自動切換調光模式的發光二極管控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明是關于一種發光二極管(light-emitting d1de,LED)控制器,且特別是關于一種自動切換調光模式的LED控制器。
【背景技術】
[0002]圖1為一種現有的顯示器的背光驅動系統的電路方塊圖。請參見圖1，交流電源輸入后，經過電源供應器I轉換成多組不同電平的直流電壓輸出，以供電給顯示器內部其它組件。以小尺寸顯示器為例，電源供應器I可輸出5V的直流電壓Vol供電給主板，并輸出12V或16V的直流電壓Vo2供電給顯示面板、音源放大器及背光驅動電路2。背光驅動電路2用于驅動作為背光的LED光源3。由于LED光源3通常包含有由多顆LED串聯組成的LED串31，而LED串31中串聯的LED數量越多就需要越高的順向電壓來驅動，因此直流電壓Vo2輸入背光驅動電路2后，通常需要先經過升壓轉換器21升壓以產生可驅動LED串31的直流電壓Vled后再輸出至LED光源3，然后LED控制器22可根據主板發送的開關信號0N/0FF開啟或關閉LED光源3，并在LED光源3被開啟時根據主板發送的調光信號DIM對LED光源3進行調光。LED光源3的調光方式或調光模式主要有模擬(analogy)調光及脈沖寬度調制(pulse-width modulat1n, PWM)調光兩種。模擬調光直接調節流過LED串31的直流電流Iled大小，以改變LED串31的亮度，以此控制LED光源3的亮度；而PWM調光則通過調節LED串31中固定大小的電流Iled的占空比(duty cycle)來改變LED串31的平均電流，以改變LED串31的平均亮度，以此控制LED光源3的亮度。
[0003]圖2為圖1所示LED光源3采用PWM調光及模擬調光時的電流Iled的波形圖。請同時參見圖1及圖2，主板發送到LED控制器22的調光信號DM通常采用PWM形式的數字信號，故又稱為PWM調光信號，以便具有較強的抗噪聲能力。當采用PWM調光時，在PWM調光信號DIM為高電平的期間，LED控制器22通過汲入LED串31的電流Iled以啟用LED光源3，或通過控制升壓轉換器21正常工作以啟用LED光源3，此時電流Iled為固定大小且通常采用額定電流值Ir，所謂的額定電流值是指組件在特定環境條件(如環境溫度等)下長期連續工作時可允許的最大電流值。在PWM調光信號DIM為低電平的期間，LED控制器22通過停止汲入LED串31的電流ned以停用LED光源3，或通過控制升壓轉換器21停止工作以停用LED光源3，此時電流Iled為O。因此，流過LED光源3的平均電流等于PWM調光信號DM的占空比D乘以額定電流值Ir，即DX Ir，可提供線性的亮度變化，其中，PWM調光信號DM的占空比D等于其為高電平的時間(即啟用LED光源3使其工作的時間)除以其周期T。
[0004]然而，在PWM調光信號DIM由高電平變成低電平時，電流Iled瞬間解離為0，使得電源供應器I輸出直流電壓Vo2的輸出端形同滿載瞬間變成空載，造成直流電壓Vo2發生暫態振蕩；在PWM調光信號DM由低電平變成高電平時，電流Iled極短時間內由O上升至額定電流值Ir，使得電源供應器I輸出直流電壓Vo2的輸出端形同空載瞬間變成滿載，造成直流電壓Vo2發生瞬降現象。因此，對電源供應器I而言，作為其負載的電流Iled的劇烈變化會使其輸出的直流電壓Vo2產生極大的電壓暫態振蕩及瞬降現象，間接影響了其它共用此直流電壓Vo2作為電源的負載，例如顯示面板及音源放大器，常見的現象是屏幕出現水波紋及無音源輸入下喇叭出現低頻雜音。此外，負載的劇烈變化還會使電源供應器I中磁性組件的激磁電流變化過大,產生較多的散射噪聲。
[0005]當采用模擬調光時，LED控制器22通常需要先利用電阻和電容組成的RC積分電路將主板發送的PWM形式的調光信號DIM轉換成直流形式的電流命令值，使電流命令值與PWM調光信號DM的占空比D成正比，再根據此電流命令值調整汲入LED串31的電流Iled大小，或通過控制升壓轉換器21調整直流電壓Vled以改變LED串31的電流Iled大小。因此，對電源供應器I而言，作為其負載的電流Iled并不會有劇烈的變化，故輸出的直流電壓Vo2不會發生極大的電壓暫態振蕩及瞬降現象，不會影響其它共用此直流電壓Vo2的負載，此外，電源供應器I中磁性組件的激磁電流也不會變化過大而產生較多的散射噪聲。然而，電阻和電容組成的RC積分電路并不能精準地將PWM調光信號DM的占空比D轉換成與其成正比的電流命令值，而且，由于LED本身特性的緣故，流過LED串31的電流Iled過低時會使其發出的光產生色溫偏差的問題。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在提出一種自動切換調光模式的LED控制器，可改善電源供應器輸出電壓暫態振蕩及瞬降現象，進而改善屏幕出現水波紋、無音源輸入下喇叭出現低頻雜音及產生較多散射噪聲的問題，且可避免LED光源因電流過低使其發出的光產生色溫偏差的問題。
[0007]為達到上述目的，本發明提出一種自動切換調光模式的LED控制器，包括調光信號偵測模塊及調光控制模塊。調光信號偵測模塊接收PWM調光信號，在偵測到PWM調光信號的正沿時，開始計時以產生第一計時值；在第一計時值小于PWM調光信號的周期且偵測到PWM調光信號的負沿時，停止計時并讀出第一計時值，然后重置(reset)第一計時值的計時；在第一計時值達到PWM調光信號的周期時，輸出最大亮度通知信號并重新開始計時以產生第一計時值；在偵測到PWM調光信號的負沿時，開始計時以產生第二計時值；在第二計時值小于PWM調光信號的周期且偵測到PWM調光信號的正沿時，停止計時并讀出第二計時值，然后重置第二計時值的計時；在第二計時值達到PWM調光信號的周期時，輸出最小亮度通知信號并重新開始計時以產生第二計時值。調光控制模塊在未收到最大亮度通知信號或最小亮度通知信號時，將第一計時值除以第一計時值及第二計時值之和以得到比值，在比值大于閾值時，采用模擬調光模式控制LED光源的亮度；在比值小于閾值時，采用PWM調光模式控制LED光源的亮度；在收到最大亮度通知信號或最小亮度通知信號時，停止比值的計算，并控制LED光源發出最大亮度或不發光。
[0008]在本發明一實施例中，調光信號偵測模塊包括正沿偵測器及負沿偵測器。正沿偵測器接收PWM調光信號，在偵測到PWM調光信號的正沿時，輸出正沿通知信號。負沿偵測器接收PWM調光信號，在偵測到PWM調光信號的負沿時，輸出負沿通知信號。
[0009]在本發明一實施例中，調光信號偵測模塊還包括第一觸發器(flip-flop)及第二觸發器。第一觸發器耦接正沿偵測器及負沿偵測器，在收到正沿通知信號時，控制調光信號偵測模塊開始計時以產生第一計時值；在收到負沿通知信號時，控制調光信號偵測模塊停止計時并讀出第一計時值，然后重置第一計時值的計時。第二觸發器耦接正沿偵測器及負沿偵測器，在收到負沿通知信號時，控制調光信號偵測模塊開始計時以產生第二計時值；在收到正沿通知信號時，控制調光信號偵測模塊停止計時并讀出第二計時值，然后重置第二計時值的計時。
[0010]在本發明一實施例中，若正沿通知信號及負沿通知信號均為脈沖信號，則第一觸發器及第二觸發器均為邊緣敏感式(edge-sensitive)觸發器。若正沿通知信號及負沿通知信號均為高或低電平信號，則第一觸發器及第二觸發器均為電平敏感式(level-sensitive)觸發器。
[0011 ] 在本發明一實施例中，第一觸發器及第二觸發器均為設定重置(set-reset, SR)觸發器，且均具有設定端、重置端、第一輸出端及第二輸出端，第一輸出端及第二輸出端的輸出互補。第一觸發器的設定端及重置端分別耦接正沿偵測器及負沿偵測器，第二觸發器的設定端及重置端分別耦接負沿偵測器及正沿偵測器。
[0012]在本發明一實施例中，調光信號偵測模塊還包括第一計時器、第一參數讀取器、第一延遲器、第二計時器、第二參數讀取器及第二延遲器。第一