专利名称：发光二极管驱动装置及其方法与所应用的光源系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管驱动技术，且特别涉及一种可编程的发光二极管驱动装置及其方法与所应用的光源系统
背景技术：
目前市售的高亮度发光二极管(light emitting diode,LED)存在着一个现象,亦即虽然是同一规格的发光二极管，但是由于工艺的因素，以至于每一个发光二极管的正向偏压(forward bias voltage, VF)并不一致。换句话说，同一规格的多个发光二极管的正向偏压并不是一个固定值，而是一个分布区间，例如3V 5V。也亦因如此，为了要确保同一规格的每一个发光二极管在点亮时能够被确实导通以达到预期的亮度，所设计出的发光二极管驱动装置的输出电压(Vo)就必须以发光二极管的最大正向偏压(VFmax，亦即5V)为基准，否则将会造成发光二极管无法导通发光或者亮度不足。然而，由于所设计出的发光二极管驱动装置的输出电压(Vo)必须以发光二极管的最大正向偏压(VFmax，亦即5V)为基准，亦即发光二极管驱动装置的输出电压(Vo)被固定为5V而不会变动。再加上，若欲设计流经发光二极管的电流为10安培(A)的话，则所设计出的发光二极管驱动装置的输出功率(Po)就会等于50瓦特(W)，亦即10AX5V。由上述可知，当发光二极管的正向偏压(VF，例如为最小的3V)小于发光二极管的最大正向偏压(VFmax，亦即5V)时，则发光二极管驱动装置的功率损失会高达20W(亦即10AX(5V-3V))以转化为热能。如此一来，不但会造成发光二极管驱动装置的驱动效率过低，且又必须在发光二极管驱动装置上加装大型的散热片或散热系统以进行散热，从而使得所应用的产品无法小型化，否则将会大大地影响所应用的产品的系统稳定度与安全性。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种可编程的发光二极管驱动装置及其方法与所应用的光源系统，从而有效地改善先前技术所述及的问题。本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为达上述的一或部分或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例提供一种发光二极管驱动装置，其包括驱动单元、检测单元以及微控制单元。驱动单元用以接收输入电压，并且根据反馈电压的大小而对应地提供输出电压，从而驱动发光二极管模块。检测单元耦接于发光二极管模块与参考电位之间，用以检测流经发光二极管模块的电流，并据以提供电流检测信号。微控制单元耦接驱动单元，用以反应于点亮命令与电流命令而提供所述反馈电压，并且根据所述电流检测信号而决定是否改变所述反馈电压。本发明的另一实施例提供一种光源系统，其包括发光二极管模块以及发光二极管驱动装置。发光二极管驱动装置耦接发光二极管模块，用以接收输入电压，并且反应于点亮命令与电流命令而可编程地提供输出电压以驱动发光二极管模块。在本发明的一实施例中，发光二极管驱动装置还包括信号放大单元，其耦接于检测单元与微控制单元之间，用以接收所述电流检测信号，并且对所接收的电流检测信号进行信号放大后而提供给微控制单元。在本发明的一实施例中，所述电流命令对应到第一电流数值，且微控制单元还用以转换信号放大单元所提供的电流检测信号为第二电流数值，从而再对第一电流数值与第二电流数值进行比较，从而决定是否改变所述反馈电压。在本发明的一实施例中，当微控制单元比较出所述第一电流数值与第二电流数值相异时，则持续地改变所述反馈电压 ，直至流经发光二极管模块的电流等于所述第一电流数值为止；否则(亦即比较出所述第一电流数值与第二电流数值相同)，维持所述反馈电压。在本发明的一实施例中，发光二极管驱动装置还包括电源开关单元，其耦接驱动单元与微控制单元，用以接收所述输入电压，并且反应于微控制单元所发出的使能信号而提供所接收的输入电压给驱动单元。在本发明的一实施例中，电源开关单元包括开关。在本发明的一实施例中，检测单元包括电阻。在本发明的一实施例中，发光二极管模块包括至少一发光二极管。在本发明的一实施例中，光源系统还包括系统端，其耦接发光二极管驱动装置，用以发出所述点亮命令与所述电流命令。本发明的再一实施例提供一种发光二极管驱动方法，其适于驱动发光二极管模块，且包括下列步骤反应于点亮命令与电流命令而提供反馈电压；根据所述反馈电压的大小而对应地提供输出电压，从而驱动发光二极管模块；检测流经发光二极管模块的电流，并据以提供电流检测信号；根据所述电流检测信号而决定是否改变所述反馈电压。在本发明的一实施例中，所述电流命令对应到第一电流数值，且所述“根据所述电流检测信号而决定是否改变所述反馈电压”的步骤包括转换所述电流检测信号为第二电流数值；比较所述第一电流数值与第二电流数值，从而决定是否改变所述反馈电压。在本发明的一实施例中，当比较出所述第一电流数值与第二电流数值相异时，则持续地改变所述反馈电压，直至流经发光二极管模块的电流等于所述第一电流数值为止；否则(亦即比较出所述第一电流数值与第二电流数值相同)，维持所述反馈电压。基于上述，在本发明的实施例中，由于发光二极管驱动装置通过可编程的微控制单元来适应地调整用以驱动发光二极管模块所提供的输出电压，亦即发光二极管驱动装置所提供的输出电压会随着发光二极管的特性(亦即正向偏压的大小)而改变。如此一来，不但可以确保同一规格的每一个发光二极管在点亮时能够被确地实导通以达到预期的亮度，而且又可以降低发光二极管驱动装置的功率损失，从而充分发挥发光二极管驱动装置的驱动效率。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合附图，作详细说明如下，但是上述一般描述及以下实施方式仅为例示性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。
图IA示出了本发明一实施例的光源系统的示意图。
图IB示出了本发明另一实施例的光源系统的示意图。图2示出了本发明一实施例的适于驱动发光二极管模块的发光二极管驱动方法流程图
具体实施例方式有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的多个实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤代表相同或类似部分。图I示出了本发明一实施例的光源系统的示意图。请参照图1，本实施例的光源系统可以应用于发光二极管投影机、发光二极管背光模块、发光二极管照明设备…等场合，但并不限制于此。本实施例的光源系统包括系统端10、发光二极管模块(light emittingdiode module, LED module) 20 以及发光二极管驱动装置(LED driving apparatus) 30。系统端10用以发出点亮命令(light-up command) LC与电流命令(current command) CC,从而控制发光二极管驱动装置30是否提供输出电压No来驱动发光二极管模块20。本实施例的发光二极管模块20包括至少一发光二极管L，其中发光二极管L例如为单一发光二极管或者发光二极管串。发光二极管驱动装置30耦接系统端10与发光二极管模块20，用以接收输入电压VIN，并且反应于系统端10所发出的点亮命令LC与电流命令CC而可编程地提供输出电压Vo以驱动发光二极管模块20，亦即发光二极管驱动装置30所提供的输出电压Vo为可变动而非固定的(容后再详述)。更清楚来说，本实施例的发光二极管驱动装置30包括电源开关单元301、驱动单元303、检测单元305、信号放大单元307以及微控制单元(micro-controller unit,MCU)309。接下来，将逐一介绍各个构件之间的配置关系与作动机制。本实施例的电源开关单元301耦接驱动单元303与微控制单元309，用以接收(外部的)输入电压VIN，并且反应于微控制单元309所发出的使能信号EN而提供所接收的输入电压Vin给驱动单元303。在本实施例中，电源开关单元301可以由开关SW所组成，但并不限制于此。本实施例的驱动单元303用以接收输入电压VIN，并且根据反馈电压Vfb的大小而对应地提供输出电压Vo，从而驱动发光二极管模块20。本实施例的检测单元305耦接于发光二极管模块20与参考电位(例如地)之间，用以检测流经发光二极管模块20的电流IF，并据以提供电流检测信号CDS。在本实施例中，检测单元305可以由电阻R所组成，但并不限制于此。本实施例的信号放大单元307耦接于检测单元305与微控制单元309之间，用以接收检测单元305所提供的电流检测信号CDS，并且对所接收的电流检测信号CDS进行信号放大后而提供给微控制单元309。在本实施例中，可以利用运算放大电路的架构来实现信号放大单元307，但并不限制于此。然而，信号放大单元307的设置并非必然，举例来说，倘若检测单元305所提供的电流检测信号CDS的强度已足够让微控制单元309进行解析，则可省略设置信号放大单元307，如图IB所示。
本实施例的微控制单元309耦接驱动单元303，用以反应于系统端10所发出的点亮命令LC与电流命令CC而提供反馈电压VFB，并且根据电流检测信号CDS而决定是否改变反馈电压VFB，即根据已信号放大(例如在检测单元305所提供的电流检测信号CDS的强度不足够让微控制单元309进行解析的条件下)的电流检测信号CDS或未信号放大(例如在检测单元305所提供的电流检测信号CDS的强度已足够让微控制单元309进行解析的条件下)的电流检测信号CDS而决定是否改变反馈电压VFB。一旦反馈电压Vfb改变的话，则驱动单元303所提供的输出电压Vo就会改变，而这也意味着发光二极管驱动装置30所提供的输出电压Vo为可变动而非固定的。换句话说，驱动单元303会依据反馈电压Vfb的大小而决定其所提供的输出电压Vo的大小。基于上述，当系统端10发出点亮命令LC与电流命令CC时，则表示系统端10此时欲控制发光二极管驱动装置30提供输出电压Vo来驱动发光二极管模块20，从而使得发光二极管模块20发亮以提供光源。而且，系统端10所发出的电流命令CC会对应到第一电流数值(例如N位的数字信号)，且此第一电流数值即表示欲流经发光二极管模块20的电流IF的大小。承上述，在微控制单元309接收到系统端10所发出的点亮命令LC与电流命令CC的时候，微控制单元309会先发出使能信号EN至电源开关单元301，从而致使电源开关单元301传送输入电压Vin给驱动单元303。紧接着，微控制单元309会提供某一反馈电压Vfb给驱动单元303，从而致使驱动单元303所提供的输出电压Vo会等于发光二极管L的最小正向偏压(VFminJf^n 3V，但并不限制于此)，从而使得发光二极管L开始导通而被点亮。之后，微控制单元309会转换(例如模拟数字转换)信号放大单元307所提供的电流检测信号CDS为第二电流数值(例如亦为N位的数字信号)，从而再对第一电流数值与第二电流数值进行比较，从而决定是否改变反馈电压Vfb的大小。在本实施例中，当微控制单元309比较出第一电流数值与第二电流数值相异时(亦即两组N位的数字信号不相等)，则微控制单元309会持续地改变反馈电压Vfb的大小，从而连带改变驱动单元303所提供的输出电压Vo的大小(例如使输出电压Vo逐次增加一个预设电压值AV)，直至流经发光二极管模块20的电流IF等于对应于系统端10所发出的电流命令CC的第一电流数值为止。另一方面，当微控制单元309比较出第一电流数值与第二电流数值相同时(亦即两组N位的数字信号相等)，则微控制单元309就不会改变反馈电压VFB，即维持反馈电压Vfb的大小。此机制是因为此时流经发光二极管模块20的电流IF已等于对应于系统端10所发出的电流命令CC的第一电流数值。为了阐述本发明的精神，以下举例说明，但下述说明并非限制本发明。假设同一规格的多个发光二极管L的正向偏压(VF)的分布区间例如为3V 5V (亦即发光二极管L的最大正向偏压(VFmax)为5V,而发光二极管L的最小正向偏压(VFmin)为3V),而且欲设计流经发光二极管L的电流IF为10安培(A)。
承上述，当发光二极管L的正向偏压(VF)为3V(即此例中的最小正向偏压)时，由于具有正向偏压(VF)为3V的发光二极管L所需的能量为30W(亦即3VX10A)，以至于微控制单元309会提供某一反馈电压Vfb至驱动单元303，从而致使驱动单元303提供具有3V的输出电压Vo来驱动发光二极管L，亦即发光二极管驱动装置30的输出功率(Po)等于30W(亦即10AX3V)。由此可知，发光二极管驱动装置30并不会有额外的功率损失。
另外，当发光二极管L的正向偏压(VF)为4V时，由于具有正向偏压(VF)为4V的发光二极管L所需的能量为40W(亦即4VX 10A)，以至于微控制单元309会提供某一反馈电压Vfb至驱动单元303，从而致使驱动单元303提供具有4V的输出电压No来驱动发光二极管L，亦即发光二极管驱动装置30的输出功率(Po)等于40W(亦即10AX4V)。由此可知，发光二极管驱动装置30也不会有额外的功率损失。
再者，当发光二极管L的正向偏压(VF)为5V(即此例中的最大正向偏压)时，由于具有正向偏压(VF)为5V的发光二极管L所需的能量为50W(亦即5VX 10A)，以至于微控制单元309会提供某一反馈电压Vfb至驱动单元303，从而致使驱动单元303提供具有5V的输出电压Vo来驱动发光二极管L，亦即发光二极管驱动装置30的输出功率(Po)等于50W(亦即10AX5V)。由此可知，发光二极管驱动装置30仍然不会有额外的功率损失。据此可知的是，本实施例的发光二极管驱动装置30由于通过可编程的微控制单元309的管控，从而立即地调整其所提供的输出电压Vo的大小。如此一来，不但可以确保同一规格的每一个发光二极管L在点亮时能够被确地实导通以达到预期的亮度，而且又可以充分发挥发光二极管驱动装置30的驱动效率。另外，由于发光二极管驱动装置30并不会产生额外的功率损失，所以并不会有转化热能的现象产生(亦即不需加装大型的散热片或散热系统，从而可以小型化所应用的产品)，从而不但不会影响到发光二极管驱动装置30处于操作时的发热温度，而且又不会影响到系统端10的稳定度以及所应用的产品的安全性。汇整上述实施例的内容，以下提出一种适于驱动发光二极管模块的发光二极管驱动方法，如图2所示。本实施例的发光二极管驱动方法包括反应于点亮命令与电流命令而提供反馈电压，其中电流命令对应到第一电流数值(步骤S201);根据所述反馈电压的大小而对应地提供输出电压，从而驱动发光二极管模块(步骤S203);检测流经发光二极管模块的电流，并据以提供电流检测信号(步骤S205);根据电流检测信号而决定是否改变反馈电压(步骤S207)。在本实施例中，步骤S207包括转换电流检测信号为第二电流数值(步骤S207_l);比较第一电流数值与第二电流数值(步骤S207_3)，从而决定是否改变反馈电压。当比较出第一电流数值与第二电流数值相异时(亦即“否”)，则持续地改变反馈电压(步骤S207_5)，直至流经发光二极管模块的电流等于第一电流数值为止(亦即第一电流数值与第二电流数值相同为止)；否则(亦即“是”)，维持反馈电压(步骤S207_7)。综上所述，在本发明的实施例中，由于发光二极管驱动装置通过可编程的微控制单元来自适应地调整其用以驱动发光二极管模块所提供的输出电压，亦即发光二极管驱动装置所提供的输出电压会随着发光二极管的特性(即正向偏压的大小)而改变。如此一来，不但可以确保同一规格的每一个发光二极管在点亮时能够被确地实导通以达到预期的亮度，而且又可以降低发光二极管驱动装置的功率损失，从而充分发挥发光二极管驱动装置的驱动效率。以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，大凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与变型，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。
权利要求
1.一种发光二极管驱动装置，包括 驱动单元，用以接收输入电压，并且根据反馈电压的大小而对应地提供输出电压，从而驱动发光二极管模块； 检测单元，耦接于所述发光二极管模块与参考电位之间，用以检测流经所述发光二极管模块的电流，并据以提供电流检测信号；以及 微控制单元，耦接所述驱动单元，用以反应点亮命令与电流命令而提供所述反馈电压，并且根据所述电流检测信号而决定是否改变所述反馈电压。
2.如权利要求I所述的发光二极管驱动装置，还包括 信号放大单元，耦接于所述检测单元与所述微控制单元之间，用以接收所述电流检测信号，并且对所接收的所述电流检测信号进行信号放大后而提供给所述微控制单元。
3.如权利要求2所述的发光二极管驱动装置，其中所述电流命令对应到第一电流数值，且所述微控制单元用以转换所述信号放大单元所提供的所述电流检测信号为第二电流数值，从而对所述第一电流数值与所述第二电流数值进行比较，决定是否改变所述反馈电压。
4.如权利要求3所述的发光二极管驱动装置，其中当所述微控制单元比较出所述第一电流数值与所述第二电流数值相异时，则持续地改变所述反馈电压，直至所述第二电流数值等于所述第一电流数值为止。
5.如权利要求3所述的发光二极管驱动装置，其中当所述微控制单元比较出所述第一电流数值与所述第二电流数值相同时，则维持所述反馈电压。
6.如权利要求I所述的发光二极管驱动装置，其中所述电流命令对应到第一电流数值，且所述微控制单元用以转换所述检测单元所提供的所述电流检测信号为第二电流数值，从而对所述第一电流数值与所述第二电流数值进行比较，决定是否改变所述反馈电压。
7.如权利要求6所述的发光二极管驱动装置，其中当所述微控制单元比较出所述第一电流数值与所述第二电流数值相异时，则持续地改变所述反馈电压，直至所述第二电流数值等于所述第一电流数值为止。
8.如权利要求6所述的发光二极管驱动装置，其中当所述微控制单元比较出所述第一电流数值与所述第二电流数值相同时，则维持所述反馈电压。
9.如权利要求I所述的发光二极管驱动装置，还包括 电源开关单元，耦接所述驱动单元与所述微控制单元，用以接收所述输入电压，并且反应所述微控制单元所发出的使能信号而提供所接收的所述输入电压给所述驱动单元。
10.如权利要求I所述的发光二极管驱动装置，其中所述检测单元包括电阻。
11.一种光源系统，包括 发光二极管模块；以及 发光二极管驱动装置，耦接所述发光二极管模块，用以接收输入电压，并且反应点亮命令与电流命令而可编程地提供输出电压以驱动所述发光二极管模块。
12.如权利要求11所述的光源系统，其中所述发光二极管驱动装置包括 驱动单元，用以接收所述输入电压，并且根据反馈电压的大小而对应地提供所述输出电压，从而驱动所述发光二极管模块； 检测单元，耦接于所述发光二极管模块与参考电位之间，用以检测流经所述发光二极管模块的电流，并据以提供电流检测信号；以及 微控制单元，耦接所述驱动单元，用以反应所述点亮命令与所述电流命令而提供所述反馈电压，并且根据所述电流检测信号而决定是否改变所述反馈电压。
13.如权利要求12所述的光源系统，其中所述发光二极管驱动装置还包括 信号放大单元，耦接于所述检测单元与所述微控制单元之间，用以接收所述电流检测信号，并且对所接收的所述电流检测信号进行信号放大后而提供给所述微控制单元。
14.如权利要求13所述的光源系统，其中所述电流命令对应到第一电流数值，且所述微控制单元还用以转换所述信号放大单元所提供的所述电流检测信号为第二电流数值，从而再对所述第一电流数值与所述第二电流数值进行比较，从而决定是否改变所述反馈电压。
15.如权利要求13所述的光源系统，其中当所述微控制单元比较出所述第一电流数值与所述第二电流数值相异时，则持续地改变所述反馈电压，直至流经所述发光二极管模块的电流等于所述第一电流数值为止。
16.如权利要求13所述的光源系统，其中当所述微控制单元比较出所述第一电流数值与所述第二电流数值相同时，则维持所述反馈电压。
17.如权利要求11所述的发光二极管驱动装置，其中所述电流命令对应到第一电流数值，且所述微控制单元用以转换所述检测单元所提供的所述电流检测信号为第二电流数值，从而对所述第一电流数值与所述第二电流数值进行比较，决定是否改变所述反馈电压。
18.如权利要求17所述的发光二极管驱动装置，其中当所述微控制单元比较出所述第一电流数值与所述第二电流数值相异时，则持续地改变所述反馈电压，直至所述第二电流数值等于所述第一电流数值为止。
19.如权利要求17所述的发光二极管驱动装置，其中当所述微控制单元比较出所述第一电流数值与所述第二电流数值相同时，则维持所述反馈电压。
20.如权利要求11所述的光源系统，其中所述发光二极管驱动装置还包括 电源开关单元，耦接所述驱动单元与所述微控制单元，用以接收所述输入电压，并且反应于所述微控制单元所发出的使能信号而提供所接收的所述输入电压给所述驱动单元。
21.如权利要求11所述的光源系统，还包括 系统端，耦接所述发光二极管驱动装置，用以发出所述点亮命令与所述电流命令。
22.如权利要求11所述的光源系统，其中所述发光二极管模块包括至少一发光二极管。
23.一种发光二极管驱动方法，用以驱动发光二极管模块，而所述发光二极管驱动方法包括 反应点亮命令与电流命令而提供反馈电压； 根据所述反馈电压的大小而对应地提供输出电压，从而驱动所述发光二极管模块； 检测流经所述发光二极管模块的电流，并据以提供电流检测信号；以及 根据所述电流检测信号而决定是否改变所述反馈电压。
24.如权利要求23所述的发光二极管驱动方法，其中所述电流命令对应到第一电流数值，且所述的根据所述电流检测信号而决定是否改变所述反馈电压的步骤包括 转换所述电流检测信号为第二电流数值；以及比较所述第一电流数值与所述 第二电流数值，从而决定是否改变所述反馈电压。
25.如权利要求24所述的发光二极管驱动方法，其中当比较出所述第一电流数值与所述第二电流数值相异时，则持续地改变所述反馈电压，直至流经所述发光二极管模块的电流等于所述第一电流数值为止。
26.如权利要求24所述的发光二极管驱动方法，其中当比较出所述第一电流数值与所述第二电流数值相同时，则维持所述反馈电压。
全文摘要
一种发光二极管驱动装置及其方法与所应用的光源系统。发光二极管驱动装置包括驱动单元、检测单元以及微控制单元。驱动单元用以接收输入电压，并且根据反馈电压的大小而对应地提供输出电压，从而驱动发光二极管模块。检测单元耦接于发光二极管模块与参考电位之间，用以检测流经发光二极管模块的电流，并据以提供电流检测信号。微控制单元耦接驱动单元，用以反应于点亮命令与电流命令而提供所述反馈电压，并且根据所述电流检测信号而决定是否改变所述反馈电压。
文档编号H05B37/02GK102625515SQ20111003652
公开日2012年8月1日 申请日期2011年1月31日 优先权日2011年1月31日
发明者庄供卫, 郑连福 申请人:中强光电股份有限公司