发光二极管闪频控制系统的制作方法

文档编号:14478478
研发日期:2018/5/19

本实用新型与自动光学检测系统(AOI)应用的照明装置有关,具体而言是指一种发光二极管(LED)的闪频(Strobe)控制系统,能够在定电流及定电压的二种驱动模式之间切换,有效缩短发光二极管的响应时间以符合需求。



背景技术:

发光二极管(LED)照明的定电流驱动方法已是成熟技术,可以改善LED的使用寿命,并且降低波长、色温偏移与亮度光衰的问题。此外,LED发光能量与驱动电流成正相关,所以使用定电流驱动能够有效控制发光能量的一致性,不容易受到温度变化或二极管顺向电压的影响。

然而,定电流驱动的缺点在于:需要检测到实际的LED驱动负载才能得到正确的电流回授,导致电流稳压时间需要拉长到数百微秒(us),甚至系数毫秒(ms)。因此,定电流驱动无法应用在需要高速响应(Instant ON/OFF)的LED照明装置上。

以自动化光学检测系统(AOI)来说,LED照明装置会采用闪频(Strobe)控制来实现高速响应,以降低相机曝光时间,避免影像因移动或振动所造成的模糊问题,进而与CCD或CMOS等影像感测器搭配构成飞拍(on-the-fly)系统,提高生产速度,以及降低检测工时成本。自动化光学检测系统(AOI)所使用的LED照明装置当中LED每次点亮的响应时间必须被限缩在数微秒(us)内,才能够有效的跟影像感测器曝光同步,在前述的高速响应功能要求之下,自动化光学检测系统(AOI)所使用的LED照明装置仍旧只能使用定电压驱动,但是使用定电压驱动却不容易控制发光能量的一致性。

有鉴于上述情况,业界亟需要能够以定电流驱动方法实现高速响应的LED闪频控制系统,适用于自动化光学检测系统(AOI),使LED点亮时的光通量稳定一致,避免因为使用时间与温度变化而产生变异,同时增加产能及延长LED寿命。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种发光二极管闪频控制系统,能够使用定电流驱动方法,实现高速响应。

本实用新型所提供一种发光二极管闪频控制系统,包含有一控制与存储单元,一电源电路电连接控制与存储单元且具有一储能电容,一LED发光单元接受该电源电路所输出的驱动电流,以及一回路开关受控制与存储单元控制而开启或关闭,其特征在于:还具有一电流电压检测单元设置于电源电路及LED发光单元之间,以检测LED发光单元的实际电流值及实际电压值,并传送至控制与存储单元加以记录;其中,电源电路受控制与存储单元控制而切换为定电压或定电流输出。

因此,前述闪频控制系统能够预点亮取得LED发光单元的驱动电流达到目标电流值时的实际电压值,之后再确保LED发光单元不被点亮的情况下,电源电路以定电压输出符合实际电压值的驱动电流进行对储能电容进行预充电。预充电完成后,电源电路随即切换为定电流输出以点亮LED发光单元,便缩短LED发光单元的响应时间,同时通过定电流的驱动方式来确保LED发光单元所发射光通亮的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型所提供发光二极管闪频控制系统的系统方块图。

图2为本实用新型所提供发光二极管闪频控制系统的运作流程图。

附图标记说明

20 控制与存储单元

30 电源电路

40 电流电压检测单元

50 LED发光单元

60 回路开关

S1~S5 步骤

具体实施方式

为具体说明本实用新型的系统功能,执行方法与技术效果,以下提供一较佳实施例并配合附图进行详细说明。如图1所示,本实用新型所提供较佳实施例的发光二极管闪频控制系统,具有一控制与存储单元20,一电源电路30接受控制与存储单元20控制而输出定电压或定电流的驱动电流,一LED发光单元50接受来自电源电路30的驱动电流而发射光线,一电流电压检测单元40设置于电源电路30与LED发光单元50之间以检测LED发光单元50的实际电流值及实际电压值,以及一回路开关60,接受控制与存储单元20的控制来开启或关闭LED发光单元50。

其中,电源电路30具有一储能电容(图未绘示),用来稳定所输出的驱动电流。电流电压检测单元40电连接控制与存储单元20以回传LED发光单元50的实际电流值及实际电压值,控制与存储单元20会记录前述实际电流值及实际电压值来对电源电路30进行回授控制。此外,回路开关60为一短断路衔接装置通常使用功率晶体管、继电器或光电开关其中之一,能够导通或截断LED发光单元50的电力回路,所以只有在回路开关60开启时才能够点亮LED发光单元50。

通过前述发光二极管闪频控制系统能够执行如图2所示的发光二极管闪频控制流程。

首先执行步骤S1,以定电流驱动方式进行预点亮,控制与存储单元20将开启回路开关60,并且让电源电路30输出驱动电流以点亮LED发光单元50,使得通过LED发光单元50的电流(即电流电压检测单元40所检测的实际电流值)符合一目标电流值。在此同时,由电流电压检测单元40检测LED发光单元50的实际电压值并回传至控制与存储单元20进行纪录,完成后关闭回路开关60。

接着执行步骤S2,以定电压驱动方式进行预充电,由电源电路30输出符合步骤S1所记录实际电压值的驱动电流,确保电源电路30的储能电容在可立即输出的状态。此时回路开关60维持关闭,所以LED发光单元50不会被点亮。

对储能电容进行预充电完成后,触发执行步骤S3来开启回路开关60,进而点亮LED发光单元50,同时电源电路30从定电压驱动改为定电流驱动。由于电源电路30的储能电容在步骤S2已经处于可立即输出的状态,因此在回路开关60启动之后,只需要数微秒(us)的时间就会快速点亮LED发光单元50,并使通过LED发光单元50的实际电流值符合目标电流值。回路开关60维持开启的状态下,电源电路30通过电流电压检测单元40及控制与存储单元20的回授控制来维持LED发光单元50的实际电流值符合目标电流值,同时电流电压检测单元40持续检测LED发光单元50的实际电压值并传送至控制与存储单元20加以记录。

点亮LED发光单元50经过预定时间之后,随即执行步骤S4,关闭回路开关60,使得LED发光单元50熄灭,同时电源电路30根据储存于控制与存储单元20的实际电压值改为定电压输出,让电源电路30的储能电容处于可立即输出的状态,再回到步骤S3并重复执行,直到整体作业完成时进入步骤S5关闭回路开关并停止电源电路30的输出而结束。

通过前述发光二极管闪频控制系统,电源电路30会受控制与存储单元20的控制而规律地切换成定电压或定电流的驱动方式,使本实用新型的发光二极管闪频控制系统在点亮LED发光单元50时都可以符合高速响应的要求。

此外,由于LED发光单元50被点亮时都是采用定电流驱动方式,因而能够有效控制LED发光单元50当中LED所发射的光通量稳定一致,避免因使用时间与温度变化而产生的变异,并且能够延长LED寿命。

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