TWI728660B - 應用於局部調光的發光二極體驅動方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種應用於局部調光的發光二極體驅動方法，包含下列步驟：(a)產生複數個脈寬調變訊號，其中該複數個脈寬調變訊號的工作週期的上升沿/下降沿係出現於不同時間點；(b)複數個固定電流源分別根據該複數個脈寬調變訊號相對應地輸出複數個發光二極體電流；以及(c)該複數個發光二極體電流分別流經複數個發光二極體串，致使該複數個發光二極體串分別呈現相對應的亮度。

Description

應用於局部調光的發光二極體驅動方法
本發明係與發光二極體有關，尤其是關於一種應用於局部調光(Local dimming)的發光二極體驅動方法。
請參照圖1，圖1繪示一般的發光二極體局部調光系統1的示意圖。如圖1所示，在發光二極體局部調光系統1中，發光二極體電流控制器12產生n個脈寬調變訊號PWM1~PWMn至電流吸端電路(Current sink circuit)14。電流吸端電路14包含n個固定電流源141~14n，分別根據n個脈寬調變訊號PWM1~PWMn的工作週期改變其輸出的發光二極體電流ILED1~ILEDn的工作週期，而n個發光二極體串LED1~LEDn會分別根據流經其上的發光二極體電流ILED1~ILEDn發出不同亮度，最後所有發光二極體電流ILED1~ILEDn的總和發光二極體電流ILED_SUM變成發光二極體電壓VLED上的電流負載並由電源電路10供電，如圖2所示。
然而，如圖3所示，若該n個脈寬調變訊號PWM1~PWMn具有不同工作週期，則該n個固定電流源141~14n所輸出的n個發光二極體電流ILED1~ILEDn亦相對應具有不同工作週期，但由於傳統上該n個發光二極體電流ILED1~ILEDn的工作週期的上升沿(Rising edge)均會出現在同一時間點(例如時間T1)，這會使得總和發光二極體電流ILED_SUM在時間T1瞬間上升，而無法由電源電路10供電，導致發光二極體電壓VLED會出現明顯的電壓下降(Voltage drop)，嚴重影響發光二極體的亮度表現，亟待改善。
此外，如圖4所示，若該n個脈寬調變訊號PWM1~PWMn具有相同工作週期，則該n個固定電流源141~14n所輸出的n個發光二極體電流ILED1~ILEDn亦相對應具有相同工作週期，但由於傳統上該n個發光二極體電流ILED1~ILEDn的工作週期的上升沿(Rising edge)均會出現在同一時間點(例如時間T1)且該n個發光二極體電流ILED1~ILEDn的工作週期的下降沿(Falling edge)均會出現在同一時間點(例如時間T2)，這會使得總和發光二極體電流ILED_SUM在時間T1瞬間上升且在時間T2瞬間下降，而無法由電源電路10供電，導致發光二極體電壓VLED會出現大幅度的電壓下降及電壓上升現象，嚴重影響發光二極體的亮度表現，亟待改善。
有鑑於此，本發明提出一種應用於局部調光的發光二極體驅動方法，以有效解決先前技術所遭遇到之上述問題。
依據本發明之一具體實施例為一種應用於局部調光的發光二極體驅動方法。於此實施例中，該發光二極體驅動方法包含下列步驟：(a)產生複數個脈寬調變訊號，其中該複數個脈寬調變訊號的工作週期的上升沿/下降沿係出現於不同時間點；(b)複數個固定電流源分別根據該複數個脈寬調變訊號相對應地輸出複數個發光二極體電流；以及(c)該複數個發光二極體電流分別流經複數個發光二極體串，致使該複數個發光二極體串分別呈現相對應的亮度。
於一實施例中，該複數個發光二極體電流的工作週期的上升沿/下降沿係對應於該複數個脈寬調變訊號的工作週期的上升沿/下降沿而亦出現於不同時間點。
於一實施例中，該發光二極體驅動方法還包含下列步驟：透過電源電路提供一發光二極體電壓以產生一總和發光二極體電流，其中總和發光二極體電流為分別流經該複數個發光二極體串的該複數個發光二極體電流之和。
於一實施例中，若該複數個脈寬調變訊號中之一第一脈寬調變訊號及一第二脈寬調變訊號之工作週期的上升沿分別出現於一第一時間及一第二時間，該複數個發光二極體電流中之相對應的一第一發光二極體電流及一第二發光二極體電流之工作週期的上升沿亦分別出現於第一時間及第二時間。
於一實施例中，第一發光二極體電流與第二發光二極體電流之和為總和發光二極體電流，且總和發光二極體電流於第一時間及第二時間呈現一緩升的階梯狀。
於一實施例中，電源電路提供一發光二極體電壓以產生總和發光二極體電流，且發光二極體電壓於第一時間及第二時間呈現線性緩降。
於一實施例中，若該複數個脈寬調變訊號中之一第一脈寬調變訊號及一第二脈寬調變訊號之工作週期的下降沿分別出現於一第三時間及一第四時間，該複數個發光二極體電流中之相對應的一第一發光二極體電流及一第二發光二極體電流之工作週期的下降沿亦分別出現於第三時間及第四時間。
於一實施例中，第一發光二極體電流與第二發光二極體電流之和為總和發光二極體電流，且總和發光二極體電流於第三時間及第四時間呈現一緩降的階梯狀。
於一實施例中，電源電路提供一發光二極體電壓以產生總和發光二極體電流，且發光二極體電壓於第三時間及第四時間呈現線性緩升。
於一實施例中，該複數個脈寬調變訊號具有不同的工作週期且該複數個發光二極體電流亦相對應具有不同的工作週期。
於一實施例中，該複數個脈寬調變訊號具有相同的工作週期且該複數個發光二極體電流亦相對應具有相同的工作週期。
於一實施例中，該發光二極體驅動方法還包含下列步驟：分別對該複數個脈寬調變訊號提供不同的延遲時間，致使該複數個脈寬調變訊號的工作週期的上升沿/下降沿出現於不同時間點。
相較於先前技術，根據本發明之應用於局部調光的發光二極體驅動方法係透過讓發光二極體電流控制器所產生的複數個脈寬調變訊號的工作週期的上升沿/下降沿分別出現於不同時間點，相對應使得複數個固定電流源所輸出的複數個發光二極體電流的工作週期的上升沿/下降沿亦分別出現於不同時間點，藉以避免該複數個發光二極體電流之總和發光二極體電流出現瞬間驟升或驟降之情形，因此，本發明之電源電路所提供的發光二極體電壓不會出現先前技術中之電壓驟降或電壓驟升的現象，使得發光二極體能夠維持正常的亮度表現。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
現在將詳細參考本發明的示範性實施例，並在附圖中說明所述示範性實施例的實例。在圖式及實施方式中所使用相同或類似標號的元件/構件是用來代表相同或類似部分。
依據本發明之一具體實施例為一種應用於局部調光的發光二極體驅動方法。於此實施例中，該發光二極體驅動方法可應用於如同圖1所繪示之一般的發光二極體局部調光系統1，亦即發光二極體局部調光系統1可包含電源電路10、發光二極體電流控制器12、電流吸端(Current sink)電路14及複數個發光二極體串LED1~LEDn，但不以此為限。
請參照圖5，圖5繪示此實施例中之應用於局部調光的發光二極體驅動方法的流程圖。如圖5所示，發光二極體驅動方法可包含下列步驟：
步驟S10：產生複數個脈寬調變訊號(例如圖1中之PWM1~PWMn)，其中該複數個脈寬調變訊號的工作週期的上升沿/下降沿係出現於不同時間點；
步驟S12：複數個固定電流源(例如圖1中之141~14n)分別根據該複數個脈寬調變訊號相對應地輸出複數個發光二極體電流(例如圖1中之ILED1~ILEDn)；以及
步驟S14：該複數個發光二極體電流分別流經複數個發光二極體串(例如圖1中之LED1~LEDn)，致使該複數個發光二極體串分別呈現相對應的亮度。
於實際應用中，該複數個脈寬調變訊號(例如圖1中之PWM1~PWMn)可具有相同或不同的工作週期。當該複數個脈寬調變訊號具有不同的工作週期時，該複數個固定電流源(例如圖1中之141~14n)分別根據該複數個脈寬調變訊號所輸出的該複數個發光二極體電流(例如圖1中之ILED1~ILEDn)亦相對應具有不同的工作週期；反之，當該複數個脈寬調變訊號(例如圖1中之PWM1~PWMn)具有相同的工作週期時，該複數個發光二極體電流(例如圖1中之ILED1~ILEDn)亦相對應具有相同的工作週期。
需說明的是，由於本發明的該複數個脈寬調變訊號(例如圖1中之PWM1~PWMn)的工作週期的上升沿/下降沿需出現於不同時間點而不能出現於同一時間點，因此，該複數個固定電流源(例如圖1中之141~14n)分別根據該複數個脈寬調變訊號所輸出的該複數個發光二極體電流(例如圖1中之ILED1~ILEDn)的工作週期的上升沿/下降沿亦相對應地出現於不同時間點而不能出現於同一時間點。
舉例而言，若該複數個脈寬調變訊號(例如圖1中之PWM1~PWMn)中之第一脈寬調變訊號(例如圖1中之PWM1)及第二脈寬調變訊號(例如圖1中之PWM2)之工作週期的上升沿分別出現於不同時間點(例如第一時間及第二時間)，如圖6所示，該複數個發光二極體電流ILED1~ILED8中之相對應的第一發光二極體電流ILED1及第二發光二極體電流ILED2之工作週期的上升沿亦分別出現於不同時間點(亦即第一時間t1及第二時間t2)。同理，若第一脈寬調變訊號(例如圖1中之PWM1)及第二脈寬調變訊號(例如圖1中之PWM2)之工作週期的下降沿分別出現於不同時間點(例如第三時間及第四時間)，則第一發光二極體電流ILED1及第二發光二極體電流ILED2之工作週期的下降沿亦分別出現於不同時間點(亦即第三時間及第四時間)。
此外，本發明的發光二極體驅動方法還可透過電源電路(例如圖1中之10)提供發光二極體電壓(例如圖1中之VLED)以產生總和發光二極體電流(例如圖1中之ILED_SUM)，其中總和發光二極體電流為分別流經複數個發光二極體串(例如LED1~LED8)的該複數個發光二極體電流(例如ILED1~ILED8)之和，但不以此為限。
承上例，如圖6所示，由於本發明的第一發光二極體電流ILED1及第二發光二極體電流ILED2之工作週期的上升沿分別出現於不同時間點(亦即第一時間t1及第二時間t2)，且總和發光二極體電流ILED_SUM為第一發光二極體電流ILED1與第二發光二極體電流ILED2之和。至於第三發光二極體電流ILED3至第八發光二極體電流ILED8亦可依此類推，於此不另行贅述。因此，本發明的總和發光二極體電流ILED_SUM於第一時間t1至第八時間t8會呈現一緩升的階梯狀，而不會如同先前技術一般於第一時間t1瞬間上升；至於電源電路10提供的發光二極體電壓VLED於第一時間t1至第八時間t8呈現線性緩降，而不會如同先前技術一般出現電壓大幅度驟降的現象。
類似地，由於本發明的第一發光二極體電流ILED1及第二發光二極體電流ILED2之工作週期的下降沿分別出現於不同時間點(亦即第十五時間t15及第十六時間t16)，且總和發光二極體電流ILED_SUM為第一發光二極體電流ILED1與第二發光二極體電流ILED2之和。至於第三發光二極體電流ILED3至第八發光二極體電流ILED8亦可依此類推，於此不另行贅述。因此，本發明的總和發光二極體電流ILED_SUM於第九時間t9至第十六時間t16會呈現一緩降的階梯狀，而不會如同先前技術一般瞬間下降；至於電源電路10提供的發光二極體電壓VLED於第九時間t9至第十六時間t16呈現線性緩升，而不會如同先前技術一般出現電壓大幅度驟升的現象。
於另一實施例中，如圖7所示，當該複數個脈寬調變訊號(例如PWM1~PWM8)具有相同工作週期時，該複數個發光二極體電流ILED1~ILED8的工作週期的上升沿分別出現在不同時間點(亦即第一時間t1~第八時間t8)，藉以讓總和發光二極體電流ILED_SUM緩升，而能有效減緩發光二極體電壓VLED的大幅度電壓下降現象。
同理，該複數個發光二極體電流ILED1~ILED8的工作週期的下降沿亦分別出現在不同時間點(亦即第一時間t1~第八時間t8)，藉以讓總和發光二極體電流ILED_SUM緩降，而能有效減緩發光二極體電壓VLED的大幅度電壓上升現象。
此外，如圖7所示，本發明的發光二極體驅動方法還可進一步分別對該複數個脈寬調變訊號(例如PWM1~PWM8)提供不同的延遲時間(例如D1~D8)，藉以確保該複數個脈寬調變訊號(例如PWM1~PWM8)的工作週期的上升沿會出現於不同時間點(亦即第一時間t1~第八時間t8)而不會出現於同一時間點，進而確保該複數個發光二極體電流ILED1~ILED8的工作週期的上升沿亦會相對應地出現於不同時間點(亦即t1~t8)而不會出現於同一時間點，藉以讓總和發光二極體電流ILED_SUM緩升，而能有效減緩發光二極體電壓VLED大幅度驟降的現象。
同理，延遲時間D1~D8亦可確保該複數個脈寬調變訊號(例如PWM1~PWM8)的工作週期的下降沿會出現於不同時間點(亦即第九時間t9~第十六時間t16)而不會出現於同一時間點，進而確保該複數個發光二極體電流ILED1~ILED8的工作週期的下降沿亦會相對應地出現於不同時間點(亦即第九時間t9~第十六時間t16)而不會出現於同一時間點，藉以讓總和發光二極體電流ILED_SUM緩降，而能有效減緩發光二極體電壓VLED的大幅度驟升的現象。
相較於先前技術，根據本發明之應用於局部調光的發光二極體驅動方法係透過讓發光二極體電流控制器所產生的複數個脈寬調變訊號的工作週期的上升沿/下降沿分別出現於不同時間點，相對應使得複數個固定電流源所輸出的複數個發光二極體電流的工作週期的上升沿/下降沿亦分別出現於不同時間點，藉以避免該複數個發光二極體電流之總和發光二極體電流出現瞬間驟升或驟降之情形，因此，本發明之電源電路所提供的發光二極體電壓不會出現先前技術中之電壓驟降或電壓驟升的現象，使得發光二極體能夠維持正常的亮度表現。
S10~S14:步驟 1:發光二極體局部調光系統 10:電源電路 12:發光二極體電流控制器 14:電流吸端電路 141~14n:固定電流源 LED1~LEDn:第一發光二極體串~第n發光二極體串 PWM1~PWMn:第一脈寬調變訊號~第n脈寬調變訊號 ILED1~ILEDn:第一發光二極體電流~第n發光二極體電流 ILED_SUM:總和發光二極體電流 VLED:發光二極體電壓 t1~t16:第一時間~第十六時間 T:週期 D1~D8:延遲時間
本發明所附圖式說明如下： 圖1繪示一般的發光二極體局部調光系統的示意圖。 圖2繪示脈寬調變訊號的工作週期與發光二極體電流的工作週期彼此相對應的時序圖。 圖3繪示當脈寬調變訊號具有不同工作週期時，傳統的各發光二極體電流的工作週期的上升沿均出現在相同時間點，導致總和發光二極體電流瞬間上升，而使發光二極體電壓出現大幅度驟降的時序圖。 圖4繪示當脈寬調變訊號具有相同工作週期時，傳統的各發光二極體電流的工作週期的上升沿均出現在相同時間點且下降沿均出現在另一相同時間點，導致總和發光二極體電流瞬間驟升與瞬間驟降，而使發光二極體電壓出現大幅度驟降與大幅度驟升的時序圖。 圖5繪示根據本發明之一較佳具體實施例之應用於局部調光的發光二極體驅動方法的流程圖。 圖6繪示當脈寬調變訊號具有不同工作週期時，本發明的各發光二極體電流的工作週期的上升沿分別出現在不同時間點且下降沿亦分別出現在不同時間點，藉以讓總和發光二極體電流緩升與緩降，而能有效減緩發光二極體電壓的大幅度驟降與大幅度驟升的時序圖。 圖7繪示當脈寬調變訊號具有相同工作週期時，本發明的各發光二極體電流的工作週期的上升沿分別出現在不同時間點且下降沿亦分別出現在不同時間點，藉以讓總和發光二極體電流緩升與緩降，而能有效減緩發光二極體電壓的大幅度驟降與大幅度驟升的時序圖。
S10~S14:步驟

Claims (12)

  1. 一種應用於局部調光的發光二極體驅動方法，包含下列步驟：(a)產生複數個脈寬調變訊號，其中該複數個脈寬調變訊號的工作週期的上升沿/下降沿係出現於不同時間點；(b)複數個固定電流源分別根據該複數個脈寬調變訊號相對應地輸出複數個發光二極體電流；以及(c)該複數個發光二極體電流分別流經複數個發光二極體串，致使該複數個發光二極體串分別呈現相對應的亮度；其中，對應於該複數個脈寬調變訊號的工作週期之該複數個發光二極體電流的工作週期係對齊中央之後再往兩側展開。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動方法，其中該複數個發光二極體電流的工作週期的上升沿/下降沿係對應於該複數個脈寬調變訊號的工作週期的上升沿/下降沿而亦出現於不同時間點。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動方法，還包含下列步驟：透過一電源電路提供一發光二極體電壓以產生一總和發光二極體電流，其中該總和發光二極體電流為分別流經該複數個發光二極體串的該複數個發光二極體電流之和。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動方法，其中若該複數個脈寬調變訊號中之一第一脈寬調變訊號及一第二脈寬調變訊號之工作週期的上升沿分別出現於一第一時間及一第二時間，該複數個發光二 極體電流中之相對應的一第一發光二極體電流及一第二發光二極體電流之工作週期的上升沿亦分別出現於第一時間及第二時間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之發光二極體驅動方法，其中該第一發光二極體電流與該第二發光二極體電流之和為一總和發光二極體電流，且該總和發光二極體電流於該第一時間及該第二時間呈現一緩升的階梯狀。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之發光二極體驅動方法，其中一電源電路提供一發光二極體電壓以產生該總和發光二極體電流，且該發光二極體電壓於該第一時間及該第二時間呈現線性緩降。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動方法，其中若該複數個脈寬調變訊號中之一第一脈寬調變訊號及一第二脈寬調變訊號之工作週期的下降沿分別出現於一第三時間及一第四時間，該複數個發光二極體電流中之相對應的一第一發光二極體電流及一第二發光二極體電流之工作週期的下降沿亦分別出現於第三時間及第四時間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體驅動方法，其中該第一發光二極體電流與該第二發光二極體電流之和為一總和發光二極體電流，且該總和發光二極體電流於該第三時間及該第四時間呈現一緩降的階梯狀。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之發光二極體驅動方法，其中一電源電路提供一發光二極體電壓以產生該總和發光二極體電流，且該發光二極體電壓於該第三時間及該第四時間呈現線性緩升。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動方法，其中該 複數個脈寬調變訊號具有不同的工作週期且該複數個發光二極體電流亦相對應具有不同的工作週期。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動方法，其中該複數個脈寬調變訊號具有相同的工作週期且該複數個發光二極體電流亦相對應具有相同的工作週期。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動方法，還包含下列步驟：分別對該複數個脈寬調變訊號提供不同的延遲時間，致使該複數個脈寬調變訊號的工作週期的上升沿/下降沿出現於不同時間點。
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