专利名称：Led控制电路与方法以及利用它们的抗虫led灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及 一 种发光二极管(Light Emitting Diode; LED)，具体地
说，是一种抗虫LED控制电路及方法。
背景技术：
苍蝇、蚊子等昆虫对人类生活品质的危害极大，但最直接的杀虫剂又对人体及环境有害，因此，捕蝇纸、捕蚊灯等各式各样针对昆虫对气味、湿度、光亮等特性的除虫产品不断被研发。光线对于昆虫的生态有极大的影响力，例如萤火虫便是依赖其腹部荧光在黑暗中的闪光频率做为吸引异性交配以及沟通的工具。很多昆虫可以感知远高于
人眼的闪光频率，而且某些闪光频率中的摆动形态(swing pattern)能够让昆虫焦虑及不舒服。
LED是一种让电流顺向流过半导体p-n接面而发光的器件，通常采用双异质接面和量子阱结构。在1962年时，奇异(General Electric;GE)公司利用GaAsP首次将红色LED商品化，最初的红色LED的光通量为0.11m/W，约是普通灯光的1/150，其发光效率大约每IO年提高一个数量级。最近，随着蓝色、绿色LED实用化，具有高功率的白光LED亦出现于市面上，LED从装饰用途逐渐转向应用到照明上，朝着取代传统灯泡的目标前进。除了环保、省电的特性以外，LED还可以受控以极高的频率闪烁，其开关频率可达超过MHz的范围。在已知技术中，已经有许多利用PWM控制LED光源的亮度的方法。
因此己知的抗虫控制电路存在着上述种种不便和问题。
发明内容
本发明的目的，在于提出一种具有驱逐、混淆或诱捕昆虫功能的LED控制电路。
本发明的另一目的，在于提出一种具有驱逐、混淆或诱捕昆虫功能的LED控制方法。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是一种LED控制电路，其特征在于，包括
一时脉产生器，根据第一信号控制责任周期(duty或duty cycle),根据第二信号控制频率，并根据所述责任周期及频率产生一时脉，用来提供给LED驱动器驱动LED,使所述LED发出频率受调变而责任周期固定的高频闪光。
本发明的LED控制电路还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的LED控制电路，其中所述高频闪光的频率在60Hz以上变动。
一种LED控制方法，其特征在于，包括下列步骤第一步骤根据第一信号控制责任周期；第二步骤根据第二信号控制频率；
第三步骤根据所述责任周期及所述频率产生一时脉，用来控制LED驱动电流，使所述LED发出频率受调变而责任周期固定的高频闪光。
本发明的LED控制方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的LED控制方法，其中所述摆动控制信号控制所述高频闪光的频率在60Hz以上变动。
一种LED控制电路，其特征在于，包括-第一电路，根据第一电压产生第一电流；第二电路，根据第二电压产生第二电流；一电容，接受所述第一电流及所述第二电流充放电；第三电路，根据所述电容上的电压变化产生一时脉，用来控制LED驱动电流，使所述LED发出频率受调变而责任周期固定的高频闪光。前述的LED控制电路，其中所述高频闪光的频率在60Hz以上变动。
前述的LED控制电路，其中所述第一电路包括一转导器。 前述的LED控制电路，其中所述第二电路包括一转导器。 前述的LED控制电路，其中所述第三电路包括一磁滞电路。 一种LED控制方法，其特征在于，包括下列步骤 第一步骤设定一 LED闪光频率范围，使人眼无法察觉其闪烁， 而特定的昆虫可察觉其闪烁；
第二步骤控制LED在所述频率范围内随时间变动其闪光频率， 并控制所述LED的闪光责任周期维持固定。
前述的LED控制方法，其中所述闪光频率范围在60Hz以上。 一种LED控制电路，其特征在于，包括 第一电路，根据第一信号决定一总电流的大小； 一分流电路，根据第二信号将所述总电流分流成第一及第二电流； 一电容，接受所述第一电流及所述第二电流充放电； 第二电路，根据所述电容上的电压变化产生一时脉，用来控制LED 驱动电流，使所述LED发出频率受调变而责任周期固定的高频闪光。 前述的LED控制电路，其中所述高频闪光的频率在60Hz以上变动。
前述的LED控制电路，其中所述第一电路包括一转导器。 前述的LED控制电路，其中所述第二电路包括一磁滞电路。 一种LED控制方法，其特征在于，包括下列步骤 第一步骤根据一频率控制信号决定一总电流的大小； 第二步骤根据一亮度控制信号将所述总电流分流成一第一及第 二电流；
第三步骤使用所述第一电流及所述第二电流对一电容充放电； 第四步骤根据所述电容上的电压变化产生一时脉，用来控制LED 驱动电流，使所述LED发出频率受调变而责任周期固定的高频闪光。 前述的LED控制方法，其中所述频率控制信号控制所述高频闪光的频率在60Hz以上变动。
一种抗虫LED灯，其特征在于，包括 一 LED;
一LED驱动器，用以决定供应所述LED的切换电流； 一时脉产生器，用以产生一时脉给所述LED驱动器，所述时脉具
有一固定的责任周期以及一变动的时脉频率，使所述LED发出频率
受调变而责任周期固定的高频闪光。
本发明的抗虫LED灯还可以采用以下的技术措施来进一步实现。 前述的抗虫LED灯，其中还包括 一责任周期控制器，根据一亮度控制信号决定所述责任周期； 一频率控制器，根据一频率控制信号决定所述时脉频率。 前述的抗虫LED灯，其中所述时脉产生器包括 第一转导器，根据第一电压产生一第一电流； 第二转导器，根据第二电压产生一第二电流； 一电容，接受所述第一电流及所述第二电流充放电； 一磁滞电路，根据所述电容上的电压变化产生一时脉，用来控制
LED驱动电流，使所述LED发出频率受调变而责任周期固定的高频闪光。
前述的抗虫LED灯，其中所述时脉产生器还包括 一转导器，根据一频率控制信号决定一总电流的大小； 一分流电路，根据一亮度控制信号将所述总龟流分流成第一及第 二电流；
一电容，接受所述第一电流及所述第二电流充放电； 一磁滞电路，根据所述电容上的电压变化产生一时脉，用来控制
LED驱动电流，使所述LED发出频率受调变而责任周期固定的高频闪光。
前述的抗虫LED灯，其中所述高频闪光的频率在60Hz以上变动。 采用上述技术方案后，本发明的抗虫LED灯具有以下优点 l.可以驱逐、混淆或诱捕昆虫。2.对人眼有照明或装饰功能。
图1是人眼与昆虫感知的闪光频率范围关系和闪光模式示意图2是本发明的第一实施例示意图3是本发明的第二实施例示意图4是本发明的第三实施例示意图5是LED驱动器及LED数组的示意图。
具体实施例方式
以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。
现请参阅图1，图1是人眼与昆虫感知的闪光频率范围关系和闪 光模式示意图。如图1所示，在责任周期固定之下，人眼可分辨的闪
光频率在fL以下，fL因人而异， 一般约在60Hz附近。当光源的闪光
频率超出人眼感知范围，即高于fL后，人眼会自动对闪光的亮度取平
均而视为一个稳定的光源，并且此光源亮度与责任周期成正比而与闪
光频率无关。但昆虫可以分辨的闪光频率上限fH高于人类，因此，在 保持固定责任周期下控制光源以高于fL但低于fH的频率闪烁，配合
以适当的频率摆动形态(swing pattern),亦即闪烁频率随时间做适当的 调变如图1所示，便可以在不影响人类的情况下给予昆虫刺激而诱发 特定的行为，进而达到驱逐、混淆或诱捕昆虫的效果。
再请参阅图2，图2是本发明的第一实施例示意图。如图2所示， 所述责任周期控制器12根据亮度控制信号VD决定责任周期，并以 责任周期信号D告知时脉产生器16，频率控制器14根据频率控制信 号VF决定频率，并以频率信号f告知时脉产生器16，时脉产生器16 根据责任周期信号D和频率信号f产生时脉信号CLK给LED驱动器 18的致能输入端EN或芯片致能输入端CE， LED驱动器18根据时脉 信号CLK开启或关闭供应LED数组20的电流ILED， LED数组20便 随着电流lLED之开关而闪烁。在此实施例中，亮度控制信号VD决定电流IuD开关的责任周期D，亦即决定LED的亮度，频率控制信号 VF决定电流1^D开关的频率f。只要将VD设为定值，而控制VF依 特定模式随时间变化，此电路产生的结果即如图1所示。借着亮度控 制信号VD，电流lLED的责任周期D可以被设定或规划(programmed)， 但是保持固定直到下次重新调整责任周期，亦即LED数组20的亮度 保持固定直到下次重新调整亮度。借着摆动频率控制信号VF， LED 数组20产生频率f在fL和fH之间变动的某种摆动形态的闪光。
另请参阅图3，图3是本发明的第二实施例示意图。如图3所示， 所述LED驱动器和LED数组与图2的实施例相同，未在此图中绘出。 在此时脉产生器中，所述运算放大器30和32的输出连接到晶体管 T5和T6的闸极，运算放大器30和32的负输入端连接晶体管T5及 T6的源极，电压VI和V2分别连接至运算放大器30和32的正输入 端，组成转导器以决定流经晶体管T5和T6的电流h和h的大小，1「 Vl/Rl, I2=V2/R2。晶体管Tl和T2组成电流镜，镜射电流12,因此 流经晶体管T6的电流12决定流经晶体管T2及T3的电流13。换言之， 电压V2决定电容C的充电电流l3。另一方面，电压V1则决定电容C 的放电电流I,。 一磁滞电路如史密斯触发器(Smith Trigger)34连接在 电容C和输出端CLK之间，受电容C上的电压变化触发而产生时脉 CLK给LED驱动器，以决定供应LED数组的切换电流。时脉CLK 开启及关闭的时间分别以tl和t2表示，其责任周期和频率分别为
<formula>formula see original document page 11</formula>
f = 1/(tl+t2)正比于[(R1/Vl)+(R2/V2)r1 选择适当的电压VI和V2，使责任周期D为固定值，频率f在&和 fH之间以某种摆动形态变动，因此产生亮度固定但调变高频闪烁的 LED灯光。
图4是本发明的第三实施例示意图。如图4所示，所述LED驱 动器和LED数组与图2的实施例相同，未在此图中绘出。在此时脉 产生器中，晶体管T8和T9、晶体管T16和T17、晶体管T14和T15以及晶体管T13和T20分别组成电流镜，因此，流经电阻R的电流 lR与电压VF成正比，电流It。^等于电流IR，电流It。u,经晶体管Tll 和T12分流成电流IA和IB，电流U和电流IB的比例由电压VD与VB 决定。在本实施例中，电压VB是一个涸定的参考电压，因此电流U 和电流lB的比例由电压VD决定。由于镜射的关系，电流12等于电流 IA，电流^等于电流lB。电流h对电容C充电，电流I2将电容C放 电，因而触发磁滞电路(史密斯触发器)34。换言之，电压VF决定之 总电流It。ta"^A+Ifl^l2)决定了时脉CLK的频率(tl+t2)"，而电压VD 则决定了电流L和12之间的比例，即决定了时脉CLK的责任周期。 因此，只要将电压VD与VB之间的差值固定，改变电压VF的大小 便能产生责任周期固定但频率变动的时脉CLK，进而产生亮度固定但 调变高频闪烁的LED灯光。
在其它的实施例中，可以根据特定昆虫的习性，将LED光源闪 烁的频率以特定的方式变动。
图5是LED驱动器及LED数组的示意图。如图所示，以市售产 品RT9271组成的LED驱动器为例，说明图2的LED驱动器18和LED 数组20。 LED数组20包含一 串LED(D2、 D3、 D4)连接至LED驱动 器的输出端V0UT，前述具有固定责任周期的高频时脉CLK连接至芯 片RT9271的芯片致能输入端CE，使得此LED驱动器产生高频切换 的驱动电流Ued，供应给LED串D2、 D3、 D4。此LED驱动器的操 作是己知技术，其内部具有PWM电流控制回路与功率开关，RT9271 受控于时脉CLK而送出或停止驱动电流Iled。由于LED的亮度系由 其驱动电流Ued和CLK责任周期决定，因此LED串D2、 D3、 D4发 出亮度固定的LED灯光，但是以CLK之频率闪烁。由于闪光的频率 高于人眼的感知，因此对人眼而言，此LED灯完全等同于一个固定 亮度的光源。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技 术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以 作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。 组件符号说明
12责任周期控制器
14频率控制器
16时脉产生器
18LED驱动器
20LED数组
30运算放大器
32运算放大器
34磁滞电路(史密斯触发器
权利要求
1.一种LED控制电路，其特征在于，包括一时脉产生器，根据第一信号控制责任周期(duty或dutycycle)，根据第二信号控制频率，并根据所述责任周期及频率产生一时脉，用来提供给LED驱动器驱动LED，使所述LED发出频率受调变而责任周期固定的高频闪光。
2. 如权利1所述的LED控制电路，其特征在于，所述高频闪光 的频率在60Hz以上变动。
3. —种LED控制方法，其特征在于，包括下列步骤第一步骤根据第一信号控制责任周期； 第二步骤根据第二信号控制频率；第三步骤根据所述责任周期及所述频率产生一时脉，用来 控制LED驱动电流，使所述LED发出频率受调变而责任周期固 定的高频闪光。
4. 如权利3所述的LED控制方法，其特征在于，所述摆动控制 信号控制所述高频闪光的频率在60Hz以上变动。
5. —种LED控制电路，其特征在于，包括第一电路，根据第一电压产生第一电流；第二电路，根据第二电压产生第二电流；一电容，接受所述第一电流及所述第二电流充放电；第三电路，根据所述电容上的电压变化产生一时脉，用来控制LED驱动电流，使所述LED发出频率受调变而责任周期固定的高频闪光。
6. 如权利5所述的LED控制电路，其特征在于，所述高频闪光 的频率在60Hz以上变动。
7. 如权利5所述的LED控制电路，其特征在于，所述第一电路 包括一转导器。
8. 如权利5所述的LED控制电路，其特征在于，所述第二电路 包括一转导器。
9. 如权利5所述的LED控制电路，其特征在于，所述第三电路 包括一磁滞电路。
10. —种LED控制方法，其特征在于，包括下列步骤第一步骤设定一 LED闪光频率范围，使人眼无法察觉其 闪烁，而特定的昆虫可察觉其闪烁；第二步骤控制LED在所述频率范围内随时间变动其闪光 频率，并控制所述LED的闪光责任周期维持固定。
11. 如权利10所述的LED控制方法，其特征在于，所述闪光频 率范围在60Hz以上。
12. —种LED控制电路，其特征在于，包括 第一电路，根据第一信号决定一总电流的大小； 一分流电路，根据第二信号将所述总电流分流成第一及第二电流；一电容，接受所述第一电流及所述第二电流充放电； 第二电路，根据所述电容上的电压变化产生一时脉，用来控制LED驱动电流，使所述LED发出频率受调变而责任周期固定的高频闪光。
13. 如权利12所述的LED控制电路，其特征在于，所述高频闪 光的频率在60Hz以上变动。
14. 如权利12所述的LED控制电路，其特征在于，所述第一电 路包括一转导器。
15. 如权利12所述的LED控制电路，其特征在于，所述第二电 路包括一磁滞电路。
16. —种LED控制方法，其特征在于，包括下列步骤第一步骤根据一频率控制信号决定一总电流的大小； 第二步骤根据一亮度控制信号将所述总电流分流成一第一 及第二电流；第三步骤使用所述第一电流及所述第二电流对一电容充放电；第四步骤根据所述电容上的电压变化产生一时脉，用来控 制LED驱动电流，使所述LED发出频率受调变而责任周期固定 的高频闪光。
17. 如权利16所述的LED控制方法，其特征在于，所述频率控 制信号控制所述高频闪光的频率在60Hz以上变动。
18. —种抗虫LED灯，其特征在于，包括一 LED;一LED驱动器，用以决定供应所述LED的切换电流； 一时脉产生器，用以产生一时脉给所述LED驱动器，所述 时脉具有 一 固定的责任周期以及 一 变动的时脉频率，使所述 LED发出频率受调变而责任周期固定的高频闪光。
19. 如权利要求18所述抗虫的LED灯，其特征在于，还包括一责任周期控制器，根据一亮度控制信号决定所述责任周期；一频率控制器，根据一频率控制信号决定所述时脉频率。
20. 如权利要求18所述的抗虫LED灯，其特征在于，所述时脉 产生器包括第一转导器，根据第一电压产生一第一电流； 第二转导器，根据第二电压产生一第二电流； 一电容，接受所述第一电流及所述第二电流充放电； 一磁滞电路，根据所述电容上的电压变化产生一时脉，用来控制LED驱动电流，使所述LED发出频率受调变而责任周期固定的高频闪光。
21. 如权利要求18所述的抗虫LED灯，其特征在于，所述时脉 产生器还包括一转导器，根据一频率控制信号决定一总电流的大小； 一分流电路，根据一亮度控制信号将所述总电流分流成第一一电容，接受所述第一电流及所述第二电流充放电； 一磁滞电路，根据所述电容上的电压变化产生一时脉，用来控制LED驱动电流，使所述LED发出频率受调变而责任周期固定的高频闪光。
22.如权利要求18所述的抗虫LED灯，其特征在于，所述高频 闪光的频率在60Hz以上变动。电第及
全文摘要
一种LED控制电路与方法，其特征在于，包括一时脉产生器，根据第一信号控制责任周期(duty或duty cycle)，根据第二信号控制频率，并根据所述责任周期及频率产生一时脉，用来提供给LED驱动器驱动LED，使所述LED发出频率受调变而责任周期固定的高频闪光。本发明提供一种可以驱逐、混淆或诱捕昆虫，但对人眼而言仅有照明或装饰功能的LED光源。
文档编号F21Y101/02GK101557666SQ200810091030
公开日2009年10月14日 申请日期2008年4月10日 优先权日2008年4月10日
发明者刘景萌 申请人:立锜科技股份有限公司