亮度調節電路的製作方法
2023-11-06 14:28:42 1
亮度調節電路的製作方法
【專利摘要】一種亮度調節電路，用以驅動一發光元件。該亮度調節電路包含：一脈衝寬度調製控制器以及一種工作周期控制器。該脈衝寬度調製控制器用以根據一控制訊號產生一輸出訊號來驅動該發光元件，其中該控制訊號指出一工作周期。該工作周期控制器，耦接於該脈衝寬度調製控制器，用以產生該控制訊號，並且根據一調整周期來調整該控制訊號以改變該工作周期，其中該調整周期的一長度根據該工作周期的一目前值而改變。
【專利說明】亮度調節電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及亮度調節電路，特別是涉及一種具備可變調整周期的亮度調節電路。
【背景技術】
[0002]發光二極體(light emitting diode, LED)通常用在各類型的電子裝置中，顯示電子裝置的特定運作狀態，例如:開機、關機、待機或故障等。當LED元件被用來做為電子裝置的電源指示燈或狀態指示燈時，往往通過亮度調節電路來控制LED元件的亮度，使電源指示燈或狀態指示燈的色彩改變、或者發生閃爍，顯示電子裝置的運作狀態。一個常見的運用為:使指示燈逐漸由亮至暗，再由暗至亮，來表示電子裝置處於待機狀態。現有技術中，通常通過持續在固定時間間隔內增加或減少驅動訊號的強度來達到這種效果。然而，這種方法在每次亮度改變時，會讓使用者感受到突兀的亮度變化，而非流暢自然的亮度變化。
實用新型內容
[0003]為了解決上述問題，本實用新型提供一種亮度調節電路，其反覆在調整周期到達時，調整發光元件的亮度。在本實用新型中，調整周期的長度是隨著發光元件目前的亮度而改變，因此，可呈現流暢且自然的亮度變化。
[0004]本實用新型的實施例提供一種亮度調節電路，其用以驅動一發光元件。該亮度調節電路包含一脈衝寬度調製控制器以及一種工作周期控制器。該脈衝寬度調製控制器用以根據一控制訊號產生一輸出訊號來驅動該發光元件，其中該控制訊號指出一工作周期。該種工作周期控制器耦接於該脈衝寬度調製控制器，用以產生該控制訊號，並且根據一調整周期來調整該控制訊號以改變該工作周期，其中該調整周期根據該工作周期的一目前值而改變。
[0005]關於本實用新型的優點與精神可以藉由以下結合附圖的詳述得到進一步的了解。【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1為本實用新型的亮度調節電路的一實施例的功能方塊示意圖。
[0007]圖2為本實用新型的亮度調節電路中的工作周期控制器的一實施例的功能方塊
示意圖。
[0008]圖3為本實用新型的亮度調節電路中的脈衝寬度調製控制器的一實施例的功能方塊示意圖。
[0009]附圖符號說明
[0010]100亮度調節電路
[0011]110時鐘產生器
[0012]120脈衝寬度調製控制器
[0013]130工作周期控制器[0014]200發光元件
[0015]121、132加法器
[0016]122、133計數器
[0017]123、124、134、135、136 比較器
[0018]125、138控制單元
[0019]131處理器
[0020]137判斷電路
【具體實施方式】
[0021 ] 請參考圖1，其為本實用新型亮度調節電路的一實施例的功能方塊示意圖。亮度調節電路100包含有一時鐘產生器110、一脈衝寬度調製控制器120以及一工作周期控制器130。於本實施例中，時鐘產生器110用來產生一時鐘訊號led—clk，進而觸發脈衝寬度調製控制器120以及工作周期控制器130的運作。然而，於本實用新型其他實施例中，亮度調節電路100可能不包含時鐘產生器，並且通過外部電路來提供時鐘訊號led—elk至脈衝寬度調製控制器120以及工作周期控制器130。脈衝寬度調製控制器120用以根據一控制訊號led—duty,產生一輸出訊號led—ouput來驅動發光元件200。其中控制訊號led—duty指出一工作周期(duty cycle)。隨著控制訊號led—duty所指出的工作周期的改變，將使輸出訊號led—ouput以不同的工作周期來驅動發光元件200。當輸出訊號led—ouput的工作周期增加時，發光元件200增亮，而當輸出訊號led—ouput的工作周期降低時，發光元件200變暗。再者，工作周期控制器130用以產生控制訊號led—duty，每當一調整周期到達時，便改變控制訊號led—duty指出的工作周期，以其可令發光元件200逐漸變暗或變亮。
[0022]為了能更流暢地調節發光元件200的亮度，本實用新型在亮度由暗至亮的過程中，當發光元件200具有較低的亮度時，以較低的頻率來增加輸出訊號led—ouput的工作周期，並且在發光元件200具有較高的亮度時，以較高的頻率來增加輸出訊號led—ouput的工作周期。相仿地，在由亮至暗的過程中，當發光元件200具有較高的亮度時，以較高的頻率來降低輸出訊號led—ouput的工作周期，並當發光元件200具有較低的亮度時，則以較慢的頻率來加降低輸出訊號led—ouput的工作周期。這是因為人類的視覺對於亮部的反應，不如對暗部的反應來得敏感。因此，若是在發光元件200較暗的時候，以較慢的速度來呈現亮度變化，且在發光元件200較亮的時候，以較高的速度來呈現亮度變化。會讓使用者認為發光元件200的亮度變化較為流暢自然。所以，本實用新型的概念為:在不同工作周期下，以不同的的頻率來調整工作周期。為了達到以上效果，工作周期控制器130根據可變的調整周期來進行亮度調整。在由暗至亮的過程中，隨著工作周期(工作周期決定了發光元件200呈現的亮度)逐漸增加，調整周期的長度便縮短，加速調整工作周期的頻率。相反地，在由亮至暗的過程中，調整周期的長度會漸漸延長，降低調整工作周期的頻率。
[0023]以下將進一步說明脈衝寬度調製控制器120以及工作周期控制器130的詳細電路架構。然而，此並非是對本實用新型的限制，在不違背脈衝寬度調製控制器120以及工作周期控制器130的操作原理的情形下，脈衝寬度調製控制器120以及工作周期控制器130可能通過不同於以下說明的電路架構來實現。 [0024]圖2繪示了本實用新型工作周期控制器的一實施例的功能方塊圖。工作周期控制器130利用了比較器135與136來判斷控制訊號led—duty目前所指出的工作周期。其中，比較器135將控制訊號led—duty與一亮度上界值upper—bound比較，產生比較結果Inc ;比較器136將控制訊號led—duty與一亮度下界值lower—bound比較，產生比較結果Dec。在發光元件由暗至亮的亮度變化過程中，比較結果Inc會持續指出控制訊號led—duty指出的工作周期低於亮度上界值upper—bound。此時，判斷電路137持續產生指令至控制單元138，使得控制單元138持續增加控制訊號led—duty指出的工作周期。一直到了控制訊號led—duty指出的工作周期等於亮度上界值upper—bound,代表發光元件200到達預設的亮度。比較結果Inc將指出此一現象，致使工作周期控制器130開始降低led—duty指出的工作周期。其中，比較結果Inc會設定判斷電路137內部的指示值，使判斷電路137開始產生降低工作周期的指令至控制單元138，以降低控制訊號led—duty指出的工作周期。在這個階段，比較器136產生的比較結果Dec會持續指出控制訊號led—duty指出的工作周期高於亮度下界值lower—bound,進而使判斷單元137持續令控制單元138降低控制訊號led—duty指出的工作周期。直到控制訊號led—duty指出的工作周期等於亮度下界值lower—bound，代表發光元件200到達的預設的暗度。此時，比較結果Dec指出此一現象，進而改變判斷電路137內部的指示值，使得判斷電路137再次命令控制單元138開始增加控制訊號led—duty指出的工作周期。由此一來，便可使發光元件200反覆產生由明至暗，再由暗至明的變化。
[0025]計數器133主要用來計數調整周期，其計數值limit—cnt將通過比較器134與一時間臨界值Time—TH比較，當計數值limit—cnt大於或等於時間臨界值Time—TH時，則代表調整周期到達。此時，比較器134的比較結果do會觸發判斷電路137。其中，判斷電路137隻有在被觸發時，才會根據進行前述的控制流程，參考比較結果Inc、Dec與內部的指示值，決定如何調整控制訊號led—duty。另外，計數值limit—cnt也將被重置。
[0026]計數器133的輸入值由一加法器132來決定。加法器132將計數器133目前產生的計數值limit—cnt與一工作周期器處理器131的輸出值相加，產生計數器133的輸入值。使得計數器133的計數值limit—cnt根據工作周期器處理器131的輸出值持續增加。工作周期器處理器131根據控制訊號led—duty代表的工作周期來產生輸出值，當工作周期越高時，工作周期器處理器131產生的輸出值越高，相反地，當工作期越低時，工作周期器處理器131產生的輸出低越高。如此一來，當控制訊號led—duty代表的工作周期越來越高時，計數器133的計數值會更快達到時間臨界值Time—TH，使得控制單元138得以更快地調整控制訊號led—duty。相反地，當控制訊號led—duty的工作周期越來越低時，計數器133的計數值會更慢到達時間臨界值Time—TH，減緩控制訊號led—duty的調整頻率。通過以上的電路，本實用新型有效地隨著工作周期來改變調整周期的長短。
[0027]圖3繪示本實用新型的脈衝寬度調製控制器的一實施例的功能方塊圖。脈衝寬度調製控制器120根據控制訊號led—duty指出的工作周期，產生輸出訊號led—ouput。輸出訊號led—ouput為具有特定工作周期的周期訊號，且其所具有的工作周期是根據控制訊號led—duty指出的工作周期來決定。控制單元125會根據控制訊號led—duty指出的工作周期，決定何時切換輸出訊號led—ouput的電平。其中，通過加法器121將計數器122的計數值與一固定值In相加，計數器122的計數值可代表一操作時間的長度。比較器123與124分別將計數器122計數的操作時間長度與控制訊號led—duty指出的的工作周期以及一固定值T—period比較。當計數器122的計數值代表的操作時間長度小於控制訊號led—duty指出的的工作周期時，比較器123的比較結果會讓控制單元125將輸出訊號led—ouput維持在高電平。而當計數器122的計數值代表的操作時間長度等於控制訊號led—duty指出的的工作周期時，則比較器123的比較結果會讓控制單元125將輸出訊號led—ouput切換至低電平。一旦操作時間長度等於固定值T—period時，比較器124反映此一結果，致使控制單元125將輸出訊號led—ouput切換至高電平。舉例來說，當led—duty指出的工作周期為40%，而輸出訊號led—ouput的周期為IOms時，代表輸出訊號led—ouput有4ms的時間需處在高電平，以及6ms的時間需處在低電平，且每IOms回到高電平。因此，比較器123根據計數器122計數出的操作時間，確認控制單元125將輸出訊號led—ouput維持在高電平4ms，並在時間長度i兩足後，令控制單兀125將輸出訊號led—ouput切換至低電平。2_後，比較器124根據固定值T—period來判斷輸出訊號led—ouput的周期IOms已到達，將輸出訊號led—ouput切換回高電平。由於發光元件200受到輸出訊號led—ouput的驅動，因此可隨著輸出訊號led—ouput的工作周期的不同，產生特定的亮度，並且隨著工作周期的逐漸增加或降低，進而在達到一定亮度後漸漸變暗，以及在達到一定暗度後，漸漸變亮。
[0028]由於本實用新型提供的亮度調節電路不斷隨著發光元件目前的亮度改變調整其亮度的時間間隔，故可讓發光元件呈現自然且亮暢的亮度漸增與亮度漸減變化。
【權利要求】
1.一種亮度調節電路，用以驅動一發光元件，其特徵是包含: 一脈衝寬度調製控制器，用以根據一控制訊號產生一輸出訊號來驅動該發光元件，其中該控制訊號指出一工作周期；以及 一工作周期控制器，耦接於該脈衝寬度調製控制器，用以產生該控制訊號，並且根據一調整周期來調整該控制訊號，改變其所指出的該工作周期，其中該調整周期的一長度根據該工作周期而改變。
2.如權利要求1所述的亮度調節電路，其特徵是其中該工作周期控制器包含: 一計數器，用以對一輸入值進行計數以產生一計數值； 一第一比較器，耦接於該計數器，用以將該計數值與一時間臨界值比較來產生一第一比較結果，並且當該第一比較結果指出該計數值大於或等於該時間臨界值時，重置該計數值；以及 一加法器，耦接於該計數器，用以將對應於該工作周期的一計數參考值與該計數值相加來產生該輸入值。
3.如權利要求2所述的亮度調節電路，其特徵是其中該工作周期控制器包含: 一第二比較器，用以將該控制訊號與一亮度上臨界值比較來產生一第二比較結果；以及 一第三比較器，用以將該控制訊號與一亮度下臨界值比較來產生一第三比較結果。
4.如權利要求3所述的亮度調節電路，其特徵是其中該工作周期控制器包含: 一判斷電路，耦接於該第一比較器、該第二比較器、以及該第三比較器，用以於該第一比較結果指出該計數值大於或等於該時間臨界值時，根據該第二比較結果、該第三比較結果以及一指示值來產生一調整值；以及 一控制單元，耦接於該判斷電路，用以根據該調整值來調整該控制訊號。
5.如權利要求4所述的亮度調節電路，其特徵是其中該判斷電路: 於該第二比較結果指出該控制訊號小於該亮度上臨界值，且該指示值為第一值時，產生該調整值使該控制單元增加該控制訊號所指出的該工作周期；以及 於該第三比較結果指出該控制訊號大於該亮度下臨界值，且該指示值為第二值時，產生該調整值使該控制單元減少該控制訊號所指出的該工作周期。
6.如權利要求5所述的亮度調節電路，其特徵是其中該判斷電路: 於該第二比較結果指出該控制訊號等於該亮度上臨界值，設定該指示值為第二值；以及 於該第三比較結果指出該控制訊號等於該亮度下臨界值，設定該指示值為第一值。
7.如權利要求2所述的亮度調節電路，其特徵是其中該工作周期控制器包含: 一處理器，用以根據該控制訊號以及一比例值來產生該計數參考值，其中當該控制訊號指出的該工作周期越大時，該計數參考值越大，以及當該控制訊號指出的該工作周期越小時，該計數參考值越小。
8.如權利要求1所述的亮度調節電路，其特徵是其中該脈波寬度調製控制器包含: 一計數器，用以對一輸入值進行計數以產生一計數值；以及 一加法器，耦接於該計數器，用以將一固定值與該計數值相加來產生該輸入值。
9.如權利要求8所述的亮度調節電路，其特徵是其中該脈波寬度調製控制器包含:一第一比較器，耦接於該計數器，用以將該計數值與該控制訊號比較來產生一第一比較結果；以及 一第二比較器，用以將該工作周期的該計數值與與一計數臨界值比較來產生一第二比較結果。
10.如權利要求9所述的亮度調節電路，其特徵是其中該脈波寬度調製控制器包含:一控制單元，耦接於該第一比較器與該第二比較器，用以依據該第一比較結果與該第二比較結果來切換該輸出訊號的一電壓 電平。
【文檔編號】H05B37/02GK203608418SQ201320692877
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月5日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】藍玉麟, 謝耀緯, 葉威廷 申請人:精拓科技股份有限公司