CN101569025B - 发光二极管驱动设备 - Google Patents

发光二极管驱动设备 Download PDF

Info

Publication number
CN101569025B
CN101569025B CN2008800012961A CN200880001296A CN101569025B CN 101569025 B CN101569025 B CN 101569025B CN 2008800012961 A CN2008800012961 A CN 2008800012961A CN 200880001296 A CN200880001296 A CN 200880001296A CN 101569025 B CN101569025 B CN 101569025B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
emitting diode
driving voltage
feedback
drive current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2008800012961A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101569025A (zh
Inventor
小宫邦裕
泽田纮司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Publication of CN101569025A publication Critical patent/CN101569025A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101569025B publication Critical patent/CN101569025B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/04—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions
    • G09G3/06—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions using controlled light sources
    • G09G3/12—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions using controlled light sources using electroluminescent elements
    • G09G3/14—Semiconductor devices, e.g. diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/38—Switched mode power supply [SMPS] using boost topology
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Abstract

根据本发明的发光二极管驱动设备(10)包括：驱动电压产生部(11)，用于产生LED的驱动电压(Vout)；驱动电流控制部(12)，用于对流过LED的驱动电流(iW1至iW3)执行PWM控制；以及监控电压产生部(13)，监控所述驱动电压(Vout)，并通过在用作标准的预定基准电压(Vref)上叠加与在驱动电流截止时间段中出现在驱动电压(Vout)中的变化相对应的电压，在截止时间段中产生监控电压(Vm)。所述驱动电压产生部(11)在所述驱动电流的导通时间段中执行驱动电压(Vout)的反馈控制，使得反馈电压(VW1至VW3)等于所述基准电压，所述驱动电压产生部(11)在所述驱动电流的截止时间段中执行驱动电压(Vout)的反馈控制，使得所述监控电压(Vm)等于所述基准电压(Vref)。

Description

发光二极管驱动设备
技术领域
本发明涉及发光二极管驱动设备。
背景技术
作为与发光二极管驱动设备相关的现有技术的示例，专利文献1公开并提出了一种DC/DC升压方法，其中根据从发光二极管的阴极导出的反馈电压，来反馈控制馈送至发光二极管的阳极的驱动电压。
此外，在专利文献2中，本申请的申请人公开并提出了一种发光设备，该发光设备对流过发光二极管的驱动电流执行脉冲宽度调制控制(以下称为PWM(脉冲宽度调制)控制)。
专利文献1：JP-A-2004-22929
专利文献2：JP-A-2002-111786
发明内容
本发明要解决的技术问题
确实，使用专利文献1中公开的现有技术，通过消除对馈送至发光二极管的驱动电压提供的不必要的余量，可以减小功耗。同样，使用专利文献2中公开的现有技术，确实可以自由地控制发光二极管的发光亮度。
然而，使用上述现有技术的简单结合，非常难以执行对馈送至发光二极管的驱动电压的反馈控制和对馈送至发光二极管的驱动电流的PWM控制，这是由于从发光二极管的阴极导出的反馈电压随驱动电流的PWM控制而剧烈变化，这导致了非常不稳定的驱动电压反馈控制。
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种发光二极管驱动设备，能够执行对馈送至发光二极管的驱动电压的反馈控制和对馈送至发光二极管的驱动电流的PWM控制。
解决问题的技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，一种发光二极管驱动设备包括：驱动电压产生部，用于产生馈送至发光二极管的阳极的驱动电压；驱动电流控制部，用于对流过所述发光二极管的驱动电流执行脉冲宽度调制控制；以及监控电压产生部，用于监控所述驱动电压，并通过在用作标准的基准电压上叠加与在所述驱动电流的截止时间段中出现在所述驱动电压中的变化相对应的电压，来在所述截止时间段中产生监控电压。这里，所述驱动电压产生部在所述驱动电流的导通时间段中执行所述驱动电压的反馈控制，使得从所述发光二极管的阴极导出的反馈电压等于所述基准电压，并在所述驱动电流的截止时间段中执行所述驱动电压的反馈控制，使得所述监控电压等于所述基准电压(第一结构)。
在具有上述第一结构的发光二极管驱动设备中，优选地，所述驱动电压产生部执行驱动电压的反馈控制，使得所述反馈电压与所述监控电压中较低的一个等于所述基准电压，以及，在所述驱动电流的截止时间段中，所述驱动电压产生部将所述反馈电压上拉至比所述监控电压高的电平(第二结构)。
在具有上述第一或第二结构的发光二极管驱动设备中，优选地，所述驱动电压产生部包括：调节器，用于从输入电压中产生中间电压，使得所述反馈电压或所述监控电压等于所述基准电压；以及电荷泵，用于通过对所述中间电压进行升压来产生所述驱动电压(第三结构)。
在具有上述第一、第二或第三结构的发光二极管驱动设备中，优选地，所述监控电压产生部包括：电阻器，所述驱动电压施加至其第一端，所述监控电压从其第二端导出；运算放大器，产生所述监控电压与所述基准电压之间的误差电压；采样-保持电路(sample-holdcircuit)，在所述驱动电流导通时间段中对误差电压进行采样，并在所述驱动电流截止时间段中，保持紧接在所述驱动电流截止之前所采样的误差电压的值；以及电流源，根据所述采样-保持电路的输出，产生流过所述电阻器的电流(第四结构)。
在具有上述第四结构的发光二极管驱动设备中，优选地，所述驱动电流控制部执行的PWM控制、所述驱动电压产生部执行的反馈路径开关控制以及所述监控电压产生部执行的采样-保持控制都是基于公共控制信号的(第五结构)。
本发明的优点
本发明的发光二极管驱动设备能够执行对馈送至发光二极管的驱动电压的反馈控制和对馈送至发光二极管的驱动电流的PWM控制，从而可以减小发光二极管的功耗，并自由地控制发光二极管的发光亮度。
附图说明
图1是示出了在实现本发明的电子设备中使用的本发明的LED驱动设备的结构的框图；
图2是示出了本发明的LED驱动设备的操作示例的图；
图3是示出了本发明的LED驱动设备结构的另一个示例的框图；以及
图4是示出了本发明实现的过度升压防止效果的图。
附图标记列表
10发光二极管驱动设备
11驱动电压产生部
11a串联调节器
11b电荷泵
12驱动电流控制部
13监控电压产生部
14、15开关部
P1P沟道场效应晶体管
N1N沟道场效应晶体管
AMP1、AMP2运算放大器
E1DC电压源
R1电阻器
C1、Cex电容器
IR、IG、IB、IW1、IW2、IW3恒定电流源
SWa、SWb、SWc开关
R红色发光二极管
G绿色发光二极管
B蓝色发光二极管
W1、W2、W3白色发光二极管
具体实施方式
图1是示出了在实现本发明的电子设备(例如移动电压终端)中使用的本发明的LED驱动设备的结构的框图。
如图1所示，本实施例的发光二极管驱动设备10(以下称为LED(发光二极管)驱动设备10)是半导体集成电路器件(所谓的LED驱动器IC)，其具有(以集成为集成电路的形式)驱动电压产生部11、驱动电流控制部12、监控电压产生部13、第一开关部14和第二开关部15，并控制用作电阻器的发光二极管(在本实施例中是互相并联的红色LED“R”、绿色LED“G”、蓝色LED“B”以及白色发光二极管W1、W2和W3，它们的阳极连接至公共端子)的操作。
例如，红色、绿色和蓝色发光二极管“R”、“G”和“B”用作电子设备的指示灯。例如，白色发光二极管W1、W2和W3用作背光，用于从背后将光照射至电子设备的液晶显示面板。
驱动电压产生部11产生馈送至发光二极管“R”、“G”和“B”以及W1、W2和W3的驱动电压Vout，在本实施例中，驱动电压产生部11包括：串联调节器11a，对输入电压Vin进行降压以产生中间电压Vin’；以及电荷泵11b，对中间电压Vin’进行升压以产生驱动电压Vout。
调节器11a包括输出晶体管P1(在本实施例中是P沟道场效应晶体管)，运算放大器AMP1和DC电压源E1。晶体管P1的源极连接至施加了输入电压Vin的输入电压Vin施加端。晶体管P1的漏极连接至电荷泵11b的输入端。晶体管P1的栅极连接至运算放大器AMP1的输出端。
运算放大器AMP1的反相输入端(-)连接至DC电压源E1的正极端(施加了基准电压Vref的基准电压Verf施加端)。DC电压源E1的负极端接地。运算放大器AMP1具有多个非反相输入端(+)，其中，第一非反相输入端连接至施加了反馈电压VR的反馈电压VR施加端，该反馈电压VR是从红色发光二极管“R”的阴极导出的。第二非反相输入端连接至施加了反馈电压VG的反馈电压VG施加端，该反馈电压VG是从绿色发光二极管“G”的阴极导出的。第三非反相输入端连接至施加了反馈电压VB的反馈电压VB施加端，该反馈电压VB是从蓝色发光二极管“B”的阴极导出的。第四非反相输入端经由第一开关部14连接至施加了反馈电压VW1的反馈电压VW1施加端，该反馈电压VW1是从白色发光二极管W1的阴极导出的。第五非反相输入端经由第一开关部14连接至施加了反馈电压VW2的反馈电压VW2施加端，该反馈电压VW2是从白色发光二极管W2的阴极导出的。第六非反相输入端经由第一开关部14连接至施加了反馈电压VW3的反馈电压VW3施加端，该反馈电压VW3是从白色发光二极管W3的阴极导出的。第七非反相输入端经由第二开关部15连接至监控电压产生部13的输出端(施加了监控电压Vm的监控电压Vm施加端)。
电荷泵11b是通过使用电荷转移开关(未示出)和电荷转移电容器，对调节器11a产生的中间电压Vin’进行升压，以产生馈送至发光二极管的阳极的驱动电压Vout的装置。本实施例的电荷泵11b被构造为使得以多个步长可变地控制其升压比(例如，升压比为1.0的×1.0升压状态、升压比为1.5的×1.5升压状态以及升压比为2.0的×2.0升压状态)。电容器从外部连接至驱动电压Vout导出端(从中导出驱动电压Vout)，以平滑驱动电压Vout。
驱动电流控制部12是通过使用恒定电流源IR、IG、IB、IW1、IW2和IW3分别对发光二极管“R”、“G”、“B”、W1、W2和W3的控制驱动电流iR、iG、iB、iW1、iW2和iW3进行单独控制的装置。恒定电流源IW1、IW2和IW3被具体构造为，根据从设备外部馈送的PWM信号，分别对流过白色发光二极管W1、W2和W3的驱动电流iW1、iW2和iW3执行PWM控制(占空比控制(on-duty control))。在本实施例中，在PWM信号的高电平时间段中将驱动电流iW1、iW2和iW3保持为导通，在PWM信号的低电平时间段中将它们保持为截止。这样的PWM控制使得可以可变地控制驱动电流iW1、iW2和iW3的视在值(均值)，从而自由地控制白色发光二极管W1、W2和W3的发光亮度。
监控电压产生部13是用于监控驱动电压Vout，并通过在用作标准的基准电压Vref上叠加与在驱动电流iW1、iW2和iW3的截止时间段中出现在驱动电压Vout中的变化(紧接在驱动电流iW1、iW2和iW3截止之前和之后的驱动电压Vout中的变化)相对应的电压，来在该截止时间段中产生监控电压Vm的装置。在本实施例中，所述监控电压产生部13包括：N沟道场效应晶体管N1、电阻器R1、电容器C1、运算放大器AMP2和开关SWc。
电阻器R1的一端连接至驱动电压Vout导出端(从其导出驱动电压Vout)。电阻器R1的另一端连接至晶体管N1的漏极。晶体管N1的源极接地。运算放大器AMP2的一个输入端连接至晶体管N1的漏极(驱动电压Vm施加端)。运算放大器AMP2的另一个输入端连接至DC电压源E1的正极端(基准电压Vref施加端)。运算放大器AMP2的输出端经由开关SWc连接至晶体管N1的栅极并连接至电容器C1的一端。电容器C1的另一端接地。开关SWc根据上述PWM信号来接通/断开，在本示例中，在PWM信号的高电平时间段中保持其接通，在PWM信号的低电平时间段中保持其断开。
这就是说，监控电压产生部13包括：电阻器R1，其一端被施加驱动电压Vout，并从其另一端导出监控电压Vm；运算放大器AMP2，产生监控电压Vm与基准电压Vref之间的误差电压；采样-保持电路(由开关SWc和电容器C1形成)，在驱动电流iW1、iW2和iW3的导通时间段中对误差电压进行采样，并保持紧接在驱动电流iW1、iW2和iW3截止之前所采样的误差电压的值；以及电流源(晶体管N1)，根据采样-保持电路的输出，产生流过电阻器R1的电流“im”。
第一开关部14包括开关SWa，开关SWa之中的一个连接在运算放大器AMP1的第四非反相输入端与施加了基准电压VW1的基准电压VW1施加端之间，该基准电压VW1是从白色发光二极管W1的阴极导出的；开关SWa之中的另一个连接在运算放大器AMP1的第五非反相输入端与施加了基准电压VW2的基准电压VW2施加端之间，该基准电压VW2是从白色发光二极管W2的阴极导出的；以及，开关SWa之中的另外一个连接在运算放大器AMP1的第六非反相输入端与施加了基准电压VW3的基准电压VW3施加端之间，该基准电压VW3是从白色发光二极管W3的阴极导出的。开关SWa根据上述PWM信号来接通/断开，在本示例中，在PWM信号的高电平时间段中保持它们接通，在PWM信号的低电平时间段中保持它们断开。
第二开关部15包括开关SWb，开关SWb连接在运算放大器AMP1的第七非反相输入端与监控电压Vm施加端之间。开关SWb根据上述PWM信号，与开关SWa和SWc交替、互补地接通/断开。在本实施例中，开关SWb在PWM信号的高电平时间段中保持断开，在PWM信号的低电平时间段中保持接通。
接下来，参照图2，给出如上所述而构造的LED驱动设备10的操作的详细描述。
图2是示意了LED驱动设备10的操作示例的图。图2示出了(从纸张顶部开始)：PWM信号的逻辑状态、开关SWa、SWb和SWc的接通/断开状态、驱动电压产生部11的反馈路径开关状态、驱动电压Vout的电压波形以及驱动电流iW1、iW2和iW3的电流波形。在图2中，使用实线来指示本发明的驱动电压Vout和驱动电流iW1、iW2和iW3的行为，而使用虚线来指示传统示例中的行为。
在PWM信号的高电平时间段中(驱动电流iW1至iW3的导通时间段)，开关SWa保持接通，开关SWb保持断开。由此，作为组成调节器11a的运算放大器AMP1的反馈路径，除了始终连接的反馈电压VR、VG和VB的反馈路径之外，还连接了反馈电压VW1、VW2和VW3的反馈路径，而监控电压Vm的反馈路径断开。
在这种状态下，运算放大器AMP1产生输出晶体管P1的栅极电压，使得反馈电压VR、VG、VB、VW1、VW2和VW3中最低的一个等于基准电压Vref。
更具体地，当上述反馈电压中最低的一个高于基准电压Vref时，运算放大器AMP1增大输出晶体管P1的栅极电压的电平，以更高程度将输出晶体管截止；相反，当上述反馈电压中最低的一个低于基准电压Vref时，运算放大器AMP1减小输出晶体管P1的栅极电压的电平，以更高程度将输出晶体管导通。
由于白色发光二极管的前向电压降一般大于彩色发光晶体管，因此，当白色发光二极管W1、W2、W3保持导通时，产生输出晶体管P1的栅极电压，使得反馈电压VW1、VW2和VW3中最低的一个等于基准电压Vref。
不论连接的LED“R”、“G”、“B”中的哪一个具有要安全驱动的最大的前向电压降，这都允许在对其最有利的电平上实时产生驱动电压Vout。由此，可以减小对驱动电压Vout提供的不必要的余量以提高效率，而且，这有助于实现降低使用LED驱动设备10的电子设备的功耗。
特别地，当用作由电池供电的电子设备(如PDA(个人数字/数据助理)和移动电话终端)中结合的LED驱动设备时，本发明的LED驱动设备10不仅有助于延长电子设备的电池寿命，而且有助于使电子设备轻薄紧凑。
在PWM信号的高电平时间段中，开关SWc保持接通。因此，PWM信号的高电平时间段与采样-保持电路(由开关SWc和电容器C1形成)的采样时间段相对应，而且，在监控电压产生部13中，根据运算放大器AMP2所产生的误差电压，来执行晶体管N1的导通/截止控制(对流过电阻器R1的电流“im”的电流值的控制)，使得监控电压Vm等于基准电压Vref。然而，如上所述，由于开关SWb保持断开，在PWM信号的高电平时间段中，监控电压Vm永不会反馈至组成调节器11a的运算放大器AMP1。
另一方面，当PWM信号从高电平转换至低电平时(驱动电流iW1、iW2和iW3的截止时间段)，开关SWc断开。因此，PWM信号的低电平时间段与采样-保持电路(由开关SWc和电容器C1形成)的保持时间段相对应，而且，晶体管N1的栅-源电压维持在紧接在驱动电流iW1、iW2和iW3截止之前所采样的值。
由此，监控电压产生部13继续从驱动电压Vout导出端汲取与紧接在驱动电流iW1、iW2和iW3截止之前相同的电流“im”，因此，保持了电阻器R1两端的电压降的量，从电阻器R1的另一端导出了通过在作为标准的基准电压上叠加与在截止时间段中驱动电压Vout中出现的变化相对应的电压而产生的监控电压Vm(换言之，是用于将驱动电压Vout维持在紧接在驱动电流iW1、iW2和iW3截止之前的值的电压信号)。
在PWM信号的低电平时间段中，开关SWa断开、开关SWb接通。因此，在组成调节器11a的运算放大器AMP1的反馈路径中，监控电压Vm的反馈路径连接，而反馈电压VW1、VW2和VW3的反馈路径断开，因此，在运算放大器AMP1中，产生输出晶体管P1的栅极电压，使得反馈电压VR、VG和VB以及监控电压Vm中的最低的一个(这里是监控电压Vm)等于基准电压Vref。
由此，在驱动电压产生部11中，执行基于监控电压Vm的反馈控制，以将驱动电压Vout维持在紧接在驱动电流iW1、iW2和iW3截止之前的值，因此，驱动电压Vout不会随着驱动电流iW1、iW2和iW3的PWM控制而剧烈变化；这有助于防止从外部连接至LED驱动设备10的电容器Cex的音鸣。
使用本实施例的LED驱动设备10，由于驱动电压Vout不降低，即使在PWM信号的低电平时间段(驱动电流iW1、iW2和iW3的截止时间段)中，也能够维持电荷泵11b的升压比。因此，即使当PWM信号从低电平转换到高电平时，不需要时间来恢复驱动电压Vout，此外，可以无延迟地导通驱动电流iW1、iW2和iW3。
如上所述，在本实施例的LED驱动设备10中，驱动电压产生部11执行驱动电压Vout的反馈控制，使得在PWM信号的高电平时间段(驱动电流iW1、iW2和iW3的导通时间段)中，无论反馈电压VW1、VW2和VW3中的哪一个具有最低值，都使其等于基准电压Vref；并且，使得在PWM信号的低电平时间段(驱动电流iW1、iW2和iW3的截止时间段)中，监控电压Vm等于基准电压Vref。
这允许执行对馈送至发光二极管的驱动电压的反馈控制和对驱动电流的PWM控制，因此，可以降低发光二极管的功耗，也可以自由地控制发光二极管的发光亮度。
如上所述，在本实施例的LED驱动设备10中，驱动电流控制部12执行的PWM控制、驱动电压产生部11执行的反馈路径开关控制(开关SWa和SWb的接通/断开控制)以及监控电压产生部13执行的采样-保持控制(开关SWc的接通/断开控制)都根据公共的PWM信号来执行。这允许所有上述控制的定时互相紧密联系，而无需增加控制信号的数目。
在图1中，为了更容易理解本发明，将用作用于连接/断开反馈电压VW1、VW2和VW3的反馈路径的装置的第一开关部14(开关SWa)示意为一个独立模块，但是这不应以任何方式限制本发明的结构；作为对第一开关部14的替代，可以采用这样的结构：为运算放大器AMP1的多个非反相输入端(+)中的第四、第五和第六非反相输入端(基准电压VW1、VW2和VW3施加端)中的每一个提供上拉电路，使得在驱动电流iW1、iW2和iW3的截止时间段中将反馈电压VW1、VW2和VW3上拉至高于监控电压Vm。使用这种结构，由于在反馈电压VW1、VW2和VW3的反馈路径中不存在电阻分量，因此可以实现对驱动电压Vout的更精确的反馈控制。
在图2中，为了更容易理解本发明，将PWM信号的逻辑转换定时和开关SWa、SWb和SWc的接通/断开转换定时示意为完全同步，但是这不应以任何方式限制本发明；例如，可以设置开关SWa和SWb均接通的时间段，使得当PWM信号转变为高电平时，在反馈电压VW1、VW2和VW3的反馈路径完全连接之后断开监控电压Vm的反馈路径，另一方面，当PWM信号转变为低电平时，在监控电压Vm的反馈路径完全连接之后断开反馈电压VW1、VW2和VW3的反馈路径。使用这种结构，所有上述反馈路径都断开的状态永不出现，这有助于实现对驱动电压Vout的稳定的反馈控制。
如图3所示，用于执行对馈送至发光二极管的驱动电压的反馈控制和对驱动电流的PWM控制的另一种可能结构是如下结构，具有：采样-保持电路16，在PWM信号的高电平时间段(驱动电流iW1、iW2和iW3的导通时间段)中对每个反馈电压VW1、VW2和VW3进行采样，并在PWM信号的低电平时间段中保持紧接在驱动电流截止之前所采样的每个反馈电压VW1、VW2和VW3的值。
然而，与图3所示的结构(其中需要提供与反馈路径相同数目的采样-保持电路16)相反，图1所示的结构对任何数目的反馈路径而言仅需要一个采样-保持电路(即监控电压产生部13)，因此，对于实现较小的电路规模，图1所示的结构是优选的。
在采用图3所示的结构的情况下，如果在驱动电压Vout处于上升时(如图4中的虚线所示)执行保持操作，则反馈电压VW1、VW2和VW3中的每一个都被保持在低于基准电压Vref的值，从而即使在PWM信号的低电平时间段中，驱动电压Vout也保持上升；相反，在图1所示的结构中，对驱动电压Vout进行监控，对驱动电流iW1、iW2和iW3进行反馈控制，以将驱动电压Vout维持在紧接在驱动电流iW1、iW2和iW3截止之前的值，因此，如图4中的实线所示，驱动电压Vout不会上升过多。因此，对于实现设备的安全性，优选采用图1所示的结构。
同样，在采用图3所示的结构的情况下，在反馈电压VW1、VW2和VW3的反馈路径中存在电阻分量和电容分量，因此，对于实现更高精度的反馈控制，优选采用图1所示的结构。
可以以上述作为实施例具体描述的方式之外的任何方式来执行本发明，在本发明的范围和精神之内可以做出许多修改和变型。
例如，上述实施例涉及使用串联调节器11a和电荷泵11b作为驱动电压产生部11的结构，但是这不应限制本发明的结构。可以使用升压类型的开关调节器。同样，根据如输入电压的电压电平和发光二极管的种类之类的因素，用作升压装置的电荷泵11b可以省略。
同样，上述实施例涉及用于驱动6个并联连接的发光二极管的结构，但这不应限制本发明的结构，互相并联或串联的发光二极管的数目可以依所需而改变。
工业实用性
例如，本发明的LED驱动设备可以用作用于驱动液晶显示器的背光的装置。

Claims (9)

1.一种发光二极管驱动设备，包括：
驱动电压产生部，用于产生馈送至发光二极管的阳极的驱动电压；
驱动电流控制部，用于对流过所述发光二极管的驱动电流执行脉冲宽度调制控制；以及
监控电压产生部，用于监控所述驱动电压，并在所述驱动电流的截止时间段中，通过以给定的基准电压为标准，叠加在该截止时间段中出现的所述驱动电压中的变化，来产生监控电压；
其中，所述驱动电压产生部在所述驱动电流的导通时间段中执行所述驱动电压的反馈控制，使得从所述发光二极管的阴极导出的反馈电压等于所述基准电压，并在所述驱动电流的截止时间段中执行所述驱动电压的反馈控制，使得所述监控电压等于所述基准电压。
2.如权利要求1所述的发光二极管驱动设备，其中，
所述驱动电压产生部包括：
调节器，用于从输入电压中产生中间电压，使得所述反馈电压或所述监控电压等于所述基准电压；以及
电荷泵，用于通过对所述中间电压进行升压来产生所述驱动电压。
3.如权利要求1所述的发光二极管驱动设备，其中，
所述监控电压产生部包括：
电阻器，所述驱动电压施加至该电阻器的第一端，并且所述监控电压从该电阻器的第二端导出；
运算放大器，产生所述监控电压与所述基准电压之间的误差电压；
采样-保持电路，在所述驱动电流的导通时间段中对所述误差电压进行采样，并在所述驱动电流的截止时间段中，保持紧接在所述驱动电流被截止之前所采样的所述误差电压的值；以及
电流源，根据所述采样-保持电路的输出，产生流过所述电阻器的电流。
4.如权利要求3所述的发光二极管驱动设备，其中，
由所述驱动电流控制部执行的脉冲宽度调制控制、由所述驱动电压产生部执行的反馈路径开关控制以及由所述监控电压产生部执行的采样-保持控制都是基于公共控制信号的。
5.如权利要求4所述的发光二极管驱动设备，其中，
所述发光二极管驱动设备具有：第一开关部，其与所述运算放大器以及从所述发光二极管的阴极导出的反馈电压的施加端连接。
6.如权利要求5所述的发光二极管驱动设备，其中，
所述发光二极管驱动设备具有：第二开关部，其与所述运算放大器以及所述监控电压的施加端连接。
7.如权利要求6所述的发光二极管驱动设备，其中，
所述反馈路径开关控制对所述第一开关部和第二开关部进行接通/断开控制。
8.一种发光二极管驱动设备，包括：
驱动电压产生部，用于产生馈送至发光二极管的阳极的驱动电压；
驱动电流控制部，用于对流过所述发光二极管的驱动电流执行脉冲宽度调制控制；以及
监控电压产生部，用于监控所述驱动电压，并在所述驱动电流的截止时间段中，通过以给定的基准电压为标准，叠加在该截止时间段中出现的所述驱动电压中的变化，来产生监控电压；
其中，所述驱动电压产生部执行所述驱动电压的反馈控制，使得所述反馈电压与所述监控电压中较低的一个等于所述基准电压，以及
在所述驱动电流的截止时间段中，所述驱动电压产生部将所述反馈电压上拉至比所述监控电压高的电平。
9.如权利要求8所述的发光二极管驱动设备，其中，
所述驱动电压产生部执行所述驱动电压的反馈控制，使得所述反馈电压与所述监控电压中较低的一个等于所述基准电压，
所述发光二极管驱动设备具有与运算放大器连接的上拉电路，
所述上拉电路，在所述驱动电流的截止时间段中，将所述反馈电压上拉至比所述监控电压高的电压。
CN2008800012961A 2007-03-15 2008-03-13 发光二极管驱动设备 Active CN101569025B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP066061/2007 2007-03-15
JP2007066061A JP5079360B2 (ja) 2007-03-15 2007-03-15 発光ダイオード駆動装置
PCT/JP2008/054610 WO2008111642A1 (ja) 2007-03-15 2008-03-13 発光ダイオード駆動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101569025A CN101569025A (zh) 2009-10-28
CN101569025B true CN101569025B (zh) 2011-05-04

Family

ID=39759573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008800012961A Active CN101569025B (zh) 2007-03-15 2008-03-13 发光二极管驱动设备

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8111006B2 (zh)
JP (1) JP5079360B2 (zh)
KR (1) KR101137683B1 (zh)
CN (1) CN101569025B (zh)
WO (1) WO2008111642A1 (zh)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7628520B2 (en) * 2007-04-23 2009-12-08 Ford Global Technologies, Llc Lighting system and method
US20110231944A1 (en) 2008-09-04 2011-09-22 Riken B cell-derived ips cells and application thereof
KR100969876B1 (ko) 2008-11-13 2010-07-13 (주)한국엘에스아이 듀얼모드 엘이디 구동장치
US9860946B2 (en) * 2009-06-15 2018-01-02 Maxim Integrated Products, Inc. Circuit topology for driving high-voltage LED series connected strings
JP5154531B2 (ja) * 2009-11-10 2013-02-27 Ｔｄｋラムダ株式会社 Ｌｅｄ駆動装置
KR100949779B1 (ko) * 2009-11-12 2010-03-30 (주)다윈텍 전류원 배열 에너지 공급 회로
TWI410173B (zh) * 2009-12-01 2013-09-21 Richtek Technology Corp Ｌｅｄ驅動器及驅動方法
US10152926B2 (en) 2010-02-26 2018-12-11 Rohm Co., Ltd. Driving circuit for light emitting element, light emitting device using same, and display apparatus
KR101018295B1 (ko) * 2010-05-10 2011-03-04 (주)제퍼로직 전압 공급 회로
JP5595126B2 (ja) * 2010-06-03 2014-09-24 ローム株式会社 Ｌｅｄ駆動装置およびこれを備えた電子機器
CN101958108B (zh) * 2010-08-02 2012-12-19 惠州Tcl移动通信有限公司 一种lcd背光驱动ic的电流控制模块
CN102014561B (zh) * 2010-11-30 2013-08-14 深圳市京泉华科技股份有限公司 Led照明电路均流控制方法及电路
CN104053943A (zh) * 2012-01-16 2014-09-17 欧司朗有限公司 照明模块
WO2013108175A1 (en) * 2012-01-16 2013-07-25 Osram Gmbh A lighting module and a corresponding lighting system
JP5859368B2 (ja) * 2012-04-17 2016-02-10 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
US8937433B1 (en) * 2013-09-10 2015-01-20 Analog Integrations Corporation LED lighting systems, LED controllers and LED control methods for a string of LEDs
KR101582450B1 (ko) * 2015-08-13 2016-01-21 주식회사 실리콘웍스 조명 장치
US9825528B2 (en) * 2015-12-28 2017-11-21 Allegro Microsystems, Llc Compensating for voltage changes in driver circuits
CN105592594A (zh) * 2016-03-03 2016-05-18 北京宇环通高科技有限公司 一种高压、高频、泵式驱动电源的acled光源
EP3292740B1 (en) 2016-07-29 2020-07-29 Raytheon Canada Ltd. Pulse-width modulation light source drive and method
US10826388B2 (en) 2018-12-11 2020-11-03 Texas Instruments Incorporated Charge pump circuits
CN114038395B (zh) * 2021-07-26 2022-12-27 重庆康佳光电技术研究院有限公司 电源驱动电路及驱动方法、显示装置
CN114267303B (zh) * 2021-12-31 2022-08-09 北京显芯科技有限公司 一种调节亮度的方法、装置和设备
CN116321580B (zh) * 2023-05-25 2023-08-29 杭州海康威视数字技术股份有限公司 Led驱动装置、方法及设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1522472A (zh) * 2002-05-07 2004-08-18 ��ķ�ɷ����޹�˾ 发光元件驱动装置及具备发光元件的电子仪器
CN1721943A (zh) * 2004-07-12 2006-01-18 索尼株式会社 显示单元与背光单元
CN1760721A (zh) * 2004-10-14 2006-04-19 索尼公司 发光元件驱动装置和显示系统
CN1776497A (zh) * 2004-11-19 2006-05-24 索尼公司 背光装置、驱动背光的方法、以及液晶显示设备

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5475284A (en) * 1994-05-03 1995-12-12 Osram Sylvania Inc. Ballast containing circuit for measuring increase in DC voltage component
US6252355B1 (en) * 1998-12-31 2001-06-26 Honeywell International Inc. Methods and apparatus for controlling the intensity and/or efficiency of a fluorescent lamp
JP3529718B2 (ja) * 2000-10-03 2004-05-24 ローム株式会社 携帯形電話機の発光装置およびその駆動ｉｃ
JP2004022929A (ja) 2002-06-19 2004-01-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｄｃ−ｄｃ昇圧方法
WO2004072733A2 (en) * 2003-02-06 2004-08-26 Ceyx Technologies, Inc. Digital control system for lcd backlights
JP4606190B2 (ja) * 2004-03-30 2011-01-05 ローム株式会社 電圧制御装置および電圧制御方法、ならびにそれを利用した電子機器
JP4539492B2 (ja) 2004-11-19 2010-09-08 ソニー株式会社 バックライト装置、バックライト駆動方法及び液晶表示装置
JP4704103B2 (ja) * 2005-05-16 2011-06-15 ローム株式会社 定電流駆動回路、それを利用した電子機器および発光ダイオードの駆動方法
US7675245B2 (en) * 2007-01-04 2010-03-09 Allegro Microsystems, Inc. Electronic circuit for driving a diode load

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1522472A (zh) * 2002-05-07 2004-08-18 ��ķ�ɷ����޹�˾ 发光元件驱动装置及具备发光元件的电子仪器
CN1721943A (zh) * 2004-07-12 2006-01-18 索尼株式会社 显示单元与背光单元
CN1760721A (zh) * 2004-10-14 2006-04-19 索尼公司 发光元件驱动装置和显示系统
CN1776497A (zh) * 2004-11-19 2006-05-24 索尼公司 背光装置、驱动背光的方法、以及液晶显示设备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2006-320158A 2006.11.24

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090094140A (ko) 2009-09-03
KR101137683B1 (ko) 2012-06-28
JP2008227325A (ja) 2008-09-25
CN101569025A (zh) 2009-10-28
US20100019687A1 (en) 2010-01-28
WO2008111642A1 (ja) 2008-09-18
JP5079360B2 (ja) 2012-11-21
US8111006B2 (en) 2012-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101569025B (zh) 发光二极管驱动设备
CN102238779B (zh) 开关电源的控制电路、控制方法和发光装置及电子设备
Chen et al. A SIMO parallel-string driver IC for dimmable LED backlighting with local bus voltage optimization and single time-shared regulation loop
CN102237794B (zh) 开关电源的控制电路和控制方法、发光装置及电子设备
CN202310187U (zh) 发光元件的驱动电路、使用它的发光装置及电子设备
TWI441553B (zh) 對光源供電之差分驅動電路及驅動系統
US7633463B2 (en) Method and IC driver for series connected R, G, B LEDs
CN1941052B (zh) 驱动电路和使用该驱动电路的电子设备
CN101228684B (zh) 电源装置和使用该电源装置的电气设备
CN202183892U (zh) 单电感器多led灯串的驱动器
KR20080094654A (ko) 전원 장치, 발광 제어 장치, 표시 장치
JP2006261160A (ja) インダクティブタイプｌｅｄドライバ
TWI390482B (zh) 驅動發光二極體之電路與方法
WO2014056971A1 (en) Independent output control for single-inductor, bipolar outputs, buck-boost converters
CN102543005B (zh) 基准电压产生电路以及利用该电路的led驱动电路
EP2206228A1 (en) Single inductor power supply system with extremely high psrr for dual supply active matrix oled displays
CN1909347A (zh) 可调输出电压的直流对直流转换电路
CN102469665B (zh) 发光二极管驱动系统及驱动方法
CN208834723U (zh) 多通道led背光驱动电路及液晶电视
CN103024977A (zh) 发光二极管驱动电路
TWI467548B (zh) 背光模組與驅動電路及其驅動方法
Mapula et al. Integrated multi-channel constant current LED driver with PWM boost converter design in 0.35 µm process
CN104868720A (zh) Oled面板的功率驱动电路及驱动负载的方法
CN219676871U (zh) 一种led驱动电路及显示装置
KR101597056B1 (ko) 차지 펌프형 전압변환기

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant