TWM554226U - 發光二極體驅動積體電路及其具有發光二極體的燈光系統 - Google Patents

Description

發光二極體驅動積體電路及其具有發光二極體的燈光系統

本實用新型係關於一種發光二極體驅動積體電路，特別是關於一種具有發光二極體的燈光系統。

目前節約用電幾乎已成為現階段重要的事情。其中，目前最能節省用電的方式就是採用發光二極體（LED）燈泡。原因在於LED燈泡與傳統燈泡來比，於發光的亮度和用電量皆是LED燈泡較為優質。另外，LED燈泡的使用壽命也較傳統燈泡長的許多。

坊間目前的LED燈泡的驅動積體電路都是透過外接時脈訊號，進而利用時脈訊號搭配驅動訊號以驅動LED燈泡發亮。換句話說，LED燈泡的驅動積體電路都要有六個接腳（PIN），如電壓接腳（VDD）、接地接腳（GND）、時脈輸入接腳（CLK_IN）、時脈輸出接腳（CLK_OUT）、驅動訊號輸入接腳（D_IN）與驅動訊號輸出接腳（D_OUT）。

因此，如何降低LED燈泡及其驅動積體電路的製造成本，有必要提出方案以解決前述問題。

本實用新型是提供一種具有發光二極體的燈光系統，其主要是減少LED燈泡及驅動積體電路的接腳數量，藉此能減少製程上的成本，更能減少連接驅動積體電路的接腳的線材之成本。

於一實施例中，一種發光二極體驅動積體電路包含至少一驅動接腳、信號輸入接腳、信號輸出接腳、時脈模組與處理模組。信號輸入接腳接收驅動信號。信號輸出接腳輸出驅動信號。時脈模組產生時脈信號。處理模組接收並依據時脈信號與驅動信號以生成至少一發光信號。各發光信號經由各驅動接腳輸出。

於一實施例中，一種具有發光二極體的燈光系統，包含：發光單元與發光二極體驅動積體電路。發光單元包含至少一發光二極體。發光二極體驅動積體電路包含至少一驅動接腳、信號輸入接腳、信號輸出接腳、時脈模組與處理模組。各驅動接腳連接至發光單元。信號輸入接腳接收驅動信號。信號輸出接腳輸出驅動信號。時脈模組產生時脈信號。處理模組接收並依據時脈信號與驅動信號以生成至少一發光信號。各發光信號經由各驅動接腳傳送至發光單元。各發光信號驅動各發光二極體發光。

於一實施例中，一種具有發光二極體的燈光系統，包含：發光單元、中控單元與發光二極體驅動積體電路。發光單元包含至少一發光二極體。中控單元產生驅動信號。發光二極體驅動積體電路包含至少一驅動接腳、信號輸入接腳、信號輸出接腳、時脈模組與處理模組。各驅動接腳連接至發光單元。信號輸入接腳接收驅動信號。信號輸出接腳輸出驅動信號。時脈模組產生時脈信號。處理模組接收並依據時脈信號與驅動信號以生成至少一發光信號。各發光信號經由各驅動接腳傳送至發光單元。各發光信號驅動各發光二極體發光。

綜上，透過發光二極體驅動積體電路內建有時脈模組，即可無須自外部接收時脈信號。也因此可以較習知技術減少輸入輸出時脈信號的接腳。如此一來即可降低LED燈泡及其驅動積體電路的製造成本，更能藉此減少連接驅動積體電路的線材之成本。

圖1是本創作一實施例的架構示意圖。請參閱圖1，具有發光二極體的燈光系統1包含：發光單元10和發光二極體驅動積體電路20，發光單元10是與發光二極體驅動積體電路20電性連接。

於一實施例中，發光單元10包含有複數發光二極體，在此以紅發光二極體11、綠發光二極體12與藍發光二極體13為例說明。紅發光二極體11對應於紅光信號發出紅光。綠發光二極體12對應於綠光信號發出綠光。藍發光二極體13對應於藍光信號發出藍光。然而，本創作之實施例並非限制此紅、綠、藍等色光之組合，並且此些發光二極體亦非均發出不同色光，部分或全部的發光二極體亦可發出同色光。

其中，發光單元10的紅發光二極體11、綠發光二極體12與藍發光二極體13分別是由發光二極體（LED）所構成。

於一實施例中，發光二極體驅動積體電路20包含有驅動接腳21、信號輸入接腳22、信號輸出接腳23、時脈模組24與處理模組25。處理模組25電性連接於信號輸入接腳22、信號輸出接腳23與時脈模組24。驅動接腳21電性連接至發光單元10。驅動接腳21輸出發光信號至發光單元10，使發光單元10的各發光二極體11、12、13分別對應發光信號發光。

於一實施例中，驅動接腳21包含有紅光驅動接腳211、綠光驅動接腳212、藍光驅動接腳213，分別連接至發光單元10。紅光驅動接腳211電性連接至紅發光二極體11。綠光驅動接腳212電性連接至綠發光二極體12。藍光驅動接腳213電性連接至藍發光二極體13。紅光驅動接腳211發出紅發光信號至紅發光二極體11。綠光驅動接腳212發出綠發光信號至綠發光二極體12。藍光驅動接腳213發出藍發光信號至藍發光二極體13。

信號輸入接腳22接收驅動信號，並傳送至處理模組25。於一實施例中，驅動信號經由中控單元30生成。

於一實施例中，中控單元30可以經由使用者操作而生成對應的驅動信號。但本創作並非以此為限制，於一些實施例中，中控單元30可以透過預設的指令發出對應的驅動信號。

其中，中控單元30可以為電腦、單晶片、積體電路或其他具運算能力之計算裝置，本創作並非以此為限制。

時脈模組24是產生時脈信號，並傳送至處理模組25。於一實施例中，該時脈模組包含高頻模式與低頻模式。高頻模式是生成高頻時脈信號。低頻模式生成低頻時脈信號。換句話說，時脈模組24輸出的時脈信號能依據高頻模式或低頻模式而輸出較為高頻的時脈信號或較為低頻的時脈信號。

圖2是本創作另一實施例的架構示意圖。請參閱圖2，於一實施例中，時脈模組24中包含有除頻電路241，用以生成對應的高頻時脈信號或低頻時脈信號。

於一實施例中，高頻時脈信號的頻率是高於低頻時脈信號。其中，本創作所述的高頻時脈信號與低頻時脈信號之間的頻率是其頻率相比較的結果。也就是說，若高頻時脈信號的頻率為10K赫茲，則低頻時脈信號的頻率需低於10K赫茲，如5K赫茲。而高頻時脈信號的頻率與低頻時脈信號的頻率於本創作中並非為限制。

處理模組25是自時脈模組24接收時脈信號，且自信號輸入接腳22接收驅動信號。處理模組25根據時脈信號與驅動信號而對應生成發光信號。再將各發光信號經由各驅動接腳211、212、213傳送至該發光單元10，以驅動各發光二極體11、12、13發出對應的紅光、綠光或藍光。也就是說，驅動信號是能驅動各發光二極體11、12、13中的任一者或其任意組合分別發出對應的紅光、綠光或藍光。以進而能利用紅光、綠光或藍光混和出各種顏色的光。

其中，發光信號是可以透過時脈信號的正緣觸發方式將驅動信號輸出至驅動接腳21。也就是說，處理模組25是於時脈信號中的每個上升至高電位的瞬間擷取驅動信號以作為發光信號，再將此發光信號輸出至驅動接腳21。本創作並非以此為限制，於一些實施例中，處理模組25亦可透過時脈信號的負緣觸發方式或其他擷取驅動信號方式以生成發光信號。

於一實施例中，處理模組25接收到高頻時脈信號時，則處理模組25會對應於高頻時脈信號生成高頻發光信號。是以，高頻發光信號能驅動對應的各發光二極體11、12、13閃爍較為快速。反之，處理模組25接收到低頻時脈信號時，則處理模組25會對應於低頻時脈信號生成低頻發光信號。是以，低頻發光信號驅動對應的各發光二極體11、12、13閃爍較為慢速。

於一實施例中，發光二極體驅動積體電路20還包含有接電接腳26與接地接腳27。接電接腳26是連接至供電電壓VDD，以讓處理模組25能接收供電電壓而正常運行。且時脈模組24也能依據供電電壓VDD而正常生成時脈信號。接地接腳27是連接至接地端，能讓發光二極體驅動積體電路20內的各電路形成正確的迴路。

於一實施例中，驅動信號是可以為指令區段，指令區段中包含有紅光信號、綠光信號與藍光信號。也就是說處理模組25能依據指令區段中的紅光信號與時脈信號對應生成發紅光驅動信號。處理模組25能依據指令區段中的綠光信號與時脈信號對應生成發綠光驅動信號。處理模組25能依據指令區段中的藍光信號與時脈信號對應生成發藍光驅動信號。其中，處理模組25產生的發光信號是為發紅光驅動信號、發綠光驅動信號與發藍光驅動信號的任一者或其任意組合，本創作並非受限於此。

其中，於一實施例中，指令區段是可以為8 Byte，但本創作非以此為限制，於一些實施例中，指令區段也可以為4 Byte、12 Byte、16 Byte或其他長度，可視需求調整。

其中，可以預設指令區段為0001時是為紅光信號、指令區段為0010時是為綠光信號，指令區段為0100時是為藍光信號、指令區段為0011時是為紅光信號與綠光信號或其他各種組合，其可視實際需求調整，其中指令區段的組合均非本創作之限制。

於一實施例中，指令區段還包含有調整電流指令，處理模組25能依據調整電流指令與時脈信號而生成對應的電流大小的發光信號。也就是說，指令區段的調整電流指令可以讓處理模組25產生對應電流大小的發光信號，以供各發光二極體11、12、13能對應以指定的電流大小發出對應亮度的光。舉例來說，指令區段為00010011，則調整電流指令為0001，其可以代表電流使用第一電流值（如2.5mA），而0011則為紅光信號與綠光信號。其中，調整電流指令若為0010，則其可以代表電流是使用第二電流值（如3.3mA）。其中，調整電流指令是可以視需求調整，本創作並非以此為限制。再者，調整電流指令的指令長度於本創作中並非為限制。

於一實施例中，指令區段還包含有溫度感測指令。處理模組25依據溫度感測指令以驅動溫度感測模組28進行感測溫度。溫度感測模組28根據感測溫度的結果生成一溫度信號。溫度信號經由信號輸入接腳22傳送至中控單元30。接著中控單元30根據溫度信號以確認是否超出預設溫度，當超出時，則發出異常告警信號，進而能通知中控人員派遣維修人員進行維修。其中，溫度感測指令的指令長度於本創作中並非為限制。其中，溫度感測指令的預設格式是可以視需求調整，本創作並非為限制。

於一實施例中，指令區段還包含線路偵測指令。處理模組25能依據線路偵測指令以驅動斷路偵測模組29進行線路偵測。斷路偵測模組29根據線路偵測結果生成線路信號。線路信號經由信號輸入接腳22傳送至中控單元30。舉例來說，當斷路偵測模組29偵測到綠光驅動接腳212與綠發光二極體12之間的線路發生斷路時，則斷路偵測模組29會產生對應的線路信號。中控單元30則能根據此線路信號而發出對應的異常告警信號，進而能通知中控人員派遣維修人員進行維修。其中，線路偵測指令的指令長度於本創作中並非為限制。其中，線路偵測指令的預設格式是可以視需求調整，本創作並非為限制。

於一實施例中，信號輸出接腳23會耦接至中控單元30（如圖2所示）。也就是說，信號輸出接腳23輸出的驅動信號（如溫度信號或/及線路信號）會回授至中控單元30。中控單元30能藉此判斷驅動信號而發出對應的異常告警信號，進而能通知中控人員派遣維修人員進行維修。

圖3是本創作又一實施例的架構示意圖。圖4是本創作又再一實施例的架構示意圖。請參閱圖3與圖4，發光二極體驅動積體電路20的信號輸出接腳23是連接至另一具有發光二極體的燈光系統1的信號輸入接腳22。也就是說，本創作的具有發光二極體的燈光系統1可以依序串接（如圖3所示），也可以以一具有發光二極體的燈光系統1並聯多個具有發光二極體的燈光系統1（如圖4所示）。也就是說，本創作的信號輸出接腳23自信號輸入接腳22接收驅動信號，並且將驅動信號自信號輸出接腳23輸出至下一級的信號輸入接腳22。

其中，於一實施例中，最後一級的發光二極體驅動積體電路20的信號輸出接腳23會耦接至控制單元30。也就是說，信號輸出接腳23輸出的驅動信號會進一步回授至中控單元30。中控單元30能藉此判斷驅動信號是否有發生錯誤，進而能藉此修正。

於一實施例中，請再次參閱圖2至圖4，處理模組25更包含信號重整電路251。信號重整電路251能校正驅動信號為預設之波形後再自信號輸出接腳23輸出。也就是說，處理模組25自信號輸入接腳22接收驅動信號後，此驅動信號經由信號重整電路251的校正處理，而能使欲經由信號輸出接腳23輸出的驅動信號與自信號輸入接腳22接收的驅動信號的波形維持相等。藉此能避免驅動信號於傳輸或運算過程中受到干擾而失真，也因此能使燈光能準確的運作。

於一實施例中，請參閱圖3與圖4，本創作的中控單元30是能連接至第一級的具有發光二極體的燈光系統1的信號輸入接腳22。但本創作並非以此為限制，於一些實施例中，中控單元30是能分別連接至各級的具有發光二極體的燈光系統1的信號輸入接腳22（圖未示）。

圖5是圖3的另一實施例的架構示意圖。圖6是圖4的另一實施例的架構示意圖。請參閱圖5與圖6，各信號輸出接腳23是耦接至中控單元30，也就是各信號輸出接腳23輸出的驅動信號會進一步回授至中控單元30。中控單元30能藉此判斷驅動信號是否有發生錯誤，進而能藉此修正。

綜上，各實施例的具有發光二極體的燈光系統1由於內建有時脈模組24以提供對應的時脈信號，藉此能減少發光二極體驅動積體電路20所使用的接腳（PIN）。如此即可降低LED燈泡的驅動積體電路的製造成本，更能藉此減少連接驅動積體電路的線材之成本。

1‧‧‧具有發光二極體的燈光系統
10‧‧‧發光單元
11‧‧‧紅發光二極體
12‧‧‧綠發光二極體
13‧‧‧藍發光二極體
20‧‧‧發光二極體驅動積體電路
21‧‧‧驅動接腳
22‧‧‧信號輸入接腳
23‧‧‧信號輸出接腳
24‧‧‧時脈模組
25‧‧‧處理模組
26‧‧‧接電接腳
27‧‧‧接地接腳
28‧‧‧溫度感測模組
29‧‧‧斷路偵測模組
211‧‧‧紅光驅動接腳
212‧‧‧綠光驅動接腳
213‧‧‧藍光驅動接腳
241‧‧‧除頻電路
251‧‧‧信號重整電路
30‧‧‧中控單元

[圖1]是本創作一實施例的架構示意圖。 [圖2]是本創作另一實施例的架構示意圖。 [圖3]是本創作又一實施例的架構示意圖。 [圖4]是本創作又再一實施例的架構示意圖。 [圖5]是圖3的另一實施例的架構示意圖。 [圖6]是圖4的另一實施例的架構示意圖。

1‧‧‧具有發光二極體的燈光系統

10‧‧‧發光單元

11‧‧‧紅發光二極體

12‧‧‧綠發光二極體

13‧‧‧藍發光二極體

20‧‧‧發光二極體驅動積體電路

21‧‧‧驅動接腳

22‧‧‧信號輸入接腳

23‧‧‧信號輸出接腳

24‧‧‧時脈模組

25‧‧‧處理模組

26‧‧‧接電接腳

27‧‧‧接地接腳

211‧‧‧紅光驅動接腳

212‧‧‧綠光驅動接腳

213‧‧‧藍光驅動接腳

30‧‧‧中控單元

Claims (32)

1. 一種具有發光二極體的燈光系統，包含： 一發光單元，包含至少一發光二極體；以及 一發光二極體驅動積體電路，包含： 至少一驅動接腳，分別連接至該發光單元； 一信號輸入接腳，接收一驅動信號； 一信號輸出接腳，輸出該驅動信號； 一時脈模組，產生一時脈信號；以及 一處理模組，接收並依據該時脈信號與該驅動信號以生成至少一發光信號，該等發光信號經由各該驅動接腳傳送至該發光單元，該等發光信號驅動該等發光二極體發光。
2. 如請求項1所述的具有發光二極體的燈光系統，其中該時脈模組包含一高頻模式與一低頻模式，該高頻模式生成該時脈信號的一高頻時脈信號，該低頻模式生成該時脈信號的一低頻時脈信號。
3. 如請求項2所述的具有發光二極體的燈光系統，其中該些至少一發光信號包含有至少一高頻發光信號與一低頻發光信號，該處理模組依據該高頻時脈信號與該驅動信號生成該等高頻發光信號，該處理模組依據該低頻時脈信號與該驅動信號生成該等低頻發光信號。
4. 如請求項1所述的具有發光二極體的燈光系統，更包含一中控單元，該中控單元產生該驅動信號。
5. 如請求項1或4所述的具有發光二極體的燈光系統，其中該驅動信號包含有一紅光信號、一綠光信號與一藍光信號，該等發光二極體包含有一紅發光二極體、一綠發光二極體與一藍發光二極體，該處理模組根據該紅光信號與該時脈信號對應生成一發紅光驅動信號，該處理模組根據該綠光信號與該時脈信號對應生成一發綠光驅動信號，該處理模組根據該藍光信號與該時脈信號對應生成一發藍光驅動信號，該紅發光二極體根據該發紅光驅動信號發光，該綠發光二極體根據該發綠光驅動信號發光，該藍發光二極體根據該發藍光驅動信號發光。
6. 如請求項5所述的具有發光二極體的燈光系統，其中該驅動信號包含有一指令區段，該處理模組依據該指令區段調整該紅光信號、該綠光信號與該藍光信號中之一的一驅動電流，以對應改變該紅發光二極體、該綠發光二極體與該藍發光二極體的發光亮度。
7. 如請求項1或4所述的具有發光二極體的燈光系統，其中該驅動信號包含有一指令區段，該指令區段包含有一調整電流指令，該處理模組依據該指令區段調整該等發光信號的一驅動電流，各該發光二極體根據該驅動電流發出對應的亮度。
8. 如請求項1或4所述的具有發光二極體的燈光系統，其中該驅動信號包含有一指令區段，該指令區段包含有一偵測溫度指令，該處理模組依據該指令區段驅動一溫度感測模組進行感測溫度，該溫度感測模組根據感測溫度的結果生成一溫度信號，該溫度信號傳送至一中控單元。
9. 如請求項8所述的具有發光二極體的燈光系統，其中該信號輸出接腳耦接至該中控單元，該信號輸出接腳輸出該溫度信號至該中控單元。
10. 如請求項8所述的具有發光二極體的燈光系統，其中該溫度信號經由該信號輸入接腳傳送至該中控單元。
11. 如請求項1或4所述的具有發光二極體的燈光系統，其中該驅動信號包含有一指令區段，該處理模組依據該指令區段驅動一斷路偵測模組進行線路偵測，該斷路偵測模組根據線路偵測結果生成一線路信號，該線路信號傳送至一中控單元。
12. 如請求項11所述的具有發光二極體的燈光系統，其中該信號輸出接腳耦接至該中控單元，該信號輸出接腳輸出該線路信號至該中控單元。
13. 如請求項11所述的具有發光二極體的燈光系統，其中該線路信號經由該信號輸入接腳傳送至該中控單元。
14. 如請求項1所述的具有發光二極體的燈光系統，其中該信號輸出接腳是連接另一該具有發光二極體的燈光系統的另一該信號輸入接腳。
15. 如請求項1所述的具有發光二極體的燈光系統，其中該處理模組更包含有一信號重整電路，該信號重整電路為校正該信號輸入接腳接收的該驅動信號，使該信號輸出接腳輸出的該驅動信號與該信號輸入接腳接收的該驅動信號為相等。
16. 如請求項15所述的具有發光二極體的燈光系統，其中該信號重整電路經該信號輸出接腳耦接至一中控單元，該中控單元依據該驅動信號調整欲輸出的另一該驅動信號。
17. 一種發光二極體驅動積體電路，包含： 至少一驅動接腳； 一信號輸入接腳，接收一驅動信號； 一信號輸出接腳，輸出該驅動信號； 一時脈模組，產生一時脈信號；以及 一處理模組，接收並依據該時脈信號與該驅動信號以生成至少一發光信號，該等發光信號經由各該驅動接腳輸出。
18. 如請求項17所述的發光二極體驅動積體電路，其中該時脈模組包含一高頻模式與一低頻模式，該高頻模式生成該時脈信號的一高頻時脈信號，該低頻模式生成該時脈信號的一低頻時脈信號。
19. 如請求項18所述的發光二極體驅動積體電路，其中該些至少一發光信號包含有至少一高頻發光信號與一低頻發光信號，該處理模組依據該高頻時脈信號與該驅動信號生成該等高頻發光信號，該處理模組依據該低頻時脈信號與該驅動信號生成該等低頻發光信號。
20. 如請求項19所述的發光二極體驅動積體電路，更包含一中控單元，該中控單元產生該驅動信號。
21. 如請求項17或20所述的發光二極體驅動積體電路，其中該驅動信號包含有一紅光信號、一綠光信號與一藍光信號，該處理模組根據該紅光信號與該時脈信號對應生成一發紅光驅動信號，該處理模組根據該綠光信號與該時脈信號對應生成一發綠光驅動信號，該處理模組根據該藍光信號與該時脈信號對應生成一發藍光驅動信號。
22. 如請求項21所述的發光二極體驅動積體電路，其中該驅動信號包含有一指令區段，該處理模組依據該指令區段調整該紅光信號、該綠光信號與該藍光信號中之一的一驅動電流。
23. 如請求項17或20所述的發光二極體驅動積體電路，其中該驅動信號包含有一指令區段，該指令區段包含有一調整電流指令，該處理模組依據該指令區段調整該等發光信號的一驅動電流。
24. 如請求項17所述的發光二極體驅動積體電路，其中該驅動信號包含有一指令區段，該指令區段包含有一偵測溫度指令，該處理模組依據該指令區段驅動一溫度感測模組進行感測溫度，該溫度感測模組根據感測溫度的結果生成一溫度信號，該溫度信號傳送至一中控單元。
25. 如請求項24所述的發光二極體驅動積體電路，其中該信號輸出接腳耦接至該中控單元，該信號輸出接腳輸出該溫度信號至該中控單元。
26. 如請求項24所述的發光二極體驅動積體電路，其中該溫度信號經由該信號輸入接腳傳送至該中控單元。
27. 如請求項17所述的發光二極體驅動積體電路，其中該驅動信號包含有一指令區段，該處理模組依據該指令區段驅動一斷路偵測模組進行線路偵測，該斷路偵測模組根據線路偵測結果生成一線路信號，該線路信號經傳送至一中控單元。
28. 如請求項27所述的發光二極體驅動積體電路，其中該信號輸出接腳耦接至該中控單元，該信號輸出接腳輸出該線路信號至該中控單元。
29. 如請求項27所述的發光二極體驅動積體電路，其中該線路信號經由該信號輸入接腳傳送至該中控單元。
30. 如請求項17所述的發光二極體驅動積體電路，其中該信號輸出接腳是連接另一該具有發光二極體的燈光系統的另一該信號輸入接腳。
31. 如請求項17所述的發光二極體驅動積體電路，其中該處理模組更包含有一信號重整電路，該信號重整電路為校正該信號輸入接腳接收的該驅動信號，使該信號輸出接腳輸出的該驅動信號與該信號輸入接腳接收的該驅動信號為相等。
32. 如請求項31所述的發光二極體驅動積體電路，其中該信號重整電路經該信號輸出接腳耦接至一中控單元，該中控單元依據該驅動信號調整欲輸出的另一該驅動信號。