之一的高位準週期的結束時間銜接於另一個n個驅動訊號的高位準週期的起始時間，即為一個週期銜接，各個n個驅動訊號具有(n-p-1)個週期銜接。

第二驅動單元41，接收並根據補償訊號而將直流電流輸出至額外負載60。其中各個驅動訊號在全週期內的每一時間點均具有一高位準總和，各個高位準總和之最大值為最高位準值，而補償訊號係為在全週期內每一時間點內將各個高位準總和補足至該最高位準值的訊號。

接著，請參照「第7圖」、「第8圖」與「第9圖」，係為本發明第四實施例之驅動訊號示意圖。其中照明設定單元10的照明參數包含有第一驅動單元40的數量為15(例如5個紅色發光二極體驅動單元、5個綠色發光二極體驅動單元與5個藍色發光二極體驅動單元)、工作週期為1、解析度為255位元、三原色的比例為R：G：B=120：200：40。

接著，由微處理器30運算出對應的驅動訊號，請參照「第7圖」，係為紅色發光二極體驅動單元的驅動訊號示意圖。請參照「第8圖」，係為綠色發光二極體驅動單元的驅動訊號示意圖。請參照「第9圖」，係為藍色發光二極體驅動單元的驅動訊號示意圖。

請參照「第10A圖」，係為本發明第四實施例之驅動訊號總和之示意圖。如「第10A圖」所示，可看出所有驅動單元(包含複數個第一驅動單元組71與第二驅動單元41)的驅動訊號之總合為平穩之直流，而第二驅動單元41的驅動訊號可將總電流IT補償為直流，但因複數個第一驅動單元組71的驅動訊號之總和 已為平穩之直流，故第二驅動單元41的驅動訊號已經不需補償了，因此為0(如「第10B圖」所示)。如「第10C圖」所示，為所有驅動單元(包含複數個第一驅動單元組71與第二驅動單元41)的訊號之總合。

再次調整照明設定單元10的照明參數，除了工作週期調整為0.4，其餘參數與之前相同。接下來，請參照「第11圖」，係為紅色發光二極體驅動單元的另一驅動訊號示意圖。請參照「第12圖」，係為綠色發光二極體驅動單元的另一驅動訊號示意圖。請參照「第13圖」，係為藍色發光二極體驅動單元的另一驅動訊號示意圖。

請參照「第14A圖」，係為本發明之另一驅動訊號總和之示意圖。如「第14A圖」所示，可看出第一驅動單元組71的驅動訊號之總和不為平穩之直流，導致第二驅動單元41的補償訊號不為0(如「第14B圖」所示)，經補償後看出所有驅動單元(包含第一驅動單元組71與第二驅動單元41)的訊號之總合為平穩之直流，位準為4，有最小值(如「第14C圖」所示)。

接下來，本發明第四實施例提供了五種編碼方式的驅動訊號，請參照「第15A圖」，係為本發明之第一種類型驅動訊號之示意圖。其中高位準週期的結束時間23等於另一高位準週期的起始時間21，即為一個週期銜接。

請參照「第15B圖」，係為本發明之第二種類型驅動訊號之示意圖。其中包含有二個不具有週期銜接之驅動訊號，而其中一個驅動訊號之高位準週期的起始時間21與另一個驅動訊號之高位準週期的結束時間23相距q重疊週期的時間。

請參照「第15C圖」，係為本發明之第三種類型驅動訊號之示意圖。其中高位準週期的結束時間23等於另一高位準週期的起始時間21，即為一個週期銜接。

請參照「第15D圖」，係為本發明之第三種類型驅動訊號之示意圖。其中包含有二個不具有週期銜接之驅動訊號，而其中一個驅動訊號之高位準週期的起始時間21與另一個驅動訊號之高位準週期的結束時間23相距q重疊週期的時間。

請參照「第15E圖」，係為本發明之第五種類型驅動訊號之示意圖。

另外，本發明的驅動方式可利用於啟動時，逐步增加工作週期使總電流的位準逐步增加到最大，避免啟動時電流瞬間充到最大，導致EMI與電源電壓過衝等電源完整性的問題。

綜合以上所述，本發明之照明裝置之驅動系統，透過微處理器運算出PWM驅動訊號至發光二極體驅動單元，以在最小EMI情況下控制發光二極體驅動單元點亮對應的發光二極體，藉以避免EMI與電源電壓過衝等電源完整性的問題，且本發明微處理器運算出PWM驅動訊號只需第一驅動單元數量*解析度(N*R)位元的記憶空間，因此容量相當小，可存於微處理器的內部記體中，相當方便。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧照明設定單元

20‧‧‧電源供應單元

21‧‧‧高位準週期的起始時間

22‧‧‧高位準週期的起始時間

23‧‧‧高位準週期的結束時間

30‧‧‧微處理器

40‧‧‧第一驅動單元

41‧‧‧第二驅動單元

42‧‧‧第一驅動單元

43‧‧‧第一驅動單元

44‧‧‧第一驅動單元

50‧‧‧發光二極體

51‧‧‧紅色發光二極體

52‧‧‧綠色發光二極體

53‧‧‧藍色發光二極體

60‧‧‧額外負載

70‧‧‧發光二極體燈組

71‧‧‧第一驅動單元組

100‧‧‧照明裝置之驅動系統

150‧‧‧照明裝置之驅動系統

200‧‧‧照明裝置之驅動系統

R‧‧‧解析度

IT‧‧‧總電流

ID1‧‧‧電流

ID2‧‧‧電流

ID3‧‧‧電流

TExt‧‧‧電流

第1A圖係為本發明第一實施例之電路方塊圖。

第1B圖係為本發明第二實施例之電路方塊圖。

第2圖係為本發明第三實施例之電路方塊圖。

第3圖係為本發明之驅動訊號示意圖。

第4圖係為本發明第三實施例之驅動訊號示意圖。

第5A圖係為本發明第三實施例之驅動訊號總和之示意圖。

第5B圖係為本發明第三實施例之補償訊號之示意圖。

第5C圖係為本發明第三實施例之訊號總和之示意圖。

第6圖係為本發明第四實施例之電路方塊圖。

第7圖係為紅色發光二極體驅動單元的驅動訊號示意圖。

第8圖係為綠色發光二極體驅動單元的驅動訊號示意圖。

第9圖係為藍色發光二極體驅動單元的驅動訊號示意圖。

第10A圖係為本發明第四實施例之驅動訊號總和之示意圖。

第10B圖係為本發明第四實施例之補償訊號之示意圖。

第10C圖係為本發明第四實施例之訊號總和之示意圖。

第11圖係為紅色發光二極體驅動單元的驅動訊號示意圖。

第12圖係為綠色發光二極體驅動單元的驅動訊號示意圖。

第13圖係為藍色發光二極體驅動單元的驅動訊號示意圖。

第14A圖係為本發明第四實施例之另一驅動訊號總和之示意圖。

第14B圖係為本發明第四實施例之另一補償訊號之示意圖。

第14C圖係為本發明第四實施例之另一訊號總和之示意圖。

第15A圖係為本發明之第一種類型驅動訊號之示意圖。

第15B圖係為本發明之第二種類型驅動訊號之示意圖。

第15C圖係為本發明之第三種類型驅動訊號之示意圖。

第15D圖係為本發明之第四種類型驅動訊號之示意圖。

第15E圖係為本發明之第五種類型驅動訊號之示意圖。

10‧‧‧照明設定單元

20‧‧‧電源供應單元

30‧‧‧微處理器

40‧‧‧第一驅動單元

41‧‧‧第二驅動單元

50‧‧‧發光二極體

60‧‧‧額外負載

150‧‧‧照明裝置之驅動系統

IT‧‧‧總電流

ID1‧‧‧電流

ID2‧‧‧電流

ID3‧‧‧電流

IExt‧‧‧電流

Claims (12)

1. 一種照明裝置之驅動系統，包含有：複數個發光二極體；一額外負載；一照明設定單元，提供一照明參數，該照明參數包含一工作週期；一電源供應單元，提供一直流電流；一微處理器，接收該照明參數，並根據該照明參數而產生包含至少一個驅動訊號與一補償訊號的多個脈波寬度調變訊號，該等驅動訊號係各別對應該等發光二極體；至少一個第一驅動單元，與該等發光二極體及該等驅動訊號對應，該等第一驅動單元各別接收該等驅動訊號而驅動與之對應的該等發光二極體，使被對應的該等發光二極體接收該直流電流而發光；及一第二驅動單元，接收並根據該補償訊號而將該直流電流輸出至該額外負載；其中，各該驅動訊號具有一高位準週期、一低位準週期及一全週期，該高位準週期與該全週期之比值實質上等於該工作週期，該等驅動訊號之一的該高位準週期的起始時間與另一該驅動訊號的該高位準週期的起始時間相距一個該低位準週期的時間；其中，該等驅動訊號在該全週期內的每一時間點均具有一高位準總和，各該高位準總和之最大值為最高位準值，該補償訊號係為在該全週期內每一時間點內將各該高位準總和補足至該最高位準值的訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置之驅動系統，其中該照明參數更包含有解析度、三原色的比例與該等第一驅動單元的數量。
3. 一種照明裝置之驅動系統，包含有：複數個發光二極體燈組，各該發光二極體燈組具有n個發光二極體，各該發光二極體燈組中的該n個發光二極體之間係相互對應，其中n為大於等於1的整數；一額外負載；一照明設定單元，提供一照明參數，該照明參數包含n個工作週期，該n個工作週期係對應各該發光二極體燈組中的該n個發光二極體；一電源供應單元，提供一直流電流；一微處理器，接收該照明參數，並根據該照明參數而產生包含複數個驅動訊號組與一補償訊號的多個脈波寬度調變訊號，該等驅動訊號組係各別對應該等發光二極體燈組，每一驅動訊號組各具有n個驅動訊號，該n個驅動訊號係與該n個發光二極體及該n個工作週期對應；複數個第一驅動單元組，與該等發光二極體燈組及該等驅動訊號組對應，每個該第一驅動單元組具有n個第一驅動單元，該等第一驅動單元各別接收與之對應的該n個驅動訊號而驅動與之對應的該n個發光二極體，使被對應的該n個發光二極體接收該直流電流而發光；及一第二驅動單元，接收並根據該補償訊號而將該直流電流輸出至該額外負載； 其中，各該n個驅動訊號具有一高位準週期、一低位準週期及一全週期，每一該高位準週期與其該全週期之比值實質上等於與之對應的該工作週期，該等驅動訊號組之一的第i個的該高位準週期的起始時間與另一該驅動訊號組的第i個的該高位準週期的起始時間相距一個該低位準週期的時間，其中1≦i≦n，且i為正整數；其中，該等驅動訊號在該全週期內的每一時間點均具有一高位準總和，各該高位準總和之最大值為最高位準值，該補償訊號係為在該全週期內每一時間點內將各該高位準總和補足至該最高位準值的訊號。
4. 如申請專利範圍第3項所述之照明裝置之驅動系統，其中所有該n個驅動訊號在該全週期時間內的每一時間點均具有一高位準總和，該每一時間點的該高位準總和之間的差值小於或等於一單位位準。
5. 如申請專利範圍第3項所述之照明裝置之驅動系統，其中該等n個驅動訊號中之一的高位準週期的結束時間銜接於該等n個驅動訊號中之另一高位準週期的起始時間。
6. 如申請專利範圍第3項所述之照明裝置之驅動系統，其中該等n個驅動訊號的各高位準週期的總合為p個全週期及q重疊週期，其中0≦p≦n，0≦q≦1，p為正整數，q為自然數，當該n個驅動訊號之一的該高位準週期的結束時間銜接於另一該n個驅動訊號的高位準週期的起始時間，即為一個週期銜接，該等n個驅動訊號具有(n-p-1)個週期銜接。
7. 如申請專利範圍第3項所述之照明裝置之驅動系統，其中該照明參數更包含有解析度、三原色的比例與該等第一驅動單 元的數量。
8. 一種照明裝置之驅動系統，包含有：複數個發光二極體燈組，各該發光二極體燈組具有n個發光二極體，各該發光二極體燈組中的該n個發光二極體之間係相互對應，其中n為大於等於1的整數；一額外負載；一照明設定單元，提供一照明參數，該照明參數包含n個工作週期，該n個工作週期係對應各該發光二極體燈組中的該n個發光二極體；一電源供應單元，提供一直流電流；一微處理器，接收該照明參數，並根據該照明參數而產生包含複數個驅動訊號組與一補償訊號的多個脈波寬度調變訊號，該等驅動訊號組係各別對應該等發光二極體燈組，每一驅動訊號組各具有n個驅動訊號，該n個驅動訊號係與該n個發光二極體及該n個工作週期對應，且該n個驅動訊號至少包含二個不具有該週期銜接之該驅動訊號；複數個第一驅動單元組，與該等發光二極體燈組及該等驅動訊號組對應，每個該第一驅動單元組具有n個第一驅動單元，該等第一驅動單元各別接收與之對應的該n個驅動訊號而驅動與之對應的該n個發光二極體，使被對應的該n個發光二極體接收該直流電流而發光；及一第二驅動單元，接收並根據該補償訊號而將該直流電流輸出至該額外負載；其中，各該驅動訊號具有一高位準週期、一低位準週期 及一全週期，每一該高位準週期與其該全週期之比值實質上等於與之對應的該工作週期，所有該n個驅動訊號在該全週期時間內的每一時間點均具有一高位準總和，該每一時間點的該高位準總和之間的差值小於或等於一單位位準；其中，該二個不具有該週期銜接之驅動訊號的起始時間與結束時間相距該q重疊週期的時間。
9. 如申請專利範圍第8項所述之照明裝置之驅動系統，其中該等n個驅動訊號中之一的高位準週期的結束時間銜接於該等n個驅動訊號中之另一高位準週期的起始時間。
10. 如申請專利範圍第8項所述之照明裝置之驅動系統，其中該等n個驅動訊號的各高位準週期的總合為p個全週期及q重疊週期，其中0≦p≦n，0≦q≦1，p為正整數，q為自然數，當該n個驅動訊號之一的該高位準週期的結束時間銜接於另一該n個驅動訊號的高位準週期的起始時間，即為一個週期銜接，該等n個驅動訊號具有(n-p-1)個週期銜接。
11. 如申請專利範圍第8項所述之照明裝置之驅動系統，其中該照明參數更包含有解析度、三原色的比例與該等第一驅動單元的數量。
12. 一種照明裝置之驅動系統，包含有：複數個發光二極體燈組，各該發光二極體燈組具有n個發光二極體，各該發光二極體燈組中的該n個發光二極體之間係相互對應，其中n為大於等於1的整數；一額外負載；一照明設定單元，提供一照明參數，該照明參數包含n 個工作週期，該n個工作週期係對應各該發光二極體燈組中的該n個發光二極體；一電源供應單元，提供一直流電流；一微處理器，接收該照明參數，並根據該照明參數而產生包含複數個驅動訊號組與一補償訊號的多個脈波寬度調變訊號，該等驅動訊號組係各別對應該等發光二極體燈組，每一驅動訊號組各具有n個驅動訊號，該n個驅動訊號係與該n個發光二極體及該n個工作週期對應，且該n個驅動訊號至少包含二個不具有該週期銜接之該驅動訊號；複數個第一驅動單元組，與該等發光二極體燈組及該等驅動訊號組對應，每個該第一驅動單元組具有n個第一驅動單元，該等第一驅動單元各別接收與之對應的該n個驅動訊號而驅動與之對應的該n個發光二極體，使被對應的該n個發光二極體接收該直流電流而發光；及一第二驅動單元，接收並根據該補償訊號而將該直流電流輸出至該額外負載；其中，各該n個驅動訊號具有一高位準週期、一低位準週期及一全週期，每一該高位準週期與其該全週期之比值實質上等於與之對應的該工作週期，該等驅動訊號組之一的第i個的該高位準週期的起始時間與另一該驅動訊號組的第i個的該高位準週期的起始時間相距一個該低位準週期的時間，其中1≦i≦n，且i為正整數；其中，該二個不具有該週期銜接之驅動訊號的起始時間與結束時間相距該q重疊週期的時間。