自动切换调光模式的发光二极管控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种发光二极管(light-emitting d1de,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】
[0002]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I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I可输出5V的直流电压Vol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0N/0FF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 modulat1n, 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。
[0003]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DM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ned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O。因此，流过LED光源3的平均电流等于PWM调光信号DM的占空比D乘以额定电流值Ir，即DX Ir，可提供线性的亮度变化，其中，PWM调光信号DM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。
[0004]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I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DM由低电平变成高电平时，电流Iled极短时间内由O上升至额定电流值Ir，使得电源供应器I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I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I中磁性组件的激磁电流变化过大,产生较多的散射噪声。
[0005]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DM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I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I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DM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】
[0006]本发明的目的在提出一种自动切换调光模式的LED控制器，可改善电源供应器输出电压暂态振荡及瞬降现象，进而改善屏幕出现水波纹、无音源输入下喇叭出现低频杂音及产生较多散射噪声的问题，且可避免LED光源因电流过低使其发出的光产生色温偏差的问题。
[0007]为达到上述目的，本发明提出一种自动切换调光模式的LED控制器，包括调光信号侦测模块及调光控制模块。调光信号侦测模块接收PWM调光信号，在侦测到PWM调光信号的正沿时，开始计时以产生第一计时值；在第一计时值小于PWM调光信号的周期且侦测到PWM调光信号的负沿时，停止计时并读出第一计时值，然后重置(reset)第一计时值的计时；在第一计时值达到PWM调光信号的周期时，输出最大亮度通知信号并重新开始计时以产生第一计时值；在侦测到PWM调光信号的负沿时，开始计时以产生第二计时值；在第二计时值小于PWM调光信号的周期且侦测到PWM调光信号的正沿时，停止计时并读出第二计时值，然后重置第二计时值的计时；在第二计时值达到PWM调光信号的周期时，输出最小亮度通知信号并重新开始计时以产生第二计时值。调光控制模块在未收到最大亮度通知信号或最小亮度通知信号时，将第一计时值除以第一计时值及第二计时值之和以得到比值，在比值大于阈值时，采用模拟调光模式控制LED光源的亮度；在比值小于阈值时，采用PWM调光模式控制LED光源的亮度；在收到最大亮度通知信号或最小亮度通知信号时，停止比值的计算，并控制LED光源发出最大亮度或不发光。
[0008]在本发明一实施例中，调光信号侦测模块包括正沿侦测器及负沿侦测器。正沿侦测器接收PWM调光信号，在侦测到PWM调光信号的正沿时，输出正沿通知信号。负沿侦测器接收PWM调光信号，在侦测到PWM调光信号的负沿时，输出负沿通知信号。
[0009]在本发明一实施例中，调光信号侦测模块还包括第一触发器(flip-flop)及第二触发器。第一触发器耦接正沿侦测器及负沿侦测器，在收到正沿通知信号时，控制调光信号侦测模块开始计时以产生第一计时值；在收到负沿通知信号时，控制调光信号侦测模块停止计时并读出第一计时值，然后重置第一计时值的计时。第二触发器耦接正沿侦测器及负沿侦测器，在收到负沿通知信号时，控制调光信号侦测模块开始计时以产生第二计时值；在收到正沿通知信号时，控制调光信号侦测模块停止计时并读出第二计时值，然后重置第二计时值的计时。
[0010]在本发明一实施例中，若正沿通知信号及负沿通知信号均为脉冲信号，则第一触发器及第二触发器均为边缘敏感式(edge-sensitive)触发器。若正沿通知信号及负沿通知信号均为高或低电平信号，则第一触发器及第二触发器均为电平敏感式(level-sensitive)触发器。
[0011 ] 在本发明一实施例中，第一触发器及第二触发器均为设定重置(set-reset, SR)触发器，且均具有设定端、重置端、第一输出端及第二输出端，第一输出端及第二输出端的输出互补。第一触发器的设定端及重置端分别耦接正沿侦测器及负沿侦测器，第二触发器的设定端及重置端分别耦接负沿侦测器及正沿侦测器。
[0012]在本发明一实施例中，调光信号侦测模块还包括第一计时器、第一参数读取器、第一延迟器、第二计时器、第二参数读取器及第二延迟器。第一