TWI548303B - 調光控制電路與調光控制方法 - Google Patents

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葉建男
張峻榮
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Description

調光控制電路與調光控制方法
本發明是有關於一種控制電路與控制方法,且特別是一種調光控制電路與調光控制方法。
一般LED照明要取代的是傳統燈源,所以也需要面對傳統白熾燈所使用之TRIAC調光器操控亮度的明暗,市售的TRIAC品牌與品質良莠不齊,易造成待測物匹配性的問題,容易導致閃頻或閃爍不穩的情況。
另外,傳統的燈源色溫調變不易。而LED照明雖可以利用暖白/冷白LED混光的技術來調整色溫,但以TRIAC調光器或單階脈寬調變(PWM)技術皆不易達成亮度與色溫同時獨立調控之效果。
然,傳統利用脈寬調變訊號調光,只有單純輸入控制訊號進行調變,並無考慮市電波形和脈寬調變訊號之間的關係。例如,整流過的市電波形有數個波谷之電壓是在零電壓,此時對應的脈寬調變訊號有可能有的位在高位準、有的低位準或有的在臨界點,故此調光方式容易產生 光源閃爍的問題。
由此可見,上述現有的調光方式顯然仍存在不便與缺陷,而有待加以進一步改進。為了解決前述問題,相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道,但長久以來一直未見適用的方式被發展完成。因此,如何能避免光源閃爍,實屬當前重要研發課題之一,亦成為當前相關領域極需改進的目標。
本發明之一態樣是在提供一種調光控制電路與調光控制方法,以解決先前技術的問題。
本發明所提供之調光控制電路包括調光器、脈波產生電路與零位重置電路,零位重置電路電性連接整流電路。調光器輸出調光訊號,當整流電路將市電轉換後所輸出的直流波形在零電壓時,零位重置電路產生零位重置訊號。脈波產生電路基於調光訊號與零位重置訊號來產生脈寬調變訊號給驅動器去驅動發光二極體,其中脈寬調變訊號具有邏輯高位準與邏輯低位準組成的連續脈波,且每當直流波形在零電壓時,零位重置訊號用以防止連續脈波的電壓落於邏輯高位準。
於一實施例中,調光器包括一亮度控制調光器,調光訊號為一亮度控制訊號。
於一實施例中,脈波產生電路包括三角波產生器與比較器。三角波產生器基於零位重置訊號來產生三角波訊 號;比較器比較三角波訊號與調光訊號,進而輸出脈寬調變訊號。
於一實施例中,調光器為包括一色溫控制調光器,調光訊號為一色溫控制訊號,色溫控制訊號包括一第一色溫光控制訊號與一第二色溫光控制訊號。
於一實施例中,脈寬調變訊號係包括責任週期互補之一第一脈寬調變訊號與一第二脈寬調變訊號,脈波產生電路基於第一色溫光控制訊號與零位重置訊號來產生第一脈寬調變訊號,並基於第二色溫光控制訊號與零位重置訊號來產生第二脈寬調變訊號。
於一實施例中,每當直流波形在零電壓時,零位重置訊號用以將第一脈寬調變訊號對應至邏輯高位準的上升緣時,第二脈寬調變訊號對應至邏輯高位準的下降緣,或是零位重置訊號用以將第一脈寬調變訊號對應至邏輯高位準的下降緣時,第二脈寬調變訊號對應至邏輯高位準的上升緣。
於一實施例中,脈波產生電路包括三角波產生器、第一比較器與第二比較器。三角波產生器基於零位重置訊號來產生三角波訊號;第一比較器,比較三角波訊號與第一色溫光控制訊號,進而輸出第一脈寬調變訊號;第二比較器,比較三角波訊號與第二色溫光控制訊號,進而輸出第二脈寬調變訊號。
於一實施例中,調光器包括一亮度控制調光器與一色溫控制調光器,調光訊號為一亮度控制訊號與一色溫控 制訊號,色溫控制訊號包括一第一色溫光控制訊號與一第二色溫光控制訊號。
於一實施例中,脈波產生電路包括第一脈波產生器與第二脈波產生器。第一脈波產生器基於亮度控制訊號與零位重置訊號來產生一第一脈寬調變訊號;第二脈波產生器基於第一色溫光控制訊號與第二色溫光控制訊號,在第一脈寬調變訊號的導通期間產生責任週期互補之一第二脈寬調變訊號與一第三脈寬調變訊號,其中上述至少一脈寬調變訊號包括該第一脈寬調變訊號、該第二脈寬調變訊號與該第三脈寬調變訊號。
於一實施例中,第一脈波產生器包括第一三角波產生器與第一比較器,第一三角波產生器電性連接零位重置電路,第一比較器電性連接亮度控制調光器與第一三角波產生器。第一三角波產生器用以基於零位重置訊號來產生一第一三角波訊號;第一比較器用以比較第一三角波訊號與亮度控制訊號,進而輸出第一脈寬調變訊號。
於一實施例中,第二脈波產生器包括脈波重置電路、第二三角波產生器、第二比較器與第三比較器。當第一脈寬調變訊號的電壓在邏輯低位準時,脈波重置電路產生一脈波重置訊號;第二三角波產生器基於脈波重置訊號來產生一第二三角波訊號,其中第二三角波訊號的頻率高於第一三角波訊號的頻率;第二比較器比較第二三角波訊號與第一色溫光控制訊號,進而輸出第二脈寬調變訊號;第三比較器比較第二三角波訊號與第二色溫光控制訊號, 進而輸出第三脈寬調變訊號,其中基於脈波重置訊號所產生的第二三角波訊號用以使第二、第三脈寬調變訊號產生在第一脈寬調變訊號的導通期間。
於一實施例中,脈波產生電路包括第一脈波產生器、第二脈波產生器、第三脈波產生器與第四脈波產生器。第一脈波產生器基於第一色溫光控制訊號與零位重置訊號來產生第一脈寬調變訊號;第二脈波產生器基於第二色溫光控制訊號與零位重置訊號來產生第二脈寬調變訊號,第一、第二脈寬調變訊號彼此的責任週期互補電壓位準彼此相反;第三脈波產生器基於亮度控制訊號,在第一脈寬調變訊號的導通期間產生第三脈寬調變訊號;第四脈波產生器基於亮度控制訊號,在第二脈寬調變訊號的導通期間產生第四脈寬調變訊號,其中上述的至少一脈寬調變訊號包括該第一脈寬調變訊號、該第二脈寬調變訊號、該第三脈寬調變訊號與第四脈寬調變訊號。
於一實施例中,第一、第二脈波產生器包括第一三角波產生器、第一比較器與第二比較器。第一三角波產生器基於零位重置訊號來產生一第一三角波訊號;第一比較器比較第一三角波訊號與第一色溫光控制訊號,進而輸出第一脈寬調變訊號;第二比較器比較第一三角波訊號與第二色溫光控制訊號,進而輸出第二脈寬調變訊號。
於一實施例中,第三脈波產生器包括第一脈波重置電路、第二三角波產生器與第三比較器。當第一脈寬調變訊號的電壓在邏輯低位準時,第一脈波重置電路產生一脈 波重置訊號;第二三角波產生器基於脈波重置訊號來產生一第二三角波訊號,其中第二三角波訊號的頻率高於第一三角波訊號的頻率;第三比較器比較第二三角波訊號與亮度控制訊號,進而輸出第三脈寬調變訊號,其中基於脈波重置訊號所產生的第二三角波訊號用以使第三脈寬調變訊號產生在第一脈寬調變訊號的導通期間。
於一實施例中,第四脈波產生器包括第二脈波重置電路、第三三角波產生器與第四比較器。當第二脈寬調變訊號的電壓在邏輯低位準時,第二脈波重置電路產生另一脈波重置訊號;第三三角波產生器基於該另一脈波重置訊號來產生一第三三角波訊號,其中第三三角波訊號的頻率高於第一三角波訊號的頻率;第四比較器比較第三三角波訊號與亮度控制訊號,進而輸出第四脈寬調變訊號,其中基於另一脈波重置訊號所產生的第三三角波訊號用以使第四脈寬調變訊號產生在第二脈寬調變訊號的導通期間。
另一方面,本發明所提供之調光控制方法,包括下列步驟:(A)當一整流電路將一市電轉換後所輸出的一直流波形在零電壓時,產生一零位重置訊號;(B)基於一調光器所輸出的調光訊號與零位重置訊號來產生至少一脈寬調變訊號給一驅動器去驅動一發光二極體,其中脈寬調變訊號具有一邏輯高位準與一邏輯低位準組成的連續脈波,且每當直流波形在零電壓時,零位重置訊號用以防止連續脈波的電壓落於邏輯高位準。
於一實施例中,調光訊號為一亮度控制訊號。
於一實施例中,調光訊號包括一第一色溫光控制訊號與一第二色溫光控制訊號,至少一脈寬調變訊號係包括責任週期互補之一第一脈寬調變訊號與一第二脈寬調變訊號,步驟(B)包括:基於第一色溫光控制訊號與零位重置訊號來產生第一脈寬調變訊號,並基於第二色溫光控制訊號與零位重置訊號來產生第二脈寬調變訊號,其中每當直流波形在零電壓時,零位重置訊號用以將第一脈寬調變訊號對應至邏輯高位準的上升緣時,第二脈寬調變訊號對應至邏輯高位準的下降緣,或是零位重置訊號用以將第一脈寬調變訊號對應至邏輯高位準的下降緣時,第二脈寬調變訊號對應至邏輯高位準的上升緣。
於一實施例中,調光訊號包括一亮度控制訊號、一第一色溫光控制訊號與一第二色溫光控制訊號,步驟(B)包括:基於亮度控制訊號與零位重置訊號來產生一第一脈寬調變訊號;基於第一色溫光控制訊號與第二色溫光控制訊號,在第一脈寬調變訊號的導通期間產生責任週期互補之一第二脈寬調變訊號與一第三脈寬調變訊號;輸出第二、第三脈寬調變訊號給驅動器去驅動發光二極體,其中上述至少一脈寬調變訊號包括該第一脈寬調變訊號、該第二脈寬調變訊號、該第三脈寬調變訊號。
於一實施例中,調光訊號包括一亮度控制訊號、一第一色溫光控制訊號與一第二色溫光控制訊號,步驟(B)包括:基於第一色溫光控制訊號與零位重置訊號來產生第一脈寬調變訊號;基於第二色溫光控制訊號與零位重置訊 號來產生第二脈寬調變訊號,第一、第二脈寬調變訊號彼此的責任週期互補電壓位準彼此相反;基於亮度控制訊號,在第一脈寬調變訊號的導通期間產生第三脈寬調變訊號;基於亮度控制訊號,在第二脈寬調變訊號的導通期間產生第四脈寬調變訊號;輸出第三、第四脈寬調變訊號給驅動器去驅動發光二極體,其中上述至少一脈寬調變訊號包括該第一脈寬調變訊號、該第二脈寬調變訊號、該第三脈寬調變訊號與第四脈寬調變訊號。
綜上所述,本發明係偵測市電轉換後的直流波形,當市電在零電壓時,產生一零位重置訊號,使脈寬調變訊號控制為不在邏輯高位準,藉此,市電與脈寬調變訊號進行同步,避免脈寬調變訊號造成發光二極體閃爍的問題。
以下將以實施方式對上述之說明作詳細的描述,並對本發明之技術方案提供更進一步的解釋。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附符號之說明如下:
100‧‧‧發光系統
110‧‧‧整流電路
120、210、410‧‧‧調光器
130、200、400、600、800‧‧‧調光控制電路
140‧‧‧驅動器
150‧‧‧發光二極體
220、420‧‧‧脈波產生電路
221、421‧‧‧三角波產生器
223‧‧‧比較器
230、430、630、830‧‧‧零位重置電路
310、510、710、910‧‧‧直流波形
320‧‧‧脈寬調變訊號
330、530、730、930‧‧‧零電壓
423、623、823‧‧‧第一比較器
425、653、825‧‧‧第二比較器
521、721、921‧‧‧第一脈寬調變訊號
522、722、922‧‧‧第二脈寬調變訊號
610、810‧‧‧亮度控制調光器
612、812‧‧‧色溫控制調光器
620、821‧‧‧第一脈波產生器
621、826‧‧‧第一三角波產生器
650、822‧‧‧第二脈波產生器
651‧‧‧脈波重置電路
652、853‧‧‧第二三角波產生器
655、855‧‧‧第三比較器
723、923‧‧‧第三脈寬調變訊號
850‧‧‧第三脈波產生器
851‧‧‧第一脈波重置電路
860‧‧‧第四脈波產生器
861‧‧‧第二脈波重置電路
863‧‧‧第三三角波產生器
865‧‧‧第四比較器
924‧‧‧第四脈寬調變訊號
1000‧‧‧調光控制方法
S110~S120‧‧‧步驟
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附圖式之說明如下:第1圖是依照本發明一實施例之一種發光系統的方塊圖;第2圖是依照本發明第一具體實施例之一種調光控制電路的方塊圖;第3圖是依照本發明第一具體實施例之波形圖;第4圖是依照本發明第二具體實施例之一種調光控制電路的方塊圖; 第5圖是依照本發明第二具體實施例之波形圖;第6圖是依照本發明第三具體實施例之一種調光控制電路的方塊圖;第7圖是依照本發明第三具體實施例之波形圖;第8圖是依照本發明第四具體實施例之一種調光控制電路的方塊圖;第9圖是依照本發明第四具體實施例之波形圖;以及第10圖是依照本發明另一實施例之一種調光控制方法的流程圖。
為了使本發明之敘述更加詳盡與完備,可參照所附之圖式及以下所述各種實施例,圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面,眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中,以避免對本發明造成不必要的限制。
於實施方式與申請專利範圍中,除非內文中對於冠詞有所特別限定,否則『一』與『該』可泛指單一個或複數個。
於實施方式與申請專利範圍中,涉及『電性連接』之描述,其可泛指一元件透過其他元件而間接地以電氣方式耦合至另一元件,或是一元件無須透過其他元件而直接電氣連結至另一元件。
第1圖是依照本發明一實施例之一種發光系統100的方塊圖。如第1圖所示,發光系統100包括整流電路110、 調光器120、調光控制電路130、驅動器140與發光二極體150。在結構上,調光器120可外接至或內建於調光控制電路130,整流電路110電性連接調光控制電路130與驅動器140,驅動器140電性連接發光二極體150。
於使用時,整流電路110將市電轉換後輸出直流波形。調光控制電路130偵測直流波形,當市電在零電壓時,產生一零位重置訊號,使其輸出給驅動器140的脈寬調變訊號不在邏輯高位準,藉此,市電與脈寬調變訊號進行同步,避免脈寬調變訊號造成發光二極體150閃爍問題。
第2圖是依照本發明第一具體實施例之一種調光控制電路200的方塊圖,第3圖是依照本發明第一具體實施例之波形圖。請同時參照第2~3圖,調光控制電路200包括調光器210、脈波產生電路220與零位重置電路230,其中零位重置電路230電性連接整流電路110。於使用時,調光器210輸出調光訊號,整流電路110將市電轉換後輸出直流波形310,當直流波形310在零電壓330時,零位重置電路230產生零位重置訊號。脈波產生電路220基於調光訊號與零位重置訊號來產生脈寬調變訊號320給驅動器140去驅動發光二極體150,其中脈寬調變訊號320具有邏輯高位準與邏輯低位準組成的連續脈波,且每當直流波形310的電壓值在零電壓330時,零位重置訊號用以防止此時脈寬調變訊號320之連續脈波所對應的電壓落於邏輯高位準,從而達到脈寬調變訊號320與市電的直流波形310同步以及避免發光二極體150閃爍。如第3圖所示,脈寬調 變訊號320對應直流波形310之每一個零電壓330時的脈波都沒有落於邏輯高位準,整體保持與市電的直流波形310同步。
於第2圖的實施例中,調光器210可為亮度控制調光器(如:1-10V調光器),調光訊號為亮度控制訊號。脈波產生電路220包括三角波產生器221與比較器223。三角波產生器221基於零位重置訊號來產生三角波訊號;比較器223比較三角波訊號與亮度控制訊號,進而輸出脈寬調變訊號320。
第4圖是依照本發明第二具體實施例之一種調光控制電路400的方塊圖,第5圖是依照本發明第二具體實施例之波形圖。請同時參照第4~5圖,調光控制電路400包括調光器410、脈波產生電路420與零位重置電路430。調光器410為色溫控制調光器,調光訊號為色溫控制訊號,色溫控制訊號包括第一色溫光控制訊號與第二色溫光控制訊號,脈寬調變訊號係包括責任週期(Duty Cycle)互補之一第一脈寬調變訊號521與一第二脈寬調變訊號522,如第5圖所示;舉例來說,當要進行色溫的控制時,例如冷白與暖白的變換時,脈寬調變訊號521、522的控制波形採互補式控制,例如:冷白的責任週期為70%,則暖白的責任週期為30%。脈波產生電路420基於第一色溫光控制訊號與零位重置訊號來產生第一脈寬調變訊號521,並基於第二色溫光控制訊號與零位重置訊號來產生第二脈寬調變訊號522藉以避免脈寬調變訊號造成發光二極體閃爍的問題。
如第5圖所示,整流電路110將市電轉換後輸出直流波形510,每當直流波形510在零電壓530時,零位重置電路430產生零位重置訊號用以將此時第一脈寬調變訊號521對應至邏輯高位準的上升緣時,第二脈寬調變訊號522對應至邏輯高位準的下降緣;或者,將第一脈寬調變訊號521對應至邏輯高位準的下降緣時,第二脈寬調變訊號522對應至邏輯高位準的上升緣,熟習此技藝者應視當時需要彈性選擇之。所以,第一脈寬調變訊號521與第二脈寬調變訊號522的責任週期不但互補,且第一脈寬調變訊號521與第二脈寬調變訊號522對應直流波形510之每一個零電壓530時的脈波都沒有落於邏輯高位準(其中之一對應至邏輯高位準上升緣,另一對應至邏輯高位準的下降緣),整體保持與市電的直流波形510同步。
此外,驅動器140可基於第一脈寬調變訊號521、第二脈寬調變訊號522進一步控制發光二極體150的色溫。
於第4圖中,脈波產生電路420包括三角波產生器421、第一比較器423與第二比較器425。三角波產生器421基於零位重置訊號來產生三角波訊號;第一比較器423比較三角波訊號與第一色溫光控制訊號,進而輸出第一脈寬調變訊號521,如第5圖所示;第二比較器425比較三角波訊號與第二色溫光控制訊號,進而輸出第二脈寬調變訊號522,如第5圖所示。
第6圖是依照本發明第三具體實施例之一種調光控制電路600的方塊圖,第7圖是依照本發明第三具體實 施例之波形圖。請同時參照第6~7圖,調光器包括亮度控制調光器610與色溫控制調光器612,相應地,調光訊號為亮度控制訊號與色溫控制訊號,色溫控制訊號包括第一色溫光控制訊號與第二色溫光控制訊號。值得注意的是,本發明第三具體實施例結合上述第2、4圖的架構,利用兩級同步化的脈寬調變訊號,控制亮度和色溫的改變,完成亮度和色溫兩者同時獨立調控之效果。
於一階同步時,每當整流電路110輸出的直流波形710在零電壓730時,零位重置電路630產生零位重置訊號,第一脈波產生器620基於亮度控制訊號與零位重置訊號來產生第一脈寬調變訊號721,藉由第一脈寬調變訊號721先決定亮度控制之責任週期。且,第一脈波產生器620基於零位重置訊號所產生的第一脈寬調變訊號721,其在對應直流波形710之每一個零電壓730時的脈波都沒有落於邏輯高位準,如第7圖所示。如此一來,第一脈寬調變訊號721與市電的直流波形710同步。此外,第一脈寬調變訊號721為低頻,例如:1kHz。
緊接著於二階同步時,第二脈波產生器650基於第一色溫光控制訊號與第二色溫光控制訊號,在第一脈寬調變訊號的導通期間產生責任週期互補之第二脈寬調變訊號722與第三脈寬調變訊號723,此高頻(如:10kHz)的脈寬調變訊號722、723則受制於第一脈寬調變訊號721的零位準(或下降緣)歸零,以達成和第一脈寬調變訊號721之同步。藉此,脈寬調變訊號722、723根據代表亮度訊號 之第一脈寬調變訊號721的導通期間再細分為暖白/冷白導通期間,使暖白/冷白混光比例得以調制,且不改其總亮度。而第一脈寬調變訊號721所做亮度之調控亦不干擾第二脈寬調變訊號722、第三脈寬調變訊號723色溫調控之混光比例,遂能達成亮度/色溫同時獨立調控之目的。
由上述可知,第一脈寬調變訊號721與市電的直流波形710先同步,以決定亮度的責任周期。之後第二脈寬調變訊號722、第三脈寬調變訊號723與第一脈寬調變訊號721同步,以決定色溫的責任週期。
於第6圖中,第一脈波產生器620包括第一三角波產生器621與第一比較器623。在結構上,第一三角波產生器621電性連接零位重置電路630,第一比較器623電性連接亮度控制調光器610與第一三角波產生器621。於操作時,第一三角波產生器621用以基於零位重置訊號來產生第一三角波訊號;第一比較器623用以比較第一三角波訊號與亮度控制訊號,進而輸出第一脈寬調變訊號721。
第二脈波產生器650包括脈波重置電路651、第二三角波產生器652、第二比較器653與第三比較器655。在結構上,當第一脈寬調變訊號721的電壓在邏輯低位準時,脈波重置電路651產生脈波重置訊號;第二三角波產生器652基於脈波重置電路651所輸出的脈波重置訊號來產生一第二三角波訊號,其中第二三角波訊號的頻率高於第一三角波訊號的頻率;第二比較器653比較第二三角波訊號與第一色溫光控制訊號,進而輸出第二脈寬調變訊號722; 第三比較器655比較第二三角波訊號與第二色溫光控制訊號,進而輸出第三脈寬調變訊號723,其中基於脈波重置訊號所產生的第二三角波訊號用以使第二、第三脈寬調變訊號產生在第一脈寬調變訊號的導通期間。
再者,驅動器140可基於第一脈寬調變訊號721、第二脈寬調變訊號722、第三脈寬調變訊號723控制發光二極體150的亮度與色溫。
第8圖是依照本發明第四具體實施例之一種調光控制電路800的方塊圖,第9圖是依照本發明第四具體實施例之波形圖。請同時參照第8~9圖,調光器包括亮度控制調光器810與色溫控制調光器812,相應地,調光訊號為亮度控制訊號與色溫控制訊號,色溫控制訊號包括第一色溫光控制訊號與第二色溫光控制訊號。值得注意的是,本發明第四具體實施例結合上述第2、4圖的架構,利用兩級同步化的脈寬調變訊號,控制亮度和色溫的改變,完成亮度和色溫兩者同時獨立調控之效果。
於一階同步時,每當整流電路110輸出的直流波形910在零電壓930時,零位重置電路830產生零位重置訊號,第一脈波產生器821基於第一色溫光控制訊號與零位重置訊號來產生第一脈寬調變訊號921;第二脈波產生器822基於第二色溫光控制訊號與零位重置訊號來產生第二脈寬調變訊號922,第一、第二脈寬調變訊號921、922彼此的責任週期互補電壓位準彼此相反。換言之,此低頻(如:1kHz)的脈寬調變訊號921、922先決定色溫之責任 週期,例如脈寬調變訊號921代表暖白的責任週期,脈寬調變訊號922為冷白的責任周期,彼此責任週期互補,如第9圖所示。
緊接著於二階同步時,第三脈波產生器850基於亮度控制訊號,在第一脈寬調變訊號921的導通期間產生第三脈寬調變訊號923;第四脈波產生器860基於亮度控制訊號,在第二脈寬調變訊號922的導通期間產生第四脈寬調變訊號924。如此,高頻(如:10kHz)的脈寬調變訊號923、924則受制於脈寬調變訊號921、922的零位準(或下降緣)歸零,以達成和第一階脈寬調變訊號之同步,此第二階高頻脈寬調變訊號923、924遂將代表亮度週期控制,達到亮度/色溫兩者同時獨立調控之效果。
於第8圖中,第一、第二脈波產生器821、822包括第一三角波產生器826、第一比較器823與第二比較器825。第一三角波產生器826基於零位重置訊號來產生一第一三角波訊號;第一比較器823比較第一三角波訊號與第一色溫光控制訊號,進而輸出第一脈寬調變訊號921;第二比較器825比較第一三角波訊號與第二色溫光控制訊號,進而輸出第二脈寬調變訊號922。
第三脈波產生器850包括第一脈波重置電路851、第二三角波產生器853與第三比較器855。當第一脈寬調變訊號921的電壓在邏輯低位準時,第一脈波重置電路851產生一脈波重置訊號;第二三角波產生器853基於第一脈波重置電路851所輸出的脈波重置訊號來產生一第二三角 波訊號,其中第二三角波訊號的頻率高於第一三角波訊號的頻率;第三比較器855比較第二三角波訊號與亮度控制訊號,進而輸出第三脈寬調變訊號923,其中基於脈波重置訊號所產生的第二三角波訊號用以使第三脈寬調變訊號923產生在第一脈寬調變訊號921的導通期間,如第9圖所示。
第四脈波產生器860包括第二脈波重置電路861、第三三角波產生器863與第四比較器865。當第二脈寬調變訊號922的電壓在邏輯低位準時,第二脈波重置電路861產生另一脈波重置訊號;第三三角波產生器863基於該另一脈波重置訊號來產生第三三角波訊號,其中第三三角波訊號的頻率高於第一三角波訊號的頻率;第四比較器865比較第三三角波訊號與亮度控制訊號,進而輸出第四脈寬調變訊號924,其中基於該另一脈波重置訊號所產生的第三三角波訊號用以使第四脈寬調變訊號924產生在第二脈寬調變訊號922的導通期間,如第9圖所示。
再者,驅動器140可基於第一脈寬調變訊號921、第二脈寬調變訊號922、第三脈寬調變訊號923、第四脈寬調變訊號924控制發光二極體150的亮度與色溫。
第10圖是依照本發明另一實施例之一種調光控制方法1000的流程圖。如第10圖所示,調光控制方法1000包括多個步驟S110~S120。然熟習本案之技藝者應瞭解到,在本實施例中所提及的步驟,除特別敘明其順序者外,均可依實際需要調整其前後順序,甚至可同時或部分同時 執行。至於實施該些步驟的硬體裝置,由於上一實施例已具體揭露,因此不再重複贅述之。
於步驟S110,當一整流電路將一市電轉換後所輸出的一直流波形在零電壓時,產生一零位重置訊號;步驟S120基於一調光器所輸出的調光訊號與零位重置訊號來產生至少一脈寬調變訊號給一驅動器去驅動一發光二極體,其中脈寬調變訊號具有一邏輯高位準與一邏輯低位準組成的連續脈波,且每當直流波形在零電壓時,零位重置訊號用以防止連續脈波的電壓落於邏輯高位準。簡言之,調光控制方法1000係偵測市電轉換後的直流波形,當市電在零電壓時,產生一零位重置訊號,使脈寬調變訊號控制為不在邏輯高位準,藉此,市電與脈寬調變訊號進行同步,避免脈寬調變訊號造成發光二極體閃爍的問題。
於第一具體實施例中,調光訊號為一亮度控制訊號。
於第二具體實施例中,調光訊號包括第一色溫光控制訊號與第二色溫光控制訊號,脈寬調變訊號係包括責任週期互補之一第一脈寬調變訊號與一第二脈寬調變訊號。於步驟S120中,基於第一色溫光控制訊號與零位重置訊號來產生第一脈寬調變訊號,並基於第二色溫光控制訊號與零位重置訊號來產生第二脈寬調變訊號,其中每當直流波形在零電壓時,零位重置訊號用以將第一脈寬調變訊號對應至邏輯高位準的上升緣時,第二脈寬調變訊號對應至邏輯高位準的下降緣,或是零位重置訊號用以將第一脈寬調 變訊號對應至邏輯高位準的下降緣時,第二脈寬調變訊號對應至邏輯高位準的上升緣。
於第三具體實施例中,調光訊號包括亮度控制訊號、第一色溫光控制訊號與第二色溫光控制訊號,於步驟S120中,基於亮度控制訊號與零位重置訊號來產生一第一脈寬調變訊號;基於第一色溫光控制訊號與第二色溫光控制訊號,在第一脈寬調變訊號的導通期間產生責任週期互補之一第二脈寬調變訊號與一第三脈寬調變訊號;輸出第二、第三脈寬調變訊號給驅動器去驅動發光二極體。
於第四具體實施例中,調光訊號包括一亮度控制訊號、一第一色溫光控制訊號與一第二色溫光控制訊號,於步驟S120中,基於第一色溫光控制訊號與零位重置訊號來產生第一脈寬調變訊號;基於第二色溫光控制訊號與零位重置訊號來產生第二脈寬調變訊號,第一、第二脈寬調變訊號彼此的責任週期互補電壓位準彼此相反;基於亮度控制訊號,在第一脈寬調變訊號的導通期間產生第三脈寬調變訊號;基於亮度控制訊號,在第二脈寬調變訊號的導通期間產生第四脈寬調變訊號;輸出第三、第四脈寬調變訊號給驅動器去驅動發光二極體。
綜上所述,本發明之一特色是利用兩級同步化的脈寬調變訊號,以控制亮度和色溫的改變。目的即在於完成兩者同時獨立調控之效果。並藉由慎選兩階脈寬調變訊號的頻率,以避開人眼對於閃頻敏感頻帶以及兼顧避免電路產生EMI雜訊的頻帶。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧發光系統
110‧‧‧整流電路
120‧‧‧調光器
130‧‧‧調光控制電路
140‧‧‧驅動器
150‧‧‧發光二極體

Claims (19)

  1. 一種調光控制電路,包括:一調光器,輸出一調光訊號;一零位重置電路,電性連接一整流電路,當該整流電路將一市電轉換後所輸出的一直流波形在零電壓時,該零位重置電路產生一零位重置訊號;以及一脈波產生電路,基於該調光訊號與該零位重置訊號來產生至少一脈寬調變訊號給一驅動器去驅動一發光二極體,其中該至少一脈寬調變訊號具有一邏輯高位準與一邏輯低位準組成的連續脈波,且每當該直流波形在該零電壓時,該零位重置訊號用以防止該連續脈波的電壓落於該邏輯高位準,其中該脈波產生電路包括:一三角波產生器,基於該零位重置訊號來產生一三角波訊號;以及一比較器,比較該三角波訊號與該調光訊號,進而輸出該脈寬調變訊號。
  2. 如請求項1所述之調光控制電路,其中該調光器包括一亮度控制調光器,該調光訊號為一亮度控制訊號。
  3. 一種調光控制電路,包括:一調光器,輸出一調光訊號;一零位重置電路,電性連接一整流電路,當該整流電路將一市電轉換後所輸出的一直流波形在零電壓時,該零位重 置電路產生一零位重置訊號;以及一脈波產生電路,基於該調光訊號與該零位重置訊號來產生至少一脈寬調變訊號給一驅動器去驅動一發光二極體,其中該至少一脈寬調變訊號具有一邏輯高位準與一邏輯低位準組成的連續脈波,且每當該直流波形在該零電壓時,該零位重置訊號用以防止該連續脈波的電壓落於該邏輯高位準,其中該調光器為包括一色溫控制調光器,該調光訊號為一色溫控制訊號,該色溫控制訊號包括一第一色溫光控制訊號與一第二色溫光控制訊號。
  4. 如請求項3所述之調光控制電路,其中該至少一脈寬調變訊號係包括責任週期互補之一第一脈寬調變訊號與一第二脈寬調變訊號,該脈波產生電路基於該第一色溫光控制訊號與該零位重置訊號來產生該第一脈寬調變訊號,並基於該第二色溫光控制訊號與該零位重置訊號來產生該第二脈寬調變訊號。
  5. 如請求項4所述之調光控制電路,其中每當該直流波形在該零電壓時,該零位重置訊號用以將該第一脈寬調變訊號對應至該邏輯高位準的上升緣時,該第二脈寬調變訊號對應至該邏輯高位準的下降緣,或是該零位重置訊號用以將該第一脈寬調變訊號對應至該邏輯高位準的下降緣時,該第二脈寬調變訊號對應至該邏輯高位準的上升緣。
  6. 如請求項5所述之調光控制電路,其中該脈波產生電路包括: 一三角波產生器,基於該零位重置訊號來產生一三角波訊號;一第一比較器,比較該三角波訊號與該第一色溫光控制訊號,進而輸出該第一脈寬調變訊號;以及一第二比較器,比較該三角波訊號與該第二色溫光控制訊號,進而輸出該第二脈寬調變訊號。
  7. 一種調光控制電路,包括:一調光器,輸出一調光訊號;一零位重置電路,電性連接一整流電路,當該整流電路將一市電轉換後所輸出的一直流波形在零電壓時,該零位重置電路產生一零位重置訊號;以及一脈波產生電路,基於該調光訊號與該零位重置訊號來產生至少一脈寬調變訊號給一驅動器去驅動一發光二極體,其中該至少一脈寬調變訊號具有一邏輯高位準與一邏輯低位準組成的連續脈波,且每當該直流波形在該零電壓時,該零位重置訊號用以防止該連續脈波的電壓落於該邏輯高位準,其中該調光器包括一亮度控制調光器與一色溫控制調光器,該調光訊號為一亮度控制訊號與一色溫控制訊號,該色溫控制訊號包括一第一色溫光控制訊號與一第二色溫光控制訊號。
  8. 如請求項7所述之調光控制電路,其中該脈波產生電路包括:一第一脈波產生器,基於該亮度控制訊號與該零位重置訊號來產生該第一脈寬調變訊號;以及 一第二脈波產生器,基於該第一色溫光控制訊號與該第二色溫光控制訊號,在該第一脈寬調變訊號的導通期間產生責任週期互補之一第二脈寬調變訊號與一第三脈寬調變訊號,其中該至少一脈寬調變訊號包括該第一脈寬調變訊號、該第二脈寬調變訊號與該第三脈寬調變訊號。
  9. 如請求項8所述之調光控制電路,其中該第一脈波產生器包括:一第一三角波產生器,電性連接該零位重置電路,用以基於該零位重置訊號來產生一第一三角波訊號;以及一第一比較器,電性連接該亮度控制調光器與該第一三角波產生器,用以比較該第一三角波訊號與該亮度控制訊號,進而輸出該第一脈寬調變訊號。
  10. 如請求項9所述之調光控制電路,其中該第二脈波產生器包括:一脈波重置電路,當該第一脈寬調變訊號的電壓在該邏輯低位準時,產生一脈波重置訊號;一第二三角波產生器,基於該脈波重置訊號來產生一第二三角波訊號,其中該第二三角波訊號的頻率高於該第一三角波訊號的頻率;一第二比較器,比較該第二三角波訊號與該第一色溫光控制訊號,進而輸出該第二脈寬調變訊號;以及一第三比較器,比較該第二三角波訊號與該第二色溫光控制訊號,進而輸出該第三脈寬調變訊號,其中基於該脈波 重置訊號所產生的該第二三角波訊號用以使該第二、第三脈寬調變訊號產生在該第一脈寬調變訊號的導通期間。
  11. 如請求項7所述之調光控制電路,其中該脈波產生電路包括:一第一脈波產生器,基於該第一色溫光控制訊號與該零位重置訊號來產生一第一脈寬調變訊號;一第二脈波產生器,基於該第二色溫光控制訊號與該零位重置訊號來產生一第二脈寬調變訊號,該第一、第二脈寬調變訊號彼此的責任週期互補電壓位準彼此相反;一第三脈波產生器,基於該亮度控制訊號,在該第一脈寬調變訊號的導通期間產生一第三脈寬調變訊號;以及一第四脈波產生器,基於該亮度控制訊號,在該第二脈寬調變訊號的導通期間產生一第四脈寬調變訊號,其中該至少一脈寬調變訊號包括該第一脈寬調變訊號、該第二脈寬調變訊號、該第三脈寬調變訊號與第四脈寬調變訊號。
  12. 如請求項11所述之調光控制電路,其中該第一、第二脈波產生器包括:一第一三角波產生器,基於該零位重置訊號來產生一第一三角波訊號;一第一比較器,比較該第一三角波訊號與該第一色溫光控制訊號,進而輸出該第一脈寬調變訊號;以及一第二比較器,比較該第一三角波訊號與該第二色溫光控制訊號,進而輸出該第二脈寬調變訊號。
  13. 如請求項12所述之調光控制電路,其中該第三脈波產生器包括:一第一脈波重置電路,當該第一脈寬調變訊號的電壓在該邏輯低位準時,產生一脈波重置訊號;一第二三角波產生器,基於該脈波重置訊號來產生一第二三角波訊號,其中該第二三角波訊號的頻率高於該第一三角波訊號的頻率;以及一第三比較器,比較該第二三角波訊號與該亮度控制訊號,進而輸出該第三脈寬調變訊號,其中基於該脈波重置訊號所產生的該第二三角波訊號用以使該第三脈寬調變訊號產生在該第一脈寬調變訊號的導通期間。
  14. 如請求項13所述之調光控制電路,其中該第四脈波產生器包括:一第二脈波重置電路,當該第二脈寬調變訊號的電壓在該邏輯低位準時,產生另一脈波重置訊號;一第三三角波產生器,基於該另一脈波重置訊號訊號來產生一第三三角波訊號,其中該第三三角波訊號的頻率高於該第一三角波訊號的頻率;以及一第四比較器,比較該第三三角波訊號與該亮度控制訊號,進而輸出該第四脈寬調變訊號,其中基於該另一脈波重置訊號所產生的該第三三角波訊號用以使該第四脈寬調變訊號產生在該第二脈寬調變訊號的導通期間。
  15. 一種調光控制方法,包括下列步驟: (A)當一整流電路將一市電轉換後所輸出的一直流波形在零電壓時,產生一零位重置訊號;以及(B)基於一調光器所輸出的調光訊號與該零位重置訊號來產生至少一脈寬調變訊號給一驅動器去驅動一發光二極體,其中該至少一脈寬調變訊號具有一邏輯高位準與一邏輯低位準組成的連續脈波,且每當該直流波形在該零電壓時,該零位重置訊號用以防止該連續脈波的電壓落於該邏輯高位準,其中該調光訊號包括一第一色溫光控制訊號與一第二色溫光控制訊號。
  16. 如請求項15所述之調光控制方法,其中該至少一脈寬調變訊號係包括責任週期互補之一第一脈寬調變訊號與一第二脈寬調變訊號,步驟(B)包括:基於該第一色溫光控制訊號與該零位重置訊號來產生該第一脈寬調變訊號,並基於該第二色溫光控制訊號舉該零位重置訊號來產生該第二脈寬調變訊號,其中每當該直流波形在該零電壓時,該零位重置訊號用以將該第一脈寬調變訊號對應至該邏輯高位準的上升緣時,該第二脈寬調變訊號對應至該邏輯高位準的下降緣,或是該零位重置訊號用以將該第一脈寬調變訊號對應至該邏輯高位準的下降緣時,該第二脈寬調變訊號對應至該邏輯高位準的上升緣。
  17. 一種調光控制方法,包括下列步驟:(A)當一整流電路將一市電轉換後所輸出的一直流波形在零電壓時,產生一零位重置訊號;以及(B)基於一調光器所輸出的調光訊號與該零位重置訊 號來產生至少一脈寬調變訊號給一驅動器去驅動一發光二極體,其中該至少一脈寬調變訊號具有一邏輯高位準與一邏輯低位準組成的連續脈波,且每當該直流波形在該零電壓時,該零位重置訊號用以防止該連續脈波的電壓落於該邏輯高位準,其中該調光訊號包括一亮度控制訊號、一第一色溫光控制訊號與一第二色溫光控制訊號。
  18. 如請求項17所述之調光控制方法,其中步驟(B)包括:基於該亮度控制訊號與該零位重置訊號來產生一第一脈寬調變訊號;基於該第一色溫光控制訊號與該第二色溫光控制訊號,在該第一脈寬調變訊號的導通期間產生責任週期互補之一第二脈寬調變訊號與一第三脈寬調變訊號;以及輸出該第二、第三脈寬調變訊號給該驅動器去驅動該發光二極體,其中該至少一脈寬調變訊號包括該第一脈寬調變訊號、該第二脈寬調變訊號、該第三脈寬調變訊號。
  19. 如請求項17所述之調光控制方法,其中步驟(B)包括:基於該第一色溫光控制訊號與該零位重置訊號來產生一第一脈寬調變訊號;基於該第二色溫光控制訊號與該零位重置訊號來產生一第二脈寬調變訊號,該第一、第二脈寬調變訊號彼此的責任週期互補電壓位準彼此相反; 基於該亮度控制訊號,在該第一脈寬調變訊號的導通期間產生一第三脈寬調變訊號;基於該亮度控制訊號,在該第二脈寬調變訊號的導通期間產生一第四脈寬調變訊號;以及輸出該第三、第四脈寬調變訊號給該驅動器去驅動該發光二極體,其中該至少一脈寬調變訊號包括該第一脈寬調變訊號、該第二脈寬調變訊號、該第三脈寬調變訊號與第四脈寬調變訊號。
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