[发明专利]发光组件线性调光电路及其方法

说明书

【技术领域】

本发明关于一种发光组件调光电路及其调光方法，特别是一种可使发光组件的发光亮度与控制讯号呈线性关系的发光组件调光电路及其调光方法。

【背景技术】

目前许多发光组件，例如发光二极管（light-emitting diode，LED），皆以电流作为其驱动的方式，并通过控制驱动电流的大小来调整发光组件的亮度。驱动电流的产生方式通常有脉波宽度调变（pulse-width modulation，PWM）以及直流输出两种方法，目的都是为了输出一个对应于设定亮度的平均直流电流。

脉波宽度调变的方式通常是以一个高频的频率配合计数器来决定其工作周期（duty cycle），因此其输出的平均直流电流相对于指定工作周期的输入控制讯号具有良好的线性度，如图1所示。然而由于其周期性切换的动作，容易造成特定频率的电磁幅射干扰（electro-magnetic interference，EMI），尤其为了使脉波宽度调变的工作周期具有一定的分辨率，设计上其讯号频率通常在几百赫兹（Hertz）到几十千赫兹的范围，刚好与人耳可接收的频率范围（约20赫兹到20千赫兹）部份重迭，因此可能产生音频的噪音。

另一方面，直流输出的方法则是直接产生一直流电流驱动发光组件，设计上通常以电流镜（current mirror）的方式实现。然而电流镜通常会由于其组件匹配（matching）的问题而造成输出电流值的误差而影响准确度，尤其是当电流值较小的时候。然而直流输出的方式可以避免电磁幅射干扰可能产生的音频噪音的问题。

目前有一种产生驱动电流的方式，为同时使用脉波宽度调变方式以及直流输出方式的混合式驱动方式。其设计为设定一个电流阀值，当设定输出电流大于电流阀值时，以直流输出方式输出驱动电流，以避免音频噪音的问题，且其电流值的误差又在一可接受的范围；而当输出电流小于电流阀值时，则以脉波宽度调变方式输出驱动电流，以改善电流值的误差程度，又由于此时输出的能量较小，因此可能产生的音频噪音问题也可控制在一可接受的范围。

然而在实作上可发现，发光组件的亮度（luminance）与其上的驱动电流并非完全线性的关系，甚至以输出同一驱动电流而言，不一样的驱动电流方式可能也会造成不一样的亮度，推测其可能为电流的波形或是散热效果不同所造成的差异。图2为发光组件的亮度（单位为尼特，nit）对于设定输出电流与最大电流的百分比的关系图。图2中有直流输出方式与脉波宽度调变方式所对应的两条曲线，可发现以直流输出方式来驱动发光组件，其亮度对于输入设定与预期的线性关系有较大的误差；而脉波宽度调变方式虽然误差较小，但当亮度在规格上有较精确的误差要求时，例如1%，可能也是无法达到。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供一种发光组件调光电路及其调光方法，可使发光组件的发光亮度与控制讯号呈线性关系，从而解决公知技术领域中所面临的问题。

本发明所揭露的一种发光组件调光电路，是输出驱动电流以驱动发光组件。发光组件调光电路包括调光讯号处理单元、以及发光组件驱动级。调光讯号处理单元具有调光讯号输入端以及电流设定输出端。调光讯号输入端接收亮度百分比设定值，用以设定发光组件的亮度为其最大亮度值乘以亮度百分比设定值。调光讯号处理单元并根据所述亮度百分比设定值产生电流百分比设定值。电流设定输出端输出驱动电流设定值，用以设定驱动电流为最大驱动电流值乘以电流百分比设定值。发光组件驱动级具有电流设定输入端、以及驱动电流输出端。电流设定输入端耦接于电流设定输出端，接收驱动电流设定值。驱动电流输出端是输出驱动电流予发光组件。其中，电流百分比设定值是为亮度百分比设定值的二次函数，或为一一元二次方程的解，且其常数项为亮度百分比设定值。

本发明所揭露的一种发光组件调光方法，包含以下步骤。

输入亮度百分比设定值。

设定驱动电流为最大驱动电流值乘以电流百分比设定值，且电流百分比设定值为亮度百分比设定值的一二次函数。

发光组件驱动级以所述驱动电流驱动发光组件。

本发明所揭露的另一种发光组件调光方法，包含以下步骤。

输入亮度百分比设定值。

设定驱动电流为最大驱动电流值乘以电流百分比设定值，且电流百分比设定值为一一元二次方程的解，且其常数项为亮度百分比设定值。

发光组件驱动级以驱动电流驱动发光组件。