基于发光二极管的发光系统及发光二极管驱动电路和方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于发光二极管的发光系统及发光二极管驱动电路和方法。驱动电路包括开关，脉宽调制信号产生器和与脉宽调制信号产生器耦接的调节器。根据脉宽调制信号产生器产生的脉宽调制信号的占空比控制开关的导通和截止的时间，以调节提供给发光二极管的电流。调节器的一个输入端接收外部输入信号，并根据该外部输入信号输出一个控制信号至所述脉宽调制信号产生器，调整其产生的脉宽调制信号的占空比，使发光二极管的电流可以根据外部输入信号而增加或减小，从而实现对发光二极管亮度的自由调整。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光系统及驱动电路和驱动方法，特别是涉及一 种。
技术介绍
由于发光二极管(LED)功耗低、寿命长、结构紧凑等众多优点， 因此被广泛应用于个人数字助理(PDA)、便携式电话(Mobile Phone) 等装置的液晶显示屏(LCD)中作为背景光源。LED由一 DC/DC转换 器驱动，通过控制开关的导通和截止，将电源提供的输入电压转换为 LED所需的输出电压。通常，使用脉冲宽度调制(PWM)技术调节LED 的电流，以控制LED电流的变化。其中LED的电流通过反馈回路中的 一个PWM控制信号来调制。美国专利公告第6,844,760号公开了一种LED的驱动电路。当控 制信号为高电平时，与LED串联连接的晶体管导通，电源输出的驱动 电流提供给LED。 一个表示LED电流的反馈信号输入到误差放大器的 反相输入端，误差放大器的正相输入端接收一个预先设定的参考值。 误差放大器根据该反馈信号和预先设定的参考值，输出相应的误差信 号给比较器。比较器根据该误差信号，输出具有相应占空比的PWM信 号，以调节LED的电流。然而，在实际应用中，需要根据外部环境光的亮度自由调整LED 的亮度。例如，便携式电话在使用过程中，当外部环境光较暗时，需 要增加LED的亮度，而外部环境光较亮时，可以减小LED的亮度，从 而使用户可以清晰地看到液晶显示屏上显示的内容。在前所述的现有 技术并不能实现LED亮度的自由调整。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种发光二极管的驱动电路， 其可以根据外部输入信号自由调整发光二极管的亮度。本专利技术另一个要解决的技术问题在于提供一种基于发光二极管的 发光系统，其发光亮度可以自由调整。本专利技术再一个要解决的技术问题在于提供一种可以根据外部输入 信号自由调整发光二极管亮度的方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种发光二极管的驱动电路， 其包括开关、脉宽调制信号产生器和与脉宽调制信号产生器耦接的调 节器。根据脉宽调制信号产生器产生的脉宽调制信号的占空比控制开 关的导通和截止的时间，以调节提供给发光二极管的电流。调节器包 括至少一个输入端，其接收一个外部输入信号，并根据该外部输入信号输出一个控制信号至所述脉宽调制信号产生器，调整其产生的脉宽 调制信号的占空比。作为上述方案的改进，驱动电路还包括振荡器，其产生的振荡信 号提供给调节器。调节器输出的控制信号是基于振荡信号的频率对外 部输入信号进行计数而输出的占空比的值。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种发光二极管的驱动方 法，驱动发光二极管的方法包括以下步骤脉宽调制信号产生器产生 脉宽调制信号，根据其占空比调节提供给发光二极管的电流；调节器 接收一个外部输入信号；根据外部输入信号，调节器设置新的占空比值；将新的占空比值发送至脉宽调制信号产生器；脉宽调制信号产生 器根据新的占空比值产生新的脉宽调制信号；及新的脉宽调制信号驱 动发光二极管。作为上述方案的改进，发光二极管的驱动方法还包括产生振荡信 号给调节器的步骤。调节器基于振荡信号的频率对外部输入信号进行 计数，产生所述新的占空比值。本专利技术还提供一种基于发光二极管的发光系统，其包括相互串联 的若干个发光二极管、给发光二极管提供电能的储能元件和驱动所述 若干个发光二极管的驱动电路。驱动电路包括开关和脉宽调制信号产 生器。脉宽调制信号产生器产生的脉宽调制信号的占空比控制开关的导通和截止，以调节储能元件提供给所述发光二极管的电流。驱动电 路还包括一个与脉宽调制信号产生器耦接的调节器。调节器包括一个 输入端，其接收一个外部输入信号，并根据该外部输入信号输出一个 控制信号至所述脉宽调制信号产生器，调整其产生的脉宽调制信号的占空比。与现有技术相比，本专利技术采用调节器接收外部输入信号，并根据 该外部输入信号调整脉宽调制信号产生器输出的脉宽调制信号的占空 比，使发光二极管的电流可以根据外部输入信号而增加或减小，从而 实现对发光二极管亮度的自由调整。此外，本专利技术调节器输出的占空 比的值是基于振荡信号的频率对外部输入信号进行计数而产生的，并 提供给脉宽调制信号产生器。因此，脉宽调制信号的占空比呈线性变 化，相应地，发光二极管的亮度被线性调节，不会出现亮度跳变，调 光效果好。附图说明本专利技术的其它特性和优点将在以下详细描述并结合图示的说明中更为明显，其中相同数字表示相同元件，并且其中图1是包括本专利技术发光二极管驱动电路的发光系统的方框图。图2是本专利技术发光二极管驱动电路对发光二极管进行亮度调节的流程图。图3是图1驱动电路中不同信号波形的时序图。具体实施方式图1是包括本专利技术发光二极管驱动电路100的发光系统10的电路 框图。该发光系统IO包括驱动电路100、储能元件102和相互串联连 接的若干个发光二极管(LED) 104。在本实施例中，储能元件102是电感。本专利技术的发光二极管驱动电路IOO包括脉宽调制信号(PWM)产 生器110、振荡器120、比较器130、驱动器140、用于调节发光二极 管104亮度的调节器150和开关160。比较器130的正相输入端接收一个参考信号，例如表示LED期望亮度的电压参考信号VREF，其反相 输入端接收一个由反馈电阻105检测的与实际流过LED的电流成正比 的电压反馈信号VFB，其中反馈电阻105与发光二极管104串联连接。 所述电压参考信号VREF可以是由一个参考信号产生器170对电源VIN 的电压进行转换而产生的。在电源VIN处可以加入滤波元件，如电容 108，以消除电源VIN电压的抖动。参考信号产生器170接收一个可以 控制驱动电路IOO工作与否的使能信号EN。当使能信号EN为高电平 时，参考信号产生器170对电源电压进行转换而输出电压参考信号 VREF，驱动电路100正常工作。当使能信号EN为低电平时，参考信 号产生器170的输出为零，阻止脉宽调制信号产生器110产生PWM信 号，使驱动电路100处于非工作状态，从而关断整个电路的电流，故 可减少电流泄漏，降低耗能，达到省电的目的。驱动电路100在正常 工作模式下的运作将在下文中详细描述。比较器130比较所述电压参考信号VREF和反馈信号VFB后产生 一输出信号至脉宽调制信号产生器110。振荡器120产生的振荡信号输 入到脉宽调制信号产生器110。振荡器120输出的振荡信号可以是锯齿 波、三角波等具有固定频率的脉冲信号。脉宽调制信号产生器110根 据比较器130的输出信号和振荡器120输出的振荡信号，产生具有振 荡信号频率的PWM信号。驱动器140接收所述PWM信号并对其进行 电平转换，以控制开关160的导通和截止。开关160与电感102串联 连接在电源VIN和接地端之间。在本实施例中，开关160是N型金属 氧化物半导体场效应管(MOSFEF)，其漏极与电感102的一端连接， 源极经由电阻162接地，栅极由驱动器140输出的PWM信号控制。当 PWM信号为高电平时，开关160导通，从电源VIN输出的电流经由电 感102和开关160流入接地端，该电流产生的电能储存在电感102中。 这一阶段相当于对电感102进行充电。很显然，PWM信号为高电平的 持续时间越长，储存在电感102中的电能越多。当PWM信号从高电平 转换为低电平时，开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管驱动电路，包括开关和脉宽调制信号产生器，根据脉宽调制信号产生器产生的脉宽调制信号的占空比控制所述开关导通和截止的时间，以调节提供给发光二极管的电流，其特征在于，所述驱动电路还包括与所述脉宽调制信号产生器耦接的调节器，该调节器包括至少一个输入端，其接收一个外部输入信号，并根据该外部输入信号输出一个控制信号至所述脉宽调制信号产生器，调整其产生的脉宽调制信号的占空比。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨申，
申请(专利权)人：凹凸科技中国有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]