CN101276556A - 发光二极管驱动电路、驱动方法及液晶显示装置 - Google Patents

发光二极管驱动电路、驱动方法及液晶显示装置 Download PDF

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Abstract

一种发光二极管驱动电路，其包括一恒流电路、一发光二极管、一温度传感器和一微处理器。该恒流电路包括一输入端、一第一输出端和一第二输出端，该输入端连接该微处理器，该第一输出端连接该发光二极管，该第二输出端连接该微处理器。该温度传感器邻近该发光二极管并且连接该微处理器，该温度传感器侦测该发光二极管的工作温度，相应产生一当前温度信号并且传输到该微处理器。该微处理器根据该当前温度信号和该当前驱动电流的关系输出一具有某一占空比的脉冲信号。该恒流电路根据该占空比产生一相应大小的驱动电流驱动该发光二极管。

Description

发光二极管驱动电路、驱动方法及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置，还涉及该液晶显示装置所采用的发光二极管驱动电路及其驱动方法。
背景技术
液晶显示装置具有体积小、重量轻、厚度薄、耗电低、不闪烁、无辐射等特性，在显示领域已得到广泛应用。目前，发光二极管已经广泛应用在液晶显示装置中。发光二极管是一种P-N结，在电流驱动下产生电磁辐射而发光。
请参阅图1，是一种现有技术液晶显示装置的示意图。该液晶显示装置100包括一液晶显示面板110、一导光板120和一发光二极管驱动电路130。
请参阅图2，是该发光二极管驱动电路130的电路示意图。该发光二极管驱动电路130包括一发光二极管133、一恒流电路132和一微处理器131。该恒流电路132一端连接到该发光二极管133，另一端连接到该微处理器131。该微处理器131获取工作电压后，产生一频率恒定的脉冲信号，该恒流电路132接收该脉冲信号，并且根据该脉冲信号的占空比产生一恒定电流。该恒定电流驱动该发光二极管133发光。
请参阅图3，是图2所示发光二极管133的规格温度与规格电流的关系曲线图。
对于该发光二极管133的任意一工作温度，其驱动电流有一上限值，即规格电流。若在某一温度下该发光二极管133驱动电流大于该工作温度下的规格电流，则该发光二极管133将损坏。例如，当该发光二极管133的工作温度为20℃时，其驱动电流不可以超过该温度下的规格电流30mA，否则该发光二极管133损坏。
对于该发光二极管133的任意一驱动电流，其工作温度有一上限值，即规格温度。若在某一驱动电流下该发光二极管133工作温度大于该驱动电流下的规格温度，则该发光二极管133将损坏。例如，当该发光二极管133的驱动电流为25mA时，其工作温度不可以超过该驱动电流下的规格温度40℃，否则该发光二极管133损坏。
该发光二极管驱动电路130的发光二极管133的驱动电流恒定，而其工作温度一般会随着环境温度的上升而上升，当其工作温度大于当前驱动电流对应的规格温度时，该发光二极管133损坏。同时，采用该发光二极管驱动电路130作为背光源的液晶显示装置100也不能正常工作。
发明内容
为了解决现有技术中发光二极管由于驱动电流恒定而工作温度波动所导致的发光二极管容易损坏的问题，有必要提供一种随发光二极管工作温度的变化而调节发光二极管的驱动电流的发光二极管驱动电路。
还有必要提供一种采用随发光二极管工作温度的变化而调节发光二极管的驱动电流的发光二极管驱动电路作为背光源的液晶显示装置。
本发明还提供一种发光二极管驱动方法。
一种发光二极管驱动电路，其包括一恒流电路、一发光二极管、一温度传感器和一微处理器。该恒流电路包括一输入端、一第一输出端和一第二输出端，该输入端连接该微处理器，该第一输出端连接该发光二极管，该第二输出端连接该微处理器。该温度传感器邻近该发光二极管并且连接该微处理器，该温度传感器侦测该发光二极管的工作温度，相应产生一当前温度信号并且传输到该微处理器。该微处理器根据该当前温度信号和该当前驱动电流的关系输出一具有某一占空比的脉冲信号。该恒流电路根据该占空比产生一相应大小的驱动电流驱动该发光二极管。
一种液晶显示装置，其包括一发光二极管驱动电路。该发光二极管驱动电路包括一恒流电路、一发光二极管、一温度传感器和一微处理器。该恒流电路包括一输入端、一第一输出端和一第二输出端，该输入端连接该微处理器，该第一输出端连接该发光二极管，该第二输出端连接该微处理器。该温度传感器邻近该发光二极管并且连接该微处理器，该温度传感器侦测该发光二极管的工作温度，相应产生一当前温度信号并且传输到该微处理器。该微处理器根据该当前温度信号和该当前驱动电流的关系输出一具有某一占空比的脉冲信号。该恒流电路根据该占空比产生一相应大小的驱动电流驱动该发光二极管。
一种发光二极管驱动方法，采用该驱动方法的发光二极管驱动电路包括：一恒流电路、一发光二极管、一温度传感器和一微处理器，该恒流电路包括一输入端、一第一输出端和一第二输出端，该输入端连接该微处理器，该第一输出端连接该发光二极管，该第二输出端连接该微处理器，该温度传感器邻近该发光二极管并且连接该微处理器，该微处理器存储该发光二极管的工作温度所对应的上限驱动电流值，该驱动方法包括如下步骤：a.该微处理器输出一脉冲信号到该恒流电路；b.该恒流电路根据该脉冲信号产生一驱动电流驱动该发光二极管，该恒流电路同时将该驱动电流的大小反馈给该微处理器；c.该温度传感器侦测该发光二极管的当前工作温度，相应产生一当前温度信号并且传输到该微处理器；d.该微处理器读取该当前温度信号对应的上限驱动电流值；e.该微处理器比较该上限驱动电流值与该恒流电路所反馈的当前驱动电流的大小；f.该微处理器根据比较结果，改变其输出的脉冲信号的占空比；g.该恒流电路根据该脉冲信号改变改驱动电流的大小。
与现有技术相比较，本发明的发光二极管驱动电路及采用该发光二极管驱动电路的液晶显示装置工作过程中，以及该发光二极管驱动方法中，当该发光二极管的驱动电流大于其当前工作温度所对应的一上限驱动电流时，该微处理器调节该脉冲信号的占空比，使得该恒流电路产生的驱动电流相应减小到该上限驱动电流大小，从而确保该发光二极管持续正常工作。
附图说明
图1是一种现有技术液晶显示装置的示意图。
图2是图1所示发光二极管驱动电路的电路示意图。
图3是图2所示发光二极管的规格温度与规格电流的关系曲线图。
图4是本发明发光二极管驱动电路第一实施方式的示意图。
图5是图4所示发光二极管所需满足的工作温度与相应的上限驱动电流的关系曲线图。
图6是本发明发光二极管驱动电路的第二实施方式的示意图。
图7是本发明发光二极管驱动电路的第三实施方式的示意图。
图8是本发明发光二极管驱动电路的第四实施方式的示意图。
图9是本发明液晶显示装置的示意图。
具体实施方式
请参阅图4，是本发明发光二极管驱动电路第一实施方式的示意图。该驱动电路430包括一微处理器431、一恒流电路432、一发光二极管433和一温度传感器434，其中，该微处理器431内部包括一转换器435、一比较器436和一脉冲信号产生电路437。
该温度传感器434邻近该发光二极管433，其包括一输出端。该温度传感器434用来侦测该发光二极管433的工作温度。
该转换器435包括一输入端和一输出端，该输入端连接到该温度传感器434的输出端。该转换器435内部包括一程序(图未示)，该程序存储该发光二极管433的工作温度与对应的上限驱动电流的关系，使得该转换器435根据接收的温度信号输出一上限驱动信号。
该比较器436包括一第一输入端、一第二输入端和一输出端。该第一输入端连接到该转换器435的输出端，该第二输入端连接到该恒流电路432。
该脉冲信号产生电路437包括一输入端和一输出端，该输入端连接到该比较器436的输出端。该脉冲信号产生电路437用来产生一脉冲信号，该脉冲信号的占空比由该控制信号决定。
该恒流电路432包括一输入端、一第一输出端和一第二输出端，该输入端连接到该脉冲信号产生电路437的输出端，该第一输出端连接到该比较器436的第二输入端，该第二输出端连接到该发光二极管433。该恒流电路432根据该脉冲信号产生一驱动电流，该驱动电流大小与该脉冲信号的占空比成正比。该驱动电流驱动该发光二极管433，并且该驱动电流的大小由该第一输出端反馈给该比较器436。
请参阅图5，是本实施方式中该发光二极管433所需满足的工作温度与相应的上限驱动电流的关系曲线图。该发光二极管433型号为AELWU-D，其规格温度与规格电流的关系如曲线a所示。本实施方式中，该发光二极管433的工作温度与上限驱动电流的关系满足曲线b所示的分段函数式：
I＝27         (T≤27℃)
I = - 6 13 T + 513 13 (27℃≤T≤80℃)
其中，T表示该发光二极管433的工作温度，其单位为℃，I表示与该工作温度对应的上限驱动电流，其单位为mA。
该发光二极管驱动电路430的工作过程如下：
该发光二极管驱动电路430工作时，该脉冲信号产生电路437输出的脉冲信号的频率恒定。假定当前该发光二极管433的工作温度为20℃，其当前驱动电流为26mA。该温度传感器434侦测该发光二极管433的当前工作温度20℃后产生一第一当前温度信号，并且传输该第一当前温度信号到该转换器435，其内部程序存储该发光二极管433的20℃工作温度所对应的上限驱动电流为27mA，因此该转换器435输出表示该27mA的第一上限驱动信号到该比较器436的第一输入端。该比较器436的第二输入端接收表示该26mA当前驱动电流的当前驱动信号。该比较器436比较该二驱动信号，并且判断当前驱动电流26mA小于上限驱动电流27mA，此时该比较器436不作为。该发光二极管驱动电路430继续工作。
假定由于环境温度或其它因素影响，该发光二极管433的当前工作温度上升到40℃，而其当前驱动电流仍为26mA。该温度传感器434侦测该发光二极管433的当前工作温度40℃后产生一第二当前温度信号，并且传输该第二当前温度信号到该转换器435。其内部程序存储该发光二极管433的40℃工作温度所对应的上限驱动电流为21mA，故该转换器435输出表示该21mA的第二上限驱动信号到该比较器436的第一输入端。该当前驱动信号不变。该比较器436比较该二驱动信号，判断当前驱动电流26mA大于上限驱动电流21mA，即刻该比较器436输出一控制信号到该脉冲信号产生电路437。该脉冲信号产生电路437根据该控制信号降低其输出的脉冲信号的占空比，该占空比使得该恒流电路432产生的驱动电流降低到该上限驱动电流大小，即21mA。
因而，该发光二极管433的工作温度由20℃上升到40℃的过程中，其当前驱动电流小于或者等于相应温度下的上限驱动电流，该发光二极管433在此温度上升过程中可正常工作。
如此可确保任何时刻该发光二极管433的当前驱动电流小于或等于其当前工作温度对应的上限驱动电流，因此该发光二极管433可持续正常工作。
本发明的发光二极管驱动电路430的转换器435内部的程序可由一查询表替代，该查询表存储该发光二极管433的多个间隔的工作温度值与相应的上限驱动电流值。该查询表中的工作温度值与上限驱动电流值的关系也满足图5曲线b。其中，工作温度值可选取从0℃到85℃的86个整数温度值或其它不连续的温度值。该查询表使得该转换器435接收当前温度信号，输出对应的上限驱动信号到该比较器436。
与现有技术相比较，本发明的发光二极管驱动电路430的比较器436比较当前驱动信号与上限驱动信号，一旦前者大于后者，该比较器436输出一控制信号到该脉冲信号产生电路437，降低该脉冲信号的占空比，进而减小该恒流电路432输出的驱动电流到当前工作温度所对应的上限驱动电流的大小，使该发光二极管433持续正常工作而不损坏。
请参阅图6，是本发明发光二极管驱动电路的第二实施方式的示意图。该发光二极管驱动电路630与第一实施方式的发光二极管驱动电路430的主要区别在于：其包括多个发光二极管633，该多个发光二极管633一一串联，由恒流电路632一并驱动。温度传感器634邻近该全部发光二极管633，用来侦测每一发光二极管633的工作温度，并且输出对应其中工作温度最高的发光二极管633的当前温度信号到转换器635。
请参阅图7，是本发明发光二极管驱动电路的第三实施方式的示意图。该发光二极管驱动电路730与第二实施方式的发光二极管驱动电路630的主要区别在于：其包括多个发光二极管733，该多个发光二极管733一一并联，每一并联支路的驱动电流大小相等，且所有并联支路的驱动电流的和等于恒流电路732所产生的驱动电流。
请参阅图8，是本发明发光二极管驱动电路的第四实施方式的示意图。该发光二极管驱动电路830与第二实施方式的发光二极管驱动电路630的主要区别在于：其包括多个发光二极管833，该多个发光二极管833并联成多个条支路，且每条支路包括数目相等的发光二极管833。每一并联支路的驱动电流大小相等，且所有并联支路的驱动电流的和等于恒流电路832所产生的驱动电流。
该温度传感器634、734、834分别邻近该全部发光二极管633、733、833，用来侦测每一发光二极管633、733、833的工作温度，并且输出对应其中工作温度最高的发光二极管633、733、833的当前温度信号到该转换器635、735、835。该转换器635、735、835根据该当前温度信号输出对应的上限驱动信号到该比较器636、736、836。该比较器636、736、836比较当前驱动电流与上限驱动电流，一旦前者大于后者时，该比较器636、736、836输出一控制信号到该脉冲信号产生电路637、737、837，降低该脉冲信号的占空比，进而使该恒流电路632、732、832输出的驱动电流减小，使该全部发光二极管633、733、833持续正常工作。
请参阅图9，是本发明液晶显示装置的示意图。该液晶显示装置900包括一液晶显示面板910、一导光板920和一作为背光源的发光二极管驱动电路930。该发光二极管驱动电路930可以为上述发光二极管驱动电路430、630、730、830中任意一种。
本发明的发光二极管驱动电路及采用该发光二极管驱动电路的液晶显示装置不限于上述实施方式所述，针对不同型号和规格的发光二极管，它的规格电流与规格温度的关系与图5曲线a所示的二者的关系略有不同，该程序或者查询表所存储的工作温度与对应的上限驱动电流之间关系与图5曲线b所示的二者的关系也略有不同。但是，该发光二极管驱动电路的工作原理大致相同：该比较器比较该上限驱动信号与该当前驱动信号，输出控制信号到该脉冲信号产生电路，该控制信号调节该脉冲信号的占空比，使得该恒流电路所产生的驱动电流小于或等于当前工作温度所对应的上限驱动电流。

Claims (10)

1. 一种发光二极管驱动电路，其包括：一恒流电路、一发光二极管、一温度传感器和一微处理器，该恒流电路包括一输入端、一第一输出端和一第二输出端，该输入端连接该微处理器，该第一输出端连接该发光二极管，该第二输出端连接该微处理器，该温度传感器邻近该发光二极管并且连接该微处理器，该温度传感器侦测该发光二极管的工作温度，相应产生一当前温度信号并且传输到该微处理器，该微处理器根据该当前温度信号和该当前驱动电流的关系输出一具有某一占空比的脉冲信号，该恒流电路根据该占空比产生一相应大小的驱动电流驱动该发光二极管。
2. 如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：该微处理器包括：一转换器，其包括一输入端和一输出端，即该输入端连接到该温度传感器；一比较器，其包括一第一输入端、一第二输入端和一输出端，该比较器的第一输入端连接到该转换器的输出端，即该比较器的第二输入端连接到该恒流电路的第二输出端；和一脉冲信号产生电路，其包括一输入端和一输出端，该脉冲信号产生电路的输入端连接到该比较器的输出端，即该脉冲信号产生电路的输出端连接到该恒流电路的输入端。
3. 如权利要求2所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：该转换器内部包括一程序，该程序存储该发光二极管的工作温度与该工作温度对应的上限驱动电流的函数关系，使得该转换器根据该当前温度信号输出一表示对应的上限驱动电流的上限驱动信号到该比较器。
4. 如权利要求3所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：该发光二极管驱动电路进一步包括多个与该发光二极管串联的发光二极管，该温度传感器同时邻近全部发光二极管，且侦测每一发光二极管的工作温度，并且输出对应其中工作温度最高的发光二极管的当前温度信号到该比较器。
5. 如权利要求3所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：该发光二极管驱动电路进一步包括多个与该发光二极管一一并联的发光二极管，该温度传感器同时邻近全部发光二极管，且侦测每一发光二极管的工作温度，并且输出对应其中工作温度最高的发光二极管的当前温度信号到该比较器。
6. 如权利要求3所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：该发光二极管驱动电路进一步包括多个发光二极管，全部发光二极管并联成多个条支路，每条并联支路具有相同个数的发光二极管，该温度传感器同时邻近全部发光二极管，且侦测每一发光二极管的工作温度，并且输出对应其中工作温度最高的发光二极管的当前温度信号到该比较器。
7. 如权利要求3所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：该转换器内部的程序可由一查询表替代，该查询表存储该发光二极管的多个不连续的工作温度值与相应的上限驱动电流值，该查询表使得该转换器根据该当前温度信号输出一表示对应的上限驱动电流的上限驱动信号到该比较器。
8. 一种液晶显示装置，其包括一发光二极管驱动电路，该发光二极管驱动电路包括：一恒流电路、一发光二极管、一温度传感器和一微处理器，该恒流电路包括一输入端、一第一输出端和一第二输出端，该输入端连接该微处理器，该第一输出端连接该发光二极管，该第二输出端连接该微处理器，该温度传感器邻近该发光二极管并且连接该微处理器，该温度传感器侦测该发光二极管的工作温度，相应产生一当前温度信号并且传输到该微处理器，该微处理器根据该当前温度信号和该当前驱动电流的关系输出一具有某一占空比的脉冲信号，该恒流电路根据该占空比产生一相应大小的驱动电流驱动该发光二极管。
9. 一种发光二极管驱动方法，采用该驱动方法的发光二极管驱动电路包括：一恒流电路、一发光二极管、一温度传感器和一微处理器，该恒流电路包括一输入端、一第一输出端和一第二输出端，该输入端连接该微处理器，该第一输出端连接该发光二极管，该第二输出端连接该微处理器，该温度传感器邻近该发光二极管并且连接该微处理器，该微处理器存储该发光二极管的工作温度所对应的上限驱动电流值，该驱动方法包括如下步骤：
a.该微处理器输出一脉冲信号到该恒流电路；
b.该恒流电路根据该脉冲信号产生一驱动电流驱动该发光二极管，该恒流电路同时将该驱动电流的大小反馈给该微处理器；
c.该温度传感器侦测该发光二极管的当前工作温度，相应产生一当前温度信号并且传输到该微处理器；
d.该微处理器读取该当前温度信号对应的上限驱动电流值；
e.该微处理器比较该上限驱动电流值与该恒流电路所反馈的当前驱动电流的大小；
f.该微处理器根据比较结果改变其输出的脉冲信号的占空比；及
g.该恒流电路根据该脉冲信号改变改驱动电流的大小。
10. 如权利要求9所述的发光二极管驱动方法，其特征在于：当该当前驱动电流值小于或等于该上限驱动电流值时，该脉冲信号的占空比保持稳定；当该当前驱动电流大于该上限驱动电流值时，该脉冲信号的占空比降低，使得该恒流电路所产生的驱动电流等于该上限驱动电流值。
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