专利名称：可加速发光二极管点亮/关闭的电路及方法
技术领域：
本发明涉及一种加速发光二极管点亮/关闭的电路及方法，尤指一种在不变动发光二极管原驱动电路前提之下，通过本发明的加速电路控制发光二极管的导通/截止动作。
背景技术：
随着组件制程技术的提升，高速发光二极管是已问世并应用于信号传输，例如光信号传输通信。然而，对于要求更高速传输的影音装置，该等LED组件仍是无法符合其所需条件。
如图7所示，为一发光二极管(50)的控制电路图，该电路上各点的对应控制波形图如同图8所绘。此控制电路利用一组驱动晶体管(51)(52)共同控制该发光二极管(50)的导通/截止动作，供应予两驱动晶体管(51)(52)的驱动信号，是为互补的波形A1、A2，而流经该发光二极管(50)的顺向电流则是IF。根据所述波形图所示，无论是驱动信号或是电流的上升时间(rising time)可称得上是极为快速。但检视该发光二极管(50)的发光功率PO(optical power)时却仍是呈现缓慢的上升/下降曲线，即发光二极管表现在外的发光亮度是渐渐增强后又逐渐减弱，前述现象主要是受发光二极管(50)本身的特性所致而造成发光功率不佳。
由此看来，纵使该控制电路所供应的驱动信号足以提供高速工作所需，但受限于发光二极管自身特质所限制，仍无法快速的点亮或关闭该组件，故显然有更进一步的改善空间。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种加速发光二极管点亮/关闭的电路及方法，在保有原发光二极管驱动电路的前提之下，以该加速电路控制发光二极管的导通/截止动作，并对应驱动信号能作出快速的点亮/关闭动作，同时维持于一稳定的发光功率。
为达成所述目的，本发明的主要技术手段是因应发光二极管的导通/截止信号产生顺向/逆向脉冲电流，以该顺向/逆向脉冲电流施加于发光二极管，令该发光二极管能对应该导通/截止信号快速地点亮/关闭。
以所述手段，本发明利用发光二极管在接受一较强电流时能快速点亮并发出理想亮度的特性，提供一脉冲电流予该发光二极管，故可于短时间内快速导通点亮或是截止关闭。
再者，具体实施所述方法的加速电路是包含有一组串接的开关单元，在该组开关单元两端分别供应有第一偏压源及第二偏压源，所述两开关单元串接的节点连接至发光二极管的阴极端；一脉冲产生器，两输入端是接受一组驱动信号，据其输出时序相异的脉冲信号，以分别控制所述开关单元的导通/截止。
所述加速电路可还包含有一缓冲器，该缓冲器的两输入端连接该组驱动信号，而其两输出端是分别连接控制发光二极管的原驱动电路，以延迟该驱动信号。
图1是本发明一实施例的电路方块图。
图2是图1电路的波形示意图。
图3是本发明开关单元的一实施例。
图4是本发明开关单元的另一实施例。
图5是本发明另一实施例的电路方块6是图5电路的波形示意图。
图7是常用一发光二极管的驱动电路图。
图8是图7驱动电路的波形示意图。
符号说明(10)加速电路 (11)(12)开关单元(21)第一偏压源 (22)第二偏压源
(30)脉冲产生器 (40)缓冲器(46)(48)开关单元 (50)发光二极管(51)(52)驱动晶体管具体实施方式
请参阅图1所示，为本发明一实施例的方块电路图，于图面左方是为发光二极管(50)的原驱动电路，并无任何变动，也包含有一组作为驱动开关的晶体管(51)(52)，该发光二极管(50)即串接于一电源端VCC及其中一驱动晶体管(51)之间。
而图面右的加速电路(10)即为本发明的主要技术，同时参见图2所示的波形图，该加速电路(10)是包含有一组串接的开关单元(11)(12)，于该组开关单元(11)(12)两端分别供应有第一偏压源(21)及第二偏压源(22)，其中两开关单元(11)(12)串接的节点连接至发光二极管(50)的阴极端；一脉冲产生器(30)，其两输入端是分别连接一组互补的驱动信号A1、A2，基于两驱动信号A1、A2的上升/下降沿，脉冲产生器(30)的两输出端是各别送出时序相异的第一脉冲信号A3及第二脉冲信号A4，以分别控制所述开关单元(11)(12)的导通/截止；一缓冲器(40)，其输入端连接驱动信号A1、A2，而输出端连接于驱动晶体管(51)(52)，令两驱动信号A1、A2延迟一段时间。但该缓冲器(40)非属必要组件，端视控制信号其时序差异是否重要而决定应否设置，其设置条件稍后再述。
所述第一偏压源(21)可为一电压源或是一电流源，而第二偏压源(22)也可为一电压源、电流源或接地；两者可适当搭配，以于开关单元(11)(12)择一导通时产生一脉冲电流IBC1、IBC2。
请参见图2所示，所述加速电路(10)的动作原理如下以点亮发光二极管(50)的动作为例，该脉冲产生器(30)根据驱动信号A1的上升沿(或A2的下降沿)产生一脉冲信号A3，当脉冲信号A3令开关单元(12)导通后，是由第二偏压源(22)提供一顺向脉冲电流IBC2予该发光二极管(50)，此时驱动晶体管(51)受延迟后的驱动信号B1所触发，故产生一顺向电流IF，须特别注意的一点是该顺向电流IF前端包含有脉冲电流IBC2成份，故发光二极管(50)一开始即是由较高的电流所驱动，其发光功率PO于极短时间内便能上升至所需的准位(即到达所需的亮度)。在该发光二极管(50)点亮后，顺向电流IF便恢复至较低的正常值，令发光功率维持于一稳定状态。
另一方面，若是欲关闭该发光二极管(50)，则脉冲产生器(30)是根据驱动信号A2的上升沿(或A1的下降沿)产生一负脉冲信号A4，当负脉冲信号A4令开关单元(11)导通后，由第一偏压源(21)提供一逆向脉冲电流IBC1予该发光二极管(50)，此时驱动晶体管(51)已截止，而发光二极管(50)受此脉冲电流IBC1所影响，其发光功率PO于极短时间内也恢复为零(即快速熄灭)。
在所述电路动作中，缓冲器(40)所扮演的角色即是负责延迟原驱动信号A1、A2成为B1、B2。因原驱动信号A1、A2尚须经过脉冲产生器(30)方能产生对应的脉冲信号A3、A4，此过程会有微些的延迟。为了使脉冲信号A3、A4能与驱动信号尽可能同步，故以缓冲器(40)输出延迟过的驱动信号B1、B2。故驱动晶体管(51)在受到信号B1控制而导通/截止时，顺向电流IF可几乎同步获取脉冲电流IBC2/IBC1。但缓冲器(40)是针对高同步时序要求的电路而加以添置，若是无此高同步要求者也可加以省略，特予陈明。
请参见图3所示，举例来说，两开关单元(11)(12)可利用一P型及一N型的MOS晶体管组成，或是如图4所示以PNP与NPN型的BJT晶体管构成，其余型态的开关组件也仍可适用。
图5所示电路是本发明的另一实施例，在图面左方发光二极管(50)的驱动电路中，包含有一组作为驱动开关的晶体管(51)(52)，该发光二极管(50)即串接于一电源端VCC及其中一驱动晶体管(51)之间，两晶体管的驱动信号如同图6的B与B’所示的互补信号。
于图面右方是为本发明的加速电路，于第一偏压源(21)与第二偏压源(22)之间是串接有两开关单元(46)(48)；其中，各个开关单元(46)均是由两个串接的开关单元组成，两开关单元分别接受互补的驱动信号B及B’。本实施例的第一开关单元(46)是由两颗P型的MOS晶体管构成，至于第二开关单元(48)则是以两N型的MOS晶体管。
搭配驱动信号控制两开关单元(46)(48)，本实例也可产生脉冲电流IBC2与IBC1，该脉冲电流同样施加在发光二极管(50)上以获得与第一实施例相同的效果；从图5的电路架构中不难发现，该电路较图1更为简单，所用的组件数量更少，其成本自然更能有效降低。
通过以上的详细说明，本发明的主要技术特征即是利用发光二极管在接受到一较强电流时能快速点亮而发挥出理想的亮度，另一方面又进一步考虑到该理想亮度必须维持于一稳定状态，故以不变更原驱动电路的前提之下，通过一附加的加速电路提供一脉冲电流予该发光二极管，令其短时间内快速导通点亮；同理，该加速电路也是对应关闭用的驱动信号产生另一脉冲电流予发光二极管，使其得以快速完全熄灭。
因此本发明相较于公知单纯的驱动电路，更能满足发光二极管于高速应用，具有显著功效进步，已符合发明专利申请条件依法提出申请。
权利要求
1.一种可加速发光二极管点亮/关闭的方法，是对于发光二极管的导通/截止信号产生顺向/逆向脉冲电流，以该顺向/逆向脉冲电流施加于发光二极管，令发光二极管能对应该导通/截止信号快速地点亮/关闭。
2.如权利要求1所述可加速发光二极管点亮/关闭的方法，其特征在于该顺向脉冲电流的建立，是邻近导通信号的上升沿或截止信号的下降沿而产生；该逆向脉冲电流的建立，是邻近导通信号的下降沿或截止信号的上升沿而产生。
3.如权利要求1或2所述可加速发光二极管点亮/关闭的方法，其特征在于该发光二极管是受经延迟作用的导通/截止信号加以点亮/关闭。
4.如权利要求1所述可加速发光二极管点亮/关闭的方法，其特征在于该顺向/逆向脉冲电流是施加于一流经该发光二极管的顺向/逆向电流。
5.一种可加速发光二极管点亮/关闭的电路，其特征在于是控制一连接发光二极管的驱动电路，该驱动电路由两驱动晶体管构成，其中该加速电路包含一组串接的开关单元，于该组开关单元两端分别供应有第一偏压源及第二偏压源，前述两开关单元串接的节点连接至发光二极管的阴极端；一脉冲产生器，两输入端是接受一组驱动信号，据其输出时序相异的脉冲信号，以分别控制前述开关单元的导通/截止；其中，当开关单元导通时，两偏压源可产生顺向脉冲电流/逆向脉冲电流，以该顺向脉冲电流/逆向脉冲电流施加于发光二极管，令其快速点亮/关闭。
6.如权利要求5可加速发光二极管点亮/关闭的电路，其特征在于还包含有一缓冲器，其两输入端连接该组驱动信号，而其两输出端是分别连接前述两驱动晶体管，以延迟该驱动信号。
7.如权利要求5或6所述可加速发光二极管点亮/关闭的电路，其特征在于该第一偏压源可为一电压源、电流源或接地。
8.如权利要求5或6所述可加速发光二极管点亮/关闭的电路，其特征在于该第二偏压源可为一电压源、电流源或接地。
9.如权利要求7所述可加速发光二极管点亮/关闭的电路，其特征在于该顺向脉冲电流的建立，是邻近导通信号的上升沿或截止信号的下降沿而产生；该逆向脉冲电流的建立，是邻近导通信号的下降沿或截止信号的上升沿而产生。
10.如权利要求8所述可加速发光二极管点亮/关闭的电路，其特征在于该顺向脉冲电流的建立，是邻近导通信号的上升沿或截止信号的下降沿而产生；该逆向脉冲电流的建立，是邻近导通信号的下降沿或截止信号的上升沿而产生。
11.如权利要求5或6所述可加速发光二极管点亮/关闭的电路，其特征在于两开关单元是以串接的P型MOS及N型MOS晶体管组成。
12.如权利要求5或6所述可加速发光二极管点亮/关闭的电路，其特征在于两开关单元是以串接的PNP型及NPN型晶体管组成。
13.一种可加速发光二极管点亮/关闭的电路，其特征在于是控制一连接发光二极管的驱动电路，该驱动电路提供一组呈互补的驱动信号，并分别输入至两驱动晶体管，该加速电路包含一组串接的开关单元，是串接于第一偏压源与第二偏压源之间，前述两开关单元串接的节点连接至发光二极管的阴极端；前述各开关单元均同时接受驱动电路的互补的驱动信号，借此，两偏压源是可产生顺向脉冲电流/逆向脉冲电流，以该顺向脉冲电流/逆向脉冲电流施加于发光二极管，令其快速点亮/关闭。
14.如权利要求13所述可加速发光二极管点亮/关闭的电路，其特征在于所述各开关单元是以两串接的开关组件组成。
15.如权利要求13或14所述可加速发光二极管点亮/关闭的电路，其特征在于该第一偏压源可为一电压源、电流源或接地。
16.如权利要求13或14所述可加速发光二极管点亮/关闭的电路，其特征在于该第二偏压源可为一电压源、电流源或接地。
17.如权利要求14所述可加速发光二极管点亮/关闭的电路，其特征在于第一开关单元是以两串接的P型MOS晶体管组成，第二开关单元是以两串接的N型MOS晶体管组成。
18.如权利要求14所述可加速发光二极管点亮/关闭的电路，其特征在于第一开关单元是以两串接的PNP型晶体管组成，第二开关单元是以两串接的NPN型晶体管组成。
19.如权利要求15所述可加速发光二极管点亮/关闭的电路，其特征在于该顺向脉冲电流的建立，是邻近导通信号的上升沿或截止信号的下降沿而产生；该逆向脉冲电流的建立，是邻近导通信号的下降沿或截止信号的上升沿而产生。
20.如权利要求16所述可加速发光二极管点亮/关闭的电路，其特征在于该顺向脉冲电流的建立，是邻近导通信号的上升沿或截止信号的下降沿而产生；该逆向脉冲电流的建立，是邻近导通信号的下降沿或截止信号的上升沿而产生。
21.如权利要求17所述可加速发光二极管点亮/关闭的电路，其特征在于该顺向脉冲电流的建立，是邻近导通信号的上升沿或截止信号的下降沿而产生；该逆向脉冲电流的建立，是邻近导通信号的下降沿或截止信号的上升沿而产生。
22.如权利要求18所述可加速发光二极管点亮/关闭的电路，该顺向脉冲电流的建立，是邻近导通信号的上升沿或截止信号的下降沿而产生；该逆向脉冲电流的建立，是邻近导通信号的下降沿或截止信号的上升沿而产生。
全文摘要
本发明是一种可加速发光二极管点亮/关闭的电路及方法，是根据发光二极管的导通/截止的驱动信号而产生顺向/逆向脉冲电流，并施加于该发光二极管上，令发光二极管能快速点亮/关闭；该加速电路是包含一脉冲产生器，其输入端是接受前述驱动信号，根据该组驱动信号输出时序相异的第一脉冲信号及第二脉冲信号，以分别控制两串接的开关单元，于该组开关单元两端分设有第一偏压源及第二偏压源，当开关单元导通时，便可产生顺向脉冲电流/逆向脉冲电流，以施加于发光二极管，令其快速点亮/关闭。
文档编号H03K17/00GK1863422SQ200510069280
公开日2006年11月15日 申请日期2005年5月13日 优先权日2005年5月13日
发明者蔡国振 申请人:点晶科技股份有限公司