使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制方法及系统的制作方法

专利名称：使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种投影机，特别涉及一种使用发光二极管为光源的投影机的电源系 统与其控制方法。
背景技术：
请参阅图1，为现有的发光二极管光源投影机的示意图。现有的发光二极管光源投 影机，其电源通常即来自家用电源，如墙壁电源AC (交流电)，并经过电源供应器2予以变压 整流，以供投影机内所有的设备使用。本案仅讨论关于发光二极管的供电问题，因此仅讨论 电源供应器2输出电力至驱动器3的部分，其他部分不予考虑。而电源供应器2，通常具有 变压的功能，通常为降压；另外还可能具有整流、稳压的功能。墙壁电源AC被输出至电源供 应器2，经处理后电源供应器2又输出一供应电压vl至一驱动器3，驱动器3是负责驱动一 发光二极管4，因此驱动器3亦输出一驱动电流A至发光二极管4。如此一投影机的光源部 分即可运作。然而，发光二极管4的制造会有些许误差，因此使得每个发光二极管的工作电压 都不尽相同，有高有低，故现有技术为了涵盖最高至最低的工作电压，通常会让电源供应器 2输出一较高的供应电压Vl至驱动器3，通常这个供应电压Vl高出发光二极管所能承受的 电压值可能有三分之一的幅度，因此，当驱动器3执行产生定电流的工作时并输出驱动电 流A至发光二极管4，而自然就有一工作电压v2的出现，然而工作电压v2与供应电压vl之 间有着一些差距，由此可见，驱动器3吸收了两者的压差，为了消耗过高的电压，驱动器3会 以热能的方式将过多的电能消耗，而其副作用就是产生高热且导致电力的浪费。爰是之故，申请人有鉴于现有技术的缺失，发明出本案「发光二极管光源的投影机 电力控制方法与系统」，用以改善上述现有手段的缺失。

发明内容
本发明的目的在于解决使用发光二极管作为光源的投影机的耗电问题，从而解决 此耗电问题达到降低投影机发热的另一效果，进而降低投影机对于散热功效的需求，并使 整体的耗电降低。为了达到上述的目的，本发明提供一种使用发光二极管光源的投影机的光源电力 控制方法，包括下列步骤提供一发光二极管驱动器与一发光二极管；输出一供应电压至 该发光二极管驱动器，而该发光二极管驱动器对该发光二极管提供一驱动电流；取得该发 光二极管的工作电压；以及调整该供应电压。如上所述的控制方法，其中该供应电压，是由一电源供应器所供给。如上所述的控制方法，其中调整该供应电压，是通过一处理器控制该电源供应器 而达成。如上所述的控制方法，更包括一步骤提供一处理器，由该处理器执行调整该供应 电压。
如上所述的控制方法，其中该工作电压是自该发光二极管驱动器取得。如上所述的控制方法，更包括一步骤提供一电源供应器，与该处理器及该发光二 极管驱动器电连接，该电源供应器是用以输出该供应电压至该发光二极管驱动器。如上所述的控制方法，更包括下列步骤判断若输出至该发光二极管的该供应电 压，大于该发光二极管的该工作电压加上发光二极管驱动器所应有的压降(所消耗的电 压)的和，则将该供应电压予以降低。为了达到上述的目的，本发明提供一种使用发光二极管光源的投影机的光源电力 控制系统，包括一电源供应器，产生一供应电压；一发光二极管驱动器，电连接至该电源供 应器并接受该供应电压，并输出一驱动电流；以及一处理器，电连接至该电源供应器及该发 光二极管驱动器，其中，该处理器是用以改变该供应电压。如前所述的控制系统，其中该处理器是自该发光二极管驱动器获得一驱动信号。如前所述的控制系统，其中该驱动信号具有一发光二极管的工作电压。如前所述的控制系统，其中该处理器对该电源供应器发送一控制信号。如前所述的控制系统，其中该控制信号承载该电源供应器对该供应电压所需改变 的幅度。如前所述的控制系统，其中该电源供应器更包含一整流器，用以将电源的交流电 转换为直流电；一功率因素修正器，用以修正来自该整流器的直流电的功率因素；一变压 器，将来自该功率因素修正器的电压值，降至该发光二极管驱动器所能接受的电压值；以 及一数字模拟转换器，与该变压器电连接，将该处理器产生的该控制信号，转换为一控制电 压，再送到该变压器，而使该供应电压改变。如前所述的控制系统，其中该发光二极管驱动器更包含一电压电流转换器 (Voltage to Current Converter)，与该电源供应器电连接，将该供应电压调整成该驱动电 流；以及一驱动器控制电路，与该处理器电连接并传送一驱动信号给该处理器；并与电压 电流转换器电连接以取得发光二极管的工作电压。而该驱动信号即发光二极管的工作电 压。


图1，为现有的发光二极管光源投影机的示意图；图2，为本发明投影机的控制系统示意图；图3，为本发明的控制方法的流程图；图4，为本发明的切换式电源供应器的电路方块示意图；以及图5，为本发明的光源电力控制系统的电路方块示意图。主要元件符号说明AC:墙壁电源10 提供电源2:电源供应器2’ 切换式电源供应器2’ 0 变压电路2’ 1 整流器(整流电路)
2’ 2 功率因素修正器2 ’ 3 变压器(变压电路)2’ 4 第一数字模拟转换器20:提供电源供应器3 驱动器30 提供发光二极管驱动器3’ 发光二极管驱动器3，1 功率回路3，IOR 第一电压电流转换器3’ IOG 第二电压电流转换器3，IOB 第三电压电流转换器3’ 2 驱动器控制电路4 发光二极管40 提供发光二极管5 处理器5a 驱动信号5b 控制信号50 取得该发光二极管所需的电压51 调整所述输出至该发光二极管的电压A 驱动电流A--R第--驱动电流A--BA-Ap — 弟—二驱动电流A--G第三三驱动电流vl 供应电压v2:工作电压Vctrl 控制电压
具体实施例方式以下针对本发明的一种使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制方法与系 统的较佳实施例进行描述，请参考附图，但实际的配置及所采用的方法并不必须完全符合 所描述的内容，本领域技术人员能在不脱离本案的实际精神及范围的情况下，做出种种变 化及修改。请参阅图2，为本发明投影机暨控制系统示意图。其中基本架构仍然是由外部电 源、通常是一家用电源或称为室内电源、墙壁电源供电给一电源供应器，经过适当的处理 后，通常是降压、整流，再送给发光二极管驱动器，最后再将电力输送至发光二极管。但本发 明为了达到控制光源电力的目的，更增加了一处理器5，而电源供应器特别使用一切换式电 源供应器2’(简称供应器2’)，由外部电源供给一交流电AC予供应器2’，而供应器2’则 可以改变自身的输出电压，并输出一供应电压vl予发光二极管驱动器3’，而发光二极管驱 动器则是一信息化电子设备、器材，可以另外输出信号告知其他元件以表示驱动器3’本身的使用状态，因此，本发明的控制系统即是具有信号输出功能的驱动器3’，驱动器3’则为 了驱动发光二极管4，将供应器2’的供应电压vl转换成定电流，并进而输出一驱动电流A 来驱动发光二极管4发光，因此在发光二极管4与驱动器3’之间产生一工作电压v2。又， 驱动器3’是与处理器5电连接，使得处理器5可以接收来自驱动器3’的驱动信号5a，而 处理器5即可知道驱动器3’内由于为了输出电力至发光二极管4而执行多少的降压，而本 发明的目的即如前述，其一是为了解决使用发光二极管作为光源的投影机的耗电问题，而 传统的驱动器的耗电即因供应电压vl过高，使得工作电压v2除了负担发光二极管4以及 驱动器3’的消耗之外，仍有超出的部分，而发光二极管4需要的却是定电流，因此，驱动器 3’为了提供定电流而通过电阻调节，以至于产生了相当的热量，而这使得驱动器3’产生高 热，除了降低电子元件的寿命之外，而为了避免高热造成的损害，则投影机就还需要对驱动 器进行散热。相反的，本发明的信息化的发光二极管驱动器3’会告知处理器5供应电压vl 是否过高，若过高，则处理器5则通过一控制信号恥使供应器2’降低供应电压vl。由此可见，通过本发明增设一处理器5，并将其电连接至驱动器3’以及供应器2’， 使得控制发光二极管电源供应器2’的供应电压vl成为可能。也因此，供应器2’所输出的 供应电压vl在经过本发明的控制之后，大致上是等于驱动器3’的内需电压与工作电压v2 的加总、即和。故而驱动器3’所生成的热就仅有自身本身所负担的电力消耗而自然生成 的热，而没有因为供应电压vl过高而生成的热，也因此达到了本发明的另一目的，即通过 解决耗电问题达到降低投影机发热的另一效果，也由于发热问题不再困扰着投影机的驱动 器，也使得对驱动器散热的需求降低，更可以降低因为散热而另外消耗的能源，如取消用于 驱动器的散热风扇。或是至少简化驱动器的散热元件的设计。不论如何，本发明除了降低 电力消耗外，还可因为散热需求的降低，而使用成本较低的散热元件，亦即更进一步的降低 投影机的成本。对于末端使用者而言，电费降低即是一重大诱因。请参阅图3，为本发明的控制方法的流程图。其中提供了的步骤如后。首先是提供 电源10，通常此电源即来自家用电源的一百一十伏特或二百二十伏特的电压，下一步骤是 提供电源供应器20，用以将电源的电压予以变压、整流，为的是使发光二极管驱动器可以动 作，接下的步骤即是提供发光二极管驱动器30，其作用是在于驱动发光二极管；再次一步 骤是提供发光二极管40，到此而言，即有电流输出至发光二极管，而发光二极管40即可发 光，电流通过自然就会有电压施加于发光二极管上，即发光二极管4的工作电压v2 (请配合 图2)。接着次一步骤是取得该发光二极管所需的电压50，而在得知发光二极管所需的电压 值之后，本发明接下的步骤是调整所述输出至该发光二极管的电压51。由于发光二极管是 由驱动器所驱动，而驱动器的电力来源是电源供应器，故而前述「调整所述输出至该发光二 极管的电压51」的步骤，即是改变电源供应器的输出电压，亦即将图2所述的供应电压vl 加以改变。而电源供应器的供应电压vl的改变动作，则是来自一控制器5(请配合图2)的 操作，至于是否要调整供应电压vl则是由驱动器提供其本身输出至该发光二极管的电压 的信息给控制器5。图3所提供的是比较繁琐的流程图，本发明所提供的使用发光二极管光源的投影 机的光源电力控制方法，实际上可以化约成下列三个步骤首先是输出一驱动电压至一发 光二极管；取得该发光二极管的所需电压；以及调整输出至该发光二极管的该驱动电压。更进一步而言，首先，上述的「输出一驱动电压至一发光二极管」的步骤，是由一发光二极管驱动器输出一驱动电流给一发光二极管，而两者之间即有一电位差，称为工作电 压。至于发光二极管驱动器的电力来源则是由一电源供应器所供给。其次，上述的「取得该 发光二极管的所需电压」的步骤，更详细的描述是由一个处理器取得该发光二极管的所需 电压，而由于发光二极管的电力的直接供应者是发光二极管驱动器，因此，该处理器即是由 发光二极管驱动器取得、或者说是发光二极管将该所需电压传送给该处理器知道。第三，上 述的「调整输出至该发光二极管的该驱动电压」的步骤，更进一步的来说是将输出至该发光 二极管的该驱动电压予以调整。由于发光二极管驱动器是由一电源供应器的供应电压为其 电力来源，因此，调整该驱动电压实际上就是由调整该供应电压着手，而调整的方式就是通 过该处理器传送信号至该电源供应器，使电源供应器降低其所输出的供应电压。若供应电 压太高使得发光二极管驱动器对驱动电压进行压降的幅度过大，则降低供应电压。通常本发明的方法在实际上供电时，会让电源供应器提供一个较高的电压，亦即 其供应电压高出发光二极管的所需电压达到一个程度，可能是高出五分之一、或是四分之 一、甚至是三分之一，由于发光二极管驱动器具有一电压电流转换器，因此若电源供应器的 供应电压过高，驱动器，势必在转换为电流时强迫的将所述较高的电压予以降低，以使输出 至发光二极管的电流是其所可接受的最大电流值，也就是可以让发光二极管全功率输出 者，如此一来，处理器即可通过发光二极管驱动器得知发光二极管的工作电压，从而以一控 制信号传送至控制电源供应器，使其降低其供应电压，换言之，就是拉近了供应电压与工作 电压之间的差异，以减少发光二极管驱动器的负担。理论上，供应电压是降低到跟发光二极 管的工作电压相同，但实际上由于仍要经过发光二极管驱动器，而此必然会造成些许压降， 因此供应电压仍是略高于发光二极管所需电压。请参阅图4，为本发明的切换式电源供应器的电路方块示意图。其中切换式电源 供应器2’内具有一整流器(整流电路)2’ 1，用以接收外部电源的交流电AC，并将其转换 为一供应电压vl而输出给发光二极管驱动器3’ (请看图幻。电源供应器2’还包括一功 率因素修正器2’ 2，用以修正来自该整流器2’ 1的直流电的功率因素。图4中提供的电源 供应器2’还包括一变压器(变压电路)2’ 3，将来自该功率因素修正器2’ 2的电压，降至 该发光二极管驱动器3’所能接受的大小。此外，电源供应器2’还具有一数字模拟转换器 2’ 4，电连接至变压器2’ 3，是用来将处理器5 (请看图幻产生的控制信号恥，转换为一控 制电压Vctrl，再送到该变压器2’ 3，使变压器2’ 3得以依据控制信号恥改变自己所输出 的供应电压vl。请参阅图5，为本发明的光源电力控制系统的电路方块示意图。其中的处理器5以 及切换式电源供应器2’的说明已叙明于上述各段落，于此不在赘述。因此仅就发光二极管 驱动器3’作说明。图5提供发光二极管驱动器3’还包括了一功率回路3’ 1，通常是一模 拟功率回路(analog powers tage)，通过此一回路的建立，使得各发光二极管所需的电压 变成可以向外发送的信息，并通过一驱动器控制电路3’ 2，通常是一驱动逻辑电路(driver logic)来担任，将发光二极管的工作电压以一驱动信号fe传送到处理器5。请继续参阅图5，更进一步的提供功率回路3’ 1包含了一个或一个以上的电压电 流转换器(Voltage to Current Converter) (3，10R、3，10G、3，10B)，与该电源供应器 2， 电连接，将该供应电压vl调整成该驱动电流A，以使发光二极管GR、4G、4B)可以全功率输 出但又不至毁损。此外，由于较高阶的投影机多是红绿蓝三原光分色处理，因此本发明就已分成三光源的发光二极管GR、4G、4B)作说明。也因此供应电压Vl则针对了此三个发光二 极管而分成第一供应电压vlR、第二供应电压vlG、以及第三供应电压vlB，分别传送到第一 电压电流转换器3’ 10R、第二电压电流转换器3’ 10G、以及第三电压电流转换器3’ IOB0而 通过各个电压电流转换器的作用，并自其产生一第一驱动电流A-R、第二驱动电流A-G、以 及第三驱动电流A-R，并再分别输出至发光二极管GR、4G、4B)。且在各个发光二极管与各 个电压电流转换器之间则即可读取到一工作电压v2。请继续参阅图5，其中更进一步的提供了功率回路3’ 1是由所述三个电压电流转 换器(3’ 10R、3’ 10G、3’ 10B)而各个电压电流转换器均可与驱动器控制电路3’ 2相互传递 信号，并使驱动器控制电路3’ 2得到各个电压电流转换器于转换来自电源供应器2’的工作 电压v2，且驱动器控制电路3’ 2再传送一驱动信号fe给处理器5，如此一来处理器5即可 得知一电压调整值，亦即供应电压Vl与工作电压v2之间的差，并判断第一供应电压vlR、第 二供应电压vlG、以及第三供应电压vlB是否过高，之后，处理器5再以一控制信号恥通过 数字模拟转换器2’ 4产生一控制电压Vctrl调整变压器2’ 3所输出的第一供应电压vlR、 第二供应电压vlG、以及第三供应电压vlB。而处理器5则可通过IIC或SPI这两种类型的 接口连接至驱动器控制电路3’ 2与数字模拟转换器2’ 4。请配合图5，通常本发明的方法在实际上供电时，再一开始打开投影机的电源时， 首先是让切换式电源供应器2’对发光二极管驱动器3’提供一个较高的电压，亦即其供应 电压高出各发光二极管GR、4G、4B)的所需电压达到一个程度，可能是高出五分之一、或是 四分之一、甚至是三分之一，也就是说第一供应电压vlR、第二供应电压vlG、以及第三供应 电压vlB是高出各个发光二极管原本所需的电压到达一特定程度，譬如说发光二极管的所 需电压为4. 5伏特，则驱动电压可能会供给到6伏特。接着发光二极管驱动器3’的各个电 压电流转换器(3’10R、3’10G、3’10B)为了对发光二极管提供定电流，即第一驱动电流A-R、 第二驱动电流A-G、以及第三驱动电流A-B，因而强迫将所述较高的驱动电压予以降低，降 低之后的数值即是发光二极管GR、4G、4B)与各个电压电流转换器之间的工作电压v2，也 就是说到目前为止，驱动器3’是为了对发光二极管提供定电流而强迫的吸收了各驱动电压 与各工作电压之间的压降，因而产生大量的热。于此同时，驱动器控制电路3’2可以将供应 电压至工作电压的降低幅度通过驱动信号fe通知处理器5，因而处理器5即可判断各供应 电压究竟是否过高，如过高，则以一相应的控制信号恥通过数字模拟转换器2’ 4产生一控 制电压Vctrl来传送给变压器2’3，使之降低供应电压。理论上，供应电压是降低到跟发光 二极管的工作电压相同，但实际上由于仍要经过发光二极管驱动器，而此必然会造成些许 压降，因此供应电压仍是略高于发光二极管所需电压，否则供应电压在经过驱动器后势必 因为驱动器的消耗而低于发光二极管的工作电压。话说回来，通过本发明的方法与系统，驱 动器3’已不再需要大幅度的降低来自电源供应器2’的供应电压vl，故而消耗在驱动器3’ 的电力也大为减少、而驱动器3’因为降压而产生的热量也大为降低。综上所述，本发明「使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制方法与系统」， 是通过一处理器的功能，来获取发光二极管驱动器是否被输入了过高的电压，若输入的电 压过高，则处理器就降低这个输入至发光二极管驱动器的电压。如此，即尽可能的降低了 「因为输入的电压过高而导致的发光二极管驱动器的热生成」的问题，不但降低了电力的消 耗，亦尽可能的避免了相关电子元件因为热而造成的损坏。而当热量不再如以往的多时，此代表了投影机耗电量下降，并可以降低其对发光二极管驱动器的散热需求，亦使得投影机 的结构设计可以更简化，从而降低相关成本。由此观之，降低耗电与降低成本，对于投影机 的制造者或使用者而言，均是十分有利的优势。 上述实施例仅为了方便说明而举例，虽遭本领域技术人员任施匠思而为诸般修 饰，然皆不脱随附的权利要求所欲保护者。
权利要求
1.一种使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制方法，其特征在于，包括下列步骤提供一发光二极管驱动器与一发光二极管；输出一供应电压至该发光二极管驱动器，而该发光二极管驱动器对该发光二极管提供 一驱动电流；取得该发光二极管的工作电压；以及 调整该供应电压。
2.如权利要求1所述的使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制方法，其特征在 于，该供应电压，是由一电源供应器所供给。
3.如权利要求2项所述的使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制方法，其特征 在于，调整该供应电压，是通过一处理器控制该电源供应器而达成。
4.如权利要求1所述的使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制方法，其特征在 于，更包括一步骤提供一处理器，由该处理器执行调整该供应电压。
5.如权利要求1所述的使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制方法，其特征在 于，该工作电压是自该发光二极管驱动器取得。
6.如权利要求5所述的使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制方法，其特征在 于，更包括一步骤提供一电源供应器，与该发光二极管电连接，该电源供应器是用以输出 该供应电压至该发光二极管驱动器。
7.如权利要求1所述的使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制方法，其特征在 于，更包括下列步骤判断若输出至该发光二极管的该供应电压，大于该发光二极管的该工作电压加上该发 光二极管驱动器所需工作压降的和，则将该供应电压予以降低。
8.如权利要求7所述的使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制方法，其特征在 于，该供应电压由一电源供应器供应给该发光二极管驱动器。
9.一种使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制系统，其特征在于，包括 一电源供应器，产生一供应电压；一发光二极管驱动器，电连接至该电源供应器并接受该供应电压，并输出一驱动电流；以及一处理器，电连接至该电源供应器及该发光二极管驱动器，其中，该处理器是用以改变 该供应电压。
10.如权利要求9所述的使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制系统，其特征 在于，该处理器是自该发光二极管驱动器获得一驱动信号。
11.如权利要求10所述的使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制系统，其特征 在于，该驱动信号具有一发光二极管的工作电压。
12.如权利要求9所述的使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制系统，其特征 在于，该处理器对该电源供应器发送一控制信号。
13.如权利要求12所述的使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制系统，其特征 在于，该控制信号承载该电源供应器对该供应电压所需改变的幅度。
14.如权利要求12所述的使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制系统，其特征在于，该电源供应器更包含一整流器，用以将电源的交流电转换为直流电； 一功率因素修正器，用以修正来自该整流器的直流电的功率因素； 一变压器，将来自该功率因素修正器的电压值，降至该发光二极管驱动器所能接受的 电压值；以及一数字模拟转换器，与该变压器电连接，将该处理器产生的该控制信号，转换为一控制 电压，再送到该变压器，而使该供应电压改变。
15.如权利要求12所述的使用发光二极管光源的投影机的光源电力控制系统，其特征 在于，该发光二极管驱动器更包含一电压电流转换器，与该电源供应器电连接，将该供应电压调整成该驱动电流；以及 一驱动器控制电路，与该处理器电连接并传送一驱动信号给该处理器；并与电压电流 转换器电连接以取得发光二极管的工作电压。
全文摘要
本发明提供一种发光二极管光源的投影机电力控制方法，其包括下列步骤，设定切换式电源供应器最大输出电压至一发光二极管驱动器、取得该发光二极管的工作电压、接下来适当调整所述输出至该发光二极管驱动器的电压。
文档编号F21Y101/02GK102056370SQ20091020947
公开日2011年5月11日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者郑文钦 申请人:捷扬光电股份有限公司