專利名稱：具有移相調(diào)光功能的led控制器及l(fā)ed移相調(diào)光電路與相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有移相調(diào)光功能的LED控制器，特別是指一種對(duì)多個(gè)LED通道 以移相方式調(diào)光的LED控制器。本發(fā)明也有關(guān)于一種LED移相調(diào)光電路，與對(duì)多個(gè)LED通 道調(diào)光的方法。
背景技術(shù)：
圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)的電路，LED控制器10控制多個(gè)LED通道(LED第1通道CHl 到LED第η通道CHn)。LED的亮度可由PWM輸入訊號(hào)20從全亮的狀況下向下調(diào)整。該P(yáng)WM 輸入訊號(hào)20的脈波寬度決定LED的導(dǎo)通時(shí)間(ON-time)，導(dǎo)通時(shí)間占整個(gè)工作周期的比例 越高，LED就越亮。在此電路中，所有的LED通道CHl-CHn同步對(duì)應(yīng)PWM輸入訊號(hào)20，如圖 2所示。換言之，所有LED同步地導(dǎo)通與關(guān)閉。這種安排的缺點(diǎn)是，LED的明暗差別在導(dǎo)通 與關(guān)閉之間的變化太過急劇，在某種影像圖形下會(huì)降低影像品質(zhì)，且對(duì)電源電路的干擾也 比較大。有鑒于此，本發(fā)明即針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種具有移相調(diào)光功能的LED 控制器及LED移相調(diào)光電路與相關(guān)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種具有移相調(diào)光功能的 LED控制器。本發(fā)明的另一目的在于，提出一種LED移相調(diào)光電路。本發(fā)明的再一目的在于，提出以移相方式控制多個(gè)LED通道的方法。本發(fā)明的較佳實(shí)施方式之一是在一個(gè)工作周期中，LED的導(dǎo)通時(shí)間錯(cuò)開。為達(dá)上述目的，就其中一個(gè)觀點(diǎn)言，本發(fā)明提供了一種具有移相調(diào)光功能的LED 控制器，包含一電源電路，將直流電力供應(yīng)給多個(gè)LED通道；以及一 LED移相調(diào)光電路，可 接收一 PWM輸入訊號(hào)，并輸出多個(gè)彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)，其中該彼此間具有相位差 的PWM訊號(hào)中，次一 PWM訊號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間始點(diǎn)銜接于前一個(gè)PWM訊號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間終點(diǎn)。就另一個(gè)觀點(diǎn)言，本發(fā)明提供了一種LED移相調(diào)光電路，其接收一 PWM輸入訊號(hào)， 并輸出多個(gè)彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)，該LED移相調(diào)光電路包含多個(gè)串接的延遲鎖相 回路，各延遲鎖相回路以一高頻時(shí)脈訊號(hào)計(jì)算所收到的PWM訊號(hào)的脈寬，并產(chǎn)生一個(gè)與所 收到的PWM訊號(hào)脈寬相同但具有相位差的PWM訊號(hào)，予以輸出，以使得該彼此間具有相位差 的PWM訊號(hào)中，次一 PWM訊號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間始點(diǎn)銜接于前一個(gè)PWM訊號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間終點(diǎn)。就又另一個(gè)觀點(diǎn)言，本發(fā)明提供了一種LED移相調(diào)光電路，其接收一 PWM輸入訊 號(hào)，并輸出多個(gè)彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)，該LED移相調(diào)光電路包含多個(gè)串接的脈寬 鏡，且每一脈寬鏡包括脈波邊緣偵測(cè)電路，其偵測(cè)該脈寬鏡所收到的PWM訊號(hào)的升及/或 降緣；脈寬記憶電路，其記憶所收到的PWM訊號(hào)的脈寬；以及脈寬產(chǎn)生電路，其根據(jù)脈波邊
5緣偵測(cè)電路和脈寬記憶電路的輸出，產(chǎn)生與所收到的PWM訊號(hào)脈寬相同但具有相位差的 PWM訊號(hào)，予以輸出。就再另一個(gè)觀點(diǎn)言，本發(fā)明提供了一種LED移相調(diào)光電路，其接收一 PWM輸入訊 號(hào)，并輸出多個(gè)彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)，該LED移相調(diào)光電路包含多個(gè)串接的脈寬 鏡，且每一脈寬鏡包括脈波邊緣偵測(cè)電路，其偵測(cè)該脈寬鏡所收到的PWM訊號(hào)的升及/或 降緣；工作周轉(zhuǎn)斜坡電路，其根據(jù)所收到的PWM訊號(hào)的工作周，產(chǎn)生斜坡訊號(hào)；以及脈寬產(chǎn) 生電路，其根據(jù)脈波邊緣偵測(cè)電路和工作周轉(zhuǎn)斜坡電路的輸出，產(chǎn)生與所收到的PWM訊號(hào) 脈寬相同但具有相位差的PWM訊號(hào)，予以輸出。就再另一個(gè)觀點(diǎn)言，本發(fā)明提供了一種以移相方式控制多個(gè)LED通道的方法，包 含接收一脈寬調(diào)變(PWM)輸入訊號(hào)；以及復(fù)制并轉(zhuǎn)換該P(yáng)WM輸入訊號(hào)成為多個(gè)彼此間具 有相位差的PWM訊號(hào)予各LED通道，其中該彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)中，次一 PWM訊號(hào) 的導(dǎo)通時(shí)間始點(diǎn)銜接于前一個(gè)PWM訊號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間終點(diǎn)。下面通過具體實(shí)施例詳加說明，當(dāng)更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其 所達(dá)成的功效。


圖1標(biāo)出現(xiàn)有技術(shù)的LED控制器電路架構(gòu)；圖2標(biāo)出圖1的訊號(hào)波形；圖3標(biāo)出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電路架構(gòu)；圖4標(biāo)出本發(fā)明一種實(shí)施例的訊號(hào)波形；圖5標(biāo)出本發(fā)明另一種實(shí)施例的訊號(hào)波形；圖6標(biāo)出本發(fā)明移相調(diào)光電路的一個(gè)實(shí)施例；圖7標(biāo)出本發(fā)明以DLL復(fù)制出一具有相位差的PWM訊號(hào)；圖8A顯示本發(fā)明移相調(diào)光電路的另一個(gè)實(shí)施例；圖8B與8C顯示脈寬鏡的兩個(gè)實(shí)施例；圖9顯示圖8B脈寬鏡的其中一個(gè)具體實(shí)施例；圖10顯示圖9中各點(diǎn)的訊號(hào)波形；圖11顯示圖8B脈寬鏡的另一個(gè)實(shí)施例；圖12標(biāo)出可實(shí)現(xiàn)圖8C脈寬鏡的一種訊號(hào)波形實(shí)施例；圖13-22標(biāo)出圖8C脈寬鏡的多種具體實(shí)施例；圖23A-23C顯示圖9電路的變化。圖中符號(hào)說明10LED 控制器20PWM輸入訊號(hào)21，22，23，2nPWM 訊號(hào)100LED 控制器110電源電路120移相調(diào)光電路121 123延遲鎖相回路
201 脈波邊緣偵測(cè)電路202 脈寬記憶電路 203 作周轉(zhuǎn)斜坡電路204 脈寬產(chǎn)生電路221 223 脈寬鏡Cl C5 電容CHI, CH2, CHn LED 通道CNTl CNT4計(jì)數(shù)器 Compl Comp4 比較器DC 短延遲電路 Gl G6 邏輯門LCl LC4 邏輯比較器LPF，LPFl，LPF2 低通濾波器Sffl, SW2 開關(guān)VCCS1, VCCS2 電壓控制電流源 VCO 電壓控制震蕩器
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的主要技術(shù)思想是于不同時(shí)間導(dǎo)通不同的LED通道，以使不同的LED通道 不同步導(dǎo)通或關(guān)閉。請(qǐng)參閱圖3，顯示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，LED控制器100包括一電源電路110，以控 制自Vin至Vout的電能轉(zhuǎn)換，將直流電力供應(yīng)給供應(yīng)多個(gè)LED通道；以及一移相調(diào)光電路 120接收一 PWM輸入訊號(hào)20并將其復(fù)制且輸出成多個(gè)不同PWM訊號(hào)21-2n，其相互間具有相 位差。如圖所示，PWM訊號(hào)21-2n控制對(duì)應(yīng)的開關(guān)，以控制將各對(duì)應(yīng)LED通道CHl-CHn連接 到電源電路110的連接時(shí)間。因PWM訊號(hào)21-2n相互間具有相位差，使得LED通道CHl-CHn 的導(dǎo)通時(shí)間始點(diǎn)(turn-ONtimings)異步，使整體LED的瞬間明暗變化不會(huì)過于劇烈。圖4顯示其中一種訊號(hào)波形，以圖3中η = 3為例，PWM訊號(hào)21_23開始導(dǎo)通的時(shí) 間可平均分配在一個(gè)工作周期T中，這種作法需要用到完整的倍頻鎖相回路，電路面積和 功耗都比較大。圖4所示為在一個(gè)工作周期T中，使各通道導(dǎo)通時(shí)間平均分布的實(shí)施例，但其實(shí)各 通道導(dǎo)通時(shí)間并不絕對(duì)需要平均分布，而只需要使其錯(cuò)開即可。圖5顯示本發(fā)明另一種實(shí) 施例的訊號(hào)波形，如圖所示，PWM訊號(hào)21的導(dǎo)通時(shí)間開始于PWM輸入訊號(hào)20的升緣(在高 位準(zhǔn)為導(dǎo)通的情況)，且其它的PWM訊號(hào)22及23的導(dǎo)通時(shí)間始點(diǎn)則銜接于前一個(gè)PWM訊 號(hào)的關(guān)閉動(dòng)作時(shí)間或?qū)〞r(shí)間終點(diǎn)(turn-OFF timing，在低位準(zhǔn)為關(guān)閉的情況，也就是降 緣)，在一個(gè)工作周期T中，使不同的LED通道CH1-CH3導(dǎo)通與關(guān)閉異步。圖6顯示本發(fā)明可達(dá)成圖5所示波形的一個(gè)移相調(diào)光電路120的實(shí)施例，其中，移 相調(diào)光電路120包含多個(gè)串接的延遲鎖相回路(DLLs) 121-123，各DLL根據(jù)所收到的PWM訊 號(hào)，復(fù)制產(chǎn)生一個(gè)具有相位差的PWM復(fù)制訊號(hào)，作為下一個(gè)LED通道的PWM訊號(hào)。在此實(shí)施 例中，DLL 121可以設(shè)置也可以不設(shè)置。上述DLL可以但并不需要是標(biāo)準(zhǔn)的完整DLL，而可 予以簡(jiǎn)化去除其電路中處理延遲量的電路，直接由前一級(jí)PWM信號(hào)的升緣/或降緣來觸發(fā)后一級(jí)PWM信號(hào)，如下述。圖7標(biāo)出觀念上此簡(jiǎn)化DLL如何復(fù)制出具有相位差的PWM訊號(hào)。DLL以一高頻時(shí) 脈訊號(hào)(取樣頻率)計(jì)算輸入的PWM訊號(hào)的脈波寬度并產(chǎn)生一個(gè)具有相同脈波寬度的PWM 訊號(hào)，予以輸出。請(qǐng)注意由于電路處理速度之故，在取樣計(jì)算完畢與復(fù)制輸出之間可能存在 時(shí)間延遲，亦即如圖標(biāo)在輸入的PWM訊號(hào)降緣與輸出的PWM訊號(hào)的升緣之間，可能存在一延 遲時(shí)間D，但此種延遲并不影響本發(fā)明“錯(cuò)開各通道導(dǎo)通時(shí)間”的目的，是可以接受的。也就 是說，前文參照?qǐng)D5時(shí)描述“PWM訊號(hào)22及23的導(dǎo)通時(shí)間始點(diǎn)‘銜接’于前一個(gè)PWM訊號(hào) 的導(dǎo)通時(shí)間終點(diǎn)”，其中的用語“銜接”，可為緊接但不必須為緊接，而也包括“延遲錯(cuò)開”。圖8A顯示本發(fā)明可達(dá)成圖5所示波形的另一個(gè)移相調(diào)光電路120實(shí)施例，該移相 調(diào)光電路120包含多個(gè)串接的“脈寬鏡”(PW mirrors) 221-223而非DLLs，在此實(shí)施例中， 脈寬鏡221可以設(shè)置也可以不設(shè)置。脈寬鏡的作用同樣是復(fù)制根據(jù)所收到的PWM訊號(hào)，復(fù)制產(chǎn)生一個(gè)具有相位差的 PWM復(fù)制訊號(hào)，作為下一個(gè)LED通道的PWM訊號(hào)。但其并非通過高頻時(shí)脈訊號(hào)來計(jì)算輸入 的PWM訊號(hào)的脈波寬度，與延遲鎖相回路的工作原理不同，因此在本發(fā)明中將其稱為“脈寬 鏡”，以作區(qū)隔。圖8B顯示脈寬鏡的第一種實(shí)施方式，在本實(shí)施例中脈寬鏡包含脈波邊緣偵測(cè)電 路(edge detector) 201、脈寬記憶電路202、脈寬產(chǎn)生電路204。脈波邊緣偵測(cè)電路201偵 測(cè)輸入的PWM訊號(hào)的升及/或降緣，脈寬記憶電路202記憶輸入的PWM訊號(hào)的脈寬。根據(jù) 這兩項(xiàng)信息，脈寬產(chǎn)生電路204即可產(chǎn)生具有相位差的PWM復(fù)制訊號(hào)，予以輸出。圖8B電 路的更具體實(shí)施方式
，將在圖9 11舉例說明。圖8C顯示脈寬鏡的另一種實(shí)施方式，在本實(shí)施例中脈寬鏡包含脈波邊緣偵測(cè)電 路201、工作周(duty)計(jì)算電路203、脈寬產(chǎn)生電路204。脈波邊緣偵測(cè)電路201偵測(cè)輸入 的PWM訊號(hào)的升及/或降緣，工作周轉(zhuǎn)斜坡(Duty-to-Ramp)電路203根據(jù)輸入的PWM訊號(hào) 的工作周而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的斜坡訊號(hào)。根據(jù)這兩項(xiàng)信息，脈寬產(chǎn)生電路204同樣可產(chǎn)生具有相 位差的PWM復(fù)制訊號(hào)，予以輸出。圖8C電路的更具體實(shí)施方式
，將在圖12以下舉例說明。圖9顯示圖8B電路的更具體實(shí)施方式
之一，圖10標(biāo)出圖9中各點(diǎn)的訊號(hào)波形；請(qǐng) 對(duì)照參閱圖9與10，以下說明此脈寬鏡如何復(fù)制并延遲輸入的PWM訊號(hào)。如圖所示，訊號(hào)A 為輸入的PWM訊號(hào)(PWM輸入訊號(hào)20或前一個(gè)LED通道(Channel η)的PWM訊號(hào))，而訊 號(hào)G即為復(fù)制所產(chǎn)生的PWM訊號(hào)(與輸入的PWM訊號(hào)具有一相位差)，用以控制下一個(gè)LED 通道(Channel n+1)。訊號(hào)B由訊號(hào)A的降緣取得(訊號(hào)B在訊號(hào)A的第一個(gè)降緣時(shí)為高 位準(zhǔn)，第二個(gè)降緣時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榈臀粶?zhǔn)，以此類推，亦即由A的降緣觸發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)除頻信號(hào))。圖9 中，上半部電路的目的在于根據(jù)訊號(hào)A產(chǎn)生訊號(hào)E，下半部電路的目的在根據(jù)訊號(hào)A產(chǎn)生訊 號(hào)F，如圖10所示，訊號(hào)E是延遲復(fù)制訊號(hào)A的第一、三、五...周期，訊號(hào)F是延遲復(fù)制訊 號(hào)A的第二、四、六...周期(訊號(hào)E、F的升緣跟隨訊號(hào)A的降緣)，因此通過或門G5將訊 號(hào)E與F結(jié)合，即可得出所要的訊號(hào)G。請(qǐng)先參閱圖9上半部，當(dāng)?shù)谝恢芷谥杏嵦?hào)A由低位準(zhǔn)轉(zhuǎn)變?yōu)楦呶粶?zhǔn)且訊號(hào)B為低 位準(zhǔn)時(shí)，邏輯門Gl輸出為高位準(zhǔn)，上方充電電流源CSl的電流1( = 10)無法自左方流通， 因此流往右方對(duì)電容Cl充電，節(jié)點(diǎn)C訊號(hào)開始上升，直至訊號(hào)A再轉(zhuǎn)變?yōu)榈臀粶?zhǔn)為止，之后 電容Cl轉(zhuǎn)為經(jīng)由下方放電電流源CS2，以電流1(= 10)放電。電容Cl的充放電時(shí)間相 ，因此電容Cl上所儲(chǔ)存的電壓(節(jié)點(diǎn)C電壓)即等于以模擬方式記憶了訊號(hào)A的脈寬。假 設(shè)Vref相當(dāng)于訊號(hào)C的最低位準(zhǔn)，則當(dāng)訊號(hào)C不為最低位準(zhǔn)時(shí)，比較器Compl的輸出為高 位準(zhǔn)，但邏輯門G3除接收比較器Compl的輸出外，另一輸入端接收邏輯門Gl輸出的反相訊 號(hào)，亦即當(dāng)邏輯門Gl輸出為高位準(zhǔn)時(shí)，比較器Compl的輸出被遮蔽，僅有當(dāng)邏輯門Gl輸出 為低位準(zhǔn)時(shí)，比較器Compl的輸出才通過邏輯門G3，因此訊號(hào)E是在電容Cl放電時(shí)為高位 準(zhǔn)，其它時(shí)間為低位準(zhǔn)，如圖10所示，換言之訊號(hào)E延遲復(fù)制了訊號(hào)A的第一、三、五...周 期。相似地，圖9下半部電路延遲復(fù)制了訊號(hào)A的第二、四、六...周期，成為訊號(hào)F。由訊 號(hào)F與訊號(hào)E經(jīng)或(OR)邏輯門G5所輸出的訊號(hào)，即訊號(hào)G，復(fù)制了訊號(hào)A，且較訊號(hào)A延 遲了一個(gè)導(dǎo)通時(shí)間(ON-time)。以上電路中，邏輯門Gl與G2相當(dāng)于圖8B中的脈波邊緣偵 測(cè)電路201，電流源CSl CS4和電容Cl與C2相當(dāng)于圖8B中的脈寬記憶電路202，比較器 CompU Comp2、邏輯門G3 G5相當(dāng)于圖8B中的脈寬產(chǎn)生電路204，其中脈寬產(chǎn)生電路204 根據(jù)電容的放電時(shí)間，決定輸出PWM訊號(hào)的脈寬。圖11顯示脈寬鏡的另一個(gè)實(shí)施例，本實(shí)施例以數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)圖9與圖10的技 術(shù)思想。圖9與圖10中的電容Cl、C2在本實(shí)施例中以計(jì)數(shù)器CNT1、CNT2取代，其升/降 計(jì)數(shù)對(duì)應(yīng)于電容的充/放電，而默認(rèn)值m相當(dāng)于圖9實(shí)施例的Vref ；此外，比較器Compl、 Comp2在本實(shí)施例中以邏輯比較器LC1、LC2取代。請(qǐng)對(duì)照?qǐng)D11與圖10，當(dāng)?shù)谝恢芷谥杏嵦?hào) A由低位準(zhǔn)轉(zhuǎn)變?yōu)楦呶粶?zhǔn)且訊號(hào)B為低位準(zhǔn)時(shí)，計(jì)數(shù)器CNTl自默認(rèn)值m開始往上計(jì)數(shù)，即 等于記憶訊號(hào)A的脈寬。當(dāng)計(jì)數(shù)器CNTl的輸出Q(N)大于默認(rèn)值附時(shí)，邏輯比較器LCl輸 出高位準(zhǔn)，否則輸出低位準(zhǔn)到對(duì)應(yīng)的邏輯門G3。邏輯門G3的另一輸入端接收邏輯門Gl輸 出的反相訊號(hào)，亦即當(dāng)邏輯門Gl輸出為高位準(zhǔn)時(shí)，邏輯比較器LCl的輸出被遮蔽，僅有當(dāng)邏 輯門Gl輸出為低位準(zhǔn)時(shí)，邏輯比較器LCl的輸出才通過邏輯門G3，因此訊號(hào)E是在計(jì)數(shù)器 CNTl自峰值往m計(jì)數(shù)時(shí)為高位準(zhǔn)，其它時(shí)間為低位準(zhǔn)，換言之訊號(hào)E延遲復(fù)制了訊號(hào)A的 第一、三、五...周期。訊號(hào)F的情況也類似。以上電路中，邏輯門Gl與G2相當(dāng)于圖8B中 的脈波邊緣偵測(cè)電路201，計(jì)數(shù)器CNTl與CNT2相當(dāng)于圖8B中的脈寬記憶電路202，邏輯比 較器LC1、LC2、邏輯門G3 G5相當(dāng)于圖8B中的脈寬產(chǎn)生電路204，其中脈寬產(chǎn)生電路204 根據(jù)計(jì)數(shù)器的反向計(jì)數(shù)時(shí)間，決定輸出PWM訊號(hào)的脈寬。本領(lǐng)域技術(shù)人員可自圖9與圖11類推思及其它具體實(shí)施圖8B的方式，本發(fā)明的 范圍當(dāng)不限于在此兩實(shí)施例中。以下舉例說明圖8C的具體實(shí)施方式
，請(qǐng)先參閱圖12，其中訊號(hào)A為PWM輸入訊號(hào) 20或前一個(gè)LED通道(Channel η)的PWM訊號(hào)，訊號(hào)D為復(fù)制產(chǎn)生的具有相位差的PWM復(fù) 制訊號(hào)，用以控制下一個(gè)LED通道(Channel n+1)。訊號(hào)B為由訊號(hào)A降緣取得的短脈波。 訊號(hào)C在訊號(hào)A發(fā)生降緣時(shí)，拉高至Vref的位準(zhǔn)，并自Vref持續(xù)降低直到訊號(hào)A下一個(gè)降 緣，此時(shí)再被拉高到Vref的位準(zhǔn)。或者，訊號(hào)C’在訊號(hào)A發(fā)生降緣時(shí)，被重設(shè)至低位準(zhǔn)，之 后持續(xù)升高直到訊號(hào)A下一個(gè)降緣，此時(shí)訊號(hào)C’會(huì)再被重設(shè)至低位準(zhǔn)。Vrefl與Vref2則 可為介于OV (地位準(zhǔn))和Vref之間的任意值。為便于了解圖12波形的意義，先以圖13的硬件實(shí)施例來說明，但實(shí)現(xiàn)圖12波形 的方法，并不限于圖13。請(qǐng)對(duì)照參閱圖12與圖13，當(dāng)訊號(hào)A切換到低位準(zhǔn)時(shí)，訊號(hào)C被拉 高到Vref的位準(zhǔn)，此時(shí)比較器Comp4輸出D為高位準(zhǔn)，第一電壓控制電流源VCCSl使電容 C5放電，訊號(hào)C慢慢下降至Vrefl位準(zhǔn)時(shí)，比較器Comp4輸出D轉(zhuǎn)為低位準(zhǔn)，亦即訊號(hào)A和
9比較器Comp4輸出訊號(hào)D都有其工作周比(Duty Ratio)，分別記為(A)和(D)，其 中工作周比的定義為一個(gè)工作周期b中，導(dǎo)通時(shí)間a所占的百分比。當(dāng)(A) >d% (D)時(shí)，比較器Comp3輸出低位準(zhǔn)的時(shí)間比輸出高位準(zhǔn)的時(shí)間長(zhǎng)，經(jīng)過低通濾波器LPF濾波 之后的輸出Vx為較低的電壓，第一電壓控制電流源VCCSl即輸出較低的電流，C5從Vref放 電到Vrefl的時(shí)間變長(zhǎng)，導(dǎo)致⑶變大。當(dāng)(A) < ⑶時(shí)，比較器Comp3輸出 高位準(zhǔn)的時(shí)間比輸出低位準(zhǔn)的時(shí)間長(zhǎng)，經(jīng)過低通濾波器LPF濾波之后的輸出Vx為較高的電 壓，第一電壓控制電流源VCCSl即輸出較高的電流，C5從Vref放電到Vrefl的時(shí)間變短， 導(dǎo)致⑶變小。簡(jiǎn)而言之，當(dāng)(A) > d%⑶時(shí)⑶變大，當(dāng)(A) < d%⑶ 時(shí)(D)變小，最后結(jié)果即是平衡在(A) = d% (D)，亦即達(dá)成圖12之A、B、C、D的關(guān) 系。同樣推理過程可以從圖14電路得到圖12之A、B、C’、D的關(guān)系，就不再贅述了。如此， 訊號(hào)D即可復(fù)制訊號(hào)A的工作周，但其落后訊號(hào)A —個(gè)導(dǎo)通時(shí)間a，即是從PWM輸入訊號(hào)20 或前一個(gè)LED通道(Channel η)的PWM訊號(hào)，復(fù)制產(chǎn)生出具有相位差的PWM復(fù)制訊號(hào)，用以 控制下一個(gè)LED通道(Channel n+1)。圖12的訊號(hào)波形可以由不同的實(shí)施方式來達(dá)成；圖13-19顯示多種實(shí)施例。本領(lǐng) 域技術(shù)人員當(dāng)可自圖13-19類推思及其它具體實(shí)施圖8C的方式，本發(fā)明的范圍當(dāng)不限于在 這些實(shí)施例中。在圖13及14的實(shí)施例中，訊號(hào)C或訊號(hào)C’的斜率由第一電壓控制電流源 (voltage-controlled current source, VCCS) VCCSl控制；所謂電壓控制電流源表示該電 流源的電流量可由電壓來控制。圖13中，訊號(hào)A經(jīng)過一短延遲電路DC予以短暫延遲，該電 路DC產(chǎn)生的訊號(hào)與訊號(hào)A的反相訊號(hào)經(jīng)過及(AND)門G6運(yùn)算后，產(chǎn)生一個(gè)與訊號(hào)A脈波 降緣有關(guān)的短脈波訊號(hào)，此即圖12訊號(hào)B，此訊號(hào)B控制晶體管開關(guān)Q的柵極，當(dāng)訊號(hào)B為 高位準(zhǔn)時(shí)，晶體管開關(guān)Q導(dǎo)通，節(jié)點(diǎn)C被拉高至電壓Vref，使比較器Comp4的輸出(訊號(hào)D) 轉(zhuǎn)為高位準(zhǔn)。當(dāng)訊號(hào)B為低位準(zhǔn)時(shí)，晶體管開關(guān)Q關(guān)閉，電容C5通過電流源VCCSl放電；當(dāng) 節(jié)點(diǎn)C的電壓低于Vrefl，比較器Comp4的輸出(訊號(hào)D)轉(zhuǎn)為低位準(zhǔn)。電容C5的放電速率 (亦即訊號(hào)C的下降速率)由電流源VCCSl決定，訊號(hào)A與回授的訊號(hào)D經(jīng)過比較器Comp3 比較，再經(jīng)過一低通濾波器(low-pass filter, LPF)取得平均值后，產(chǎn)生電壓訊號(hào)Vx控制 VCCS1，如此即可將電流源VCCSl的電流量回授調(diào)整至適當(dāng)?shù)闹?，?dāng)訊號(hào)D的脈寬過大時(shí)，控 制電容C5放電的速率加快，當(dāng)訊號(hào)D的脈寬過小時(shí)，控制電容C5放電的速率減慢，使訊號(hào) D的脈寬最終平衡在與訊號(hào)A相同的寬度。類似地，圖14則是利用電容的充電，當(dāng)訊號(hào)B為高位準(zhǔn)時(shí)，晶體管開關(guān)Q導(dǎo)通，節(jié) 點(diǎn)C被拉低至地電位，使比較器Comp4的輸出(訊號(hào)D)轉(zhuǎn)為高位準(zhǔn)。當(dāng)訊號(hào)B為低位準(zhǔn)時(shí)， 晶體管開關(guān)Q關(guān)閉，電流源VCCSl對(duì)電容C5充電，當(dāng)訊號(hào)C’超過Vref2時(shí)，訊號(hào)D就會(huì)由 高位準(zhǔn)轉(zhuǎn)低位準(zhǔn)。電路中也同樣的以回授的訊號(hào)D經(jīng)過比較器Comp3和低通濾波器LPF產(chǎn) 生電壓訊號(hào)Vx控制VCCS1，因此訊號(hào)C’的斜率會(huì)被適當(dāng)?shù)貨Q定。以上圖13及14的電路 中，短延遲電路DC與邏輯門G6相當(dāng)于圖8C中的脈波邊緣偵測(cè)電路201，比較器Comp3、低 通濾波器LPF、電流源VCCS1、晶體管開關(guān)Q、與電容C5相當(dāng)于圖8C中的工作周轉(zhuǎn)斜坡電路 203，比較器Comp4相當(dāng)于圖8C中的脈寬產(chǎn)生電路204。圖15A顯示另一實(shí)施例，在圖15A的實(shí)施例中，回授的訊號(hào)D并不直接與訊號(hào)A比 較，而是先經(jīng)過一低通濾波器LPF2，過濾后產(chǎn)生一訊號(hào)Vb，而訊號(hào)A則經(jīng)過一低通濾波器LPFl處理后產(chǎn)生一訊號(hào)Va，兩者比較后以其差值控制第二電壓控制電流源VCCS2的電流， 以適當(dāng)決定訊號(hào)C的斜率，圖15A的電路同樣可根據(jù)訊號(hào)A而產(chǎn)生出圖12的訊號(hào)D。類似 地，圖14的電路中，回授的訊號(hào)D亦可先經(jīng)過低通濾波器產(chǎn)生訊號(hào)Vb，而訊號(hào)A則經(jīng)過另一 低通濾波器處理后產(chǎn)生訊號(hào)Va，并以兩者差值來控制第二電壓控制電流源VCCS2的電流， 如圖15B所示。圖16是與圖13相同的概念而以數(shù)字電路的型式實(shí)施，其中降計(jì)數(shù)器CNT3的降 計(jì)數(shù)對(duì)應(yīng)于圖13中電容C5的放電，當(dāng)訊號(hào)B為高位準(zhǔn)，降計(jì)數(shù)器CNT3中的每一位被重置 為“1”，相當(dāng)于圖13中將節(jié)點(diǎn)C的電壓拉高至Vref。圖13中電容C5的放電速率，對(duì)應(yīng)于 本實(shí)施例中降計(jì)數(shù)器CNT3的計(jì)數(shù)頻率，亦實(shí)時(shí)脈。因此，本實(shí)施例中以電壓控制震蕩器 (voltage-controlled oscillator, VC0)取代圖13中的電壓控制電流源VCCS1，比較器 Comp3比較訊號(hào)A與回授的訊號(hào)D，再經(jīng)過LPF濾波后產(chǎn)生訊號(hào)Vx，以控制VCO所產(chǎn)生時(shí)脈 訊號(hào)CLK的頻率；該時(shí)脈訊號(hào)CLK即作為降計(jì)數(shù)器CNT3的時(shí)脈。此外，圖13中的比較器 Comp4在圖16中為一邏輯比較器LC3取代，當(dāng)降計(jì)數(shù)器CNT3輸出的訊號(hào)大于一默認(rèn)值N2 時(shí)，訊號(hào)D為高位準(zhǔn)，反之為低位準(zhǔn)。在本實(shí)施例中，此默認(rèn)值N2即相當(dāng)于圖13中的Vrefl。 如此，同樣可根據(jù)訊號(hào)A而產(chǎn)生出圖12的訊號(hào)D。圖17則是與圖14相同的概念以數(shù)字電路的型式實(shí)施，其中升計(jì)數(shù)器CNT4的升計(jì) 數(shù)對(duì)應(yīng)于圖14中電容C5的充電，當(dāng)訊號(hào)B為高位準(zhǔn)，升計(jì)數(shù)器CNT4中的每一位被重置為 “0”。本實(shí)施例中，VCO的作用與圖16中相同，而邏輯比較器LC4中，默認(rèn)值N2即相當(dāng)于圖 14中的Vref2。本實(shí)施例同樣可根據(jù)訊號(hào)A而產(chǎn)生出圖12的訊號(hào)D。圖15A、15B亦可類似地被轉(zhuǎn)換為數(shù)字電路，如圖18_19，不另贅予說明。圖13-19的實(shí)施例中，較佳地設(shè)置了回授路徑。然而，并非所有的LED通道都必須 設(shè)置回授路徑；整體電路中只需一個(gè)回授路徑便已足夠。如圖20所示，在其它的通道中，只 需用電流鏡或其等效電路將鏡像電流源CS的電流設(shè)為與VCCSl或VCCS2相同的電流?；?是，如圖21，只需分享圖16或18的VCO時(shí)脈訊號(hào)CLK，或如圖22，只需分享圖17或19的 VCO時(shí)脈訊號(hào)CLK，即可不需要回授回路。以上的實(shí)施例中，本發(fā)明利用PWM訊號(hào)的降緣來觸發(fā)下一個(gè)通道的移相PWM訊號(hào) 的導(dǎo)通工作周期。類似地，亦可以利用PWM訊號(hào)的升緣來觸發(fā)下一個(gè)通道的移相PWM訊號(hào) 的導(dǎo)通或關(guān)閉工作周期。以上已針對(duì)較佳實(shí)施例來說明本發(fā)明，只是以上所述，僅為使本領(lǐng)域技術(shù)人員易 于了解本發(fā)明的內(nèi)容，并非用來限定本發(fā)明的權(quán)利范圍。在本發(fā)明的相同精神下，本領(lǐng)域技 術(shù)人員可以思及各種等效變化。例如，以升緣和高位準(zhǔn)來控制LED通道的導(dǎo)通，可替換為 以降緣和低位準(zhǔn)來控制LED通道的導(dǎo)通，僅需對(duì)應(yīng)變更各實(shí)施例的電路(舉例而言，圖12 中訊號(hào)B改為根據(jù)訊號(hào)A的升緣產(chǎn)生，則13-22圖中邏輯門G6所接收的訊號(hào)A輸入不必 反相，訊號(hào)D和相關(guān)電路以相反的相位呈現(xiàn)，余類推)；在圖9中，充電電流源CS1、放電電 流源CS2、和四個(gè)二極管(參閱圖23A)，可改為圖23B或23C的電路；在圖11中，計(jì)數(shù)器的 升降計(jì)數(shù)可以做相反安排，而邏輯比較器改比較Q(N)是否小于m ；在圖13-22中，產(chǎn)生短 脈波訊號(hào)B的方式，不限于將訊號(hào)A的反相訊號(hào)與短延遲電路的輸出比較，亦可用高通濾 波器(High Pass Filter, HPF)或采其它任何方式來產(chǎn)生此類緣觸短波(Edge-Triggered ShortPulse)訊號(hào)。凡此種種，皆可根據(jù)本發(fā)明的教示類推而得，因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)涵蓋上述及其它所有等效變化。
權(quán)利要求
一種具有移相調(diào)光功能的LED控制器，其特征在于，包含一電源電路，將直流電力供應(yīng)給多個(gè)LED通道；以及一LED移相調(diào)光電路，可接收一脈寬調(diào)變PWM輸入訊號(hào)，并輸出多個(gè)彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)，其中該彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)中，次一PWM訊號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間始點(diǎn)銜接于前一個(gè)PWM訊號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間終點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的具有移相調(diào)光功能的LED控制器，其中，該LED移相調(diào)光電路包 含多個(gè)串接的延遲鎖相回路，各延遲鎖相回路根據(jù)所收到的PWM訊號(hào)，復(fù)制產(chǎn)生一個(gè)具有 相位差的PWM訊號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的具有移相調(diào)光功能的LED控制器，其中，所述各延遲鎖相回路以 一高頻時(shí)脈訊號(hào)計(jì)算所收到的PWM訊號(hào)的脈寬，并產(chǎn)生一個(gè)與所收到的PWM訊號(hào)脈寬相同 但具有相位差的PWM訊號(hào)，予以輸出。
4.如權(quán)利要求1所述的具有移相調(diào)光功能的LED控制器，其中，該LED移相調(diào)光電路包 含多個(gè)串接的脈寬鏡，且每一脈寬鏡包括脈波邊緣偵測(cè)電路，其偵測(cè)該脈寬鏡所收到的PWM訊號(hào)的升及/或降緣；脈寬記憶電路，其記憶所收到的PWM訊號(hào)的脈寬；以及脈寬產(chǎn)生電路，其根據(jù)脈波邊緣偵測(cè)電路和脈寬記憶電路的輸出，產(chǎn)生與所收到的PWM 訊號(hào)脈寬相同但具有相位差的PWM訊號(hào)，予以輸出。
5.如權(quán)利要求1所述的具有移相調(diào)光功能的LED控制器，其中，該LED移相調(diào)光電路包 含多個(gè)串接的脈寬鏡，且每一脈寬鏡包括脈波邊緣偵測(cè)電路，其偵測(cè)該脈寬鏡所收到的PWM訊號(hào)的升及/或降緣；工作周轉(zhuǎn)斜坡電路，其根據(jù)所收到的PWM訊號(hào)的工作周，產(chǎn)生斜坡訊號(hào)；以及脈寬產(chǎn)生電路，其根據(jù)脈波邊緣偵測(cè)電路和工作周轉(zhuǎn)斜坡電路的輸出，產(chǎn)生與所收到 的PWM訊號(hào)脈寬相同但具有相位差的PWM訊號(hào)，予以輸出。
6.一種LED移相調(diào)光電路，其特征在于，其接收一脈寬調(diào)變PWM輸入訊號(hào)，并輸出多個(gè) 彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)，該LED移相調(diào)光電路包含多個(gè)串接的延遲鎖相回路，各延遲 鎖相回路以一高頻時(shí)脈訊號(hào)計(jì)算所收到的PWM訊號(hào)的脈寬，并產(chǎn)生一個(gè)與所收到的PWM訊 號(hào)脈寬相同但具有相位差的PWM訊號(hào)，予以輸出，以使得該彼此間具有相位差的PWM訊號(hào) 中，次一 PWM訊號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間始點(diǎn)銜接于前一個(gè)PWM訊號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間終點(diǎn)。
7.—種LED移相調(diào)光電路，其特征在于，其接收一脈寬調(diào)變PWM輸入訊號(hào)，并輸出多個(gè) 彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)，該LED移相調(diào)光電路包含多個(gè)串接的脈寬鏡，且每一脈寬鏡 包括脈波邊緣偵測(cè)電路，其偵測(cè)該脈寬鏡所收到的PWM訊號(hào)的升及/或降緣；脈寬記憶電路，其記憶所收到的PWM訊號(hào)的脈寬；以及脈寬產(chǎn)生電路，其根據(jù)脈波邊緣偵測(cè)電路和脈寬記憶電路的輸出，產(chǎn)生與所收到的PWM 訊號(hào)脈寬相同但具有相位差的PWM訊號(hào)，予以輸出。
8.如權(quán)利要求7所述的LED移相調(diào)光電路，其中，該脈寬記憶電路包括電流源和電容， 且在所收到的PWM訊號(hào)脈寬起始時(shí)對(duì)該電容充電，于脈寬結(jié)束時(shí)停止充電，以記憶該脈寬。
9.如權(quán)利要求8所述的LED移相調(diào)光電路，其中，該脈寬產(chǎn)生電路根據(jù)該電容放電時(shí) 間，決定輸出PWM訊號(hào)的脈寬。
10.如權(quán)利要求7所述的LED移相調(diào)光電路，其中，該脈寬記憶電路包括計(jì)數(shù)器，在所收 到的PWM訊號(hào)脈寬起始時(shí)開始計(jì)數(shù)，于脈寬結(jié)束時(shí)停止計(jì)數(shù)，以記憶該脈寬。
11.如權(quán)利要求10所述的LED移相調(diào)光電路，其中，該脈寬產(chǎn)生電路根據(jù)該計(jì)數(shù)器反向 計(jì)數(shù)時(shí)間，決定輸出PWM訊號(hào)的脈寬。
12.—種LED移相調(diào)光電路，其特征在于，其接收一脈寬調(diào)變PWM輸入訊號(hào)，并輸出多個(gè) 彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)，該LED移相調(diào)光電路包含多個(gè)串接的脈寬鏡，且每一脈寬鏡 包括脈波邊緣偵測(cè)電路，其偵測(cè)該脈寬鏡所收到的PWM訊號(hào)的升及/或降緣； 工作周轉(zhuǎn)斜坡電路，其根據(jù)所收到的PWM訊號(hào)的工作周，產(chǎn)生斜坡訊號(hào)；以及 脈寬產(chǎn)生電路，其根據(jù)脈波邊緣偵測(cè)電路和工作周轉(zhuǎn)斜坡電路的輸出，產(chǎn)生與所收到 的PWM訊號(hào)脈寬相同但具有相位差的PWM訊號(hào)，予以輸出。
13.如權(quán)利要求12所述的LED移相調(diào)光電路，其中，該脈波邊緣偵測(cè)電路包括短延遲電 路，將所收到的PWM訊號(hào)予以短暫延遲，以及邏輯門，根據(jù)所收到的PWM訊號(hào)和短延遲電路 的輸出，產(chǎn)生一個(gè)與所收到的PWM訊號(hào)脈波邊緣有關(guān)的短脈波。
14.如權(quán)利要求12所述的LED移相調(diào)光電路，其中，該工作周轉(zhuǎn)斜坡電路包括電流源和 電容，并根據(jù)該脈波邊緣偵測(cè)電路的輸出，控制該電容的充或放電，以產(chǎn)生所述斜坡訊號(hào)。
15.如權(quán)利要求14所述的LED移相調(diào)光電路，其中，該工作周轉(zhuǎn)斜坡電路還包括回授比 較電路，將具有相位差的輸出PWM訊號(hào)與所收到的PWM訊號(hào)比較，并根據(jù)其結(jié)果控制該電流 源的電流量。
16.一種以移相方式控制多個(gè)LED通道的方法，其特征在于，包含 接收一脈寬調(diào)變PWM輸入訊號(hào)；以及復(fù)制并轉(zhuǎn)換該P(yáng)WM輸入訊號(hào)成為多個(gè)彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)予各LED通道，其 中該彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)中，次一 PWM訊號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間始點(diǎn)銜接于前一個(gè)PWM訊 號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間終點(diǎn)。
17.如權(quán)利要求16所述的以移相方式控制多個(gè)LED通道的方法，其中，復(fù)制并轉(zhuǎn)換該 PWM輸入訊號(hào)成為多個(gè)彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)的步驟包括偵測(cè)該P(yáng)WM輸入訊號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間始點(diǎn)； 記憶該P(yáng)WM輸入訊號(hào)的脈寬；復(fù)制產(chǎn)生與該P(yáng)WM輸入訊號(hào)相同脈寬的PWM訊號(hào)；以及于該P(yáng)WM輸入訊號(hào)導(dǎo)通時(shí)間終點(diǎn)或其后，輸出該復(fù)制產(chǎn)生的PWM訊號(hào)。
18.如權(quán)利要求17所述的以移相方式控制多個(gè)LED通道的方法，其中，復(fù)制并轉(zhuǎn)換該 PWM輸入訊號(hào)成為多個(gè)彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)的步驟還包括根據(jù)該復(fù)制產(chǎn)生的PWM 訊號(hào)，復(fù)制產(chǎn)生其它PWM訊號(hào)，并于該復(fù)制產(chǎn)生的PWM訊號(hào)導(dǎo)通時(shí)間終點(diǎn)或其后，輸出該復(fù) 制產(chǎn)生的其它PWM訊號(hào)。
19.如權(quán)利要求16所述的以移相方式控制多個(gè)LED通道的方法，其中，復(fù)制并轉(zhuǎn)換該 PWM輸入訊號(hào)成為多個(gè)彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)的步驟包括根據(jù)該P(yáng)WM輸入訊號(hào)的工作周，產(chǎn)生斜坡訊號(hào)；復(fù)制產(chǎn)生與該P(yáng)WM輸入訊號(hào)相同脈寬的PWM訊號(hào)；以及于該P(yáng)WM輸入訊號(hào)導(dǎo)通時(shí)間終點(diǎn)或其后，輸出該復(fù)制產(chǎn)生的PWM訊號(hào)。
20.如權(quán)利要求19所述的以移相方式控制多個(gè)LED通道的方法，其中，復(fù)制并轉(zhuǎn)換該 PWM輸入訊號(hào)成為多個(gè)彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)的步驟還包括根據(jù)該復(fù)制產(chǎn)生的PWM 訊號(hào)，復(fù)制產(chǎn)生其它PWM訊號(hào)，并于該復(fù)制產(chǎn)生的PWM訊號(hào)導(dǎo)通時(shí)間終點(diǎn)或其后，輸出該復(fù) 制產(chǎn)生的其它PWM訊號(hào)。
21.如權(quán)利要求19所述的以移相方式控制多個(gè)LED通道的方法，其中，復(fù)制并轉(zhuǎn)換該 PWM輸入訊號(hào)成為多個(gè)彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)的步驟還包括將復(fù)制產(chǎn)生的PWM訊 號(hào)與PWM輸入訊號(hào)回授比較，以控制該斜坡訊號(hào)的斜率。
22.如權(quán)利要求20所述的以移相方式控制多個(gè)LED通道的方法，其中，復(fù)制并轉(zhuǎn)換該 PWM輸入訊號(hào)成為多個(gè)彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)的步驟還包括將復(fù)制產(chǎn)生的PWM訊 號(hào)與PWM輸入訊號(hào)回授比較產(chǎn)生一電流，以控制該斜坡訊號(hào)的斜率，并在復(fù)制產(chǎn)生其它PWM 訊號(hào)時(shí)，鏡像復(fù)制此一電流，以控制對(duì)應(yīng)于該其它PWM訊號(hào)的斜坡訊號(hào)的斜率。
23.如權(quán)利要求20所述的以移相方式控制多個(gè)LED通道的方法，其中，復(fù)制并轉(zhuǎn)換該 PWM輸入訊號(hào)成為多個(gè)彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)的步驟還包括將復(fù)制產(chǎn)生的PWM訊 號(hào)與PWM輸入訊號(hào)回授比較產(chǎn)生一時(shí)脈，以控制該斜坡訊號(hào)的斜率，并在復(fù)制產(chǎn)生其它PWM 訊號(hào)時(shí)，以該時(shí)脈同時(shí)控制對(duì)應(yīng)于該其它PWM訊號(hào)的斜坡訊號(hào)的斜率。
全文摘要
本發(fā)明提出一種具有移相調(diào)光功能的LED控制器及LED移相調(diào)光電路與相關(guān)方法。該具有移相調(diào)光功能的LED控制器包含一電源電路，將直流電力供應(yīng)給多個(gè)LED通道；以及一LED移相調(diào)光電路，可接收一脈寬調(diào)變(PWM)輸入訊號(hào)，并輸出多個(gè)彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)，其中該彼此間具有相位差的PWM訊號(hào)中，次一PWM訊號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間始點(diǎn)銜接于前一個(gè)PWM訊號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間終點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05B37/02GK101902854SQ201010163819
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者劉景萌 申請(qǐng)人:立锜科技股份有限公司