專利名稱：一種自適應led調光控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及微電子中的模擬集成電路設計領域，具體地說，是一種自適應LED調 光控制方法。
背景技術：
LED是由半導體受激輻射而發(fā)光，其I-V曲線如圖1所示，工作區(qū)間為圖中A、B兩 點之間。具體地說，LED是一 PN結，在LED上正偏一個電壓，使LED導通，流過電流就能發(fā) 光，當LED被反向電壓偏置時或正向偏置電壓不足以使LED導通時，PN結截止，幾乎沒有電 流流過LED，所以不發(fā)光。由于LED發(fā)光時發(fā)熱量很少，效率高，不含汞等有毒物質，屬于綠 色照明。對于某一確定的LED而言，LED的亮度與正向導通流過它的電流呈現(xiàn)正相關，流過 的電流越大LED越亮，反之亦然。通過控制正向導通流過LED的電流也就控制了 LED的亮 度。目前主要存在兩種LED調光方法，一種是PWM調光控制方法，另一種是一線脈沖模 擬調光方法。PWM調光控制，是一種調節(jié)控制LED光亮度的方式，其脈沖時序狀態(tài)如圖2所示，原 理是根據(jù)控制某一頻率的脈寬，即控制信號的占空比DUTYCYCLE(DUTYCYCLE小于等于1，大 于等于0)，達到控制LED在每個脈沖周期的開關導通時間。導通時，LED流過電流為驅動電 路的設定電流值IM，關閉時，LED沒有電流流過，驅動電路設定電流值為0，這樣流過LED的 平均電流為DUTYCYCLE*IM。通過控制PWM信號的占空比來控制LED的在一段時間內的平均 電流，從而控制了 LED的亮度，PWM調光控制不停地發(fā)送某一占空比信號，使得LED的平均 亮度達到要求，實現(xiàn)對LED亮度的調節(jié)。另一種調節(jié)LED的電流與亮度的方法是一線脈沖模擬調光，其時序狀態(tài)如圖3所 示，描述了控制信號Ctrl的脈沖與LED電流ILED之間的對應關系。該方法是一種用數(shù)字邏 輯控制LED恒定電流源的調光方式，控制器設定有N種狀態(tài)，一種狀態(tài)對應于一種輸出電流 驅動。根據(jù)輸入脈沖的個數(shù)，一個脈沖計數(shù)對應一種狀態(tài)，同時對應于一個設定電流，通過 設定脈沖個數(shù)來調節(jié)LED的電流與亮度，當輸入超過N個脈沖后，狀態(tài)重新開始循環(huán)。對于 某一特定的LED亮度，一線脈沖模擬調光方式通過發(fā)送對應有限的脈沖數(shù)，達到調光目的， 達到目標亮度時，調光控制信號動作完畢，控制信號電平是固定的。在前次調光結束后間隔 一段時間TDIM后，可以重新輸入脈沖進行LED電流的再次調節(jié)，再次調節(jié)的起始狀態(tài)視邏 輯控制的狀態(tài)機而定。上述兩種調光控制方式，是各自獨立的，在現(xiàn)有技術中，使用PWM調光控制方式的 不能兼容一線脈沖模擬調光，一線脈沖模擬調光不能兼容PWM調光，適應性差，應用不方 便。
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種自適應LED調光控制方法，能自動識別上述兩種調光方式，使得不論加載那種控制信號，都能自動識別判斷。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下一種自適應LED調光控制方法，包括如下步驟設置一線調光電路和PWM調光電路 以及具有N種狀態(tài)的、用于記錄一線調光模式的狀態(tài)的第一計數(shù)器和具有M種狀態(tài)的、用于 記錄當前輸入脈沖個數(shù)的第二計數(shù)器，其中M > N ；首先進入一線脈沖模擬調光模式并發(fā)出 調光控制信號，所述第一計數(shù)器和第二計數(shù)器同時計數(shù)；當?shù)诙嫈?shù)器計數(shù)達到M時，切換 當前調光模式為PWM調光，同時清零所述第一計數(shù)器和第二計數(shù)器并保持第一計數(shù)器和第 二計數(shù)器為停止計數(shù)狀態(tài)；當調光控制信號處在一線脈沖模擬調光終止電平時間超過兩次 一線脈沖模擬調光的最小間隔時間，清零所述第二計數(shù)器；若此時為PWM調光模式，則切換 到一線脈沖模擬調光模式，第一計數(shù)器狀態(tài)切換為PWM模式下原先控制信號在一線脈沖模 擬調光終止電平所對應的亮度狀態(tài)；若此時為一線脈沖模擬調光模式，則繼續(xù)該模式并保 持第一計數(shù)器狀態(tài)不變。采用本發(fā)明自適應LED調光控制方法，先猜測工作在一線脈沖模式下，如果錯誤 則糾錯到PWM模式上，且能根據(jù)實時的調光控制信號來回判斷，使得不論加載哪種控制信 號，都能自動識別判斷。達到使用統(tǒng)一的單個模塊就能自適應地識別調光方式并進行調光 的效果。
圖1是LED的I-V曲線示意圖；圖2是LED的PWM調光的脈沖時序狀態(tài)示意圖；圖3是LED的一線脈沖模擬調光的時序狀態(tài)示意圖；圖4是本發(fā)明的自適應LED調光控制方法的狀態(tài)切換示意圖；圖5是本發(fā)明的自適應LED調光控制方法的邏輯示意圖。
具體實施例方式下面根據(jù)圖4和圖5，給出本發(fā)明一個較好實施例，并予以詳細描述，使能更好地 理解本發(fā)明的功能、特點。圖4是本發(fā)明的自適應LED調光控制方法的狀態(tài)切換示意圖。如圖4所示，本發(fā) 明的自適應LED調光控制方法的基本原理是設置一線調光電路和PWM調光電路，這兩個電 路均采用現(xiàn)有電路。將工作狀態(tài)預設在一線脈沖模式下，如果用于記錄當前輸入脈沖個數(shù) 的第二計數(shù)器CNTJUDGE溢出，則糾錯到PWM模式上。如果判斷TDIM超時，則切換回在一線 脈沖模式下。如此則可以實現(xiàn)自適應調光。本發(fā)明將工作狀態(tài)預設在一線脈沖模式下，是因為如果將工作狀態(tài)預設在PWM模 式下，會導致調光控制信息的丟失，因此不予采用。圖5是本發(fā)明的自適應LED調光控制方法的邏輯示意圖。如圖5所示，本發(fā)明的 自適應LED調光控制方法通過如下步驟實現(xiàn)。步驟一，設置一線調光電路和PWM調光電路以及第一計數(shù)器CNTDIM和第二計數(shù)器 CNT JUDGE。第一計數(shù)器CNTDIM記錄一線調光模式的狀態(tài)，共有N種(本實施例取N = 16) 狀態(tài)，一種狀態(tài)對于一個LED驅動電流，即一個LED亮度。第二計數(shù)器CNTJUDGE記錄當前輸入脈沖個數(shù)，共有M種(本實施例取M = 64)狀態(tài)，確保其中的M > N。具體地，PWM調光電路為高導通，低關斷，導通時流過LED的電流IM為10mA。一線 調光電路的一線脈沖模擬調光上升沿觸發(fā)狀態(tài)轉換，16步調光，第一個上升沿觸發(fā)得最高 亮度對應電流IM為10mA，也就是說，PWM模式中的導通狀態(tài)下流過LED電流與一線脈沖模 擬調光中最大亮度狀態(tài)對應的電流相等。隨后脈沖電流遞減。第二計數(shù)器CNTJUDGE有64 個狀態(tài)，輸入連續(xù)超過64個脈沖，就溢出。步驟二，電路啟動后進入一線脈沖模擬調光模式并發(fā)出調光控制信號，所述第一 計數(shù)器CNTDIM和第二計數(shù)器CNT JUDGE同時計數(shù)。此時LED為最高亮度，對應電流10mA。 在有限個上升沿后進入對應電流狀態(tài)，LED亮度隨第一計數(shù)器CNTDIM的值同步進行變化。步驟三、在64個脈沖后，第二計數(shù)器計數(shù)達到64，此時切換當前調光模式為PWM調 光，LED隨控制信號導通并保持電流為10mA或關斷，其亮度與輸入控制信號的占空相關。當 輸入的PWM信號改變占空比為100%后，即電平全高，則LED電流為10mA。在切換到PWM調 光模式的同時，會清除第一計數(shù)器CNTDIM的計數(shù)，也會清零第二計數(shù)器CNTJUDGE。當控制 電路判定系統(tǒng)進入PWM調光狀態(tài)后，繼續(xù)輸入調光控制信號，第一計數(shù)器CNTDIM與第二計 數(shù)器CNTJUDGE會停止計數(shù)，并保持原狀態(tài)。步驟四、不論控制電路處在PWM調光或一線脈沖模擬調光，當控制信號處在一線 脈沖模擬調光終止電平時間超過TDIM時間，第二計數(shù)器CNTJUDGE被清零，同時判斷此時應 當工作在一線脈沖模擬調光模式。此處的TDIM可定義為兩次一線脈沖模擬調光的最小間 隔時間，也就是PWM調光切換至一線脈沖模擬調光的判斷時間，本實施例中取值為25mS。在該步驟中存在兩種情況，即判斷此時應當工作在一線脈沖模擬調光模式的時 候，原先就工作在一線脈沖模擬調光模式下；或者原先是工作在PWM調光模式下。若原先 工作在PWM調光模式，則切換到一線脈沖模擬調光模式，第一計數(shù)器狀態(tài)切換為PWM模式 下原先控制信號在一線脈沖模擬調光終止電平所對應的亮度狀態(tài)，LED亮度為第一計數(shù)器 CNTDIM的數(shù)值所對應的亮度，即LED電流為10mA。也就是用一線脈沖模擬調光的最高亮度 狀態(tài)等效代替PWM調光，實現(xiàn)了 PWM切換回一線脈沖模擬調光。若原先工作在一線脈沖模 擬調光模式，則繼續(xù)該模式并保持第一計數(shù)器狀態(tài)不變。本發(fā)明的自適應LED調光控制方法能根據(jù)實時的調光控制信號來回判斷。提供一 種能自動識別上述兩種調光方式的自適應LED調光方式，使得不論加載那種控制信號，都 能自動識別判斷，從而調節(jié)LED亮度。以上所述的，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用以限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的自 適應LED調光控制方法可以通過多種電路實現(xiàn)。例如，本發(fā)明的在兩種電路之間的切換步 驟可以通過對計數(shù)器的狀態(tài)識別控制一個輸出信號給電流源控制模塊進行控制。在實際電 路中，兩個計數(shù)器可以用異步2進制復位加法計數(shù)器(行波進位計數(shù)器)來實現(xiàn)，也可以用 N位、M位同步二進制置位加法計數(shù)器實現(xiàn)。兩個計數(shù)器的狀態(tài)通過組合邏輯電路翻譯，并 對計數(shù)器進行必要的復位或者置位，通過一個信號輸出到電流源控制模塊，即可實現(xiàn)模式 的切換。即凡是依據(jù)本發(fā)明申請的權利要求書及說明書內容所作的簡單、等效變化與修飾， 皆落入本發(fā)明專利的權利要求保護范圍。
權利要求
一種自適應LED調光控制方法，包括如下步驟設置一線調光電路和PWM調光電路以及具有N種狀態(tài)的、用于記錄一線調光模式的狀態(tài)的第一計數(shù)器和具有M種狀態(tài)的、用于記錄當前輸入脈沖個數(shù)的第二計數(shù)器，其中M＞N；首先進入一線脈沖模擬調光模式并發(fā)出調光控制信號，所述第一計數(shù)器和第二計數(shù)器同時計數(shù)；當?shù)诙嫈?shù)器計數(shù)達到M時，切換當前調光模式為PWM調光，同時清零所述第一計數(shù)器和第二計數(shù)器并保持第一計數(shù)器和第二計數(shù)器為停止計數(shù)狀態(tài)；當調光控制信號處在一線脈沖模擬調光終止電平時間超過兩次一線脈沖模擬調光的最小間隔時間，清零所述第二計數(shù)器；若此時為PWM調光模式，則切換到一線脈沖模擬調光模式，第一計數(shù)器狀態(tài)切換為PWM模式下原先控制信號在一線脈沖模擬調光終止電平所對應的亮度狀態(tài)；若此時為一線脈沖模擬調光模式，則繼續(xù)該模式并保持第一計數(shù)器狀態(tài)不變。
2.如權利要求1所述的一種自適應LED調光控制方法，其特征在于，PWM模式的導通狀 態(tài)下流過LED的電流與一線脈沖模擬調光模式的最大亮度狀態(tài)對應的電流相等。
3.如權利要求1所述的一種自適應LED調光控制方法，其特征在于，調光模式為PWM調 光時，LED亮度隨PWM信號的占空比變化。
4.如權利要求1所述的一種自適應LED調光控制方法，其特征在于，所述N種狀態(tài)種的 每一種對應于一個LED亮度。
5.如權利要求1所述的一種自適應LED調光控制方法，其特征在于，調光模式為一線脈 沖模擬調光模式時，LED亮度隨第一計數(shù)器的值同步進行變化。
6.如權利要求1所述的一種自適應LED調光控制方法，其特征在于，所述一線脈沖模擬 調光上升沿觸發(fā)狀態(tài)轉換，第一個上升沿觸發(fā)得到最高亮度，隨后脈沖電流遞減。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自適應LED調光控制方法，包括設置具有N種狀態(tài)、記錄一線調光模式狀態(tài)的第一計數(shù)器和具有M種狀態(tài)、記錄當前輸入脈沖個數(shù)的第二計數(shù)器，M＞N；進入一線脈沖模擬調光模式并發(fā)出調光控制信號，第一、第二計數(shù)器同時計數(shù)；當?shù)诙嫈?shù)器計數(shù)達M時，切換當前調光模式為PWM調光，清零第一、第二計數(shù)器并使之保持停止計數(shù)狀態(tài)；當調光控制信號處在一線脈沖模擬調光終止電平時間超時，清零第二計數(shù)器；若此時為PWM調光，切換到一線脈沖模擬調光，第一計數(shù)器切換為PWM模式下原先控制信號在一線脈沖模擬調光終止電平所對應的亮度狀態(tài)；否則保持第一計數(shù)器狀態(tài)不變。達到使用統(tǒng)一的單個模塊就能自適應地識別調光方式并進行調光的效果。
文檔編號H05B37/02GK101932159SQ20091005359
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月23日 優(yōu)先權日2009年6月23日
發(fā)明者吳珂, 趙俊杰, 陳詩皓, 雷飛飛 申請人:啟攀微電子(上海)有限公司