Dispositivo de control de LED con modulación por ancho de pulso.
Método de control por PWM, modulación por ancho de pulso, para un LED,
que comprende los pasosconsistentes en:
recibir un valor prefijado del brillo del LED;
generar una señal ON/OFF con un ciclo de trabajo en un ciclo PWM correspondiente al valor prefijado;
modular la señal ON/OFF dividiendo el ciclo de trabajo en un ciclo "ON" mayor y un ciclo "ON" menor, y dividiendo elciclo "ON" mayor en múltiples subciclos "ON" mayores; y
distribuir los múltiples subciclos "ON" mayores con el ciclo "ON" menor en el ciclo PWM;
llevándose a cabo los pasos de dividir el ciclo de servicio en un ciclo "ON" mayor y un ciclo "ON" menor y dividir el ciclo "ON" mayor en múltiples subciclos "ON" mayores de acuerdo con una de las siguientes fórmulas:
M ≥ [A x 2k] x 2n-m-k + B x 1
o
M ≥ [A x 2k + i] x 2n-m-k
donde n es un número entero positivo; m es 0 o un número entero positivo menor que n; k es 0 o un número enteropositivo menor que m; M es un número entero positivo menor que 2n; A es 0 o un número entero positivo menor que M;B es 0 o un número entero positivo menor que 2k x 2n-m-k;
de forma que, en relación con las fórmulas respectivas arriba mostradas, el ciclo "ON" mayor tiene M señales de relojdivididas en (2n-m-k+1) subciclos compuestos por 2n-m-k subciclos "ON" mayores, cada uno de ellos con A x 2k señales dereloj, y el ciclo "ON" menor tiene B señales de reloj; o el ciclo "ON" mayor tiene M señales de reloj divididas en 2n-m-ksubciclos "ON" mayores, cada uno de ellos con (Ax2k+i) señales de reloj, siendo i igual a 0 o un número entero positivoigual o menor que 2k, y la suma de i de cada subciclo es igual a B.
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06005074.
Solicitante: Macroblock, Inc.
Nacionalidad solicitante: Taiwan, Provincia de China.
Dirección: F. 6-4, NO. 18, PU-TING RD. HSIN-CHU CITY TAIWAN.
Inventor/es: Lin,Rong-Tsung, Jheng,Yang-Ci.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- G09G3/32 FISICA. › G09 ENSEÑANZA; CRIPTOGRAFIA; PRESENTACION; PUBLICIDAD; PRECINTOS. › G09G DISPOSICIONES O CIRCUITOS PARA EL CONTROL DE DISPOSITIVOS DE REPRESENTACION QUE UTILIZAN MEDIOS ESTATICOS PARA PRESENTAR UNA INFORMACION VARIABLE (dispositivos de transferencia de datos entre computadores y pantallas digitales G06F 3/14; dispositivos de representación estáticos realizados por la asociación disociable de varias fuentes individuales o de varias celdas individuales que controlan la luz G09F 9/00; dispositivos de representación estáticos realizados por la asociación constructiva indisociable de varias fuentes de luz H01J, H01K, H01L, H05B 33/12; digitalización, transmisión o reproducción de documentos o similares p. ej. transmisión por fax o detalles del mismo H04N 1/00). › G09G 3/00 Disposiciones o circuitos de control que presentan interés únicamente para la representación utilizando medios de visualización que no sean tubos de rayos catódicos. › semiconductores, p. ej. utilizando diodos emisores de luz [LED].
- H05B33/08 ELECTRICIDAD. › H05 TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR. › H05B CALEFACCION ELECTRICA; ALUMBRADO ELECTRICO NO PREVISTO EN OTRO LUGAR. › H05B 33/00 Fuentes de luz electroluminiscente. › Circuitos para accionar fuentes de luz electroluminiscente (para accionar diodos emisores de luz H05B 45/00).
PDF original: ES-2388069_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Dispositivo de control de LED con modulación por ancho de pulso.
Antecedentes de la invención
La presente invención se refiere a métodos de control por PWM (Modulación por Ancho de Pulso) para LED.
En general, el brillo de un LED se puede variar con el ciclo de trabajo de una señal control suministrada por un de control CI (circuito integrado) . Cuando se desea que el LED tenga un menor brillo con un menor ciclo de trabajo, un sistema de control externo dará salida a una señal con un “OFF” (apagado) continuo más largo al dispositivo de CI de mando, de modo que el LED no se enciende o se mantiene no iluminado durante más tiempo. En esta situación, la pantalla LED parpadeará y mostrará una imagen de mala calidad tal como se muestra visible al espectador. La FIG. 1 compara las imágenes sin y con parpadeo.
Para evitar que la pantalla LED parpadee, la presente invención proporciona una solución que consiste en dividir una señal “ON” (encendido) continua en muchas señales “ON” discretas y distribuir éstas uniformemente.
En el documento US 2003/0076048 A1 se describe un método de control para un dispositivo EL (electroluminiscente) orgánico.
De acuerdo con la invención, se proporciona un método de control por PWM (modulación por ancho de pulsos) para un LED tal como se define en la reivindicación independiente.
El dispositivo de control de LED con PWM incluye en principio una unidad PWM y circuitos de control de LED. El dispositivo de control de LED recibe un valor prefijado para el brillo del LED y transmite este valor prefijado a la unidad PWM. La unidad PWM genera una señal ON/OFF con un ciclo de trabajo en un ciclo PWM que corresponde al valor prefijado y después modula la señal ON/OFF. La señal modulada es transmitida al LED a través del circuito de control de LED con el fin de obtener el brillo deseado. La unidad PWM modula la señal ON/OFF a partir de una señal de alta resolución en escala de grises en dos o más señales con una resolución en escala de grises relativamente menor, de modo que el LED se encenderá más frecuentemente con una velocidad de refresco más alta, siendo el brillo del LED antes y después de la modulación exactamente igual o similar para el espectador. Preferentemente, el ciclo de trabajo de la señal ON/OFF se mantiene antes y después de la modulación. El ciclo PWM de la señal ON/OFF tiene una duración “ON” continua compuesta por un ciclo “ON” mayor y un ciclo “ON” menor. La unidad PWM modula la señal ON/OFF dividiendo el ciclo “ON” mayor en dos o más partes, cada una de ellas definida como un subciclo “ON” mayor, y distribuyendo los subciclos “ON” mayores en el ciclo de PWM de acuerdo con un algoritmo. El ciclo “ON” menor se puede ignorar o puede ser dividido por la unidad PWM en dos o más partes, cada una de ellas definida como un subciclo “ON” menor, distribuyéndose todas ellas después con los subciclos “ON” mayores. Preferentemente, el ciclo “ON” mayor se divide regularmente y se distribuye de modo uniforme. La salida de señal modulada desde la unidad PWM se basa normalmente en señales de reloj.
En la descripción se definen los siguientes términos:
1. Ciclo de modulación por ancho de pulso (PWM) , que es el tiempo para realizar por completo una señal de control sobre el brillo del LED.
2. Ciclo de trabajo, que es el porcentaje de tiempo “ON” con respecto a un período del ciclo PWM.
3. Velocidad de refresco, que es una frecuencia de iluminación del LED.
4. Resolución en escala de grises, que son las escalas de brillo que puede producir el LED.
Breve descripción de las figuras
FIG. 1: compara las imágenes sin y con parpadeo.
FIG.2: Ilustra esquemáticamente diagramas reloj de la señal de control dividida de acuerdo con diferentes algoritmos.
Descripción detallada de las realizaciones preferentes
Para describir la presente invención más en detalle se indican realizaciones de algoritmos ilustrativas para que la unidad PWM module una señal en base a la descripción de la invención.
Se ha de señalar que los algoritmos no están limitados y dependen de las técnicas o tecnologías informáticas desarrolladas.
También se ha de señalar que, en la invención, la expresión “el ciclo de trabajo se mantiene” no indica “el ciclo de trabajo se mantiene absolutamente igual”, sino que indica que no hay ninguna diferencia obvia para el espectador. Por ejemplo, el ciclo “ON” menor se puede ignorar cuando es mucho menor que el ciclo “ON” mayor.
En los siguientes algoritmos, las variables n, m, k, M, A, B, i se definen de la siguiente manera:
n es un número entero positivo, m es 0 o un número entero positivo menor que n, k es 0 o un número entero positivo menor que m, M es un número entero positivo menor que 2n , A es 0 o un número entero positivo menor que M, B es 0 o un número entero positivo menor que 2k x 2n-m-k; e i es 0 o un número entero positivo igual o menor que 2k .En una realización preferente, la unidad PWM emplea las fórmulas (I) y (I-1) para dividir un ciclo PWM con 2n señales de reloj de la siguiente manera:
2n = [ (2m-1) x 2k] x 2n-m-k + [2k x 2n-m-k] x 1 (I)
= [2m x 2k] x 2n-m-k (I-1)
De acuerdo con los algoritmos arriba mostrados, el ciclo PWM se dividirá en:
a. (2n-m-k + 1) subciclos compuestos por 2n-m-k subciclos, cada uno de ellos con (2m-1) x2k señales de reloj, y un subciclo con 2kx2n-m-k señales de reloj, tal como representa la fórmula (I) ; o
b. 2n-m-k subciclos, cada uno de ellos con 2mx2k señales de reloj, tal como representa la fórmula (I-1) . Para los dos algoritmos, 2k es el factor de división de frecuencia aplicado a la división menor.
Además, en la realización preferente de la presente invención, la unidad PWM emplea las fórmulas (II) y (II-1) para dividir el tiempo de “ON” que tiene M señales de reloj en el ciclo PWM de la siguiente manera:
M = [A x 2k] x 2n-m-k+ B x 1 (II)
= [Ax 2k + i] x 2n-m-k (II-1)
De acuerdo con los algoritmos arriba mostrados, las M señales de reloj se dividirán en:
a. (2n-m-k+1) subciclos compuestos por 2n-m-k subciclos, cada uno de ellos con A x 2k señales de reloj, y un subciclo que tiene B señales de reloj, tal como representa la fórmula (II) ; o
b. 2n-m-k subciclos, cada uno de ellos con (A x 2k+i) señales de reloj, siendo la suma de i de cada subciclo igual a
B.
En relación con las fórmulas (I) y (II) , cada uno de los subciclos que tienen (2m -1) x 2k señales de reloj puede comprender A x 2k señales de reloj para “ON”, y un subciclo que tiene 2k x 2n-m-k señales de reloj puede comprender B señales de reloj para “ON”.
En relación con las fórmulas (I-1) y (II-1) , cada uno de los subciclos que tienen 2m x 2k señales de reloj puede comprender (A x 2k + i) señales de reloj para “ON”.
En consecuencia, la pantalla de LED puede mostrar una imagen con el brillo deseado y sin parpadear, ya que se mantiene el ciclo de trabajo y se incrementa la velocidad de refresco. También se ha de señalar que la limitación específica a n o M no es necesaria y depende de los desarrollos de las tecnologías fotoeléctricas.
En un diseño real, en la unidad PWM está previsto un contador de 16 bit para un ciclo PWM, pudiéndose lograr una resolución de 65.536 (= 216) escalas de grises. Cuando el ciclo PWM se divide, por ejemplo, en 64 (= 26) subciclos, la resolución se reducirá a 1.024 (= 210) escalas de grises con una velocidad de refresco de 64.
La FIG. 2 muestra esquemáticamente diagramas de señales de reloj para ilustrar los algoritmos. El diagrama (a) indica 16 señales de reloj de referencia. El diagrama (b) indica un ciclo PWM no dividido compuesto por nueve señales de reloj “ON” continuas y siete señales de reloj “OFF” continuas.... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Método de control por PWM, modulación por ancho de pulso, para un LED, que comprende los pasos consistentes en: recibir un valor prefijado del brillo del LED;
generar una señal ON/OFF con un ciclo de trabajo en un ciclo PWM correspondiente al valor prefijado; modular la señal ON/OFF dividiendo el ciclo de trabajo en un ciclo “ON” mayor y un ciclo “ON” menor, y dividiendo el ciclo “ON” mayor en múltiples subciclos “ON” mayores; y
distribuir los múltiples subciclos “ON” mayores con el ciclo “ON” menor en el ciclo PWM; llevándose a cabo los pasos de dividir el ciclo de servicio en un ciclo “ON” mayor y un ciclo “ON” menor y dividir el ciclo 10 “ON” mayor en múltiples subciclos “ON” mayores de acuerdo con una de las siguientes fórmulas:
M = [A x 2k] .
2. m-k + B x 1
o
M = [A x 2k + i] .
2. m-k
donde n es un número entero positivo; m es 0 o un número entero positivo menor que n; k es 0 o un número entero 15 positivo menor que m; M es un número entero positivo menor que 2n; A es 0 o un número entero positivo menor que M; B es 0 o un número entero positivo menor que 2k .
2. m-k;
de forma que, en relación con las fórmulas respectivas arriba mostradas, el ciclo “ON” mayor tiene M señales de reloj divididas en (2n-m-k+1) subciclos compuestos po.
2. m-k subciclos “ON” mayores, cada uno de ellos con A x 2k señales de reloj, y el ciclo “ON” menor tiene B señales de reloj; o el ciclo “ON” mayor tiene M señales de reloj divididas e.
2. m-k
subciclos “ON” mayores, cada uno de ellos con (Ax2k+i) señales de reloj, siendo i igual a 0 o un número entero positivo igual o menor que 2k, y la suma de i de cada subciclo es igual a B.
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