[发明专利]自动切换调光模式的发光二极管控制器

说明书

技术领域

本发明是关于一种发光二极管（light-emitting diode，LED）控制器，且特别是关于一种自动切换调光模式的LED控制器。

背景技术

图1为一种现有的显示器的背光驱动系统的电路方块图。请参见图1，交流电源输入后，经过电源供应器1转换成多组不同电平的直流电压输出，以供电给显示器内部其它组件。以小尺寸显示器为例，电源供应器1可输出5V的直流电压Vo1供电给主板，并输出12V或16V的直流电压Vo2供电给显示面板、音源放大器及背光驱动电路2。背光驱动电路2用于驱动作为背光的LED光源3。由于LED光源3通常包含有由多颗LED串联组成的LED串31，而LED串31中串联的LED数量越多就需要越高的顺向电压来驱动，因此直流电压Vo2输入背光驱动电路2后，通常需要先经过升压转换器21升压以产生可驱动LED串31的直流电压Vled后再输出至LED光源3，然后LED控制器22可根据主板发送的开关信号ON/OFF开启或关闭LED光源3，并在LED光源3被开启时根据主板发送的调光信号DIM对LED光源3进行调光。LED光源3的调光方式或调光模式主要有模拟（analogy）调光及脉冲宽度调制（pulse-width modulation，PWM）调光两种。模拟调光直接调节流过LED串31的直流电流Iled大小，以改变LED串31的亮度，以此控制LED光源3的亮度；而PWM调光则通过调节LED串31中固定大小的电流Iled的占空比（duty cycle）来改变LED串31的平均电流，以改变LED串31的平均亮度，以此控制LED光源3的亮度。

图2为图1所示LED光源3采用PWM调光及模拟调光时的电流Iled的波形图。请同时参见图1及图2，主板发送到LED控制器22的调光信号DIM通常采用PWM形式的数字信号，故又称为PWM调光信号，以便具有较强的抗噪声能力。当采用PWM调光时，在PWM调光信号DIM为高电平的期间，LED控制器22通过汲入LED串31的电流Iled以启用LED光源3，或通过控制升压转换器21正常工作以启用LED光源3，此时电流Iled为固定大小且通常采用额定电流值Ir，所谓的额定电流值是指组件在特定环境条件（如环境温度等）下长期连续工作时可允许的最大电流值。在PWM调光信号DIM为低电平的期间，LED控制器22通过停止汲入LED串31的电流Iled以停用LED光源3，或通过控制升压转换器21停止工作以停用LED光源3，此时电流Iled为0。因此，流过LED光源3的平均电流等于PWM调光信号DIM的占空比D乘以额定电流值Ir，即D×Ir，可提供线性的亮度变化，其中，PWM调光信号DIM的占空比D等于其为高电平的时间（即启用LED光源3使其工作的时间）除以其周期T。

然而，在PWM调光信号DIM由高电平变成低电平时，电流Iled瞬间解离为0，使得电源供应器1输出直流电压Vo2的输出端形同满载瞬间变成空载，造成直流电压Vo2发生暂态振荡；在PWM调光信号DIM由低电平变成高电平时，电流Iled极短时间内由0上升至额定电流值Ir，使得电源供应器1输出直流电压Vo2的输出端形同空载瞬间变成满载，造成直流电压Vo2发生瞬降现象。因此，对电源供应器1而言，作为其负载的电流Iled的剧烈变化会使其输出的直流电压Vo2产生极大的电压暂态振荡及瞬降现象，间接影响了其它共用此直流电压Vo2作为电源的负载，例如显示面板及音源放大器，常见的现象是屏幕出现水波纹及无音源输入下喇叭出现低频杂音。此外，负载的剧烈变化还会使电源供应器1中磁性组件的激磁电流变化过大，产生较多的散射噪声。

当采用模拟调光时，LED控制器22通常需要先利用电阻和电容组成的RC积分电路将主板发送的PWM形式的调光信号DIM转换成直流形式的电流命令值，使电流命令值与PWM调光信号DIM的占空比D成正比，再根据此电流命令值调整汲入LED串31的电流Iled大小，或通过控制升压转换器21调整直流电压Vled以改变LED串31的电流Iled大小。因此，对电源供应器1而言，作为其负载的电流Iled并不会有剧烈的变化，故输出的直流电压Vo2不会发生极大的电压暂态振荡及瞬降现象，不会影响其它共用此直流电压Vo2的负载，此外，电源供应器1中磁性组件的激磁电流也不会变化过大而产生较多的散射噪声。然而，电阻和电容组成的RC积分电路并不能精准地将PWM调光信号DIM的占空比D转换成与其成正比的电流命令值，而且，由于LED本身特性的缘故，流过LED串31的电流Iled过低时会使其发出的光产生色温偏差的问题。

发明内容