調(diào)光電路及應(yīng)用其的發(fā)光裝置制造方法
【專利摘要】一種調(diào)光電路及應(yīng)用其的發(fā)光裝置。調(diào)光電路包括界面觸發(fā)單元、平均工作周期計算單元、控制電壓計算單元以及比較單元。界面觸發(fā)單元接收外部脈寬調(diào)制信號各個周期的脈沖寬度的導(dǎo)通時間。平均工作周期計算單元耦接界面觸發(fā)單元，并計算界面觸發(fā)單元所輸出的導(dǎo)通時間占周期的比例?？刂齐妷河嬎銌卧罱悠骄ぷ髦芷谟嬎銌卧⒁罁?jù)平均工作周期計算單元所計算出的比例，計算所需電壓。比較單元耦接控制電壓計算單元，并根據(jù)控制電壓計算單元所計算出的所需電壓，計算與反饋電壓的差值電壓，并傳送所需電壓及差值電壓給驅(qū)動電路。
【專利說明】調(diào)光電路及應(yīng)用其的發(fā)光裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種調(diào)光電路及應(yīng)用其的發(fā)光裝置，特別是指一種用于調(diào)整發(fā)光二極管的調(diào)光電路及應(yīng)用其的發(fā)光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的調(diào)光方法是于電路中串接一可變電阻，用以控制流經(jīng)電路的負(fù)載電流，但此電阻會消耗電路中的能量，使得發(fā)光效率不佳。
[0003]脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation, PWM)由于具有噪聲效應(yīng)較低與耗能較低的優(yōu)點，故可用于調(diào)整照明設(shè)備的光線。脈寬調(diào)制是采用不連續(xù)電流的方式調(diào)光，當(dāng)輸出不是100%時，在脈寬調(diào)制每個輸出周期前會有部分的電流為零，呈現(xiàn)暗態(tài)。通過調(diào)整暗態(tài)與亮態(tài)的比例達(dá)成所需的調(diào)光效果。一般脈寬調(diào)制的信號頻率大于IkHz以上，高于人眼可視范圍，因此使用者不會感覺到閃爍。
[0004]但是，若需要攝影時，如果攝影器材的掃描頻率小于調(diào)光用脈寬調(diào)制信號的工作頻率，則會發(fā)生閃頻(Flicker),影像出現(xiàn)格紋狀現(xiàn)象,使攝像質(zhì)量失真。
[0005]此外，當(dāng)脈寬調(diào)制設(shè)定為低導(dǎo)通時，也可能因為電流不足，使得光源出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明關(guān)于一種調(diào)光電路及應(yīng)用其的發(fā)光裝置，可改善閃頻以及低導(dǎo)通時閃爍的問題。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一實施例，提供一種調(diào)光電路，包括界面觸發(fā)單元、平均工作周期計算單元、控制電壓計算單元以及比較單元。界面觸發(fā)單元接收脈寬調(diào)制信號各個周期的脈沖寬度的導(dǎo)通時間。平均工作周期計算單元耦接界面觸發(fā)單元，并計算界面觸發(fā)單元所輸出的導(dǎo)通時間占周期的比例?？刂齐妷河嬎銌卧罱悠骄ぷ髦芷谟嬎銌卧?，并依據(jù)平均工作周期計算單元所計算出的比例，計算所需電壓。比較單元耦接控制電壓計算單元，并根據(jù)控制電壓計算單元所計算出的所需電壓，計算與反饋電壓的差值電壓，并傳送所需電壓及差值電壓給驅(qū)動電路。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一實施例，提供一種發(fā)光裝置，包括發(fā)光二極管、驅(qū)動電路以及調(diào)光電路。驅(qū)動電路控制發(fā)光二極管發(fā)光。調(diào)光電路包括界面觸發(fā)單元、平均工作周期計算單元、控制電壓計算單元以及比較單元。界面觸發(fā)單元接收第一脈寬調(diào)制信號各個周期的脈沖寬度的導(dǎo)通時間。平均工作周期計算單元耦接界面觸發(fā)單元，并計算界面觸發(fā)單元所輸出的導(dǎo)通時間占周期的比例?？刂齐妷河嬎銌卧罱悠骄ぷ髦芷谟嬎銌卧?，并依據(jù)平均工作周期計算單元所計算出的比例，計算所需電壓。比較單元耦接控制電壓計算單元，并根據(jù)控制電壓計算單元所計算出的所需電壓，計算與反饋電壓的差值電壓，并傳送所需電壓及差值電壓給驅(qū)動電路。其中，驅(qū)動電路依據(jù)差值電壓補償輸出至發(fā)光二極管的控制電壓?？刂齐妷菏且罁?jù)第二脈寬調(diào)制信號而產(chǎn)生，第二脈寬調(diào)制信號的頻率大于第一脈寬調(diào)制信號的頻率。
[0009]為了對本發(fā)明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特舉實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1繪示依據(jù)本發(fā)明一實施例的調(diào)光電路的功能方塊圖。
[0011]圖2A繪示一具有正向波形的脈寬調(diào)制信號的電壓與時間關(guān)系圖。
[0012]圖2B繪示圖2A的脈寬調(diào)制信號通過本發(fā)明的界面觸發(fā)單元后的示意圖。
[0013][主要元件標(biāo)號說明]
[0014]10:發(fā)光裝置100:調(diào)光電路
[0015]110:界面觸發(fā)單元120:平均工作周期計算單元
[0016]130:控制電壓計算單元140:比較單元
[0017]150:反饋單元200:發(fā)光二極管
[0018]300:驅(qū)動電路310:整流器
[0019]320:功率級330:低通濾波器
[0020]Nn, Nn+1:負(fù)緣Pn，Pn+1:正緣
[0021]r:觸發(fā)信號S:第一脈寬調(diào)制信號
[0022]1?:導(dǎo)通時間Tpwm:周期
[0023]U:外接電壓V1:所需電壓
[0024]V2:反饋電壓Vc:控制電壓
[0025]Vd:差值電壓
【具體實施方式】
[0026]圖1繪示依據(jù)本發(fā)明一實施例的調(diào)光電路的功能方塊圖。調(diào)光電路100包括界面觸發(fā)單元110、平均工作周期計算單元120、控制電壓計算單元130以及比較單元140。
[0027]界面觸發(fā)單元110用以接收外部的第一脈寬調(diào)制(PWM)信號S，并將其脈沖寬度的正緣與負(fù)緣轉(zhuǎn)換成觸發(fā)信號，以便進(jìn)行運算。舉例來說，請參照圖2A，其繪示一具有正向波形的脈寬調(diào)制信號的電壓與時間關(guān)系圖。電壓值上升之處稱為正緣，而電壓值下降之處稱為負(fù)緣，一個脈沖具有一個正緣與一個負(fù)緣。圖2A所示的PWM信號包括二個正緣Pn，Pn+1與二個負(fù)緣Nn，Nn+1，其通過界面觸發(fā)單元后，將會轉(zhuǎn)換成如圖2B所示的觸發(fā)信號r，記錄正緣與負(fù)緣的所在位置。
[0028]在本實施例中，由于提供的為正向波形的脈寬調(diào)制信號(圖2A)，因此兩個鄰近正緣Pn，Pn+1所間隔的時間即為脈寬調(diào)制信號的周期(period) Tpwm,而正緣Pn到下一個負(fù)緣Nn所間隔的時間則為此周期的脈沖寬度的導(dǎo)通時間(on-time)Tw。當(dāng)提供的脈寬調(diào)制信號為反向波形時(未繪示)，則以鄰近兩個負(fù)緣的間隔時間為周期，從負(fù)緣到下一個正緣的間隔時間為導(dǎo)通時間。
[0029]平均工作周期計算單元120耦接界面觸發(fā)單元，用以計算第一脈寬調(diào)制信號S的工作周期(Duty cycle)，也就是導(dǎo)通時間占周期的比例。工作周期的計算公式為:[0030]D=TON/TPWM
[0031]其中D表不工作周期,Tw表不導(dǎo)通時間，而Tpwm表不周期。舉例來說,如果一脈寬調(diào)制信號的周期為I秒，而導(dǎo)通時間占0.2秒，則工作周期為20%。若脈寬調(diào)制信號的周期與導(dǎo)通時間為定值，則各個脈沖的工作周期與整個脈寬調(diào)制信號的工作周期相等。若脈寬調(diào)制信號各脈沖的周期與導(dǎo)通時間會變動，則平均工作周期計算單元120計算各個脈沖的工作周期，求出此些工作周期的一平均值。
[0032]控制電壓計算單元130耦接平均工作周期計算單元120，根據(jù)平均工作周期計算單元120輸出的平均工作周期，計算當(dāng)輸出電流為直流時的所需電壓 '。舉例來說，若第一脈寬調(diào)制信號S的電壓為5伏特，且平均工作周期為20%時，所需電壓即為5Χ 20%=1伏特。
[0033]比較單元140耦接控制電壓計算單元130，用以將所需電壓V1傳送給光源的驅(qū)動電路，例如是圖1的驅(qū)動電路300，以便進(jìn)行調(diào)光。
[0034]在一實施例中，調(diào)光電路100還可包括反饋單元150，用以補償電路中損失的能量。反饋單元150耦接于比較單元140與光源的驅(qū)動電路300之間，用以將驅(qū)動電路輸出給光源的輸出電流轉(zhuǎn)換成反饋電壓V2，再將此反饋電壓V2輸出給比較單元140。本實施例中，比較單元140接受反饋電壓V2之后，計算此反饋電壓V2與所需電壓V1的差值電壓VD，同時傳送所需電壓V1及差值電壓Vd給驅(qū)動電路300。
[0035]綜合來說，調(diào)光電路100可接受頻率從Hz -kHz等不同數(shù)量級的脈寬調(diào)制調(diào)光信號，并將其轉(zhuǎn)換為特定的所需電壓V1，進(jìn)而改變輸出電流為直流的連續(xù)電流。維持脈寬調(diào)制信號低損耗的優(yōu)點，還能改善閃頻與低導(dǎo)通時的光源閃爍問題。
[0036]在一實施例中，調(diào)光電路100可用于照明領(lǐng)域。例如請參照圖1，一發(fā)光裝置10包括上述調(diào)光電路100、發(fā)光二極管200以及驅(qū)動電路300。驅(qū)動電路300耦接調(diào)光電路100與發(fā)光二極管200，以接收調(diào)光電路100發(fā)出的調(diào)光信號(差值電壓VD、所需電壓V1)而產(chǎn)生控制電壓\驅(qū)動發(fā)光二極管200。
[0037]本例中，驅(qū)動電路300還可包括整流器310、功率級(power stage) 320與低通濾波器(low-pass filter)330。
[0038]整流器310耦接于外接電壓U。當(dāng)外接電壓U為交流電時，整流器可將其轉(zhuǎn)換為直流電。
[0039]功率級320耦接于整流器310與調(diào)光電路100的比較單元140之間，用以根據(jù)比較單元140輸出的所需電壓V1與差值電壓VD，將外接電壓U轉(zhuǎn)換成控制電壓V。。一實施例中，控制電壓V。還可依據(jù)驅(qū)動電路300的第二脈寬調(diào)制信號(未繪示)產(chǎn)生。此第二脈寬調(diào)制信號較佳但非限定地為一高頻信號，其頻率大于第一脈寬調(diào)制信號的頻率。也就是說，不論外部輸入的第一脈寬調(diào)制信號頻率為何，輸出至功率級320的脈寬調(diào)制信號皆為高頻率。一例中，第二脈寬調(diào)制序號的頻率大于20kHz,而第一脈寬調(diào)制信號的頻率小于5kHz。
[0040]低通濾波器330能夠容許低頻信號通過，但減弱頻率高于截止頻率的信號通過，用以使控制電壓的波形趨近于直流。
[0041]綜上所述，雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光二極管調(diào)光電路，包括: 一界面觸發(fā)單元，接收一脈寬調(diào)制信號的多個周期的各一脈沖寬度的一導(dǎo)通時間；一平均工作周期計算單元，耦接該界面觸發(fā)單元，用以計算該界面觸發(fā)單元所輸出的該些導(dǎo)通時間占該些周期的一比例； 一控制電壓計算單元，耦接該平均工作周期計算單元，并依據(jù)該平均工作周期計算單元所計算出的該比例，計算一所需電壓；以及 一比較單元，耦接該控制電壓計算單元，并根據(jù)該控制電壓計算單元所計算出的該所需電壓，計算其與一反饋電壓的一差值電壓，并傳送該所需電壓及該差值電壓給一發(fā)光二極管驅(qū)動電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管調(diào)光電路，還包括: 一反饋單元，耦接于該發(fā)光二極管驅(qū)動電路與該比較單元之間，用以將該發(fā)光二極管驅(qū)動電路輸出給一發(fā)光二極管的一輸出電流轉(zhuǎn)換成該反饋電壓，并輸出該反饋電壓給該比較單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管調(diào)光電路，其中該界面觸發(fā)單元將該脈寬調(diào)制信號的各該脈沖寬度的正緣與負(fù)緣轉(zhuǎn)換成多個觸發(fā)信號，并由該多個觸發(fā)信號計算出該些導(dǎo)通時間。
4.一種無閃頻 的發(fā)光裝置，包括: 一發(fā)光二極管； 一驅(qū)動電路，控制該發(fā)光二極管發(fā)光； 一調(diào)光電路，包括: 一界面觸發(fā)單元，取得一第一脈寬調(diào)制信號的多個周期的各一脈沖寬度的一導(dǎo)通時間； 一平均工作周期計算單元，耦接該界面觸發(fā)單元，并計算該界面觸發(fā)單元所輸出的該些導(dǎo)通時間占該些周期的一比例； 一控制電壓計算單元，耦接該平均工作周期計算單元，并依據(jù)該平均工作周期計算單元所輸出的該比例，計算一所需電壓；及 一比較單元，耦接該控制電壓輸出單元，并根據(jù)該控制電壓計算單元所計算出的該所需電壓，計算該所需電壓與該發(fā)光二極管的一反饋電壓的一差值電壓，并傳送該所需電壓及該差值電壓給該驅(qū)動電路； 其中該驅(qū)動電路依據(jù)該差值電壓補償輸出至該發(fā)光二極管的一控制電壓，其中該控制電壓依據(jù)一第二脈寬調(diào)制信號而產(chǎn)生，該第二脈寬調(diào)制信號的一頻率大于該第一脈寬調(diào)制信號的一頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無閃頻的發(fā)光裝置，其中該調(diào)光電路還包括: 一反饋單元，耦接于該驅(qū)動電路與該比較單元之間，用以將該驅(qū)動電路輸出給該發(fā)光二極管的一輸出電流轉(zhuǎn)換成該反饋電壓，并輸出該反饋電壓給該比較單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無閃頻的發(fā)光裝置，其中該界面觸發(fā)單元將該第一脈寬調(diào)制信號的各該脈沖寬度的正緣與負(fù)緣轉(zhuǎn)換成多個觸發(fā)信號，并由該多個觸發(fā)信號計算出該些導(dǎo)通時間。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無閃頻的發(fā)光裝置，其中該驅(qū)動電路的該第二脈寬調(diào)制信號的該頻率大于20kHz，該第一脈寬調(diào)制信號的該頻率小于5kHz。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無閃頻的發(fā)光裝置，其中該驅(qū)動電路包括一整流器，將該外接電壓由交流電轉(zhuǎn)換為直流電。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無閃頻的發(fā)光裝置，其中該驅(qū)動電路還包括一功率級，該功率級根據(jù)該比較單元輸出的該所需電壓及該差值電壓，將一外接電壓轉(zhuǎn)換成該發(fā)光二極管的該控制電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無閃頻的發(fā)光裝置，其中該驅(qū)動電路還包括一低通濾波器，使該控制電壓的波形趨近于直流。
【文檔編號】F21S2/00GK103917009SQ201310055524
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月7日
【發(fā)明者】陳俊光, 陳柏?zé)? 林鳳玲, 陳慧瑛 申請人:隆達(dá)電子股份有限公司