Led調光碟機動裝置及方法
2023-06-06 23:19:41
專利名稱：Led調光碟機動裝置及方法
LED調光碟機動裝置及方法
技術領域：
本發明涉及發光二極體(Light Emitting Diode, LED)技術領域,特別涉及一種LED調光碟機動裝置及方法。
背景技術：
請參閱圖1,圖1為現有LED調光碟機動電路的方塊圖。如圖所示,驅動原理主要是利用電壓源10提供工作電壓到一路LED通路20，所述LED通路20連接有一個開關電路30，並於開關電路30之後串接一電流偵測器40。其中，電流 偵測器40通常為一電阻，利用電流流經電阻所產生的壓降來偵測電流量。將電流偵測器40連接至一比較電路50，將電流偵測器40所得之電壓與三角波42進行比較，當三角波42之電壓大於電流偵測器40所得之電壓時，比較電路161輸出一高電平信號，反之則輸出低電平信號，藉以產生一脈衝寬度調製(Pulse Width Modulation, PWM)信號52，用以控制開關電路30之連通或阻斷。透過改變PWM信號52的佔空比，即可控制LED通路20的發光期間，並根據發光期間的長短控制LED通路20的發光亮度。目前經常會有改變LED發光亮度的調光需求，常用的手段為使用可變電阻為電流偵測器40，通過改變可變電阻的阻值，使相同電流下電流偵測器40所得之電壓降低或升高，經過比較電路50即可提高或降低PWM信號52的佔空比，進而改變LED通路20的發光亮度。另一種手段為改變三角波42的振幅，在固定電阻值的條件下，亦可改變PWM信號52的佔空比，而達到調光的目的。然而，當開關電路30內的開關管Q2斷開的瞬間，以升壓(boost)電路實施的電壓源10中的場效應電晶體Ql接收的柵極信號GATE為低電平。此時，LED通路20滅掉，使得流過電感L的電流急劇下降，導致電感磁芯振動，產生較大的噪聲。同時，電壓源10也會產生較大的電磁幹擾。
發明內容本發明的一個目的在於提供一種LED調光碟機動裝置，以解決現有技術中，當在LED通路熄滅瞬間，所產生之噪聲及電磁幹擾的問題。本發明的另一個目的在於提供一種LED調光碟機動方法，以解決當在LED通路熄滅瞬間，所產生之噪聲及電磁幹擾的問題。為解決上述問題，本發明的一優選實施例提供了一種LED調光碟機動裝置，包括一調光開關，所述調光開關控制一路LED通路連通或阻斷。所述LED調光碟機動裝置還包括:升壓電路，電性連接於所述LED通路；比較器，電性連接於所述升壓電路，所述比較器接收三角波信號以產生PWM信號，所述PWM信號控制所述升壓電路；及RC (Resistor Capacitor)電路，電性連接於所述比較器，所述RC電路用於當所述調光開關斷開時，輸出一充電曲線信號到所述比較器。更進一步來說，所述比較器比較所述充電曲線信號及所述三角波信號以形成佔空比逐漸減少的PWM信號。
在本發明優選實施例的LED調光碟機動裝置中，所述LED調光碟機動裝置還包括開關電路，所述開關電路用於當所述調光開關斷開時，導通所述RC電路與所述比較器，使得所述比較器接收所述充電曲線信號。具體而言，所述開關電路用於當所述調光開關連通時，斷開所述RC電路與所述比較器的連接。在此優選實施例中，所述LED調光碟機動裝置還包括反饋電路，所述反饋電路用於連接所述LED通路與所述比較器。進一步來說，所述RC電路與所述反饋電路連接至所述比較器的同一輸入端。此外，當所述開關電路斷開所述RC電路與所述比較器的連接時，連通所述反饋電路。在本發明優選實施例的LED調光碟機動裝置中，所述RC電路包括電容，所述電容一端接地，另一端接至所述比較器；及與所述電容並聯的電阻。此外，所述LED調光碟機動裝置還包括電壓源，所述電壓源用於對所述電容充電。本發明的另一優選實施例提供了一種LED調光碟機動方法。所述LED調光碟機動方法包括步驟:當調光開關控制一路LED通路阻斷時，輸出一充電曲線信號到比較器以產生佔空比逐漸減少的PWM信號。相對於現有技術，本發明在所述調光開關斷開時，額外提供給比較器一個充電曲線信號來與三角波做比較，使得控制升壓電路的PWM信號並不是馬上成為低電平，而是以佔空比逐漸減少的PWM信號繼續驅動升壓電路幾個周期，使得升壓電路內的電感電流緩慢下降，再關斷升壓電路內的開關管。因此，本發明的LED調光碟機動裝置及方法可解決當在LED通路熄滅瞬間，所產生之噪聲及電磁幹擾的問題。為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉優選實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下:
圖1為現有LED調光碟機動電路的方塊圖；圖2為本發明優選實施例的LED調光碟機動裝置的方塊示意圖；圖3為本實施例的三角波信號、充電曲線信號及PWM信號波型圖；圖4為本實施例的LED調光碟機動裝置100的電路示意圖；及圖5為本發明優選實施例的LED調光碟機動方法的流程圖。
具體實施方式以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可用以實施的特定實施例。請參閱圖2，圖2為本發明優選實施`例的LED調光碟機動裝置的方塊示意圖。為了清楚說明，本實施例的LED調光碟機動裝置100僅以驅動單一路LED通路20來說明，實際上可能有多路LED通路。本實施例的LED調光碟機動裝置100基本上包括有調光開關110、電流偵測器120、電壓源130、波形產生電路140、升壓電路150、比較器160、RC電路170、開關電路180及反饋電路190。如圖2所示，電壓源130分別提供升壓電路150、波形產生電路140及RC電路170所需之電力。所述升壓電路150將電壓源130提供的電壓轉換成適當的電壓，以提供給LED通路20發光所需的電力。所述升壓電路150電性連接於所述LED通路20，用於提供LED通路20適合的直流電壓/電流。所述調光開關110用於控制一路LED通路20連通或阻斷。電流偵測器120用於偵測流經LED通路20的電流/電壓，電流偵測器120透過反饋電路190連接至比較器160，用於將流經LED通路20的電壓信號提供至所述比較器160。所述比較器160還接收波形產生電路140所產生的三角波(或稱鋸齒波)，用來與流經LED通路20的電壓信號進行比較。此外，所述比較器160還電性連接於所述升壓電路150，所述比較器接收三角波信號以產生PWM信號，所述PWM信號控制所述升壓電路150，用以改變提供給LED通路20的電壓。請一併參照圖2及圖3，圖3為本實施例的三角波信號、充電曲線信號及PWM信號波型圖。如圖2所示，RC電路170電性連接於所述比較器160，所述RC電路170用於當所述調光開關110斷開時，輸出一充電曲線信號到所述比較器160。如圖3所示，其中水平軸為時間，垂直軸為電壓，充電曲線信號以C表不、三角波信號以T表不。所述比較器160比較所述充電曲線信號C及所述三角波信號T以形成佔空比(Duty cycle)逐漸減少的PWM信號。詳細來說，比較器160比較充電曲線信號C與三角波信號T之間的電壓大小，當三角波信號T的電壓大於充電曲線信號C的電壓時，比較器160的輸出端則輸出高電平H ;當三角波信號T的電壓小於充電曲線信號C的電壓時，比較器160的輸出端則輸出低電平L。因此，當調光開關110斷開時，額外提供一個充電曲線信號C來與三角波信號T做比較，使得控制升壓電路的PWM信號並不是馬上成為低電平L，而是以佔空比逐漸減少的PWM信號繼續驅動升壓電路幾個周期，使得升壓電路150內的電感電流緩慢下降。因此，本實施例的LED調光碟機動裝置100可解決當在LED通路熄滅瞬間，所產生之噪聲及電磁幹擾的問題。以下將配合圖4來詳細說明本實施例LED調光碟機動裝置100之具體電路。請參照圖3及圖4,圖4為本實施例的LED調光碟機動裝置100的電路不意圖。需注意的是，為了清楚說明，本電路示意圖並未繪示出完整電路，其省略了部分電子元件。如圖2及圖4所示，本實施例的LED調光碟機動裝置100的開關電路180包括了第一開關SW1、第二開關SW2及第三開關SW3。另外，本實施例的RC電路170包括電容Cl，所述電容Cl 一端接地，另一端接至所述比較器160 ;及與所述電容Cl並聯的電阻R2。此外，所述電壓源130用於對所述電容Cl充電。所述反饋電路190用於連接所述LED通路20與所述比較器160，其中所述RC電路170與所述反饋電路190連接至所述比較器160的同一輸入端。值得一的是，升壓電路150包括場效應電晶體Q、電感L及二極體D。所述場效應電晶體Q的柵極電性連接於所述比較器160的輸出端，且所述場效應電晶體Q用於根據所述PWM信號的高低導通或關斷。請參閱圖4，所述開關電路180用於當所述調光開關110連通時，斷開所述RC電路170與所述比較器160的連接。具體來說，當調光開關110為ON狀態時，第一開關SWl及第二開關SW2斷開，電容Cl對電阻R2放電，且第三開關SW3閉合。也就是說，當所述開關電路110斷開所述RC電路170與所述比較器160的連接時，連通所述反饋電路190。此時LED通路20處於正常發光期間。另一方面，所述開關電路180還用於當所述調光開關110斷開時，導通所述RC電路170與所述比較器160，使得所述比較器160接收所述充電曲線信號C。當調光開關110為OFF狀態時，第一開關SWl及第二開關SW2閉合，第三開關SW3斷開。此時，比較器160之一接收端偵測到電容Cl的電壓值，而電壓源130透過電阻Rl分壓來對電容Cl充電，電容Cl的電壓(如圖3所示)為指數上升，而逐漸到達一固定值。而比較器160將電容Cl的充電曲線信號C與三角波信號T比較，而於比較器160的輸出端輸出佔空比越來越小的PWM信號作為場效應電晶體Q的柵極信號，而使得流經電感L的電流逐漸減小，最終關閉場效應電晶體Q。以下將說明本發明中採用此實施例的LED調光碟機動裝置100的LED調光碟機動方法。請參照圖5，圖5為本發明優選實施例的LED調光碟機動方法的流程圖。本發明的LED調光碟機動方法採用一種LED調光碟機動裝置100，其包括一調光開關110，所述調光開關110控制一路LED通路20連通或阻斷，所述LED調光碟機動裝置還包括:升壓電路150，電性連接於所述LED通路；比較器160，電性連接於所述升壓電路150，所述比較器160接收三角波信號T以產生PWM信號，所述PWM信號控制所述升壓電路150 -,RRC電路170，電性連接於所述比較器160，所述RC電路170用於當所述調光開關110斷開時，輸出一充電曲線信號C到所述比較器160。方法中所提到的元件說明請參考前述，在此不再予以贅述。該方法開始於步驟SlO。在步驟SlO中，當調光開關110控制一路LED通路20連通時，切斷RC電路170與所述比較器160的連接，使得LED通路20開始發光。在步驟S20中，當調光開關110控制一路LED通路20阻斷時，導通所述RC電路170與所述比較器160，輸出一充電曲線信號C到比較器160以產生佔空比逐漸減少的PWM信號。綜上所述，本發明在所述調光開關110斷開時，額外提供給比較器160 —個充電曲線信號C來與三角波信號T做比較，使得控制升壓電路150的PWM信號並不是馬上成為低電平L，而是以佔空比逐漸減少的PWM信號繼續驅動升壓電路150幾個周期，使得升壓電路150內的電感L電流緩慢下降，再關斷升壓電路150內的場效應電晶體Q。因此，本發明的LED調光碟機動裝置及方法可解決當在LED通路熄滅瞬間，所產生之噪聲及電磁幹擾的問題。雖然本發明已以優選實施例揭露如上，但上述優選實施例並非用以限制本發明，本領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，均可作各種更動與潤飾，因此本發明的保護範圍以權利要求界定的範圍為準。
權利要求
1.一種LED調光碟機動裝置，包括一調光開關，所述調光開關控制一路LED通路連通或阻斷，其特徵在於，所述LED調光碟機動裝置還包括: 升壓電路，電性連接於所述LED通路； 比較器，電性連接於所述升壓電路，所述比較器接收三角波信號以產生PWM信號，所述PWM信號控制所述升壓電路 '及 RC電路，電性連接於所述比較器，所述RC電路用於當所述調光開關斷開時，輸出一充電曲線信號到所述比較器。
2.根據權利要求1所述的LED調光碟機動裝置，其特徵在於，所述比較器比較所述充電曲線信號及所述三角波信號以形成佔空比逐漸減少的PWM信號。
3.根據權利要求1所述的LED調光碟機動裝置，其特徵在於，所述LED調光碟機動裝置還包括開關電路，所述開關電路用於當所述調光開關斷開時，導通所述RC電路與所述比較器，使得所述比較器接收所述充電曲線信號。
4.根據權利要求3所述的LED調光碟機動裝置，其特徵在於，所述開關電路用於當所述調光開關連通時，斷開所述RC電路與所述比較器的連接。
5.根據權利要求3所述的LED調光碟機動裝置，其特徵在於，所述LED調光碟機動裝置還包括反饋電路，所述反饋電路用於連接所述LED通路與所述比較器。
6.根據權利要求5所述的LED調光碟機動裝置，其特徵在於，所述RC電路與所述反饋電路連接至所述比較器的同一輸入端。
7.根據權利要求5所述的LED調光碟機動裝置，其特徵在於，當所述開關電路斷開所述RC電路與所述比較器的連接時，連通所述反饋電路。
8.根據權利要求1所述的LED調光碟機動裝置，其特徵在於，所述RC電路包括電容，所述電容一端接地，另一端接至所述比較器；及與所述電容並聯的電阻。
9.根據權利要求8所述的LED調光碟機動裝置，其特徵在於，所述LED調光碟機動裝置還包括電壓源，所述電壓源用於對所述電容充電。
10.一種LED調光碟機動方法，其特徵在於，包括步驟: 當調光開關控制一路LED通路阻斷時，輸出一充電曲線信號到比較器以產生佔空比逐漸減少的PWM信號。
全文摘要
本發明提供了一種LED調光碟機動裝置及方法，該裝置其包括一調光開關，所述調光開關控制一路LED通路連通或阻斷。所述裝置還包括升壓電路，電性連接於所述LED通路；比較器，電性連接於所述升壓電路，所述比較器接收三角波信號以產生PWM信號，所述PWM信號控制所述升壓電路；及RC電路，電性連接於所述比較器，所述RC電路用於當所述調光開關斷開時，輸出一充電曲線信號到所述比較器，以改善升壓電路的噪聲及電磁幹擾。
文檔編號H05B37/02GK103096599SQ20131001990
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月18日 優先權日2013年1月18日
發明者胡安樂, 楊翔, 張華 申請人:深圳市華星光電技術有限公司