CN101534594A

CN101534594A - 发光二极管串列的短路保护电路及其方法

Info

Publication number: CN101534594A
Application number: CN200810083775A
Authority: CN
Inventors: 杨政峰
Original assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Current assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2009-09-16

Abstract

本发明披露一种发光二极管串列(lightbar)的短路保护电路及其方法，其使用至少一发光二极管串列作为背光源，每一串列由多个发光二极管组成，并藉一控制单元来驱动并提供此发光二极管串列，更有一短路保护单元可保护此发光二极管串列，短路保护单元电连接至发光二极管串列的发光二极管的两端，以取得测量电压，并根据测量电压与一顺向基准电压来判断是否有发光二极管发生短路。由于本发明可动态调整保护电压的顺向基准电压，避免误判的事况发生，更可有效避免造成电路烧毁。

Description

发光二极管串列的短路保护电路及其方法

技术领域

本发明涉及短路保护电路技术，特别是涉及一种发光二极管串列的短路保护电路及其方法。

背景技术

由于LED技术的进步，LED应用也日渐多元化，以LED作为显示器的背光源、照明设备等，更是近来热门的话题，主要是不同种类的LED背光源技术分别在色彩、亮度、寿命、耗电度及环保诉求等均比传统冷阴极管(CCFL)更具优势，因而应用日渐广泛。

以发光二极管作为显示面板的背光源为例，主要包含有多条发光二极管串列，每一发光二极管串列由多个发光二极管组成，并利用一控制集成电路(Control IC)来控制所述发光二极管串列的操作，以有效作为显示面板的背光源。然而，由于发光二极管都是以串列方式存在，当串列中有其中一发光二极管损毁而发生短路时，即会造成高电流、高电压降聚集在控制集成电路上，而造成整个串列烧毁。

由于现有技术无法检测有单一颗发光二极管短路的电压，因此，现有作法是在控制集成电路中设定一固定电压，一旦检测到的电压大于此固定电压时大于此固定电压时，会将其关机(shoutdown)，以保护发光二极管串列；然因发光二极管的顺向电压(V_F)范围大，自2.8V～3.6V，使得保护的固定电压点难以决定，若设定太高，容易发生检测不到的问题，若设定太低则易发生误判的问题；再者，由于发光二极管的顺向电压易受温度影响而飘动，进而导致误判，此现象也会使发光二极管在正常运作下被关机。

有鉴于此，本发明提出一种发光二极管串列的短路保护电路及其方法，以改善存在于现有技术中的这些问题点。

发明内容

本发明的主要目的在提供一种发光二极管串列的短路保护电路及其方法，其利用发光二极管串列中的至少一发光二极管的反馈作为保护电压的调整基准，以动态调整保护电压的顺向基准电压，避免误判的情况发生。

本发明的另一目的在提供一种发光二极管串列的短路保护电路及其方法，其可在发光二极管发生短路时，立即反应而关机，避免造成电路烧毁。

根据本发明，其提出一种发光二极管串列的短路保护电路，包括有至少一发光二极管串列或是多个发光二极管串列，每一串列由多个发光二极管组成；一控制单元驱动并提供每一发光二极管串列所需的工作电压；以及一短路保护单元，其电连接至每一发光二极管串列的发光二极管二端，以得到该发光二极管的一测量电压，并根据此测量电压与一顺向基准电压的大小，判断是否发生短路。详言地说，若此测量电压上升，并超过该顺向基准电压时，即表示对应的该串发光二极管串列中的其中之一发生短路，此时，使此发光二极管串列开路，以有效避免烧毁整个电路。

再者，本发明也提出一种发光二极管串列的短路保护方法，首先，驱动至少一发光二极管串列操作发光，且发光二极管串列包含多个发光二极管；再持续检测此发光二极管串列中的其中的一发光二极管的电压，以得到一测量电压；并判断此测量电压是否大于一顺向基准电压，若是，则使此发光二极管串列开路，若否，则重复回到检测测量电压的步骤。

当然，上述所使用的顺向基准电压可依发光二极管温度上升或下降来动态调整更新，以提高判断准确性，并有效避免误判断发生。

以下通过具体实施例结合附图详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达到的功效。

附图说明

图1为本发明的短路保护电路的方块示意图。

图2为本发明的短路保护电路的具体电路示意图。

图3为本发明的短路保护方法的流程图。

附图符号说明

10 发光二极管串列

102 发光二极管

104 发光二极管

20 控制单元

202 脉冲宽度调制单元

30 短路保护单元

302 记录电平单元

具体实施方式

本发明提出的发光二极管串列(LED lightbar)的短路保护电路及其方法，其利用发光二极管串列中的至少一发光二极管的反馈作为保护电压的调整基准，如此即可依据显示面板选用的发光二极管的顺向电压(V_F)来决定保护电压的顺向基准电压，再者，还可依据温度上升或下降自动动态调整顺向基准电压。

请参考图1所示，此发光二极管串列的短路保护电路，包含有一条或多条发光二极管串列10、控制单元20和短路保护单元30三大部分，图中所示的多条发光二极管串列10作为液晶显示面板的背光源，每一发光二极管串列10由多个发光二极管102串接而成；控制单元20连接至所述发光二极管串列10，用以驱动并提供发光二极管串列10所需的工作电压；以及短路保护单元30的二耦接点连接至每一发光二极管串列10的发光二极管104的两端，且短路保护单元30内设有一顺向基准电压，且此顺向基准电压每隔一段时间即进行更新(refresh)操作，以根据耦接点的测量电压与顺向基准电压来判断是否有任何发光二极管串列10发生短路情况；当测量电压上升，并超过顺向基准电压时，即表示所述发光二极管的其中之一发生短路，随即打开其所属的发光二极管串列10。其中，上述的控制单元20及短路保护单元30可整合至同一发光二极管集成电路中。

请参考图2，同时结合图1所示，控制单元可使用一脉冲宽度调制(PWM)单元202，以提供足够电平给发光二极管串列。在短路保护单元30中还包括有一记录电平单元302，其连接至发光二极管104两端的耦接点，且为所有发光二极管串列10所共享，用以记录前述的顺向基准电压V_F，并依耦接点D₁～D_n的测量电压V_D来做为判断短路的参考点电压。

接下来以图2为例，结合图3的流程图来详细说明本发明的短路保护方法，如图所示，首先如步骤S10所示，在系统初开机时，驱动发光二极管串列10发光，此时记录电平单元302立即记录顺向基准电压V_D后，即可切断记录电平单元与发光二极管的联机。初开机时的详细操作原理为(以Ch₁为例)：输入至短路保护单元30的致能(enable)信号E_N为1，此时晶体管Q₁为ON，Ch₁＝0，使得晶体管Q₁保持为ON。

接着步骤S12所示，短路保护单元30持续检测发光二极管串列10中的发光二极管104的测量电压V_D；此时为开机后系统稳定时，其详细操作原理为(以Ch₁为例)：输入的致能信号为0(E_N＝0)，此时电压V-大于电压V+，电压V₁＝0，Ch₁＝0，使得晶体管Q₁为ON，持续供电给发光二极管串列10。

最后如步骤S14所示，判断测量电压V_D是否大于该顺向基准电压V_F，若否，则回到上一步骤S12，若是，表示测量电压V_D超过顺向基准电压V_F，代表有其中一个发光二极管发生短路了，此时即进行步骤S16，使该发光二极管串列10开路。此时为发光二极管发生短路，其详细操作原理为(以Ch₁为例)：输入的致能信号为0，此时测量电压V_D1上升，电压V+大于电压V-，电压V₁＝Hi，Ch₁＝Hi，使得晶体管Q₁为OFF，使发光二极管串列Ch₁开路(open)。

其中，为使组成发光二极管串列的发光二极管具有极为接近的顺向基准电压V_F，同一液晶显示面板可选用同一批次(Bin)的发光二极管(现有方式即采用此法)，使其顺向基准电压V_F相差在大约0.1V之间。再者，前面所举的实施例，在短路保护单元中以一个记录电平单元给各发光二极管串列共享，除此之外，此短路保护单元还包括多个记录电平单元，使每一发光二极管串列的耦接点分别连接有一个记录电平单元，分别用以记录各自串列的顺向基准电压。

再者，由于发光二极管的顺向电压易受温度影响而飘动，因此上述的顺向基准电压每隔一段时间即进行更新(refresh)操作，以达到准确判断，避免误判的情况发生。

因此，本发明利用发光二极管串列中的至少一发光二极管的反馈作为保护电压的调整基准，可有效避免误判的情况发生，且在在发光二极管发生短路时，立即反应而关机，避免造成电路烧毁。

以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，不能以此限定本发明的权利要求，即凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的权利要求内。

Claims

1.一种驱动电路，用以驱动一发光二极管串列，该发光二极管串列包括多个发光二极管，该驱动电路包括：

一控制单元，提供一工作电压以驱动该发光二极管串列；以及

一短路保护单元，电连接该发光二极管串列的一发光二极管的两端，以得到该发光二极管的一测量电压，并根据该测量电压与一顺向基准电压，判断该发光二极管串列是否发生短路。

2.如权利要求1所述的发光二极管串列的短路保护电路，其中该控制单元及该短路保护单元整合至同一发光二极管集成电路中。

3.如权利要求1所述的发光二极管串列的短路保护电路，其中该控制单元为一脉冲宽度调制单元。

4.如权利要求1所述的发光二极管串列的短路保护电路，其中该短路保护单元还包括一记录电平单元，连接至该发光二极管，用以记录该顺向基准电压。

5.如权利要求4所述的发光二极管串列的短路保护电路，其中在系统初开机时，该记录电平单元立即记录该顺向基准电压后，即可切断该记录电平单元与该发光二极管的联机。

6.如权利要求4所述的发光二极管串列的短路保护电路，其中记录在该记录电平单元内的该顺向基准电压每隔一段时间即进行更新操作。

7.如权利要求1所述的发光二极管串列的短路保护电路，其中当该测量电压上升，并超过该顺向基准电压时，即表示所述发光二极管的其中之一发生短路。

8.如权利要求7所述的发光二极管串列的短路保护电路，其中该发光二极管发生短路时，打开其所属的发光二极管串列。

9.如权利要求1所述的发光二极管串列的短路保护电路，其中该发光二极管串列作为显示面板的背光源。

10.如权利要求1所述的发光二极管串列的短路保护电路，还包括多个发光二极管串列，且每一该发光二极管串列中都有其中至少一该发光二极管耦接至该短路保护单元。

11、如权利要求10所述的发光二极管串列的短路保护电路，其中该短路保护单元还包括一记录电平单元，连接至该发光二极管，且所述发光二极管串列共享该记录电平单元，用以记录该顺向基准电压。

12.如权利要求10所述的发光二极管串列的短路保护电路，其中该短路保护单元还包括多个记录电平单元，分别连接至每一该发光二极管串列的该该发光二极管，用以记录该顺向基准电压。

13.一种发光二极管串列的短路保护方法，包括下列步骤：

(a)驱动至少一发光二极管串列，且该发光二极管串列包含多个发光二极管；

(b)持续检测该发光二极管串列中的至少其中的一发光二极管的电压，以获得一测量电压；

(c)判断该测量电压是否大于一顺向基准电压，若是，进行下一步骤(d)，若否，则回到上一步骤(b)；以及

(d)使该发光二极管串列开路。

14.如权利要求13所述的发光二极管串列的短路保护方法，其中在步骤(a)中，系统初开机时，立即记录该顺向基准电压。