TWI500356B - 自動切換調光模式之發光二極體控制器 - Google Patents

Description

自動切換調光模式之發光二極體控制器

本發明是有關於一種發光二極體（light-emitting diode，LED）控制器，且特別是有關於一種自動切換調光模式之LED控制器。

圖1為一種現有的顯示器之背光驅動系統之電路方塊圖。請參見圖1，交流電源輸入後，經過電源供應器1轉換成多組不同準位的直流電壓輸出，以供電給顯示器內部其它元件。以小尺寸顯示器為例，電源供應器1可輸出5V的直流電壓Vo1供電給主板，並輸出12V或16V的直流電壓Vo2供電給顯示面板、音源放大器及背光驅動電路2。背光驅動電路2用於驅動作為背光的LED光源3。由於LED光源3通常包含有由多顆LED串聯組成的LED串31，而LED串31中串聯的LED數量越多就需要越高的順向電壓來驅動，因此直流電壓Vo2輸入背光驅動電路2後，通常需要先經過升壓轉換器21升壓以產生可驅動LED串31的直流電壓Vled後再輸出至LED光源3，然後LED控制器22可根據主板發送的開關信號ON/OFF開啟或關閉LED光源3，並在LED光源3被開啟時根據主板發送的調光信號DIM對LED光源3進行調光。LED光源3的調光方式或調光模式主要有類比（analogy）調光及脈寬調變（pulse-width modulation，PWM）調光兩種。類比調光直接調節流過LED串31的直流電流Iled大小，以改變LED串31的亮度，以此控制LED光源3的亮度；而PWM調光則藉由調節LED串31中固定大小的電流Iled的工作週期（duty cycle）來改變LED串31的平均電流，以改變LED串31的平均亮度，以此控制LED光源3的亮度。

圖2為圖1所示LED光源3採用PWM調光及類比調光時的電流Iled之波形圖。請同時參見圖1及圖2，主板發送到LED控制器22的調光信號DIM通常採用PWM形式的數位信號，故又稱為PWM調光信號，以便具有較強的抗雜訊能力。當採用PWM調光時，在PWM調光信號DIM為高準位的期間，LED控制器22藉由汲入LED串31的電流Iled以啟用LED光源3，或藉由控制升壓轉換器21正常工作以啟用LED光源3，此時電流Iled為固定大小且通常採用額定電流值Ir，所謂的額定電流值是指元件在特定環境條件（如環境溫度等）下長期連續工作時可允許的最大電流值。在PWM調光信號DIM為低準位的期間，LED控制器22藉由停止汲入LED串31的電流Iled以停用LED光源3，或藉由控制升壓轉換器21停止工作以停用LED光源3，此時電流Iled為0。因此，流過LED光源3的平均電流等於PWM調光信號DIM的工作週期D乘以額定電流值Ir，即D×Ir，可提供線性的亮度變化，其中，PWM調光信號DIM的工作週期D等於其為高準位的時間（即啟用LED光源3使其工作的時間）除以其週期T。

然而，在PWM調光信號DIM由高準位變成低準位時，電流Iled瞬間解離為0，使得電源供應器1輸出直流電壓Vo2的輸出端形同滿載瞬間變成空載，造成直流電壓Vo2發生暫態振盪；在PWM調光信號DIM由低準位變成高準位時，電流Iled極短時間內由0上升至額定電流值Ir，使得電源供應器1輸出直流電壓Vo2的輸出端形同空載瞬間變成滿載，造成直流電壓Vo2發生瞬降現象。因此，對電源供應器1而言，作為其負載的電流Iled的劇烈變化會使其輸出的直流電壓Vo2產生極大的電壓暫態振盪及瞬降現象，間接影響了其它共用此直流電壓Vo2作為電源的負載，例如顯示面板及音源放大器，常見的現象是螢幕出現水波紋及無音源輸入下喇叭出現低頻雜音。此外，負載的劇烈變化還會使電源供應器1中磁性元件的激磁電流變化過大，產生較多的散射雜訊。

當採用類比調光時，LED控制器22通常需要先利用電阻和電容組成的RC積分電路將主板發送的PWM形式的調光信號DIM轉換成直流形式的電流命令值，使電流命令值與PWM調光信號DIM的工作週期D成正比，再根據此電流命令值調整汲入LED串31的電流Iled大小，或藉由控制升壓轉換器21調整直流電壓Vled以改變LED串31的電流Iled大小。因此，對電源供應器1而言，作為其負載的電流Iled並不會有劇烈的變化，故輸出的直流電壓Vo2不會發生極大的電壓暫態振盪及瞬降現象，不會影響其它共用此直流電壓Vo2的負載，此外，電源供應器1中磁性元件的激磁電流也不會變化過大而產生較多的散射雜訊。然而，電阻和電容組成的RC積分電路並不能精準地將PWM調光信號DIM的工作週期D轉換成與其成正比的電流命令值，而且，由於LED本身特性的緣故，流過LED串31的電流Iled過低時會使其發出的光產生色溫偏差的問題。

本發明的目的在提出一種自動切換調光模式之LED控制器，可改善電源供應器輸出電壓暫態振盪及瞬降現象，進而改善螢幕出現水波紋、無音源輸入下喇叭出現低頻雜音及產生較多散射雜訊的問題，且可避免LED光源因電流過低使其發出的光產生色溫偏差的問題。

為達到上述目的，本發明提出一種自動切換調光模式之LED控制器，包括調光信號偵測模組及調光控制模組。調光信號偵測模組接收PWM調光信號，在偵測到PWM調光信號的正緣時，開始計時以產生第一計時值；在第一計時值小於PWM調光信號的週期且偵測到PWM調光信號的負緣時，停止計時並讀出第一計時值，然後重置（reset）第一計時值的計時；在第一計時值達到PWM調光信號的週期時，輸出最大亮度通知信號並重新開始計時以產生第一計時值；在偵測到PWM調光信號的負緣時，開始計時以產生第二計時值；在第二計時值小於PWM調光信號的週期且偵測到PWM調光信號的正緣時，停止計時並讀出第二計時值，然後重置第二計時值的計時；在第二計時值達到PWM調光信號的週期時，輸出最小亮度通知信號並重新開始計時以產生第二計時值。調光控制模組在未收到最大亮度通知信號或最小亮度通知信號時，將第一計時值除以第一計時值及第二計時值之和以得到比值，在比值大於閾值時，採用類比調光模式控制LED光源的亮度；在比值小於閾值時，採用PWM調光模式控制LED光源的亮度；在收到最大亮度通知信號或最小亮度通知信號時，停止比值的計算，並控制LED光源發出最大亮度或不發光。

在本發明一實施例中，調光信號偵測模組包括正緣偵測器及負緣偵測器。正緣偵測器接收PWM調光信號，在偵測到PWM調光信號的正緣時，輸出正緣通知信號。負緣偵測器接收PWM調光信號，在偵測到PWM調光信號的負緣時，輸出負緣通知信號。

在本發明一實施例中，調光信號偵測模組還包括第一正反器（flip-flop）及第二正反器。第一正反器耦接正緣偵測器及負緣偵測器，在收到正緣通知信號時，控制調光信號偵測模組開始計時以產生第一計時值；在收到負緣通知信號時，控制調光信號偵測模組停止計時並讀出第一計時值，然後重置第一計時值的計時。第二正反器耦接正緣偵測器及負緣偵測器，在收到負緣通知信號時，控制調光信號偵測模組開始計時以產生第二計時值；在收到正緣通知信號時，控制調光信號偵測模組停止計時並讀出第二計時值，然後重置第二計時值的計時。

在本發明一實施例中，若正緣通知信號及負緣通知信號均為脈衝信號，則第一正反器及第二正反器均為邊緣敏感式（edge-sensitive）正反器。若正緣通知信號及負緣通知信號均為高或低準位信號，則第一正反器及第二正反器均為準位敏感式（level-sensitive）正反器。

在本發明一實施例中，第一正反器及第二正反器均為設定重置（set-reset，SR）正反器，且均具有設定端、重置端、第一輸出端及第二輸出端，第一輸出端及第二輸出端的輸出互補。第一正反器的設定端及重置端分別耦接正緣偵測器及負緣偵測器，第二正反器的設定端及重置端分別耦接負緣偵測器及正緣偵測器。

在本發明一實施例中，調光信號偵測模組還包括第一計時器、第一參數讀取器、第一延遲器、第二計時器、第二參數讀取器及第二延遲器。第一計時器耦接第一正反器的第一輸出端；第一正反器在收到正緣通知信號時，控制第一計時器開始計時以產生第一計時值；第一正反器在收到負緣通知信號時，控制第一計時器停止計時；第一計時器在第一計時值達到PWM調光信號的週期時，輸出最大亮度通知信號並重新開始計時以產生第一計時值。第一參數讀取器耦接第一正反器的第二輸出端及第一計時器；第一正反器在收到負緣通知信號時，控制第一參數讀取器讀出第一計時值。第一延遲器耦接第一正反器的第二輸出端及第一計時器；第一正反器在收到負緣通知信號時，通過第一延遲器在第一參數讀取器讀出第一計時值後重置第一計時器的計時。第二計時器耦接第二正反器的第一輸出端；第二正反器在收到負緣通知信號時，控制第二計時器開始計時以產生第二計時值；第二正反器在收到正緣通知信號時，控制第二計時器停止計時；第二計時器在第二計時值達到PWM調光信號的週期時，輸出最小亮度通知信號並重新開始計時以產生第二計時值。第二參數讀取器耦接第二正反器的第二輸出端及第二計時器；第二正反器在收到正緣通知信號時，控制第二參數讀取器讀出第二計時值。第二延遲器耦接第二正反器的第二輸出端及第二計時器；第二正反器在收到正緣通知信號時，通過第二延遲器在第二參數讀取器讀出第二計時值後重置第二計時器的計時。

在本發明一實施例中，調光控制模組包括計算器、乘法器、比較器、第一開關及第二開關。計算器將第一計時值除以第一計時值及第二計時值之和以得到比值。乘法器將比值乘以LED光源的額定電流值以得到電流命令值，電流命令值控制流過LED光源的電流值。比較器比較比值及閾值。第一開關具有第一端、第二端及控制端，第一開關的第一端及第二端分別耦接額定電流值及電流命令值；在比值大於閾值時，比較器通過第一開關的控制端控制其第一端及第二端斷開，使電流命令值為比值乘以額定電流值，以便調光控制模組採用類比調光模式控制LED光源的亮度；在比值小於閾值時，比較器通過第一開關的控制端控制其第一端及第二端導通，使電流命令值為額定電流值，以便調光控制模組採用PWM調光模式控制LED光源的亮度；在調光控制模組收到最大亮度通知信號時，最大亮度通知信號通過第一開關的控制端控制其第一端及第二端導通，使電流命令值為額定電流值，以便調光控制模組控制LED光源發出最大亮度。第二開關具有第一端、第二端及控制端，第二開關的第一端及第二端分別耦接電流命令值及零電流命令值；在調光控制模組收到最小亮度通知信號時，最小亮度通知信號通過第二開關的控制端控制其第一端及第二端導通，使電流命令值為零電流命令值，以便調光控制模組控制LED光源不發光。

上述一個實施例中描述的技術手段可應用於上述另一個實施例中，以得到一個新的實施例，只要這些技術手段不相互矛盾。

本發明的調光信號偵測模組藉由偵測PWM調光信號的正緣及負緣可精準地得到PWM調光信號為高準位的時間（即第一計時值）及低準位的時間（即第二計時值），使得調光控制模組將第一計時值除以第一計時值及第二計時值之和得到的比值可精準地等於PWM調光信號的工作週期；而且，調光控制模組在比值大於閾值時，即在高亮度條件下採用類比調光模式控制LED光源的亮度，可改善電源供應器輸出電壓暫態振盪及瞬降現象，且可避免LED光源因電流過低使其發出的光產生色溫偏差的問題；在比值小於閾值時，即在低亮度條件下採用PWM調光模式控制LED光源的亮度，因平均負載較低而使電源供應器輸出電壓雖有暫態振盪及瞬降現象但並不嚴重，可改善螢幕出現水波紋、無音源輸入下喇叭出現低頻雜音及產生較多散射雜訊的問題。

為讓本發明上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

1‧‧‧電源供應器
2‧‧‧背光驅動電路
21‧‧‧升壓轉換器
22‧‧‧LED控制器
3‧‧‧LED光源
31‧‧‧LED串
4‧‧‧調光信號偵測模組
41-1‧‧‧正緣偵測器
41-2‧‧‧負緣偵測器
42-1‧‧‧第一正反器
42-2‧‧‧第二正反器
S‧‧‧設定端
R‧‧‧重置端
Q‧‧‧第一輸出端
Q’‧‧‧第二輸出端
43-1‧‧‧第一計時器
43-2‧‧‧第二計時器
44-1‧‧‧第一參數讀取器
44-2‧‧‧第二參數讀取器
45-1‧‧‧第一延遲器
45-2‧‧‧第二延遲器
5‧‧‧調光控制模組
51‧‧‧計算器
52‧‧‧乘法器
53‧‧‧比較器
54‧‧‧第一開關
55‧‧‧第二開關
DIM‧‧‧PWM調光信號
D‧‧‧工作週期
ON/OFF‧‧‧開關信號
Vo1、Vo2、Vled‧‧‧直流電壓
Iled‧‧‧直流電流
T1‧‧‧第一計時值
T2‧‧‧第二計時值
Tout1‧‧‧最大亮度通知信號
Tout2‧‧‧最小亮度通知信號
Sp‧‧‧正緣通知信號
Sn‧‧‧負緣通知信號
D’‧‧‧比值
Dth‧‧‧閾值
Iset‧‧‧電流命令值
Ir‧‧‧額定電流值
t‧‧‧時間

　　圖1為一種現有的顯示器之背光驅動系統之電路方塊圖；
　　圖2為圖1所示LED光源採用PWM調光及類比調光時的電流之波形圖；
　　圖3為本發明的自動切換調光模式之LED控制器的一實施例之電路方塊圖；
　　圖4為圖3所示PWM調光信號的工作週期及電流命令值之關係曲線圖；
　　圖5為圖3所示調光信號偵測模組的一實施例之電路方塊圖；
　　圖6及圖7為圖5所示調光信號偵測模組上的信號之波形圖；
　　圖8為圖3所示調光控制模組的一實施例之電路方塊圖；及
　　圖9為圖8所示調光控制模組上的信號之波形圖。

為清楚呈現本發明之特徵，所附圖式中之各元件僅為示意而並非按照實物之外形與比例繪製，且省略部份習知之元件。此外，為呈現對本發明之說明的一貫性，在不同實施例中，相同或相似的符號代表相同或相似的元件。

圖3為本發明的自動切換調光模式之LED控制器的一實施例之電路方塊圖，而圖4為圖3所示PWM調光信號DIM的工作週期D及電流命令值Iset之關係曲線圖。請同時參見圖3及圖4，本發明的LED控制器適用於任何採用LED光源的裝置，例如可適用於如圖1所示小尺寸顯示器之背光驅動系統以取代其中的LED控制器22，亦可適用於大尺寸顯示器之背光驅動系統。本發明的LED控制器包括調光信號偵測模組4及調光控制模組5。調光信號偵測模組4接收PWM調光信號DIM，並藉由偵測PWM調光信號DIM的正緣及負緣，以得到PWM調光信號DIM為高準位的時間（即第一計時值T1）及低準位的時間（即第二計時值T2）。此外，調光信號偵測模組4在偵測到PWM調光信號DIM為高準位的時間（即第一計時值T1）達到PWM調光信號DIM的週期T時，表示其收到的PWM調光信號DIM的工作週期D=100%，故輸出最大亮度通知信號Tout1；在偵測到PWM調光信號DIM為低準位的時間（即第二計時值T2）達到PWM調光信號DIM的週期T時，表示其收到的PWM調光信號的DIM工作週期D=0%，故輸出最小亮度通知信號Tout2。

調光控制模組5在未收到最大亮度通知信號Tout1或最小亮度通知信號Tout2時，將第一計時值T1除以第一計時值T1及第二計時值T2之和以得到比值D’，即D’=T1/(T1+T2)。與現有的採用電阻和電容組成的RC積分電路不能精準地將PWM調光信號DIM的工作週期D轉換成電流命令值相比，本發明的調光信號偵測模組4藉由偵測PWM調光信號DIM的正緣及負緣可精準地得到PWM調光信號DIM為高準位的時間（即第一計時值T1）及低準位的時間（即第二計時值T2），使得調光控制模組5計算得到的比值D’可精準地等於PWM調光信號DIM的工作週期D，即D’=D。此外，調光控制模組5在收到最大亮度通知信號Tout1時，表示PWM調光信號DIM的工作週期D=100%，故停止比值D’的計算，直接控制LED光源發出最大亮度；在收到最小亮度通知信號Tout2時，表示PWM調光信號DIM的工作週期D=0%，故停止比值D’的計算，直接控制LED光源不發光。

調光控制模組5在比值D’大於閾值Dth時，表示偵測到PWM調光信號DIM的工作週期D大於閾值Dth（如30%），故採用類比調光模式控制LED光源的亮度，此時調光控制模組5輸出電流命令值Iset為比值D’乘以LED光源的額定電流值Ir，即Iset=D’×Ir=D×Ir，以便LED控制器根據此電流命令值Iset直接調整LED光源的電流大小，以改變LED光源的亮度。由於在較高亮度條件下採用類比調光模式，電源供應器因作為其負載的LED光源的電流不會有劇烈變化，故輸出的電壓不會發生極大暫態振盪及瞬降現象，進而可改善螢幕出現水波紋、無音源輸入下喇叭出現低頻雜音及產生較多散射雜訊的問題，且可避免LED光源因電流過低使其發出的光產生色溫偏差的問題。

調光控制模組5在比值D’小於閾值Dth時，表示偵測到PWM調光信號DIM的工作週期D小於閾值Dth（如30%），故採用PWM調光模式控制LED光源的亮度，此時調光控制模組5輸出電流命令值Iset為額定電流值Ir，即Iset=Ir，以便LED控制器根據電流命令值Iset使LED光源的電流為額定電流值Ir，並根據比值D’調節LED光源中固定大小的電流的工作週期來改變LED光源的平均電流，以改變LED光源的平均亮度。由於在較低亮度條件下採用PWM調光模式，LED光源的電流雖然會有劇烈變化，但其平均電流較低，對電源供應器而言即平均負載較低，故其輸出的電壓雖然會有暫態振盪及瞬降現象但相對較不嚴重，進而可改善螢幕出現水波紋、無音源輸入下喇叭出現低頻雜音及產生較多散射雜訊的問題，且LED光源的電流為額定電流值Ir而可避免LED光源因電流過低使其發出的光產生色溫偏差的問題。

圖5為圖3所示調光信號偵測模組4的一實施例之電路方塊圖，而圖6及圖7為圖5所示調光信號偵測模組4上的信號之波形圖。請同時參見圖5、圖6及圖7，調光信號偵測模組4包括正緣偵測器41-1及負緣偵測器41-2。正緣偵測器41-1接收PWM調光信號DIM，在偵測到PWM調光信號DIM的正緣時，輸出正緣通知信號Sp。負緣偵測器41-2接收PWM調光信號DIM，在偵測到PWM調光信號DIM的負緣時，輸出負緣通知信號Sn。調光信號偵測模組4還包括第一正反器42-1及第二正反器42-2。在本實施例中，正緣通知信號Sp及負緣通知信號Sn均為脈衝信號，故第一正反器42-1及第二正反器42-2均採用邊緣敏感式正反器，但並非僅限於此，例如正緣通知信號及負緣通知信號可均為高準位信號或均為低準位信號，而第一正反器及第二正反器則可均為準位敏感式正反器。在本實施例中，第一正反器42-1及第二正反器42-2均為SR正反器，且均具有設定端S、重置端R、第一輸出端Q及第二輸出端Q’，第一輸出端Q及第二輸出端Q’的輸出互補。第一正反器42-1的設定端S及重置端R分別耦接正緣偵測器41-1及負緣偵測器41-2，第二正反器42-2的設定端S及重置端R分別耦接負緣偵測器41-2及正緣偵測器41-1。

調光信號偵測模組4還包括第一計時器43-1、第一參數讀取器44-1及第一延遲器45-1。第一計時器43-1耦接第一正反器42-1的第一輸出端Q，第一參數讀取器44-1耦接第一正反器42-1的第二輸出端Q’及第一計時器43-1，第一延遲器45-1耦接第一正反器42-1的第二輸出端Q’及第一計時器43-1。第一正反器42-1的設定端S在收到脈衝形式的正緣通知信號Sp時，其重置端R必然收到低準位信號，故第一正反器42-1的第一輸出端Q輸出高準位信號，且第二輸出端Q’輸出低準位信號；此時，第一輸出端Q輸出的高準位信號啟用第一計時器43-1開始計時以產生第一計時值T1，而第二輸出端Q’輸出的低準位信號停用第一參數讀取器44-1及第一延遲器45-1；此外，第一計時器43-1在第一計時值T1達到PWM調光信號DIM的週期T時，輸出最大亮度通知信號Tout1並重新開始計時以產生第一計時值T1。第一正反器42-1的重置端R在收到脈衝形式的負緣通知信號Sn時，其設定端S必然收到低準位信號，故第一正反器42-1的第一輸出端Q輸出低準位信號，且第二輸出端Q’輸出高準位信號；此時，第一輸出端Q輸出的低準位信號停用第一計時器43-1以停止計時，而第二輸出端Q’輸出的高準位信號啟用第一參數讀取器44-1及第一延遲器45-1，第一參數讀取器44-1從第一計時器43-1讀出第一計時值T1，然後第一延遲器45-1在第一參數讀取器44-1讀出第一計時值T1後輸出高準位信號以重置第一計時器43-1的計時。

調光信號偵測模組4還包括第二計時器43-2、第二參數讀取器44-2及第二延遲器45-2。第二計時器43-2耦接第二正反器42-2的第一輸出端Q，第二參數讀取器44-2耦接第二正反器42-2的第二輸出端Q’及第二計時器43-2，第二延遲器45-2耦接第二正反器42-2的第二輸出端Q’及第二計時器43-2。第二正反器42-2的設定端S在收到脈衝形式的負緣通知信號Sn時，其重置端R必然收到低準位信號，故第二正反器42-2的第一輸出端Q輸出高準位信號，且第二輸出端Q’輸出低準位信號；此時，第一輸出端Q輸出的高準位信號啟用第二計時器43-2開始計時以產生第二計時值T2，而第二輸出端Q’輸出的低準位信號停用第二參數讀取器44-2及第二延遲器45-2；此外，第二計時器43-2在第二計時值T2達到PWM調光信號DIM的週期T時，輸出最小亮度通知信號Tout2並重新開始計時以產生第二計時值T2。第二正反器42-2的重置端R在收到脈衝形式的正緣通知信號Sp時，其設定端S必然收到低準位信號，故第二正反器42-2的第一輸出端Q輸出低準位信號，且第二輸出端Q’輸出高準位信號；此時，第一輸出端Q輸出的低準位信號停用第二計時器43-2以停止計時，而第二輸出端Q’輸出的高準位信號啟用第二參數讀取器44-2及第二延遲器45-2，第二參數讀取器44-2從第二計時器43-2讀出第二計時值T2，然後第二延遲器45-2在第二參數讀取器44-2讀出第二計時值T2後輸出高準位信號以重置第二計時器43-2的計時。

圖8為圖3所示調光控制模組5的一實施例之電路方塊圖，而圖9為圖8所示調光控制模組5上的信號之波形圖。請同時參見圖8及圖9，調光控制模組5包括計算器51、乘法器52、比較器53、第一開關54及第二開關55。計算器51將第一計時值T1除以第一計時值T1及第二計時值T2之和以得到比值D’，即D’=T1/(T1+T2)。乘法器52將比值D’乘以LED光源的額定電流值Ir以得到電流命令值Iset，即Iset=D’×Ir，電流命令值Iset用於控制流過LED光源的電流大小。比較器53比較比值D’及閾值Dth。第一開關54具有第一端、第二端及控制端，第一開關54的第一端及第二端分別耦接額定電流值Ir及電流命令值Iset。第二開關55具有第一端、第二端及控制端，第二開關55的第一端及第二端分別耦接電流命令值Iset及零電流命令值，在本實施例中，零電流命令值為接地電位。

在比值D’大於閾值Dth（如30%）時，比較器53通過第一開關54的控制端控制其第一端及第二端斷開，使電流命令值Iset為比值D’乘以額定電流值Ir（Iset=D’×Ir），以便調光控制模組5採用類比調光模式控制LED光源的亮度。在比值D’小於閾值Dth（如30%）時，比較器53通過第一開關54的控制端控制其第一端及第二端導通，使電流命令值Iset為額定電流值Ir（Iset=Ir），以便調光控制模組5採用PWM調光模式控制LED光源的亮度。在調光控制模組5收到最大亮度通知信號Tout1時，最大亮度通知信號Tout1通過第一開關54的控制端控制其第一端及第二端導通，使電流命令值Iset為額定電流值Ir（Iset=Ir），以便調光控制模組5控制LED光源發出最大亮度。在調光控制模組5收到最小亮度通知信號Tout2時，最小亮度通知信號Tout2通過第二開關55的控制端控制其第一端及第二端導通，使電流命令值Iset為零電流命令值（Iset=0），以便調光控制模組5控制LED光源不發光。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視所附的申請專利範圍所界定者為準。

 

4‧‧‧調光信號偵測模組

5‧‧‧調光控制模組

DIM‧‧‧PWM調光信號

T1‧‧‧第一計時值

T2‧‧‧第二計時值

Tout1‧‧‧最大亮度通知信號

Tout2‧‧‧最小亮度通知信號

D’‧‧‧比值

Dth‧‧‧閾值

Iset‧‧‧電流命令值

Ir‧‧‧額定電流值

Claims (7)

1. 一種自動切換調光模式之發光二極體控制器，包括：
   　　一調光信號偵測模組，接收一脈寬調變調光信號，在偵測到該脈寬調變調光信號的正緣時，開始計時以產生一第一計時值；在該第一計時值小於該脈寬調變調光信號的週期且偵測到該脈寬調變調光信號的負緣時，停止計時並讀出該第一計時值，然後重置該第一計時值的計時；在該第一計時值達到該脈寬調變調光信號的週期時，輸出一最大亮度通知信號並重新開始計時以產生該第一計時值；在偵測到該脈寬調變調光信號的負緣時，開始計時以產生一第二計時值；在該第二計時值小於該脈寬調變調光信號的週期且偵測到該脈寬調變調光信號的正緣時，停止計時並讀出該第二計時值，然後重置該第二計時值的計時；在該第二計時值達到該脈寬調變調光信號的週期時，輸出一最小亮度通知信號並重新開始計時以產生該第二計時值；及
   　　一調光控制模組，在未收到該最大亮度通知信號或該最小亮度通知信號時，將該第一計時值除以該第一計時值及該第二計時值之和以得到一比值，在該比值大於一閾值時，採用類比調光模式控制一發光二極體光源的亮度；在該比值小於該閾值時，採用脈寬調變調光模式控制該發光二極體光源的亮度；在收到該最大亮度通知信號或該最小亮度通知信號時，停止該比值的計算，並控制該發光二極體光源發出最大亮度或不發光。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自動切換調光模式之發光二極體控制器，其中，該調光信號偵測模組包括：
   　　一正緣偵測器，接收該脈寬調變調光信號，在偵測到該脈寬調變調光信號的正緣時，輸出一正緣通知信號；及
   　　一負緣偵測器，接收該脈寬調變調光信號，在偵測到該脈寬調變調光信號的負緣時，輸出一負緣通知信號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之自動切換調光模式之發光二極體控制器，其中，該調光信號偵測模組還包括：
   　　一第一正反器，耦接該正緣偵測器及該負緣偵測器，在收到該正緣通知信號時，控制該調光信號偵測模組開始計時以產生該第一計時值；在收到該負緣通知信號時，控制該調光信號偵測模組停止計時並讀出該第一計時值，然後重置該第一計時值的計時；及
   　　一第二正反器，耦接該正緣偵測器及該負緣偵測器，在收到該負緣通知信號時，控制該調光信號偵測模組開始計時以產生該第二計時值；在收到該正緣通知信號時，控制該調光信號偵測模組停止計時並讀出該第二計時值，然後重置該第二計時值的計時。
4. 如申請專利範圍第3項所述之自動切換調光模式之發光二極體控制器，其中，若該正緣通知信號及該負緣通知信號均為脈衝信號，則該第一正反器及該第二正反器均為邊緣敏感式正反器；若該正緣通知信號及該負緣通知信號均為高或低準位信號，則該第一正反器及該第二正反器均為準位敏感式正反器。
5. 如申請專利範圍第3項所述之自動切換調光模式之發光二極體控制器，其中，該第一正反器及該第二正反器均為設定重置正反器，且均具有一設定端、一重置端、一第一輸出端及一第二輸出端，該第一輸出端及該第二輸出端的輸出互補，該第一正反器的設定端及重置端分別耦接該正緣偵測器及該負緣偵測器，該第二正反器的設定端及重置端分別耦接該負緣偵測器及該正緣偵測器。
6. 如申請專利範圍第5項所述之自動切換調光模式之發光二極體控制器，其中，該調光信號偵測模組還包括：
   　　一第一計時器，耦接該第一正反器的第一輸出端；該第一正反器在收到該正緣通知信號時，控制該第一計時器開始計時以產生該第一計時值；該第一正反器在收到該負緣通知信號時，控制該第一計時器停止計時；該第一計時器在該第一計時值達到該脈寬調變調光信號的週期時，輸出該最大亮度通知信號並重新開始計時以產生該第一計時值；
   　　一第一參數讀取器，耦接該第一正反器的第二輸出端及該第一計時器；該第一正反器在收到該負緣通知信號時，控制該第一參數讀取器讀出該第一計時值；
   　　一第一延遲器，耦接該第一正反器的第二輸出端及該第一計時器；該第一正反器在收到該負緣通知信號時，通過該第一延遲器在該第一參數讀取器讀出該第一計時值後重置該第一計時器的計時；
   　　一第二計時器，耦接該第二正反器的第一輸出端；該第二正反器在收到該負緣通知信號時，控制該第二計時器開始計時以產生該第二計時值；該第二正反器在收到該正緣通知信號時，控制該第二計時器停止計時；該第二計時器在該第二計時值達到該脈寬調變調光信號的週期時，輸出該最小亮度通知信號並重新開始計時以產生該第二計時值；
   　　一第二參數讀取器，耦接該第二正反器的第二輸出端及該第二計時器；該第二正反器在收到該正緣通知信號時，控制該第二參數讀取器讀出該第二計時值；及
   　　一第二延遲器，耦接該第二正反器的第二輸出端及該第二計時器；該第二正反器在收到該正緣通知信號時，通過該第二延遲器在該第二參數讀取器讀出該第二計時值後重置該第二計時器的計時。
7. 如申請專利範圍第1項所述之自動切換調光模式之發光二極體控制器，其中，該調光控制模組包括：
   　　一計算器，將該第一計時值除以該第一計時值及該第二計時值之和以得到該比值；
   　　一乘法器，將該比值乘以該發光二極體光源的一額定電流值以得到一電流命令值，該電流命令值控制流過該發光二極體光源的電流大小；
   　　一比較器，比較該比值及該閾值；
   　　一第一開關，具有一第一端、一第二端及一控制端，該第一開關的第一端及第二端分別耦接該額定電流值及該電流命令值；在該比值大於該閾值時，該比較器通過該第一開關的控制端控制其第一端及第二端斷開，使該電流命令值為該比值乘以該額定電流值，以便該調光控制模組採用類比調光模式控制該發光二極體光源的亮度；在該比值小於該閾值時，該比較器通過該第一開關的控制端控制其第一端及第二端導通，使該電流命令值為該額定電流值，以便該調光控制模組採用脈寬調變調光模式控制該發光二極體光源的亮度；在該調光控制模組收到該最大亮度通知信號時，該最大亮度通知信號通過該第一開關的控制端控制其第一端及第二端導通，使該電流命令值為該額定電流值，以便該調光控制模組控制該發光二極體光源發出最大亮度；及
   　　一第二開關，具有一第一端、一第二端及一控制端，該第二開關的第一端及第二端分別耦接該電流命令值及一零電流命令值；在該調光控制模組收到該最小亮度通知信號時，該最小亮度通知信號通過該第二開關的控制端控制其第一端及第二端導通，使該電流命令值為該零電流命令值，以便該調光控制模組控制該發光二極體光源不發光。