TWM521316U - 發光二極體控制系統及驅動電路板 - Google Patents

Description

發光二極體控制系統及驅動電路板

本揭示文件係有關驅動電路板，特別是一種用以驅動二極體發光元件的驅動電路板。

在廣告燈箱、跑馬燈、警示器或是一些有發光效果的發光二極體控制系統上，經常採用發光二極體(light-emitting diode,LED)燈組作為發光源，發光二極體燈組通常為軟性保護管狀中設置一連串的發光二極體，利用各發光二極體發出相同或不同的色光來達到不同的光線特效。

經過特定的安排之下，發光二極體燈組可以排列出不同的閃爍、明暗、幾何排列的效果，並且隨著不同的控制信號可以投射出各種不同的顏色的色光。市面上的發光二極體燈組都會搭配一組廠商設定好的控制器，此控制器負責設定燈組某些特定的顏色變換。一般來說，習知的控制器無法讓發光二極體燈組的顏色隨著使用情境變化，也無法讓使用者自由訂定想要的特效模式。

市面上的控制器與發光二極體燈組為整組搭配 販賣，主要原因是不同廠商的發光二極體燈組，用來控制紅光、綠光、藍光的訊號線路的排列方式可能不同，因此若用不同廠商的發光二極體燈組與控制器混合搭配，可能會有顏色錯亂的問題。

本揭示文件內容之一態樣係關於一種發光二極體控制系統，其包含發光二極體燈組以及驅動電路板。驅動電路板包含連接器、燈組控制電路以及電源供應電路。連接器用以與該發光二極體燈組電性連接。燈組控制電路與該連接器電性連接，該燈組控制電路產生至少一控制訊號至該連接器。電源供應電路與該連接器電性連接，該電源供應電路用以產生一電源至該連接器。

本揭示文件內容之一態樣係關於一種驅動電路板用以驅動一發光二極體燈組，驅動電路板包含連接器、燈組控制電路以及電源供應電路。連接器用以與該發光二極體燈組電性連接。燈組控制電路與該連接器電性連接，該燈組控制電路產生至少一控制訊號至該連接器。電源供應電路與該連接器電性連接，該電源供應電路用以產生電源至該連接器。

為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附符號之說明如下：

100‧‧‧發光二極體控制系統

110‧‧‧電子裝置

120‧‧‧發光二極體燈組

122‧‧‧發光二極體

124‧‧‧連接介面

140‧‧‧驅動電路板

142‧‧‧電源供應電路

142a‧‧‧定電壓源

142b‧‧‧電源保護開關

144‧‧‧燈組控制電路

144a‧‧‧脈寬調變電路

146‧‧‧連接器

148‧‧‧晶片組

160‧‧‧處理器

P1,P2,P3,P4‧‧‧訊號線路

INS‧‧‧操作指令

PWR‧‧‧電源

SR‧‧‧第一脈寬調變訊號

SG‧‧‧第二脈寬調變訊號

SB‧‧‧第三脈寬調變訊號

為讓本揭示內容之上述和其他目的、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圖為根據本揭示文件之一實施例中一種發光二極體控制系統的功能方塊圖；以及第2圖繪示第1圖中發光二極體控制系統的驅動電路板的進一步方塊示意圖。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本案所涵蓋的範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本案所涵蓋的範圍。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。

請參閱第1圖，其為根據本揭示文件之一實施例中一種發光二極體控制系統100的示意圖。如第1圖所示之實施例中，發光二極體控制系統100包含發光二極體燈組120以及驅動電路板140。驅動電路板140用以驅動發光二極體燈組120發光。於一實施例中，驅動電路板140控制發光二極體燈組120以不同的頻率、亮度、顏色、顏色排列、明暗次序發光，進而達到各種不同的發光效果。

於此實施例中，發光二極體燈組120包含多數個發光二極體122以及連接介面124，多個發光二極體122依序設置於發光二極體燈組120中不同位置。舉例來說，發光二極體燈組120包含具有可撓性(flexible)且透明或半透明材料製成的保護外殼，多個發光二極體122設置於可撓性保護外殼內。

如第1圖所示，驅動電路板140包含電源供應電路142、燈組控制電路144以及連接器146。連接器146用以與發光二極體燈組120的連接介面124電性連接。

連接器146包含多數個訊號線路，於一實施例中，連接器146的訊號線路包含四條訊號線路P1、P2、P3以及P4。訊號線路P1~P4用以將驅動電路板140產生的控制訊號傳送至發光二極體燈組120，藉此點亮發光二極體燈組120。於此實施例中，連接器146包含四條訊號線路P1、P2、P3以及P4，但本揭示文件並不以此為限，實際應用中隨著發光二極體燈組120所需要的訊號，可相應設置必要的訊號線路數目，並不以四條為限。

燈組控制電路144與連接器146電性連接，燈組控制電路144用以產生至少一控制訊號至連接器146的多個訊號線路。電源供應電路142與連接器146電性連接，電源供應電路142用以供應電源PWR至連接器146。

燈組控制電路144用以產生三組脈寬調變訊號，分別第一脈寬調變訊號SR、第二脈寬調變訊號SG以及第三脈寬調變訊號SB，於一實施例中，其分別可為紅色光脈寬調變訊號SR、綠色光脈寬調變訊號SG以及藍色光脈寬調變訊號SB，至連接器146的訊號線路P1、P2以及P3。電源供應電路142則產生電源PWR至連接器146的訊號線路P4。

於一實施例中，排序位置不同的各個發光二極體122可分別依照不同的時序接受不同比例的紅色光脈寬 調變訊號SR、綠色光脈寬調變訊號SG以及藍色光脈寬調變訊號SB，以控制不同顏色的發光二極體122。

如第1圖所示，發光二極體控制系統100更包含處理器160，處理器160用以執行燈組控制程式。燈組控制程式用以提供相對應的操作介面，並且可以在操作介面上進行設定，由預存的燈光效果模式選單中選擇發光二極體燈組120欲執行的燈光效果模式，例如顏色、色溫、閃爍頻率、明暗模式、幾何排列、特效切換速度等，並且可以在操作介面自行設計發光二極體燈組120的燈光效果模式。

燈組控制程式發送操作指令INS至燈組控制電路144以調整第一脈寬調變訊號SR、第二脈寬調變訊號SG以及第三脈寬調變訊號SB的各種參數，例如強弱、次序。第一脈寬調變訊號SR、第二脈寬調變訊號SG以及第三脈寬調變訊號SB分別設定不同的脈寬調變負載週期(Duty Cycle)，並分別依據發光二極體燈組120中多個發光二極體122的紅光/綠光/藍光強度比例，進而對發光二極體燈組120進行混色以及調整其亮度。

此外，不同廠商生產的發光二極體燈組120的連接介面124與連接器146的各訊號線路P1、P2以及P3的對應關係並不必然相同。因此，可能發生紅色光脈寬調變訊號SR、綠色光脈寬調變訊號SG以及藍色光脈寬調變訊號SB發送至訊號線路P1、P2以及P3，卻錯誤對應到發光二極體燈組120的不同的色光順序。

例如訊號線路P1實際上對應控制發光二極體 燈組120的綠光、訊號線路P2實際上對應控制發光二極體燈組120的藍光以及訊號線路P3實際上對應控制發光二極體燈組120的紅光。此時可能造成亮光比例的錯亂。於此實施例中，燈組控制程式發送使用者操作指令INS至燈組控制電路144以調整第一脈寬調變訊號SR、第二脈寬調變訊號SG以及第三脈寬調變訊號SB的排列次序，進而修正所對應之多數個顯示顏色次序。

於一實施例中，將第一脈寬調變訊號SR發送至訊號線路P3，將第二脈寬調變訊號SG發送至訊號線路P1，並將第三脈寬調變訊號SB發送至訊號線路P2，以調整控制訊號與發光二極體燈組120中發光二極體122配置順序的對應關係。因此，不論是任一廠商所生產的發光二極體燈組120，驅動電路板140均能產生相對應正確次序的控制訊號。

於一實施例中，驅動電路板140為電子裝置110的主機板，處理器160為電子裝置110的中央處理單元。實際應用中，電子裝置110為個人電腦、工業電腦、伺服器、廣告燈箱的控制盒或是其他具相等性的電子裝置。如第1圖所示，驅動電路板140更包含主機板上的晶片組148，晶片組148耦接在處理器160與燈組控制電路144之間。

於一實施例中，晶片組148與處理器160之間透過直接媒體介面(Direct Media Interface,DMI)匯流排進行資料傳輸，而晶片組148與燈組控制電路144透過系統管理匯流排(System Management Bus,SMBUS)、序列周邊介面(Serial Peripheral Interface,SPI)從屬匯流排或 是內部整合電路(Inter-Integrated Circuit,I²C)匯流排進行資料傳輸。舉例來說，晶片組148為主機板上的南/北橋晶片組或其他管理匯流排之晶片組。

於一實施例中，燈組控制程式根據電子裝置110(例如個人電腦、工業電腦、伺服器、廣告燈箱的控制盒等)之目前的系統溫度、系統頻率或當前播放音效將相對應之色光呈現資料傳送至燈組控制電路144。因此，燈組控制電路144可根據色光特效資料相應地驅動發光二極體燈組120。於部份實施例中，色光呈現資料可隨著燈組控制程式產生的操作指令INS進行傳遞。

於一實施例中，若電子裝置110此時的播放音效為快節奏的舞曲，燈組控制電路144根據相對應的色光呈現資料使發光二極體燈組120快速閃爍。若電子裝置110此時的播放音效為慢速的水晶音樂，燈組控制電路144根據相對應的色光呈現資料使發光二極體燈組120緩速切換。若電子裝置110此時的系統溫度變化時，燈組控制電路144根據相對應的色光呈現資料使發光二極體燈組120的顏色產生相對應的變化。

請一併參閱第2圖，其繪示第1圖中發光二極體控制系統100的驅動電路板140的進一步方塊示意圖。如第2圖所示，驅動電路板140中的燈組控制電路144包含脈寬調變電路144a，脈寬調變電路144a包含三組脈寬調變輸出介面分別輸出第一脈寬調變訊號SR、第二脈寬調變訊號SG以及第三脈寬調變訊號SB，但本揭示文件並不以此為限。

於一實施例中，燈組控制電路144包含三組脈寬調變電路(圖中未示)分別輸出第一脈寬調變訊號SR、第二脈寬調變訊號SG以及第三脈寬調變訊號SB。

如第2圖所示，電源供應電路142包含定電壓源142a以及電源保護開關142b，電源保護開關142b耦接於定電壓源142a與連接器146之間。電源保護開關142b用來限制定電壓源142a輸出至連接器146的供電訊號PWR之電流大小，作為電流過載或保護用。

一般的燈組控制器是封閉控制系統，燈光呈現模式均為固定，透過本揭示文件在驅動電路板140上設置燈組控制電路144以及連接器146，並可利用燈組控制程式控制燈組控制電路144，藉此提供一個開放式的控制系統，進而產生更多情境式的燈光變化。

燈組控制程式可提供色光順序校正功能，使第一脈寬調變訊號SR、第二脈寬調變訊號SG以及第三脈寬調變訊號SB傳送到正確的訊號線路P1~P4上，如此一來，驅動電路板140便可應用在不同廠商所生產的發光二極體燈組120。燈組控制程式分別設定第一脈寬調變訊號SR、第二脈寬調變訊號SG以及第三脈寬調變訊號SB的輸出並且藉由測式訊號，即可知道三組第一脈寬調變訊號SR、第二脈寬調變訊號SG以及第三脈寬調變訊號SB與發光二極體燈組120中紅色/綠色/藍色光的對應關係，因此能正確控制不同順序的發光二極體燈組120。

100‧‧‧發光二極體控制系統

110‧‧‧電子裝置

120‧‧‧發光二極體燈組

122‧‧‧發光二極體

124‧‧‧連接介面

140‧‧‧驅動電路板

142‧‧‧電源供應電路

144‧‧‧燈組控制電路

146‧‧‧連接器

148‧‧‧晶片組

160‧‧‧處理器

P1,P2,P3,P4‧‧‧訊號線路

INS‧‧‧操作指令

PWR‧‧‧電源

SR‧‧‧第一脈寬調變訊號

SG‧‧‧第二脈寬調變訊號

SB‧‧‧第三脈寬調變訊號

Claims (9)

1. 一種發光二極體控制系統，包含：一發光二極體燈組；以及一驅動電路板，包含：一連接器，用以與該發光二極體燈組電性連接；一燈組控制電路，與該連接器電性連接，該燈組控制電路產生至少一控制訊號至該連接器；以及一電源供應電路，與該連接器電性連接，該電源供應電路用以產生一電源至該連接器。
2. 如請求項1所述之發光二極體控制系統，其中該連接器包含一第一訊號線路、一第二訊號線路、一第三訊號線路以及一第四訊號線路，該燈組控制電路產生一第一脈寬調變訊號、一第二脈寬調變訊號以及一第三脈寬調變訊號，並分別傳送至該第一訊號線路、該第二訊號線路以及該第三訊號線路，該電源供應電路傳送該電源至該第四訊號線路。
3. 如請求項2所述之發光二極體控制系統，更包含一處理器，該處理器用以執行一操作指令，以控制該燈組控制電路以切換該第一脈寬調變訊號、該第二脈寬調變訊號以及該第三脈寬調變訊號。
4. 如請求項1所述之發光二極體控制系統，更包含一處理器，該處理器用以執行一燈組控制程式，並 且根據一系統溫度、一系統頻率或一播放音效將相對應之一色光呈現資料傳送該燈組控制電路。
5. 如請求項1所述之發光二極體控制系統，其中該電源供應電路包含一定電壓源以及一電源保護開關，該電源保護開關耦接於該定電壓源與該連接器之間。
6. 一種驅動電路板，用以驅動一發光二極體燈組，該驅動電路板包含：一連接器，用以與該發光二極體燈組電性連接；一燈組控制電路，與該連接器電性連接，該燈組控制電路產生至少一控制訊號至該連接器；以及一電源供應電路，與該連接器電性連接，該電源供應電路用以產生一電源至該連接器。
7. 如請求項6所述之驅動電路板，其中該連接器包含一第一訊號線路、一第二訊號線路、一第三訊號線路以及一第四訊號線路，該燈組控制電路產生一第一脈寬調變訊號、一第二脈寬調變訊號以及一第三脈寬調變訊號，並分別傳送至該第一訊號線路、該第二訊號線路以及該第三訊號線路，該電源供應電路傳送該電源至該第四訊號線路。
8. 如請求項7所述之驅動電路板，其中該燈組控制電路根據一操作指令切換該第一脈寬調變訊號、該 第二脈寬調變訊號以及該第三脈寬調變訊號。
9. 如請求項6所述之驅動電路板，其中該電源供應電路包含一定電壓源以及一電源保護開關，該電源保護開關耦接於該定電壓源與該連接器之間。