穩定發光二極體發光的控制方法
2023-12-07 19:32:06 1
專利名稱：穩定發光二極體發光的控制方法
技術領域：
本發明涉及一種穩定發光二極體發光的控制方法，特別是涉及一種應用於以回饋
機制即時調整發光二極體發光的驅動電流值，以使發光二極體光源穩定發光的控制方法。
背景技術：
隨著光電產業的發展，目前已有使用發光二極體光源逐漸取代傳統光源的趨勢，
但是仍須提高發光二極體光源的光強度並使其維持穩定，才能符合實際使用上的需求。然
而，由於長時間開啟發光二極體光源時，發光二極體光源所產生的熱會不斷地累積，進而提
高發光二極體光源的接面溫度，而且發光二極體光源的光學特性也會隨著熱效應的產生而
發生變化，例如會使得光強度下降並使得發光二極體光源的光色產生飄移。 為了使發光二極體光源的光強度維持穩定，目前已發展出配合使用各種光學偵
測器(0pticals ensor)、溫度偵測器(Temperature sensor)禾口電壓偵測器(Voltage
sensor)......等偵測器的發光二極體光源驅動裝置，用以驅動並即時監控發光二極體光
源，使得發光二極體光源的光強度維持穩定。 如美國公告專利第7， 132,805號中所述，其是利用溫度偵測器、電流偵測器 (Current waveform sensor)禾口電壓微分〈貞領lj器(Voltagedifferential sensor)監控發光
二極體的工作特性，例如工作溫度、工作電流......等，並且即時調整輸入的電流大小，進
而使發光二極體的光強度趨於穩定。但發光二極體光源驅動裝置又需同時搭配使用各種光
學偵測器、溫度偵測器和電壓偵測器......等，不但會使得發光二極體光源驅動裝置的結
構複雜化，也大幅提高了發光二極體光源驅動裝置的製造成本，並且所使用的控制方法也 十分複雜。 又如美國專利第7， 286， 123號中揭露的一發光二極體驅動電路所述，其是藉由控 制電路產生一發光二極體電流並同時進一步檢測發光二極體電壓，以用於調整與發光二極 管電壓有關的發光二極體電流。由於發光二極體電壓值與發光二極體的溫度相關，因此可 根據發光二極體的溫度來調整發光二極體電流。 然而，上述的發光二極體驅動電路則需另設置電阻器，用以決定發光二極體電 流及發光二極體電流的調整斜率，因此無法正確地反應出發光二極體實際的狀態，而 且發光二極體驅動電路是藉由脈寬調製電路控制發光二極體電流的切換頻率、工作周
期......等，也就是說發光二極體電流是定時開關切換，所以仍然無法有效地即時監控發
光二極體，並使發光二極體的光強度維持在穩定的狀態。
發明內容
本發明的目的在於，克服現有的穩定發光二極體發光的控制方法存在的缺陷，而 提供一種新的穩定發光二極體發光的控制方法，所要解決的技術問題是使其藉由直接監控 發光二極體光源的動態電壓降值或等效接面溫度值，並藉此調整發光二極體光源的驅動電 流值，而達到使發光二極體光源穩定發光的功效。
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本發明的另一目的在於，提供一種新的穩定發光二極體發光的控制方法，所要解 決的技術問題是使其可減少光學偵測器、溫度偵測器等額外偵測器的使用，因此可達到降 低發光二極體光源驅動裝置的製造成本的功效。 本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出 的一種穩定發光二極體發光的控制方法，其包括以下步驟提供一驅動電流源以驅動一發 光二極體光源；監控並取得該發光二極體光源的一第一參數值；以及比較該第一參數值及 一第二參數值，並改變該驅動電流源的一驅動電流值，進而使該第一參數值趨近於該第二 參數值。 本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。 前述的控制方法，其中所述的發光二極體光源是一發光二極體或多顆發光二極體
的組合。 前述的控制方法，其中所述的驅動電流源為一直流電流源。 前述的控制方法，其中所述的比較該第一參數值及該第二參數值步驟是藉由一控 制單元執行。 前述的控制方法，其中所述的第二參數值是預設於該控制單元中。 前述的控制方法，其中所述的第一參數值是一動態電壓降值，且該第二參數值是
一參考電壓降值。 前述的控制方法，其中所述動態電壓降值是藉由一電壓偵測單元取得。 前述的控制方法，其中所述的動態電壓降值是該發光二極體光源的一順向壓降
值，若該動態電壓降值大於該參考電壓降值，則提高該驅動電流值，若該動態電壓降值小於
該參考電壓降值，則降低該驅動電流值。 前述的控制方法，其中所述的第一參數值是一等效接面溫度值，且該第二參數值 是一參考接面溫度值。 前述的控制方法，其中所述的等效接面溫度值是藉由該發光二極體光源的一動態 電壓降值對應而即時得知。 前述的控制方法，其中所述的等效接面溫度值大於該參考接面溫度值，則降低該 驅動電流值，若該等效接面溫度值小於該參考接面溫度值，則提高該驅動電流值。
本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，本發明 穩定發光二極體發光的控制方法至少具有下列優點及有益效果 —、本發明穩定發光二極體發光的控制方法是即時監控發光二極體光源的動態電 壓降值或等效接面溫度值的變化，藉此即時調整發光二極體光源的驅動電流值，可確實有 效控制發光二極體光源的光強度。 二、本發明穩定發光二極體發光的控制方法是配合回饋機制以即時調整發光二極
管光源的驅動電流值，以達到即時控制發光二極體光源的光強度的功效。 三、本發明穩定發光二極體發光的控制方法是藉由減少使用額外的偵測器，可簡
化發光二極體光源驅動裝置的結構，並可降低發光二極體光源驅動裝置的製造成本。 上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，
而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能夠
更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。
圖1是本發明的一種穩定發光二極體發光的控制方法較佳實施例的流程圖。
圖2是本發明的一種穩定發光二極體發光的控制電路的較佳實施例的示意圖。 圖3A是本發明的一種調整驅動電流值的一實施例的流程圖。 圖3B是本發明的一種調整驅動電流值的另一實施例的流程圖。 圖4A是本發明的一種發光二極體光源在目標狀態下，其驅動電流、電壓壓降、接
面溫度及光強度的相關性示意圖。 圖4B是本發明的一種降低驅動電流值的過程中，其驅動電流、電壓壓降、接面溫 度及光強度間的相關性示意圖。
IO:驅動電流源 20:發光二極體光源 30 :電壓偵測單元 40 :控制單元
動態電壓降值
等效接面溫度值
第一驅動電流值
Tr I,
參考電壓降值
參考接面溫度值
第二驅動電流值
具體實施例方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合 附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的穩定發光二極體發光的控制方法其具體實施方 式、步驟、特徵及其功效，詳細說明如後。 請參閱圖1、圖2、圖3A及圖3B所示，分別是本發明穩定發光二極體發光的控制方 法較佳實施例的流程圖；穩定發光二極體發光的控制電路的較佳實施例的示意圖；本發明 的一種調整驅動電流值的一實施例的流程圖；本發明的一種調整驅動電流值的另一實施例 的流程圖。 如圖1所示，本發明較佳實施例的一種穩定發光二極體發光的控制方法S10，其 包括下列步驟驅動一發光二極體光源S20 ;監控並取得發光二極體光源的一第一參數值 S30 ;以及調整驅動電流值S40。 上述的驅動一發光二極體光源S20 :如圖2所示，可藉由一驅動電流源10提供一 驅動電流，而驅動電流源10可以為一直流電流源，用以驅動發光二極體光源20發光。而發 光二極體光源20可以為一發光二極體或多顆發光二極體的組合，且發光二極體光源20的 發光波長是可介於380奈米至800奈米之間，但不僅限於此。 上述的監控並取得發光二極體光源的一第一參數值S30 :在本實施例中第一參數 值是定義為一動態電壓降值Vt或一等效接面溫度值Tt，如圖2所示，可利用電壓偵測單元 30即時監控發光二極體光源20兩電極間的動態電壓降值Vt，又由於發光二極體光源20兩 電極間的動態電壓降值Vt與等效接面溫度值Tt間具有線性的相關性，因此可藉由即時監控 動態電壓降值Vt而即時得知等效接面溫度值Tt是否發生變化，並可由控制單元40將電壓 偵測單元30所偵測到的動態電壓降值Vt對應為等效接面溫度值Tt。 上述的調整驅動電流值S40 :如圖3A及圖3B所示，其可細部區分為三個子步驟，
其包括比較第一參數值及第二參數值S41 ;提高驅動電流值S42 ;以及降低驅動電流值S43。 由於第一參數值可以為動態電壓降值Vt或等效接面溫度值Tt，而第二參數值則可 分別定義為一參考電壓降值1或一參考接面溫度值Tr，且第二參數值是為在目標狀態下的 目標參數值，因此第一參數值需趨近於第二參數值才可達到預設的目標狀態。
上述的比較第一參數值及第二參數值S41 :如圖2所示，當第一參數值為動態電壓 降值Vt，而第二參數值為參考電壓降值1時，可藉由電壓偵測單元30偵測發光二極體光源 20兩電極間的動態電壓降值Vt，並藉由一控制單元40比較動態電壓降值Vt及參考電壓降
值1間的大小，而參考電壓降值1是為在目標狀態下的目標電壓降值，並且參考電壓降值
l可先預設於控制單元40中。 此外，由於動態電壓降值Vt與等效接面溫度值Tt間具有線性的相關性，因此可由 動態電壓降值Vt即時對應得知等效接面溫度值Tt，並可藉由控制單元40比較等效接面溫 度值Tt及參考接面溫度值i;間的大小，而參考接面溫度值I是預設於控制單元40中。
上述的提高驅動電流值S42 :如圖2及圖3A所示，當第一參數值為動態電壓降值 Vt，且為發光二極體光源20的順向壓降值時，若動態電壓降值Vt大於參考電壓降值Vr(Vt〉 Vr)，即表示部分的輸入電功率值被轉換成光能，而使得發光二極體光源20的光強度上升， 因此可藉由控制單元40提高驅動電流源10所輸出的驅動電流值，用以降低發光二極體光 源20的動態電壓降值Vt ，並使動態電壓降值Vt趨近於參考電壓降值1 ，進而使發光二極體 光源20的光強度下降，並回復趨近至穩定狀態時的光強度。 又如圖2及圖3B所示，當第一參數值為等效接面溫度值Tt時，若等效接面溫度值 Tt小於參考接面溫度值Tr(Tt < T》，亦表示部分的輸入電功率值被轉換成光能，因此可藉由 控制單元40提高驅動電流源IO所輸出的驅動電流值，用以提高發光二極體光源20的等效 接面溫度值Tt，並使等效接面溫度值Tt趨近於參考接面溫度值Tr，進而使得發光二極體光 源20的光強度下降，並回復趨近至穩定狀態時的光強度。 上述的降低驅動電流值S43 :如圖2及圖3A所示，當第一參數值為動態電壓降值 Vt，且為發光二極體光源20的順向壓降值時，若動態電壓降值Vt小於參考電壓降值Vr(Vt T》，亦表示部分的輸入電功率值被轉換成熱能，因此可藉由 控制單元40降低驅動電流源IO所輸出的驅動電流值，用以降低發光二極體光源20的等效 接面溫度值Tt，並使等效接面溫度值Tt趨近於參考接面溫度值Tr，進而使發光二極體光源 20的光強度上升，並回復趨近至穩定狀態時的光強度。 為更了解本實施例的實施，以下以第一參數值為動態電壓降值Vt，且第二參數值 為參考電壓降值1舉例說明如下 請參閱圖4A及圖4B所示，是本發明的一種發光二極體光源在目標狀態下，其驅動 電流、電壓壓降、接面溫度及光強度的相關性的示意圖；本發明的一種降低驅動電流值的過 程中，其驅動電流、電壓壓降、接面溫度及光強度間的相關性的示意圖。
如圖4A所示，其是說明發光二極體光源20在目標狀態時，其驅動電流、電壓壓降、 接面溫度及光強度間的相關性，當目標光強度為L2時，可知其對應的目標電壓降值為V2，i 等效接面溫度為T2，因此可將目標電壓降值V2設為參考電壓降值Vr，而將等效接面溫度T2
設為參考接面溫度值L，而且可將參考電壓降值1或參考接面溫度值I預設於控制單元40中。 由於在不同操作環境下，發光二極體光源20的發光強度可能因操作環境的變動 而發生變化，如圖4B所示，當參考電壓降值l為V2，而電壓偵測單元30所偵測到的動態電 壓降值Vt為K時，由於動態電壓降值Vt小於參考電壓降值Vr，因此需降低驅動電流值，例 如由一第一驅動電流值L降低至一第二驅動電流值I2。 而在將第一驅動電流值L降低至第二驅動電流值I2時，由於在一開始的時候，發 光二極體光源20的等效接面溫度值Tt尚未發生改變，因此等效接面溫度值Tt仍為T2，而其 對應的動態電壓降值Vt暫時為V2+，光強度則暫時為L2+，並使發光二極體光源20處於以第 二驅動電流值I2導通的初始狀態中。 然而，當以第二驅動電流值I2導通發光二極體光源20 —段時間後，由於已降低了 發光二極體的輸入電功率值，因此也同時降低了輸入電功率值中被轉換成熱功率的部分， 所以使得等效接面溫度值Tt也由1\下降至T2，並使動態電降壓值Vt由V2+趨近於參考電壓 值V2，進而使得發光二極體光源20的光強度可由L2+回復至L2。 藉此可知，藉由本實施例的實施，可即時監控發光二極體光源20兩電極間的動態 電壓降值Vt的變化，並結合回饋機制，藉此控制並改變驅動電流值的大小，進而可維持發光 二極體光源20的光強度。 本實施例不但可以減少使用額外的偵測器，藉此簡化發光二極體光源驅動裝置的 結構，並降低發光二極體光源驅動裝置的製造成本，更重要的是可達到即時控制發光二極 管光源20穩定發光的功效。 以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖 然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人 員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾 為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對 以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
一種穩定發光二極體發光的控制方法，其特徵在於其包括以下步驟提供一驅動電流源以驅動一發光二極體光源；監控並取得該發光二極體光源的一第一參數值；以及比較該第一參數值及一第二參數值，並改變該驅動電流源的一驅動電流值，進而使該第一參數值趨近於該第二參數值。
2. 根據權利要求1所述的控制方法，其特徵在於其中所述的發光二極體光源是一發光 二極體或多顆發光二極體的組合。
3. 根據權利要求1所述的控制方法，其特徵在於其中所述的驅動電流源為一直流電流源。
4. 根據權利要求1所述的控制方法，其特徵在於其中所述的比較該第一參數值及該第 二參數值步驟是藉由 一控制單元執行。
5. 根據權利要求4所述的控制方法，其特徵在於其中所述的第二參數值是預設於該控 制單元中。
6. 根據權利要求1所述的控制方法，其特徵在於其中所述的第一參數值是一動態電壓 降值，且該第二參數值是一參考電壓降值。
7. 根據權利要求6所述的控制方法，其特徵在於其中所述的動態電壓降值是藉由一電 壓偵測單元取得。
8. 根據權利要求6所述的控制方法，其特徵在於其中所述的動態電壓降值是該發光二 極管光源的一順向壓降值，若該動態電壓降值大於該參考電壓降值，則提高該驅動電流值， 若該動態電壓降值小於該參考電壓降值，則降低該驅動電流值。
9. 根據權利要求1所述的控制方法，其特徵在於其中所述的第一參數值是一等效接面 溫度值，且該第二參數值是一參考接面溫度值。
10. 根據權利要求9所述的控制方法，其特徵在於其中所述的等效接面溫度值是藉由 該發光二極體光源的一動態電壓降值對應而即時得知。
11. 根據權利要求9所述的控制方法，其特徵在於其中所述的等效接面溫度值大於該 參考接面溫度值，則降低該驅動電流值，若該等效接面溫度值小於該參考接面溫度值，則提 高該驅動電流值。
全文摘要
本發明是有關一種穩定發光二極體發光的控制方法，其包括下列步驟提供驅動電流源以驅動發光二極體光源；監控並取得發光二極體光源的第一參數值；以及比較第一參數值及一第二參數值。藉由即時監控發光二極體光源的第一參數值，並結合回饋機制即時調整驅動電流源的驅動電流值，以使得第一參數值趨近於第二參數值，而讓發光二極體光源的光強度趨於穩定，且不隨操作環境變動而改變。
文檔編號H05B37/02GK101742759SQ20081017914
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月25日 優先權日2008年11月25日
發明者周虹宇, 楊宗勳 申請人:中央大學