專利名稱：一種驅動發光二極管亮度的方法
技術領域：
本發明涉及一種驅動發光二極管的電路和方法，尤其是涉及一種通過改變流過發光二極管兩引腳端的電流大小，驅動發光二極管的點亮及其亮度變化的方法。
背景技術：
近年來，具有環保、體積小、耗電量少、使用壽命長等優點的發光二極管，已經被廣泛應用于照明和裝飾燈具領域。隨著發光二極管技術的發展，功率不等的發光二極管也相繼問世，作為照明和裝飾領域的首選產品，其發光亮度嚴重影響著產品的質量以及未來的發展方向和生存空間。
目前，市面上出現的較多控制發光二極管亮度的方法主要是采用PWM技術，即脈沖寬度調制法，如中國專利號為200510063068.5，名稱為“一種利用占空比控制發光二極管亮度的方法”，該技術是通過CPU或者是軟件方法來控制發光二極管在控制信號的一個周期內處于“亮”狀態的時間在所述周期中所占的比例，并利用人眼的視覺暫留，來改變亮度的。本發明雖能為單個或整串發光二極管提供所需的多個等級的亮度，但其不足之處是由于利用矩形脈沖來驅動發光二極管，當在控制信號的一個周期內的某個時刻加一個使發光二極管開啟的高電平，則發光二極管的亮度瞬間達到最亮；在高電平到低電平，亮度又從最亮到熄滅，其發光二極管的亮度變化幅度較大，因此使得發光二極管的光亮效果差，發光利用率不高，亮度受到一定的限制，難以實現所需的緩慢連續變化效果。
此外，采用PWM技術驅動發光二極管，電源利用率不高。由于發光二極管的正向壓降具有一定的離散性，為了使各個像素點的亮度達到一致，必須在電路中另接限流電阻或是別的元件作為電流調整所用，而這些電阻和元件又必須使用IC芯片控制。因此，消耗了一定的功率，這樣不僅浪費了能源，而且還會對電路產生一定的熱量，使得電路的可靠性得不到保證；并且發光二極管的亮度變化還需要逐點調整各控制部分的參數，非常不便。
綜上所述，為了使發光二極管能夠更好的得到應用，自身的亮度問題勢必要得到更好的解決。
發明內容
有鑒與此，本發明的目的是為了解決上述所提出的問題，提供一種通過改變流過發光二極管的電流大小，驅動發光二極管的點亮及其亮度變化，實現亮度變化均勻、調節使用方便的一種驅動發光二極管亮度的方法。
為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是一種驅動發光二極管亮度的方法，其特征在于利用外部單片機的串行數據通信口，輸出其串行數據，并將該串行數據送至一接受轉換芯片的串行輸入口線上，通過譯碼并在其接受轉換芯片的并行輸出口線上輸出，該并行輸出口線上輸出的信號作用于一電流采樣電路，并產生對應的電流值，將產生的電流值加權，經放大電路的放大處理，以驅動負載電路中發光二極管燈泡的點亮及其亮度變化。
上述接受轉換芯片是一個8位串行輸入并行輸出的移位寄存器。
上述電流采樣電路由至少一個單電阻網絡電路組成。
上述單電阻網絡電路是由電阻和晶體三極管組成，其中，所用晶體三極管為PNP型晶體管，該晶體管的發射極與電源電連接；基極與一電阻的一端電連接，該電阻的另一端與主控芯片上對應的并行口線相連接；集電極與一電阻電連接，該電阻的另一端與放大電路相連接。
上述兩個或兩個以上的單電阻網絡電路中，后一個單電阻網絡電路中與晶體管集電極電連接的電阻阻值是前一個單電阻網絡電路中與晶體管集電極電連接的電阻阻值的兩倍。
上述驅動發光二極管亮度的方法還包括通過外部電路的數據通信口，輸出控制信號直接作用于電流采樣電路，并產生相應的電流值，將產生的電流值加權，經電流放大電路的放大處理，驅動負載電路中發光二極管燈泡的點亮及其亮度變化。
本發明與現有技術相比其有益效果是由于本發明采用模擬方式，改變流過發光二極管燈泡電流的方式調節其亮度變化，突破了傳統的采用PWM技術，即脈沖寬度調制法，調節其發光二極管的亮度變化所帶來的亮度變化不均勻、電源利用率不高、電路可靠性差、使用調節不方便等缺點；同時本發明所用控制芯片較少，而且也無需另設置過壓和過流保護電路，使得電路結構簡單，調節容易、使用方便、電路可靠性較高，作為一種調節發光二極管亮度變化的方法，可優選該技術，并且具有不可估量的市場前景和實用價值。
圖1為本發明的電路框圖；圖2為本發明的電路原理圖。
具體實施例方式
為進一步深入了解本發明的電路結構特征以及所能達到的功能效益，現列舉具體實施例，并配合附圖詳細介紹說明如下一種驅動發光二極管亮度的方法，如圖1所示，該驅動方法采用的是一種驅動電路，該電路包括由單片機發出串行數據信號的外部電路1，接收串行輸入數據信號并轉換成并行輸出數據信號的接收轉換芯片2，接收并行輸出數據信號且產生對應電流值的電流采樣電路3，將電流采樣電路3采集的電流進行放大處理的電流放大電路4，接收電流放大電路4輸出放大電流的負載電路5，連接在接收轉換芯片2與負載電路5之間的插座6，以及與電流放大電路4、負載電路5相連接的、并防止噪音和電磁干擾的保護電路7和8。
參照圖2，該圖為本發明的電路原理圖。根據本發明的電路原理圖，一種具體實施例為對1W以內的RGB發光二極管燈泡進行分時控制。將1W以內的RGB發光二極管燈泡或是由1W以內的RGB發光二極管燈泡組成的燈串分別電連接在插頭P1、P2、和P3上。利用外部電路1中的單片機串行數據通信口，輸出其串行數據，并將該串行數據送至一接受轉換芯片2的串行輸入口線上，通過譯碼并在其接受轉換芯片2的并行輸出口線上輸出。同時由單片機串行數據通信口，輸出串行數據和時鐘信號，通過插座6驅動負載電路5中控制RGB發光二極管燈泡或是燈串的電路，以及各種不同顏色的發光二極管燈泡或是燈串的間隔點亮時間。從接受轉換芯片2的并行輸出口線上輸出的數據信號作用于一電流采樣電路3，該電流采樣電路3由至少一個單電阻網絡電路21組成；所述的單電阻網絡電路21是由兩個電阻和一個晶體三極管組成，其中，所用晶體三極管為PNP型晶體管，該晶體管的發射極與電源電連接；基極與一電阻的一端電連接，該電阻的另一端與接收轉換芯片2上對應的并行口線相連接；集電極與一電阻電連接，該電阻的另一端與電流放大電路4相連接。并且在與前述相同電路結構的兩個或兩個以上的單電阻網絡電路中，后一個單電阻網絡電路中與晶體管集電極電連接的電阻阻值是前一個單電阻網絡電路中與晶體管集電極電連接的電阻阻值的兩倍。由電流采樣電路3產生對應的電流值，并將產生的各電流值加權，經電流放大電路4的放大處理后，輸出給負載電路5中的發光二極管燈泡或是燈串，再配合時鐘信號對各個不同顏色發光二極管燈泡或是燈串點亮時間的控制，從而可驅動1W以內的RGB發光二極管燈泡或是燈串的點亮以及亮度的均勻變化。
根據本發明的電路原理圖，另一種具體實施例為控制3W的發光二極管燈泡或是燈串的亮度變化。此時無需對負載電路5進行分時設置，直接將功率為3W的發光二極管燈泡或是由功率為3W的發光二極管燈泡組成的燈串電連接在插頭P4上即可。其他的驅動和控制方法同調節1W以內的發光二極管燈泡的方法一樣，此處不再詳細說明。
本發明所采用的接收轉換芯片2是一個8位串行輸入并行輸出的移位寄存器，同時也可以采用起相同作用的其他芯片或是轉換電路。為了保證該電路的可靠性，在負載電路5以及電流放大電路4上還分別接有一防止噪音和電磁干擾的保護電路。又根據本技術的實施效果和具體情況而言，該發明也可以不采用接收轉換芯片2，直接將外部電路中單片機的串行數據通信口輸出的數據信號，通過插座6與電流采樣電路3相連接，這樣也可達到控制調節發光二極管燈泡的亮度變化效果，而且使得電路的結構更簡單，可靠性更高。
綜上所述，本發明提供一種驅動發光二極管亮度的方法，經過實際制作、完成以及反復的測試之后，達到了本發明所預期的目的，有效地解決了現有技術中所存在的不足之處。然而，以上所舉具體實施例僅僅是對本發明的技術特征和技術內容作進一步詳細的說明，所示附圖僅供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。
權利要求
1.一種驅動發光二極管亮度的方法，其特征在于利用外部單片機的串行數據通信口，輸出其串行數據，并將該串行數據送至一接受轉換芯片的串行輸入口線上，通過譯碼并在其接受轉換芯片的并行輸出口線上輸出，該并行輸出口線上輸出的信號作用于一電流采樣電路，并產生對應的電流值，將產生的電流值加權，經放大電路的放大處理，以驅動負載電路中發光二極管燈泡的點亮及其亮度變化。
2.根據權利要求1所述的驅動發光二極管亮度的方法，其特征在于上述接受轉換芯片是一個8位串行輸入并行輸出的移位寄存器。
3.根據權利要求1所述的驅動發光二極管亮度的方法，其特征在于上述電流采樣電路由至少一個單電阻網絡電路組成。
4.根據權利要求3所述的驅動發光二極管亮度的方法，其特征在于上述單電阻網絡電路是由電阻和晶體三極管組成，其中，所用晶體三極管為PNP型晶體管，該晶體管的發射極與電源電連接；基極與一電阻的一端電連接，該電阻的另一端與主控芯片上對應的并行口線相連接；集電極與一電阻電連接，該電阻的另一端與放大電路相連接。
5.根據權利要求4所述的驅動發光二極管亮度的方法，其特征在于上述兩個或兩個以上的單電阻網絡電路中，后一個單電阻網絡電路中與晶體管集電極電連接的電阻阻值是前一個單電阻網絡電路中與晶體管集電極電連接的電阻阻值的兩倍。
6.根據權利要求1所述的驅動發光二極管亮度的方法，其特征在于上述驅動發光二極管亮度的方法還包括通過外部電路的數據通信口，輸出控制信號直接作用于電流采樣電路，并產生相應的電流值，將產生的電流值加權，經電流放大電路的放大處理，驅動負載電路中發光二極管燈泡的點亮及其亮度變化。
全文摘要
本發明公開了一種驅動發光二極管亮度的方法，利用外部單片機的串行數據通信口，輸出其串行數據，并將該串行數據送至一接受轉換芯片的串行輸入口線上，通過譯碼并在其接受轉換芯片的并行輸出口線上輸出，該并行輸出口線上輸出的信號作用于一電流采樣電路，并產生對應的電流值，將產生的電流值加權，經電流放大電路的放大處理，以驅動負載電路中發光二極管燈泡的點亮及其亮度變化。該技術突破了傳統采用PWM即脈沖寬度調制法，調節其發光二極管的亮度變化所帶來的亮度變化不均勻、電源利用率不高、電路可靠性差、使用調節不方便等缺點，并且具有電路結構簡單、亮度調節準確等優點。
文檔編號H05B33/02GK101052255SQ20071002718
公開日2007年10月10日 申請日期2007年3月15日 優先權日2007年3月15日
發明者樊邦弘 申請人:鶴山麗得電子實業有限公司