CN101316466B - 定电流驱动电路 - Google Patents

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Abstract

一种定电流驱动电路,其包括第一电流源、参考电压产生电路及输出信号产生电路。第一电流源的其中一端耦接第一发光组件串的其中一端,其中第一电流源的该端具有第一电压。参考电压产生电路用以产生参考电压,且参考电压产生电路将第一电压与第一预设电压作比较,以产生第一比较信号,并据以动态调整参考电压的值。输出信号产生电路用以输出输出信号至第一发光组件串的另一端,且输出信号产生电路接收输入信号,并依据参考电压与第二电压的比较结果决定是否输出输入信号,以形成输出信号。

Description

定电流驱动电路
技术领域
[0001] 本发明涉及一种驱动电路,且特别涉及一种定电流驱动电路。 背景技术
[0002] 图1为现有定电流驱动电路驱动一发光组件串的耦接示意图。在图中所标示的110即为现有的定电流驱动电路,其用以驱动由发光二极管(Light Emitting Diode, LED) 120串接而成的发光组件串121。另外,此定电流驱动电路110亦通过电感130接收输入信号VIN,并通过电阻140及150对其输出信号VOUT进行分压,以获得一电压VR,进而利用电压VR施行反馈控制。
[0003] 此定电流驱动电路110中包括电流源111、比较器112、时序控制电路113、 PMOS(P-type metal oxide semiconductor) 1¾ # iW 114 NM0S(N-type metal oxide semiconductor)晶体管115。其中电流源111的正端耦接发光组件串121,负端耦接共同电位GND。比较器112用以将电压VR与一固定参考电压FVREF作比较,以产生比较结果CRS。 接着,时序控制电路113便依据此比较结果CRS产生时序控制信号TCSl及TCS2,以分别控制PMOS晶体管114及NMOS晶体管115的导通状态。藉由切换上述二个MOS晶体管的导通状态,便可产生所需的输出信号V0UT,以驱动发光组件串121。
[0004] 然而,为了使电流源111能够正常工作,发光组件串121的负端电压不可低于电流源111本身的工作电压(令其为VW)。也就是说,定电流驱动电路110所产生的输出信号 V0UT,其电压必须大于发光组件串121的总跨压与工作电压VW 二者的总和。举例来说,假设单颗发光二极管120在流过电流I时的顺向偏压是VF,则N颗发光二极管120的总跨压为NXVF,因此,输出信号VOUT的电压必须大于NXVF+VW,才能确保电流源111正常工作。
[0005] 此定电流驱动电路110的输出信号VOUT可经由下列式(1)来设定
[0006] VOUT = FVREFX ((Rl+R2)/R2) ......(1)
[0007] 其中,Rl及R2分别表示电阻140及150的阻值。由于输出信号VOUT的电压必须要够大,才能保证电流源111正常工作,然而在发光二极管120因工艺因素导致顺向偏压VF 有所变动时,或是在流经发光组件串121的电流I可调整的情况之下,发光组件串121的总跨压就可能会比原先假定的总跨压来的小,而此输出信号VOUT的电压却在给定固定参考电压FVREF、电阻140及150的值之后便已经固定,因而输出信号VOUT无法针对不同的发光组件串121做最佳化,使得有多余的压降落在电流源111上,造成效率上的损失,并且还会在此定电流驱动电路110中产生不必要的热。
发明内容
[0008] 本发明的目的就是提供一种定电流驱动电路,其输出信号可针对不同的发光组件串做最佳化。
[0009] 本发明的另一目的是提供一种定电流驱动电路,其在操作时不会产生不必要的热,且其效率损失较现有电路小。[0010] 基于上述及其它目的,本发明提出一种定电流驱动电路,其包括第一电流源、参考电压产生电路及输出信号产生电路。第一电流源的其中一端耦接第一发光组件串的其中一端,其中第一电流源与第一发光组件串的耦接处具有第一电压。参考电压产生电路用以产生参考电压,且参考电压产生电路将第一电压与第一预设电压作比较,以产生第一比较信号,并据以动态调整参考电压的值。输出信号产生电路用以输出输出信号至第一发光组件串的另一端,且输出信号产生电路接收输入信号,并依据参考电压与第二电压的比较结果决定是否输出输入信号,以形成输出信号。其中输出信号产生电路包括:第三比较电路,用以比较参考电压与第二电压,以产生比较结果;时序控制电路,依据比较结果产生第一时序控制信号及第二时序控制信号;第五开关,其一端耦接输入信号,其另一端耦接输出信号产生电路的输出端,并依据第一时序控制信号决定是否导通,其中输出端用以输出所述输出信号;以及第六开关,其一端耦接输入信号,其另一端耦接共同电位,并依据第二时序控制信号决定是否导通。
[0011] 依照本发明一实施例所述的定电流驱动电路,上述的参考电压产生电路包括第一比较电路及参考电压调整电路。第一比较电路用以比较第一电压与第一预设电压,以产生第一比较信号。参考电压调整电路用以产生参考电压,并依据第一比较信号动态调整参考电压的值。
[0012] 依照上述实施例所述的定电流驱动电路,上述的第一比较电路包括第一比较器。 此第一比较器的负输入端接收第一电压,正输入端接收第一预设电压,输出端输出第一比较信号。
[0013] 依照上述实施例所述的定电流驱动电路,上述的参考电压调整电路包括第二电流源、第一开关、第二开关、第三电流源及电容。第二电流源的其中一端耦接电源电压。第一开关的其中一端耦接第二电流源的另一端,并依据第一比较信号决定是否导通。第二开关的其中一端耦接第一开关的另一端,并依据第一比较信号的反相信号决定是否导通。第三电流源的其中一端耦接第二开关的另一端,而第三电流源的另一端耦接共同电位。电容的其中一端耦接第一开关的另一端,并输出参考电压,而其另一端耦接共同电位。
[0014] 依照本发明另一实施例所述的定电流驱动电路,其更将输出信号输出至第二发光组件串的其中一端,且定电流驱动电路更包括第二电流源,此第二电流源的其中一端耦接第二发光组件串的另一端,而第二电流源与第二发光组件串的耦接处具有第三电压。参考电压产生电路包括第一比较电路、第二比较电路及参考电压调整电路。第一比较电路用以比较第一电压与第一预设电压,以产生第一比较信号。第二比较电路用以比较第三电压与第一预设电压,以产生第二比较信号。参考电压调整电路用以产生参考电压,并依据第一比较信号及第二比较信号动态调整参考电压的值。
[0015] 依照上述另一实施例所述的定电流驱动电路,上述的第一比较电路包括第一比较器,此第一比较器的负输入端接收第一电压,正输入端接收第一预设电压,输出端输出第一比较信号。上述的第二比较电路包括第二比较器,此第二比较器的负输入端接收第三电压, 正输入端接收第一预设电压,输出端输出第二比较信号。
[0016] 依照上述另一实施例所述的定电流驱动电路,上述的参考电压调整电路包括或门、第三电流源、第一开关、第二开关、第四电流源及电容。或门用以依据第一比较信号及第二比较信号产生运算输出信号。第三电流源的其中一端耦接电源电压。第一开关的其中一端耦接第三电流源的另一端,并依据运算输出信号决定是否导通。第二开关的其中一端耦接第一开关的另一端,并依据运算输出信号的反相信号决定是否导通。第四电流源的其中一端耦接第二开关的另一端,而第四电流源的另一端耦接共同电位。电容的其中一端耦接第一开关的另一端,并输出参考电压,而其另一端耦接共同电位。
[0017] 依照本发明再一实施例所述的定电流驱动电路,其更将输出信号输出至第二发光组件串的其中一端,且定电流驱动电路更包括第二电流源,此第二电流源的其中一端耦接第二发光组件串的另一端,而第二电流源与第二发光组件串的耦接处具有第三电压。参考电压产生电路包括多路复用器、第一比较电路及参考电压调整电路。多路复用器用以接收第一电压及第三电压,并依据第一时钟信号依序输出第一电压及第三电压。第一比较电路用以将第一电压及第三电压与第一预设电压作比较,以分别产生第一比较信号及第二比较信号。参考电压调整电路用以产生参考电压,且参考电压调整电路接收并暂存第一比较信号及第二比较信号,并依据第一时钟信号决定是否依据第一比较信号及第二比较信号动态调整参考电压的值。
[0018] 依照上述再一实施例所述的定电流驱动电路,上述的第一比较电路包括一第一比较器,此第一比较器的负输入端用以接收多路复用器的输出,正输入端接收第一预设电压, 输出端用以输出第一比较信号及第二比较信号。
[0019] 依照上述再一实施例所述的定电流驱动电路,上述的参考电压调整电路包括存储单元、或门、第三电流源、第一开关、第二开关、第四电流源及电容。存储单元用以接收并暂存第一比较信号及第二比较信号,并依据第一时钟信号输出第一比较信号及第二比较信号。或门用以依据第一比较信号及第二比较信号产生运算输出信号。第三电流源的其中一端耦接电源电压。第一开关的其中一端耦接第三电流源的另一端,并依据运算输出信号决定是否导通。第二开关的其中一端耦接第一开关的另一端,并依据运算输出信号的反相信号决定是否导通。第四电流源的其中一端耦接第二开关的另一端,而第四电流源的另一端耦接共同电位。电容的其中一端耦接第一开关的另一端,并输出参考电压,而其另一端耦接共同电位。
[0020] 依照本发明一实施例所述的定电流驱动电路,上述的第二电压为相互串接的第一阻抗及第二阻抗的分压。此第一阻抗的其中一端接收输出信号,第二阻抗的其中一端耦接第一阻抗的另一端,并产生第二电压,而第二阻抗的另一端耦接第一电流源的另一端。
[0021] 本发明的定电流驱动电路因藉由将发光组件串的负端电压以及与其相接的电流源的工作电压做比较,以产生比较信号,并利用比较信号来动态调整参考电压。接着,再将调整后的参考电压与上述的阻抗分压做比较,并利用其比较结果来使输出信号最佳化。因此,本发明的定电流驱动电路,其在操作时不会产生不必要的热,且其效率损失较现有电路小。
[0022] 为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例, 并配合附图,作详细说明如下。
附图说明
[0023] 图1为现有定电流驱动电路驱动一发光组件串的耦接示意图。
[0024] 图2为依照本发明一实施例的定电流驱动电路驱动一发光组件串的耦接示意图。[0025] 图3为依照图2所述实施例的参考电压调整电路252的电路图。
[0026] 图4为依照本发明一实施例的定电流驱动电路驱动多个发光组件串的耦接示意图。
[0027] 图5为依照图4所述实施例的参考电压调整电路452的电路图。
[0028] 图6为依照本发明另一实施例的定电流驱动电路驱动多个发光组件串的耦接示意图。
[0029] 图7为依照图6所述实施例的参考电压调整电路652的电路图。
[0030] 图8为图2的参考电压调整电路252的另一实施方式的电路图。
[0031] 图9为时钟信号CLKl及CLK2的示意图。
[0032] 图10为图4的参考电压调整电路452的另一实施方式的电路图。
[0033] 图11为图6的参考电压调整电路652的另一实施方式的电路图。
[0034] 图12为图2电路中的参考电压产生电路250的再一实施方式的电路图。
[0035] 附图符号说明
[0036] 110、210、410 :定电流驱动电路
[0037] 120,220 :发光二极管
[0038] 121、221、221-1-221_X :发光组件串
[0039] 130、230:电感
[0040] 140、150:电阻
[0041] 111、240、240-1-240-Χ、301、304、1205、1208 :电流源
[0042] 112:比较器
[0043] 113J62 :时序控制电路
[0044] 114、115 :晶体管
[0045] 250、450、650 :参考电压产生电路
[0046] 251、251-1-251-X、261、1201、1202 :比较电路
[0047] 252、452、652、1203 :参考电压调整电路
[0048] 260 :输出信号产生电路
[0049] 263、264、302、303、801、802、1001、1002、1101、1102、1206、1207 :开关
[0050] 270J80:阻抗
[0051] 305、1209:电容
[0052] 306 :反相器
[0053] 501 :或门
[0054] 660 :多路复用器
[0055] 701 :存储单元
[0056] 702 :输出端
[0057] 803、1003、1103 :责任周期控制电路
[0058] 1204:控制电路
[0059] A、B、CS、CS-I-CS-X :比较信号
[0060] CLKl、CLK2 :时钟信号
[0061] CCS1、CCS2 :控制信号[0062] CRS :比较结果
[0063] /CS :比较信号的反相信号
[0064] FVREF :固定参考电压
[0065] GND:共同电位
[0066] II、12:电流
[0067] OS :运算输出信号
[0068] TCSl、TCS2 :时序控制信号
[0069] V1、V2、VR:电压
[0070] VDD:电源电压
[0071] VIN:输入信号
[0072] VMIN、VMIN+ Δ V、VMIN- Δ V :预设电压
[0073] VOUT :输出信号
[0074] VREF :参考电压。
具体实施方式
[0075] 图2为依照本发明一实施例的定电流驱动电路驱动一发光组件串的耦接示意图。 在图中所标示的210即为依照本发明一实施例的定电流驱动电路,其用以驱动由发光二极管220串接而成的发光组件串221。另外,此定电流驱动电路210亦通过电感230接收输入信号VIN。以下将先说明此定电流驱动电路所包含的构件,并简述各构件的操作方式。
[0076] 定电流驱动电路210包括有电流源Μ0、参考电压产生电路250、输出信号产生电路沈0,以及阻抗270与观0。阻抗270及280用以对定电流驱动电路210的输出信号VOUT 进行分压,以获得电压V2来进行反馈控制。电流源240的正端耦接发光组件串221的负端, 而电流源MO的负端耦接共同电位GND,且在电流源240与发光组件串221的耦接处具有电压VI。参考电压产生电路250用以产生参考电压VREF,且参考电压产生电路250将电压 Vl与预设电压VMIN作比较,以产生比较信号CS,并据以动态调整参考电压VREF的值。其中预设电压VMIN就是电流源MO的工作电压。输出信号产生电路260用以输出输出信号 VOUT至发光组件串221的正端,且输出信号产生电路260接收输入信号VIN,并依据参考电压VREF与电压V2的比较结果CRS来决定是否输出输入信号VIN,以形成输出信号V0UT。
[0077] 参考电压产生电路250包括有比较电路251及参考电压调整电路252。比较电路 251用以比较电压Vl与预设电压VMIN,以产生比较信号CS。参考电压调整电路252用以产生参考电压VREF,并依据比较信号CS动态调整参考电压VREF的值。
[0078] 输出信号产生电路260包括有比较电路沈1、时序控制电路沈2、开关263及开关 264.比较电路261用以比较参考电压VREF与电压V2,以产生比较结果VRS。时序控制电路262则依据比较结果CRS产生时序控制信号TCSl及TCS2。开关沈3的其中一端通过电感230耦接输入信号VIN,其另一端耦接输出信号产生电路沈0的输出端,并依据时序控制信号TCSl决定是否导通,其中上述的输出端用以输出输出信号V0UT。开关沈4的其中一端亦通过电感230耦接输入信号VIN,其另一端耦接共同电位GND,并依据时序控制信号TCS2 决定是否导通。
[0079] 在此实施例中,比较电路251以比较器来实现,方法是利用比较器的负输入端接收电压VI,正输入端接收预设电压VMIN,以使其输出端输出比较信号CS。此外,开关263及 264可分别以PMOS晶体管及NMOS晶体管来实现。方法是以PMOS晶体管的二个源/漏极分别作为开关263的二端,且以PMOS晶体管的栅极来接收时序控制信号TCS1。以NMOS晶体管的二个源/漏极分别作为开关264的二端,且以NMOS晶体管的栅极来接收时序控制信号 TCS2。至于阻抗270及观0,则皆以电阻来实现。
[0080] 接着将继续介绍参考电压调整电路252的内部构造,而此定电流驱动电路210的详细操作请容后再述。图3为依照图2所述实施例的参考电压调整电路252的电路图。参考电压调整电路252包括有电流源301及304、开关302及303、电容305及反相器306。电流源301的正端耦接电源电压VDD。开关302的其中一端耦接电流源301的负端,并依据比较信号CS决定是否导通。开关303的其中一端耦接开关302的另一端,并依据比较信号CS 的反相信号/CS决定是否导通。电流源304的正端耦接开关303的另一端,而电流源304 的负端耦接共同电位GND。电容305的其中一端耦接开关302的另一端,并输出参考电压 VREF,而其另一端耦接共同电位GND。
[0081] 以下将详细说明定电流驱动电路210的操作方式,并请同时参照图2及图3。当电压Vl大于预设电压VMIN,表示电流源240上的跨压已超过其工作电压,也就是输出信号 VOUT的电压已经过大,因此比较信号CS会呈现低电位(low),进而使开关302关闭,而使开关303导通。如此一来,电容305便会被电流源304漏取一电流12而对共同电位GND进行放电,因此其所提供的参考电压VREF的值便会下降。接着,比较电路261再将调整后的参考电压VREF与电压V2进行比较,以产生比较结果CRS。然后,时序控制电路113便依据此比较结果CRS产生时序控制信号TCSl及TCS2,以分别控制PMOS晶体管114及NMOS晶体管 115的导通状态,并藉由切换上述二个MOS晶体管的导通状态来降低输出信号VOUT的电压电平。
[0082] 相反地,当电压Vl小于预设电压VMIN,表示电流源240上的跨压已低于其工作电压,也就是输出信号VOUT的电压已经过小,因此比较信号CS会呈现高电位(high),进而使开关302导通,而使开关303关闭。如此一来,电流源301便会提供一电流Il而对电容305 进行充电,因此电容305所提供的参考电压VREF的值便会上升。接着,比较电路沈1再将调整后的参考电压VREF与电压V2进行比较,以产生比较结果CRS。然后,时序控制电路113便依据此比较结果CRS产生时序控制信号TCSl及TCS2,以分别控制PMOS晶体管114及NMOS 晶体管115的导通状态,并藉由切换上述二个MOS晶体管的导通状态来使输出信号VOUT的电压电平上升。
[0083] 经由上述可知,输出信号VOUT乃是一浮动电压,其值可由下列式(2)来决定,
[0084] VOUT = VREFX ((Rl+R2)/R2) ......(2)
[0085] 其中,Rl及R2分别表示阻抗270及观0的阻值。参考电压VREF的值亦会根据电流源240的跨压是否达到其所需的最小工作电压(即预设电压VMIN)而变动,若是电流源 240的跨压小于其工作电压,则参考电压VREF的值会被提高;反之,则参考电压VREF的值会被降低。因此,就平均来看,电流源240的跨压会被自动调整至其工作电压附近,而输出信号VOUT也会被自动调整至VMIN+NXVF附近,其中,N为发光组件串221中的发光二极管 220的数目,而VF为发光二极管220的顺向偏压。
[0086] 此外,参考电压VREF的值也会被自动调整至(VMIN+NXVF)XR2/(R1+R2)。由于在此结构中,阻抗270及观0皆为固定值,因此若此定电流驱动电路210为一集成电路 (integrated circuit,IC),便可将阻抗270及观0内建于集成电路中。而对于不同的发光组件串221,或是对于不同的电流值I,此电路结构都可将输出信号VOUT最佳化,使系统效率达到最高,并避免产生多余的热。另外,上述的充电电流Il及放电电流12,其大小都需要经过计算,以避免参考电压VREF变动太快而使得输出信号产生电路260无法及时反应。
[0087] 依照前述的教示,本发明的定电流驱动电路210只需要经过适当地修改,便可同时驱动多个发光组件串,如图4所示。图4为依照本发明一实施例的定电流驱动电路驱动多个发光组件串的耦接示意图。在图中所标示的410即为依照本发明一实施例的定电流驱动电路,其用以驱动发光组件串221及发光组件串221-1-221-X。
[0088] 请同时参照图2及图4。经由对照图2及图4可以发现,图4的定电流驱动电路 410因应发光组件串221-1-221-X而对应设置了电流源M0-1-M0-X。此外,定电流驱动电路410中的参考电压产生电路450亦因应发光组件串221-1-221-X而对应设置了比较电路 251-1-251-X。由于比较电路251-1-251-X也都会输出比较信号,亦即比较信号CS-1-CS-X, 因此必须将参考电压调整电路452的内部电路做对应修改,以使其能依据比较信号CS及比较信号CS-I-CS-X来调整参考信号VREF。
[0089] 图5为依照图4所述实施例的参考电压调整电路452的电路图。请同时参照图3 及图5。经由对照图3及图5可以发现,图5所示的参考电压调整电路452多设置了或门 501,用以依据比较信号CS及比较信号CS-I-CS-X来产生运算输出信号OS。因此,参考电压调整电路452便能依据运算输出信号OS来调整参考信号VREF。
[0090] 藉由上述可知,若是所有比较电路的输出皆为低电位,表示电流源M0、 240-1-240-X的跨压皆超过其工作电压,此时参考电压调整电路452就会将参考信号VREF 的值调降,进而使得定电流驱动电路410的输出信号VOUT的值也跟着下降。反之,若是有任一个比较电路的输出呈现高电位,则表示在电流源240、240-1-240-Χ中已有某一个电流源的跨压小于其工作电压,那么参考电压调整电路452就会将参考信号VREF的值调升,进而使得定电流驱动电路410的输出信号VOUT的值也跟着上升。
[0091] 此外,依照前述的教示,本发明的定电流驱动电路210还有另一种修改方式,同样可驱动多个发光组件串,且不需在参考电压产生电路250中增加比较电路,如图6所示。图6 为依照本发明另一实施例的定电流驱动电路驱动多个发光组件串的耦接示意图。在图中所标示的610即为依照本发明一实施例的定电流驱动电路,其同样用以驱动发光组件串221 及发光组件串221-1-221-X。
[0092] 请同时参照图4及图6。经由对照图4及图6可以发现,图6的参考电压产生电路650藉由多路复用器660来耦接各个发光组件串的负端,并依据时钟信号CLKl依序输出所接收到的负端电压,因此比较电路251只要依序将多路复用器660所输出的负端电压与预设电压VMIN作比较,然后再将所获得的比较信号传送到参考电压调整电路652即可。当然,为了配合多路复用器660的操作,参考电压调整电路652也需利用时钟信号CLKl来进行操作,因此参考电压调整电路652的实施方式也需稍做修改。
[0093] 图7为依照图6所述实施例的参考电压调整电路652的电路图。请同时参照图5 及图7。经由对照图5及图7可以发现,图7所示的参考电压调整电路652多设置了存储单元701,而存储单元701的输入端702耦接比较电路251的输出,用以接收并暂存从比较电路251依序传来的比较信号,再依据时钟信号CLKl将所有比较信号传送至或门501,以产生运算输出信号OS。因此,参考电压调整电路652便能依据运算输出信号OS来调整参考信号 VREF0
[0094] 由于在上述各实施例中的参考电压调整电路,都是以充电帮浦(charge pump)的方式来实现,因此其电路中都会使用到电容。然而,这些电容的容值通常都相当大,以致于无法整合到集成电路内部。因此,若要将电容也整合到集成电路内部,便需减少所需的容值。据此,可以提供一个频率极小的时钟至参考电压调整电路,并使参考电压调整电路据以决定是否需要改变参考信号VREF,以解决这种问题,如图8所示。
[0095] 图8为图2的参考电压调整电路252的另一实施方式的电路图。请同时参照图 3及图8,经由对照图3及图8可以发现,图8所示的参考电压调整电路252多设置了开关 801、802及责任周期控制电路803。责任周期控制电路803依据时钟信号CLKl产生上述频率极小的时钟,也就是时钟信号CLK2,此时钟信号CLK2的责任周期小于时钟信号CLKl的责任周期,例如图9所示。图9为时钟信号CLKl及CLK2的示意图。接着,开关801及802便依据时钟信号CLK2而决定是否导通。当时钟信号CLK2呈现高电位时,开关801及802皆导通,因此参考电压调整电路252便可调整参考信号VREF。反之,当时钟信号CLK2呈现低电位时,开关801及802皆关闭,因此参考信号VREF的值保持不变。
[0096] 此外,时钟信号CLKl可以是一个外部时钟信号,也可以是定电流驱动电路210内部的一时钟信号。当然,使用者亦可直接由外部提供时钟信号CLK2,这样参考电压调整电路 252内部便不需采用责任周期控制电路803。
[0097] 同样地,图4中的参考电压调整电路452也可依照上述的修改方式来实现。图10 为图4的参考电压调整电路452的另一实施方式的电路图。请同时参照图5及图10,比较后可发现,图10所示电路多设置了开关1001、1002及责任周期控制电路1003。而图6中的参考电压调整电路652同样也可依照上述的修改方式来实现。图11为图6的参考电压调整电路652的另一实施方式的电路图。请同时参照图7及图11,可发现图11所示电路多设置了开关1101、1102及责任周期控制电路1103。
[0098] 值得一提的是,上述所提及的参考电压产生电路,其会监测发光组件串的负端电压是否达到与其相接的电流源的工作电压,并据以调整参考信号VREF的值。然而,若是参考电压产生电路中的比较电路监测上述负端电压没有磁滞区间时,就会使得与发光组件串相接的电流源的跨压一直在预设电压VMIN的电平上下浮动。如此一来,输出信号VOUT也会跟着上下浮动而使得涟波(ripple)增加,进而让储能电感230中的电流调变而使得电流的涟波也增加。若要改善这种现象,则可对参考电压产生电路中的比较电路增加一磁滞区间。为了说明的方便,以下以图2电路所需要用到的参考电压产生电路为例,来说明上述的改善方法,如图12所示。
[0099] 图12为图2电路中的参考电压产生电路250的再一实施方式的电路图。图12所示的参考电压产生电路包括有比较电路1201、1202及参考电压调整电路1203。而其中参考电压调整电路1203又包括有控制电路1204、电流源1205及1208、开关1206及1207,还有电容1209。在此实施例中,比较电路1201及1202皆采用比较器来实现。请同时参照图 2及图12。比较电路1201的负输入端皆接收电压VI,正输入端接收预设电压VMIN+Δν,据以产生比较信号A。其中预设电压VMIN为电流源240的工作电压,而ΔΥ亦是预设电压,其小于电流源240的工作电压。比较电路1202的负输入端亦皆接收电压VI,正输入端接收预设电压VMIN-Δ V,据以产生比较信号B。
[0100] 控制电路1204用以接收比较信号A及比较信号B,且当比较信号A及比较信号B 的状态皆为高电位,也就是电流源240的跨压小于预设电压VMIN-AV时,控制电路1204输出控制信号CCSl,使开关1206导通,以将参考信号VREF调升,进而使输出信号VOUT跟着上升。反之,当比较信号A及比较信号B的状态皆为低电位,也就是电流源240的跨压大于预设电压VMIN+Δ V时,控制电路1204输出控制信号CCS2,使开关1207导通,以将参考信号 VREF调降,进而使输出信号VOUT跟着下降。而当比较信号A为高电位且比较信号B为低电位,也就是电流源240的跨压介于预设电压VMIN+AV及VMIN-AV之间时,控制电路1204 不输出任何信号,使得参考信号VREF保持不变。如此一来,便可改善输出信号VOUT及储能电感230的电流产生涟波的现象。
[0101] 虽然在上述各实施例中,定电流驱动电路的负载为由发光二极管组成的发光组件串,然负载的型式并不以此为限。
[0102] 综上所述,本发明的定电流驱动电路因藉由将发光组件串的负端电压以及与其相接的电流源的工作电压做比较,以产生比较信号,并利用比较信号来动态调整参考电压。接着,再将调整后的参考电压与上述的阻抗分压做比较,并利用其比较结果来使输出信号最佳化。因此,本发明的定电流驱动电路,其在操作时不会产生不必要的热,且其效率损失较现有电路小。
[0103] 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视本发明的申请专利范围所界定者为准。

Claims (40)

1. 一种定电流驱动电路,用以驱动一第一发光组件串,该定电流驱动电路包括:一第一电流源,其一端耦接该第一发光组件串的其中一端,其中,该第一电流源与该第一发光组件串的耦接处具有一第一电压;一参考电压产生电路,用以产生一参考电压,且该参考电压产生电路将该第一电压与一第一预设电压作比较,以产生一第一比较信号,并据以动态调整该参考电压的值;以及一输出信号产生电路,用以输出一输出信号至该第一发光组件串的另一端,且该输出信号产生电路接收一输入信号,并依据该参考电压与一第二电压的一比较结果决定是否输出该输入信号,以形成该输出信号;其中,该输出信号产生电路包括:一第三比较电路,用以比较该参考电压与该第二电压,以产生该比较结果;一时序控制电路,依据该比较结果产生一第一时序控制信号及一第二时序控制信号;一第五开关,其一端耦接该输入信号,其另一端耦接该输出信号产生电路的一输出端,并依据该第一时序控制信号决定是否导通,其中,该输出端用以输出该输出信号;以及一第六开关,其一端耦接该输入信号,其另一端耦接一共同电位,并依据该第二时序控制信号决定是否导通。
2.如权利要求1所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压产生电路包括:一第一比较电路,用以比较该第一电压与该第一预设电压,以产生该第一比较信号;以及一参考电压调整电路,用以产生该参考电压,并依据该第一比较信号动态调整该参考电压的值。
3.如权利要求2所述的定电流驱动电路,其中,该第一比较电路包括:一第一比较器,其负输入端接收该第一电压,其正输入端接收该第一预设电压,其输出端输出该第一比较信号。
4.如权利要求3所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压调整电路包括: 一第二电流源,其一端耦接一电源电压;一第一开关,其一端耦接该第二电流源的另一端,并依据该第一比较信号决定是否导通;一第二开关,其一端耦接该第一开关的另一端,并依据该第一比较信号的反相信号决定是否导通;一第三电流源,其一端耦接该第二开关的另一端,而该第三电流源的另一端耦接一共同电位;以及一电容,其一端耦接该第一开关的另一端,并输出该参考电压,而其另一端耦接该共同电位。
5.如权利要求4所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压调整电路更包括: 一反相器,接收该第一比较信号,并据以输出该第一比较信号的反相信号。
6.如权利要求2所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压调整电路更根据一第一时钟信号决定是否依据该第一比较信号动态调整该参考电压的值。
7.如权利要求6所述的定电流驱动电路,其中,该第一比较电路包括:一第一比较器,其负输入端接收该第一电压,其正输入端接收该第一预设电压,其输出端输出该第一比较信号。
8.如权利要求7所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压调整电路包括:一第二电流源,其一端耦接一电源电压;一第一开关,其一端耦接该第二电流源的另一端,并依据该第一比较信号决定是否导通;一第二开关,其一端耦接该第一开关的另一端,并依据该第一时钟信号决定是否导通;一第三开关,其一端耦接该第二开关的另一端,并依据该第一时钟信号决定是否导通;一第四开关,其一端耦接该第三开关的另一端,并依据该第一比较信号的反相信号决定是否导通;一第三电流源,其一端耦接该第四开关的另一端,而该第三电流源的另一端耦接一共同电位;以及一电容,其一端耦接该第四开关的另一端,并输出该参考电压,而其另一端耦接该共同电位。
9.如权利要求8所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压调整电路更包括:一责任周期控制电路,依据一第二时钟信号产生该第一时钟信号,其中,该第一时钟信号的责任周期小于该第二时钟信号的责任周期。
10.如权利要求1所述的定电流驱动电路,其更将该输出信号输出至一第二发光组件串的其中一端,且该定电流驱动电路更包括一第二电流源,该第二电流源的其中一端耦接该第二发光组件串的另一端,而该第二电流源与该第二发光组件串的耦接处具有一第三电压,且该参考电压产生电路亦将该第三电压与该第一预设电压作比较,以产生一第二比较信号,并根据该第一比较信号及该第二比较信号动态调整该参考电压的值。
11.如权利要求10所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压产生电路包括: 一第一比较电路,用以比较该第一电压与该第一预设电压,以产生该第一比较信号; 一第二比较电路,用以比较该第三电压与该第一预设电压,以产生该第二比较信号;以及一参考电压调整电路,用以产生该参考电压,并依据该第一比较信号及该第二比较信号动态调整该参考电压的值。
12.如权利要求11所述的定电流驱动电路,其中,该第一比较电路包括一第一比较器, 该第一比较器的负输入端接收该第一电压,正输入端接收该第一预设电压,输出端输出该第一比较信号,而该第二比较电路包括一第二比较器,该第二比较器的负输入端接收该第三电压,正输入端接收该第一预设电压,输出端输出该第二比较信号。
13.如权利要求12所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压调整电路包括: 一或门,依据该第一比较信号及该第二比较信号产生一运算输出信号; 一第三电流源,其一端耦接一电源电压;一第一开关,其一端耦接该第三电流源的另一端,并依据该运算输出信号决定是否导通;一第二开关,其一端耦接该第一开关的另一端,并依据该运算输出信号的反相信号决定是否导通;一第四电流源,其一端耦接该第二开关的另一端,而该第四电流源的另一端耦接一共同电位;以及一电容,其一端耦接该第一开关的另一端,并输出该参考电压,而其另一端耦接该共同电位。
14.如权利要求13所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压调整电路更包括: 一反相器,接收该运算输出信号,并据以输出该运算输出信号的反相信号。
15.如权利要求11所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压调整电路更根据一第一时钟信号决定是否依据该第一比较信号及该第二比较信号动态调整该参考电压的值。
16.如权利要求15所述的定电流驱动电路,其中,该第一比较电路包括一第一比较器, 该第一比较器的负输入端接收该第一电压,正输入端接收该第一预设电压,输出端输出该第一比较信号,而该第二比较电路包括一第二比较器,该第二比较器的负输入端接收该第三电压,正输入端接收该第一预设电压,输出端输出该第二比较信号。
17.如权利要求16所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压调整电路包括: 一或门,依据该第一比较信号及该第二比较信号产生一运算输出信号; 一第三电流源,其一端耦接一电源电压;一第一开关,其一端耦接该第三电流源的另一端,并依据该运算输出信号决定是否导通;一第二开关,其一端耦接该第一开关的另一端,并依据该第一时钟信号决定是否导通;一第三开关,其一端耦接该第二开关的另一端,并依据该第一时钟信号决定是否导通;一第四开关,其一端耦接该第三开关的另一端,并依据该运算输出信号的反相信号决定是否导通;一第四电流源,其一端耦接该第四开关的另一端,而该第四电流源的另一端耦接一共同电位;以及一电容,其一端耦接该第二开关的另一端,并输出该参考电压,而其另一端耦接该共同电位。
18.如权利要求17所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压调整电路更包括:一责任周期控制电路,依据一第二时钟信号产生该第一时钟信号,其中,该第一时钟信号的责任周期小于该第二时钟信号的责任周期。
19.如权利要求1所述的定电流驱动电路,其更将该输出信号输出至一第二发光组件串的其中一端,且该定电流驱动电路更包括一第二电流源,该第二电流源的其中一端耦接该第二发光组件串的另一端,而该第二电流源与该第二发光组件串的耦接处具有一第三电压,且该参考电压产生电路更依序将该第一电压及该第三电压与该第一预设电压作比较, 以依序产生该第一比较信号及一第二比较信号,并根据该第一比较信号及该第二比较信号动态调整该参考电压的值。
20.如权利要求19所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压产生电路包括:一多路复用器,接收该第一电压及该第三电压,并依据一第一时钟信号依序输出该第一电压及该第三电压;一第一比较电路,用以将该第一电压及该第三电压与该第一预设电压作比较,以分别产生该第一比较信号及该第二比较信号;以及一参考电压调整电路,用以产生该参考电压,且该参考电压调整电路接收并暂存该第一比较信号及该第二比较信号,并依据该第一时钟信号决定是否依据该第一比较信号及该第二比较信号动态调整该参考电压的值。
21.如权利要求20所述的定电流驱动电路,其中,该第一比较电路包括一第一比较器, 该第一比较器的负输入端用以接收该多路复用器的输出,正输入端接收该第一预设电压, 输出端用以输出该第一比较信号及该第二比较信号。
22.如权利要求21所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压调整电路包括:一存储单元,接收并暂存该第一比较信号及该第二比较信号,并依据该第一时钟信号输出该第一比较信号及该第二比较信号;一或门,依据该第一比较信号及该第二比较信号产生一运算输出信号; 一第三电流源,其一端耦接一电源电压;一第一开关,其一端耦接该第三电流源的另一端,并依据该运算输出信号决定是否导通;一第二开关,其一端耦接该第一开关的另一端,并依据该运算输出信号的反相信号决定是否导通;一第四电流源,其一端耦接该第二开关的另一端,而该第四电流源的另一端耦接一共同电位;以及一电容,其一端耦接该第一开关的另一端,并输出该参考电压,而其另一端耦接该共同电位。
23.如权利要求22所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压调整电路更包括: 一反相器,接收该运算输出信号,并据以输出该运算输出信号的反相信号。
24.如权利要求20所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压调整电路更根据一第二时钟信号决定是否动态调整该参考电压的值。
25.如权利要求M所述的定电流驱动电路,其中,该第一比较电路包括一第一比较器, 该第一比较器的负输入端用以接收该多路复用器的输出,正输入端接收该第一预设电压, 输出端用以输出该第一比较信号及该第二比较信号。
26.如权利要求25所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压调整电路包括:一存储单元,接收并暂存该第一比较信号及该第二比较信号,并依据该第一时钟信号输出该第一比较信号及该第二比较信号;一或门,依据该第一比较信号及该第二比较信号产生一运算输出信号; 一第三电流源,其一端耦接一电源电压;一第一开关,其一端耦接该第三电流源的另一端,并依据该运算输出信号决定是否导通;一第二开关,其一端耦接该第一开关的另一端,并依据该第二时钟信号决定是否导通;一第三开关,其一端耦接该第二开关的另一端,并依据该第二时钟信号决定是否导通;一第四开关,其一端耦接该第三开关的另一端,并依据该运算输出信号的反相信号决定是否导通;一第四电流源,其一端耦接该第四开关的另一端,而该第四电流源的另一端耦接一共同电位;以及一电容,其一端耦接该第二开关的另一端,并输出该参考电压,而其另一端耦接该共同电位。
27.如权利要求沈所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压调整电路更包括:一责任周期控制电路,依据该第一时钟信号产生该第二时钟信号,其中,该第二时钟信号的责任周期小于该第一时钟信号的责任周期。
28.如权利要求1所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压产生电路更将该第一电压与一第二预设电压作比较,以产生一第二比较信号,并根据该第一比较信号及该第二比较信号动态调整该参考电压的值。
29.如权利要求观所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压产生电路包括: 一第一比较电路,用以比较该第一电压与该第一预设电压,以产生该第一比较信号; 一第二比较电路,用以比较该第一电压与该第二预设电压,以产生该第二比较信号;以及一参考电压调整电路,用以产生该参考电压,并依据该第一比较信号及该第二比较信号动态调整该参考电压的值。
30.如权利要求四所述的定电流驱动电路,其中,该第一比较电路包括一第一比较器, 其负输入端接收该第一电压,其正输入端接收该第一预设电压,其输出端输出该第一比较信号,该第二比较电路包括一第二比较器,其负输入端接收该第一电压,其正输入端接收该第二预设电压,其输出端输出该第二比较信号。
31.如权利要求30所述的定电流驱动电路,其中,该参考电压调整电路包括:一控制电路,接收该第一比较信号及该第二比较信号,且当该第一比较信号及该第二比较信号的状态皆为高电位时输出一第一控制信号,当该第一比较信号及该第二比较信号的状态皆为低电位时输出一第二控制信号,当该第一比较信号为高电位且该第二比较信号为低电位时不输出任何信号;一第二电流源,其一端耦接一电源电压;一第一开关,其一端耦接该第二电流源的另一端,并依据该第一控制信号决定是否导通;一第二开关,其一端耦接该第一开关的另一端,并依据该第二控制信号决定是否导通;一第三电流源,其一端耦接该第二开关的另一端,而该第三电流源的另一端耦接一共同电位;以及一电容,其一端耦接该第一开关的另一端,并输出该参考电压,而其另一端耦接该共同电位。
32.如权利要求31所述的定电流驱动电路,其中,该第一预设电压大于该第二预设电压。
33.如权利要求32所述的定电流驱动电路,其中,该第一预设电压为该第一电流源的工作电压加上一第三预设电压,该第二预设电压为该第一电流源的工作电压减去该第三预设电压,且该第三预设电压小于该第一电流源的工作电压。
34.如权利要求1所述的定电流驱动电路,其中,该第五开关包括一 PMOS晶体管,该 PMOS晶体管的二个源/漏极分别为该第五开关的二端,且该PMOS 晶体管的栅极用以接收该第一时序控制信号,而该第六开关包括一 NMOS晶体管,该NMOS晶体管的二个源/漏极分别为该第六开关的二端,且该NMOS晶体管的栅极用以接收该第二时序控制信号。
35.如权利要求1所述的定电流驱动电路,其中,该第二电压为相互串接的一第一阻抗及一第二阻抗的分压,该第一阻抗的其中一端接收该输出信号,该第二阻抗的其中一端耦接该第一阻抗的另一端,并产生该第二电压,而该第二阻抗的另一端耦接该第一电流源的另一端。
36.如权利要求35所述的定电流驱动电路,其中,该第一阻抗及该第二阻抗皆包括一电阻。
37.如权利要求35所述的定电流驱动电路,其更包括该第一阻抗及该第二阻抗。
38.如权利要求1所述的定电流驱动电路,其中,该输出信号产生电路更通过一电感接收该输入信号。
39.如权利要求1所述的定电流驱动电路,其中,该第一预设电压为该第一电流源的工作电压。
40.如权利要求1所述的定电流驱动电路,其中,该第一发光组件串由多个相互串接的发光二极管组成。
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