CN101325833B - 二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，包括多个信道端点、多个控制器、多个错误侦测器和一信号转换器。控制器和错误侦测器对应于信道端点。信号转换器接收每一侦测器所产生的对应于发光二极管信道状态的侦测信号，并通过运算所接收到侦测信号产生二进制的n位的回报信号。其中n为大于1的整数，并且信道端点的数量小于2ⁿ个。

Description

二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置

技术领域

本发明涉及一种发光二极管(LED)的驱动装置，特别是一种二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置。

背景技术

发光二极管(LED)是一种将电能转换为光能的固体电致发光器件。近几年来，发光二极管已经广泛地应用于屏幕显示、交通信号、家电用品和仪器仪表等领域，并且随着半导体发光技术的快速发展，不断发展出各种高效率、高稳定性的发光二极管。

传统的发光二极管的驱动装置通常是制作成一个集成电路芯片，其具有多个控制输出接脚，以驱动一发光二极管信道(channel)上的发光二极管；一个错误回报接脚，以根据各个信道的发光二极管的开路/短路错误(open/shorterror)，产生一连串的错误标记。但是，这种做法仅能得知是否有信道存在发光二极管的开路/短路错误，并无法得知发生发光二极管的开路/短路错误的信道数量。

因此，请参照图1A，在现有的驱动装置10上，又设计有一时脉输出接脚，通过对应驱动的信道的数量产生一时脉信号CLK，使处理器可根据驱动装置10所输出的错误标记Flag和时脉信号CLK进行判断，以解读出发生发光二极管的开路/短路错误的信道数量。请参照图1B，此为现有的错误回报技术中，8个信道CHI～CH8的错误标记和时脉信号的关系图；由图中可解读出有2个信道存在有发光二极管的开路/短路错误。但是，这种判断方式必须额外提供一时脉信号以作为参考，然后经过解读后才能得知产生错误的信道，判断上较为困难。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，用以提供二进制的n位的回报信号，从而可以简易的得知产生发光二极管错误(例如：开路/短路、漏电、温度过高)的发光二极管信道的数量。

为了实现上述目的，本发明公开了一种二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，包括多个信道端点、多个控制器、多个侦测器和一信号转换器。

每一信道端点提供一发光二极管信道，以设置至少一个发光二极管。

控制器连接至信道端点，以控制连接在信道端点上的发光二极管的运作。这样即可分别对应每一信道端点而提供一控制器，以驱动其上的发光二极管；或者是，由一个控制器控制所有信道端点上的发光二极管的运作(例如：发亮、不发亮、亮度)。这样控制器即可通过控制流经信道端点的电流或信道端点的电压，来实现驱动其上的发光二极管。在一实施例中，控制器主要由开关和调控单元所构成。

每一侦测器连接一信道端点，以侦测连接的信道端点的运作状态并据以产生对应于发光二极管信道的运作状态的侦测信号。

信号转换器接收每一侦测器所产生的侦测信号，并通过运算所接收到侦测信号而产生二进制的n位的回报信号。其中n为大于1的整数，且信道端点的数量小于2ⁿ个。再者，信道端点的数量可为小于2ⁿ个且大于等于2^n-1个。

该侦测信号可具有第一准位或第二准位，其中，第一准位代表连接的发光二极管信道的正常运作状态，第二准位代表连接的发光二极管信道的错误运作状态(例如：温度过高、开路、短路、漏电等状态)。

这样，每一侦测器即可将所连接的信道端点的电压与至少一参考电压相比较而产生一侦测信号。

该参考电压可包括开路电压与短路电压，且开路电压小于短路电压。其中，当信道端点的电压介于开路电压与短路电压之间时，侦测信号具有第一准位，以表示发光二极管信道的正常运作状态；反之，侦测信号则具有第二准位，以代表连接的发光二极管信道的错误运作状态。

在一实施例中，每一侦测器包括开路侦测单元、短路侦测单元和逻辑元件。

开路侦测单元可根据所连接的信道端点的电压产生第一信号，且该第一信号对应于信道端点的开路状态。

短路侦测单元可根据所连接的信道端点的电压产生第二信号，且该第二信号对应于信道端点的短路状态。

其中，开路侦测单元和短路侦测单元可利用比较器来实现，其将所连接的信道端点的电压分别与开路电压和短路电压相比较，以产生第一信号和第二信号。

该逻辑元件用以接收第一信号和第二信号，并逻辑运算第一信号和第二信号以产生侦测信号。

此外，该信号转换器可由一个或多个逻辑元件所组成。在一实施例中，信号转换器包括至少一逻辑元件和n个信号输出端。逻辑元件可通过逻辑加总侦测信号而产生错误回报信号，且每一信号输出端可输出一位的回报信号。

综上所述，本发明的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，可侦测发光二极管信道上的运作状态，并以二进制的n位的回报信号回报，因此处理器只需通过抓取回报信号以进行代表涵义解读，即可轻易的得知整个系统上产生错误的发光二极管信道的数量。

有关本发明的特征与实作，兹配合图标作最佳实施例详细说明如下。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A为现有的8个发光二极管信道的驱动装置的示意图；

图1B为在图1A的驱动装置中，8个发光二极管信道的错误标记和时脉信号的关系图；

图2为本发明一实施例的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置的示意图；

图3为本发明的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，以8个发光二极管信道为例，回报信号与其涵义的对照表；

图4为本发明的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，一实施例的驱动电路的示意图；

图5为本发明的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，另一实施例的驱动电路的示意图；

图6为本发明的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，一实施例的信号转换器的示意图；

图7为本发明的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置的一实施例的应用系统的示意图。

其中，附图标记：

10—驱动装置

100—驱动装置

110—驱动电路

112—控制器

113—调控单元

114—侦测器

115—开路侦测单元

116—短路侦测单元

117—逻辑元件

130—信号转换器

132—第一逻辑元件

134—第二逻辑元件

136—第三逻辑元件

CLK—时脉信号

Flag—错误标记

CH1—发光二极管信道

CH2—发光二极管信道

CH3—发光二极管信道

CH4—发光二极管信道

CH5—发光二极管信道

CH6—发光二极管信道

CH7—发光二极管信道

CH8—发光二极管信道

CHm—发光二极管信道

S1—侦测信号

S2—侦测信号

S3—侦测信号

S4—侦测信号

S5—侦测信号

S6—侦测信号

S7—侦测信号

S8—侦测信号

Bit0—回报信号的一位

Bit1一回报信号的一位

Bit2—回报信号的一位

Bit3—回报信号的一位

NCHm—信道端点

SW1—开关

SW2—开关

GND—接地

Vref—参考信号

Sm—侦测信号

VDD—电压源

Dm—发光二极管

CS1—第一信号

CS2—第二信号

Vrefo—开路电压

Vrefs—短路电压

RES31—第一加总信号

RES30—第一加总信号

RES21—第一加总信号

RES20—第一加总信号

RES11—第一加总信号

RES10—第一加总信号

RES01—第一加总信号

RES00—第一加总信号

RES212—第二加总信号

RES211—第二加总信号

RES210—第二加总信号

RES202—第二加总信号

RES201—第二加总信号

RES200—第二加总信号

N1—信号输出端

N2—信号输出端

N3—信号输出端

N4—信号输出端

CPU—处理器

ERREQ—状态判断信号

具体实施方式

请参照图2，此为本发明的二进制回报发光二极管(LED)信道状态的驱动装置100，包括有驱动电路110和信号转换器130。

驱动电路110可提供多个发光二极管信道CH1～CH8，以设置发光二极管。为方便说明，在图2中显示驱动电路110提供8个发光二极管信道CH1～CH8，但本发明并不以此为限，可配合实际需求提供2个以上的发光二极管信道。其中，每个发光二极管信道CH1/CH2/CH3/CH4/CH5/CH6/CH7/CH8上可设置至少一个发光二极管。驱动电路110可控制发光二极管信道CH1～CH8的运作(即控制设置在发光二极管信道CH1～CH8上的发光二极管的运作(例如：发亮、不发亮以及发出的亮度)，并侦测发光二极管信道CH1～CH8的运作状态(即侦测设置在发光二极管信道CH1～CH8上的发光二极管的运作状态)，据以产生侦测信号S1～S8。信号转换器130接收到侦测信号S1～S8，并通过运算侦测信号S1～S8而产生二进制的n位的回报信号Bit0～Bit3，进而可直接由回报信号得知产生发光二极管错误(例如：开路/短路、漏电以及温度过高)的发光二极管信道的数量。其中，n为大于1的整数，并且发光二极管信道的数量小于2ⁿ个，即信道端点的数量小于2ⁿ个。此外，发光二极管信道的数量可小于2ⁿ个且大于等于2^n-1个，即信道端点的数量可小于2ⁿ个且大于等于2^n-1个。

以8个信道为例，信号转换器130可产生如图3所示的4位的回报信号Bit0～Bit3，以表示发生发光二极管错误的信道数量；举例来说，当信号转换器130产生“0001”的回报信号时，即表示有1个发光二极管信道发生错误。同理，当7个信道时则可利用3位的回报信号来表示。

请参照图4，驱动电路110具有对应于发光二极管信道CHm的多个信道端点NCHm(m为大于1的整数)、一个或多个控制器112及多个侦测器114。举例来说，假设有8个发光二极管信道，因此对应于发光二极管信道，驱动电路则具有8个信道端点(即，NCH1～NCH8)。以第一发光二极管信道CH1为例，即m为1，驱动电路110具有第一信道端点(NCH1)，连接至控制器112和侦测器114；控制器112控制第一发光二极管信道CH1的运作，侦测器114侦测第一发光二极管信道CH1的运作状态，据以产生侦测信号S1。

每一信道端点NCHm可连接一个或多个发光二极管Dm。

控制器112连接至信道端点NCHm，用以控制连接在信道端点NCHm上的发光二极管Dm的运作。这样即可分别对应每一信道端点NCHm而提供一控制器112，以驱动其上的发光二极管Dm。或者是，由一个控制器112控制所有信道端点NCHm上的发光二极管Dm的运作。这样，控制器112即可通过控制流经连接的信道端点NCHm的电流或连接的信道端点NCHm的电压，来实现驱动发光二极管信道上的发光二极管Dm。

以电流控制为例，请参照图5，在一实施例中，控制器112主要由开关SW1、SW2和调控单元113所构成，开关SW1、SW2连接在信道端点NCHm与接地GND之间，调控单元113的输出连接于开关SW1的控制端，调控单元113的输入分别连接开关SW1、SW2的接点和参考信号Vref，以控制开关SW1的导通。在此虽然以主要由开关和调控单元所构成的控制器进行说明，但本发明并不以此为限。

请再参照图4，每个侦测器114对应于一发光二极管信道CHm，分别连接至所对应的信道端点NCHm，以侦测对应的发光二极管信道CHm的运作状态，即设置在发光二极管信道CHm上的发光二极管Dm的运作状态(例如：正常、漏电、开路、短路或温度过高等)。这样侦测器114即可侦测对应的发光二极管信道CHm的运作电压、温度或电流等状态，并据以产生对应于运作状态的侦测信号Sm。举例来说，侦测器114可侦测对应的发光二极管信道CHm的温度，以产生对应于温度过高(即表示发光二极管的温度高于正常值，即错误)或正常(即表示发光二极管的温度属于正常值，即正常)的侦测信号Sm。

以侦测电压为例，参照图5，一个或多个发光二极管Dm可设置在发光二极管信道CHm上，即连接在信道端点NCHm与电压源VDD之间。当发光二极管Dm为正常运作状态时，信道端点NCHm的电压相当于穿过发光二极管Dm的电压降的大小，即位于0伏特和发光二极管Dm的电压之间；当发光二极管Dm为短路运作状态(即发光二极管Dm错误)时，信道端点NCHm的电压相当于穿过发光二极管Dm的电压降的大小，即接近发光二极管Dm的电压；当发光二极管Dm为开路运作状态(即发光二极管Dm错误)时，信道端点NCHm的电压相当于穿过发光二极管Dm的电压降的大小，即接近0伏特；这样即可据以侦测出发光二极管Dm的开路/短路的错误运作状态或是为正常运作状态。

在一实施例中，每一侦测器114可包括开路侦测单元115、短路侦测单元116及逻辑元件117。

开路侦测单元115的输入和短路侦测单元116的输入连接至相应的信道端点NCHm，且开路侦测单元115的输出和短路侦测单元116的输出连接至逻辑元件117。

开路侦测单元115根据连接的信道端点NCHm的电压产生对应于信道端点NCHm的开路状态(即连接在其上的发光二极管Dm的开路运作状态)第一信号CS1，短路侦测单元116则根据连接的信道端点NCHm的电压产生对应于信道端点NCHm的短路状态(即连接在其上的发光二极管Dm的短路运作状态)第二信号CS2。逻辑元件117接收第一信号CS1和第二信号CS2，并进行逻辑运算以产生侦测信号Sm。

在一实施例中，开路侦测单元115和短路侦测单元116可利用比较器来实现。其中，第一比较器(即开路侦测单元115)侦测连接的信道端点NCHm的电压，并将信道端点NCHm的电压与开路电压Vrefo相比较以产生第一信号CS1；第二比较器(即短路侦测单元116)侦测连接的信道端点NCHm的电压，并将信道端点NCHm的电压与短路电压Vrefs相比较以产生第二信号CS2。而后，逻辑元件117将第一信号CS1和第二信号CS2进行逻辑运算以产生侦测信号Sm。换言之，错误侦测器114可将连接的信道端点NCHm的电压与至少一参考电压(如开路电压Vrefo/短路电压Vrefs)相比较而产生侦测信号Sm。

这样，侦测信号具有第一准位或第二准位，即以第一准位和第二准位来分别表示发光二极管的正常运作状态和开路或短路的运作状态。举例来说，假设利用与非门来实现逻辑元件117且开路电压Vrefo小于短路电压Vrefs。当发光二极管为开路运作状态时，信道端点NCHm的电压相当于0伏特，其会小于开路电压Vrefo，且短路电压Vrefs会大于信道端点NCHm的电压，因此第一比较器产生逻辑0的第一信号CS1，第二比较器产生逻辑1的第二信号CS2，此时与非门(即逻辑元件117)输出逻辑1(即第二准位)的侦测信号Sm；当发光二极管为短路运作状态时，信道端点NCHm的电压接近发光二极管Dm的电压，其会大于开路电压Vrefo，且短路电压Vrefs会小于信道端点NCHm的电压，因此第一比较器产生逻辑1的第一信号CS1，且第二比较器产生逻辑0的第二信号CS2，此时与非门(即逻辑元件117)输出逻辑1(即第二准位)的侦测信号Sm；而当发光二极管为正常运作状态时，信道端点NCHm的电压会介于开路电压Vrefo和短路电压Vrefs之间，因此第一比较器产生逻辑1的第一信号CS1，第二比较器产生逻辑1的第二信号CS2，此时与非门(即逻辑元件117)输出逻辑0(即第一准位)的侦测信号Sm。

在一实施例中，信号转换器130可由一个或多个逻辑元件所组成。请参照图6，以8个发光二极管信道为例，驱动电路中具有8个侦测器以产生8个侦测信号S1～S8。每一个第一逻辑元件132接收二侦测信号S1、S2/S3、S4/S5、S6/S7、S8，并进行加总以产生第一加总信号RES31、RES30/RES21、RES20/RES11、RES10/RES01、RES00。每一个第二逻辑元件134接收四个第一加总信号RES31、RES30、RES21、RES20/RES11、RES10、RES01、RES00，并进行加总以产生第二加总信号RES212、RES211、RES210/RES202、RES201、RES200。第三逻辑元件136接收第二加总信号RES212、RES211、RES210、RES202、RES201、RES200，并进行加总而产生4位的回报信号Bit0～Bit3，并分别由4个信号输出端N1/N2/N3/N4分别输出1位的回报信号Bit0/Bit1/Bit2/Bit3。同理，当仅4个发光二极管信道时，即只需通过第一和第二逻辑元件的加总即可产生3位的回报信号。

在应用中，请参照图7，可以利用多个驱动装置100来控制面状排列的发光二极管的运作，以显示图像。处理器CPU依序对每个驱动装置100送出状态判断信号ERREQ，再对所有驱动装置100依序抓取回报信号Bit0～Bit3，通过回报信号Bit0～Bit3即可得知整个系统发生发光二极管错误(即开路/短路、漏电以及温度过高)的信道数量。其中，在处理器CPU中预先设定有如图3所示的回报信号与其涵义的对照表，因此在抓取到回报信号时，由对照表就可直接得知回报信号所代表的含义。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，其特征在于，包括：

多个信道端点，分别用以提供多个发光二极管信道，其中每一该信道端点用以连接至少一该发光二极管，且该信道端点的电压对应于连接的该发光二极管的运作状态；

至少一控制器，连接该信道端点，以控制连接的该发光二极管信道的运作，每一该控制器包括：至少一开关，连接于连接的该信道端点与一接地之间；一调控单元，用以控制该开关的导通；

多个侦测器，分别连接该信道端点，以侦测连接的该发光二极管信道的运作状态，并据以产生对应于该发光二极管信道的运作状态的一侦测信号；

一信号转换器，用以接收每个该侦测信号并通过运算该侦测信号而产生二进制的n位的一回报信号，其中n为大于1的整数且该信道端点的数量小于2ⁿ个，该信号转换器包括：

至少一逻辑元件，用以通过逻辑加总该侦测信号而产生该回报信号；

n个信号输出端，分别用以输出一位的该回报信号。

2.如权利要求1所述的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，其特征在于，该信道端点的数量大于等于2^n-1个。

3.如权利要求1所述的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，其特征在于，其中该侦测信号具有一第一准位或一第二准位其中之一，该第一准位代表连接的该发光二极管信道的一正常运作状态，该第二准位代表连接的该发光二极管信道的一错误运作状态。

4.如权利要求3所述的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，其特征在于，该错误运作状态包括温度过高。

5.如权利要求3所述的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，其特征在于，该错误运作状态包括开路。

6.如权利要求3所述的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，其特征在于，该错误运作状态包括短路。

7.如权利要求3所述的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，其特征在于，该错误运作状态包括漏电。

8.如权利要求1所述的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，其特征在于，每一该侦测器用以将连接的该信道端点的电压与至少一参考电压相比较而产生一侦测信号。

9.如权利要求8所述的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，其特征在于，该参考电压包括一开路电压与一短路电压，且该开路电压小于该短路电压。

10.如权利要求9所述的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，其特征在于，当该信道端点的电压介于该开路电压与该短路电压之间时，该侦测信号具有一第一准位；反之该侦测信号具有一第二准位，其中该第一准位代表连接的该发光二极管信道的一正常运作状态，该第二准位代表连接的该发光二极管信道的一错误运作状态。

11.如权利要求9所述的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，其特征在于，每一该侦测器包括：

一第一比较器，用以将连接的该信道端点的电压与该开路电压相比较以产生一第一信号；

一第二比较器，用以将连接的该信道端点的电压与该短路电压相比较以产生一第二信号；

一逻辑元件，用以接收该第一信号和该第二信号并逻辑运算该第一信号和该第二信号以产生该侦测信号。

12.如权利要求1所述的二进制回报发光二极管信道状态的驱动装置，其特征在于，每一该侦测器包括：

一开路侦测单元，用以根据连接的该信道端点的电压产生一第一信号，该第一信号对应于该发光二极管信道的开路状态；

一短路侦测单元，用以根据连接的该信道端点的电压产生一第二信号，该第二信号对应于该发光二极管信道的短路状态；

一逻辑元件，用以接收该第一信号和该第二信号并逻辑运算该第一信号和该第二信号以产生该侦测信号。

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