CN102105005A - 用于使用脉宽调制来驱动发光器件的装置 - Google Patents

用于使用脉宽调制来驱动发光器件的装置 Download PDF

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CN102105005A CN2010101863880A CN201010186388A CN102105005A CN 102105005 A CN102105005 A CN 102105005A CN 2010101863880 A CN2010101863880 A CN 2010101863880A CN 201010186388 A CN201010186388 A CN 201010186388A CN 102105005 A CN102105005 A CN 102105005A
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权正善
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Abstract

提供一种用于使用脉宽调制来驱动发光器件(LED)的装置。该用于驱动LED的装置包括：第一驱动控制元件、第一电流检测单元、第一有效值检测单元、第一基准信号生成单元以及第一比较单元。第一驱动控制元件响应于第一脉宽调制控制信号来控制流经第一LED通道的电流。第一电流检测单元检测流经第一LED通道的电流。第一有效值检测单元检测由第一电流检测单元检测到的电流的有效值。第一基准信号生成单元生成具有锯齿波形的预设基准信号。第一比较单元将来自第一基准信号生成单元的基准信号与来自第一有效值检测单元的有效值进行比较。

Description

用于使用脉宽调制来驱动发光器件的装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年12月16日递交给韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2009-0125656的优先权，其公开内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及一种用于驱动发光器件的装置，其可应用于照明器件或背光单元(BLU)，并且更具体而言，涉及一种用于使用脉宽调制(PWM)来驱动发光器件的装置，其中，为了控制多通道发光器件的驱动而在每个通道中提供的驱动控制晶体管以PWM方案进行工作。
背景技术
发光器件(LED)已应用于例如照明设备或背光单元的各种领域，并且目前它们的应用正在扩展。
在该LED背光单元中，使用多通道LED驱动方案用于局部调光功能和扫描功能。此外，使用线性方案用于维持亮度的恒定水平。
线性方案在价格方面是有利的，但是在由于通道之间的LED正向电压(VF)偏差而在驱动器IC中引起的热生成方面是成问题的。因此，在将多通道LED驱动器电路嵌入到IC中时存在限制。
传统的多通道LED驱动器电路中具有多个通道，以便驱动多个LED，并且感测流经每个通道的电流以及以线性方案来控制电流。
同时，由于LED正向电压偏差，因此不同的电压被施加到多通道的LED串。通过对最低LED串电压进行反馈来控制工作电压(Vcc)。
然而，在传统的多通道LED驱动器电路中，在LED串之间存在正向电压偏差，并且由于正向电压偏差而向LED驱动控制元件(晶体管)施加高电压。因此，在驱动控制元件中生成了大量的热。
由于在驱动控制元件中生成热，所以在将多通道嵌入到IC中时存在限制。由于IC的布置，通道间匹配特性劣化。需要一种用于解决这些问题的补偿电路，其将增加器件的价格。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种用于驱动LED的装置，其能够减少驱动控制元件中的热生成，而不用考虑与通道之间的LED正向电压偏差，并且通过操作驱动控制晶体管来改进通道间电流匹配特性，所述驱动控制晶体管被安装在每个通道中，以便以PWM方案来控制多通道LED的驱动。
根据本发明的实施例，提供了一种用于驱动LED的装置，包括：第一驱动控制元件，所述第一驱动控制元件响应于第一脉宽调制控制信号来控制流经第一LED通道的电流，所述第一LED通道连接到工作电压端子并且包括多个LED；第一电流检测单元，所述第一电流检测单元连接在第一驱动控制元件与地端子之间并且检测流经第一LED通道的电流；第一有效值检测单元，所述第一有效值检测单元检测由第一电流检测单元检测到的电流的有效值；第一基准信号生成单元，所述第一基准信号生成单元生成具有锯齿波形的预设基准信号；以及第一比较单元，所述第一比较单元将来自第一基准信号生成单元的基准信号与来自第一有效值检测单元的有效值进行比较。
第一驱动控制元件可以连接在第一LED通道与第一电流检测单元之间，并且可以包括NMOS晶体管，所述NMOS晶体管具有连接到第一LED通道的漏极、从第一比较单元接收第一脉宽调制控制信号的栅极和连接到第一电流检测单元的源极。
第一电流检测单元可以包括在第一驱动控制元件与地端子之间连接的电阻器。
第一比较单元可以包括运算放大器，所述运算放大器具有从第一基准信号生成单元接收基准信号的反相输入端子、从第一有效值检测单元接收有效值的正相输入端子以及向第一驱动控制元件输出第一脉宽调制控制信号的输出端子，通过将经由反相输入端子输入的基准信号与经由正相输入端子输入的有效值进行比较，进行脉宽调制，以产生第一脉宽调制控制信号。
当调光PWM信号处于高电平时，可以启用第一比较单元，而当调光PWM信号处于低电平时，可以禁用第一比较单元。
根据本发明的另一实施例，提供了一种用于驱动LED的装置，包括：第一至第n驱动控制元件，所述第一至第n驱动控制元件响应于第一至第n脉宽调制控制信号来控制流经第一至第n LED通道的电流，所述第一至第n LED通道并联连接到工作电压端子并且包括多个LED；第一至第n电流检测单元，所述第一至第n电流检测单元连接在第一至第n驱动控制元件与地端子之间，并且检测流经第一至第n LED通道的电流；第一至第n有效值检测单元，所述第一至第n有效值检测单元检测第一至第n电流检测单元检测到的电流的有效值；第一至第n基准信号生成单元，所述第一至第n基准信号生成单元生成具有锯齿波形的预设基准信号；以及第一至第n比较单元，所述第一至第n比较单元将来自第一至第n基准信号生成单元的基准信号与来自第一至第n有效值检测单元的有效值进行比较，并且向第一至第n驱动控制元件生成第一至第n脉宽调制控制信号。
第一至第n驱动控制元件可以分别地连接在第一至第n LED通道与第一至第n电流检测单元之间并且包括NMOS晶体管，所述NMOS晶体管具有连接到第一至第n LED通道的漏极、从第一至第n比较单元接收第一至第n脉宽调制控制信号的栅极和连接到第一至第n电流检测单元的源极。
第一至第n电流检测单元可以分别地包括在第一至第n驱动控制元件与地端子之间连接的电阻器。
第一至第n比较单元可以分别地包括运算放大器，所述运算放大器具有从第一至第n基准信号生成单元接收基准信号的反相输入端子、从第一至第n有效值检测单元接收有效值的正相输入端子以及向第一至第n驱动控制元件输出第一至第n脉宽调制控制信号的输出端子，通过将经由反相输入端子输入的基准信号与经由正相输入端子输入的有效值进行比较，进行脉宽调制，以产生第一至第n脉宽调制控制信号。
第一至第n基准信号生成单元可以分别地生成彼此同步并且具有同一频率的第一至第n基准信号。
根据本发明的另一实施例，提供了一种用于驱动LED的装置，包括：第一至第n驱动控制元件，所述第一至第n驱动控制元件响应于第一至第n脉宽调制控制信号来控制流经第一至第n LED通道的电流，所述第一至第n LED通道并联连接到工作电压端子并且包括多个LED；第一至第n电流检测单元，所述第一至第n电流检测单元连接在第一至第n驱动控制元件与地端子之间，并且检测流经第一至第n LED通道的电流；第一至第n有效值检测单元，所述第一至第n有效值检测单元检测由第一至第n电流检测单元检测到的电流的有效值；第一至第n基准信号生成单元，所述第一至第n基准信号生成单元生成具有锯齿波形的预设基准信号；以及第一至第n比较单元，所述第一至第n比较单元响应于调光PWM信号而被启用，将来自第一至第n基准信号生成单元的基准信号与来自第一至第n有效值检测单元的有效值进行比较，并且向第一至第n驱动控制元件生成第一至第n脉宽调制控制信号。
第一至第n驱动控制元件可以分别地连接在第一至第n LED通道与第一至第n电流检测单元之间，并且可以包括NMOS晶体管，所述NMOS晶体管具有连接到第一至第n LED通道的漏极、从第一至第n比较单元接收第一至第n脉宽调制控制信号的栅极和连接到第一至第n电流检测单元的源极。
第一至第n电流检测单元可以分别地包括在第一至第n驱动控制元件与地端子之间连接的电阻器。
第一至第n比较单元可以分别地包括运算放大器，所述运算放大器具有从第一至第n基准信号生成单元接收基准信号的反相输入端子、从第一至第n有效值检测单元接收有效值的正相输入端子以及向第一至第n驱动控制元件输出第一至第n脉宽调制控制信号的输出端子，通过将经由反相输入端子输入的基准信号与经由正相输入端子输入的有效值进行比较，进行脉宽调制，以产生第一至第n脉宽调制控制信号。
第一至第n基准信号生成单元可以分别地生成彼此同步并具有同一频率的第一至第n基准信号。
调光PWM信号可以被分路并且提供给第一至第n比较单元。
附图说明
通过下文结合附图而进行的详细描述，将更加清楚地理解本发明的以上和其他方面、特征和其他优点，在附图中：
图1是根据本发明的实施例的用于驱动LED的装置的框图；
图2是根据本发明的另一实施例的用于驱动LED的装置的框图；
图3示出用于驱动LED的装置中的每个通道的节点电压；以及
图4是本发明的实施例中使用的信号的时序图。
具体实施方式
现在将参考附图来更详细地描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施并且不应被解释为限于此处阐述的实施例。其实，提供这些实施例，将使得本公开内容彻底且完整，并且将向本领域的技术人员全面传达本发明的范围。在附图中，为清楚起见，层和区域的厚度被放大。图中相同的附图标记表示相同的元件，并且因此将省略对它们的描述。
图1是根据本发明的实施例的用于驱动发光器件(LED)的装置的框图。参照图1，根据本发明的实施例的用于驱动LED的装置包括第一驱动控制元件100-1、第一电流检测单元200-1、第一有效值检测单元300-1、第一基准信号生成单元400-1和第一比较单元500-1。第一驱动控制元件100-1响应于第一脉宽调制控制信号SC1来控制流经第一LED通道LED-CH1的电流，该第一LED通道LED-CH1连接到工作电压(Vcc)端子并且包括多个LED。第一电流检测单元200-1连接在第一驱动控制元件100-1与地端子之间，并且检测流经第一LED通道LED-CH1的电流。第一有效值检测单元300-1检测由电流检测单元200-1检测到的电流的有效值。第一基准信号生成单元400-1生成具有锯齿波形的预设基准信号。第一比较单元500-1将来自第一基准信号生成单元400-1的基准信号与来自第一有效值检测单元300-1的有效值进行比较，并且向第一驱动控制元件100-1生成第一脉宽调制控制信号SC1。
第一驱动控制元件100-1连接在第一LED通道LED-CH1与第一电流检测单元200-1之间。第一驱动控制元件100-1可以包括NMOS晶体管，该NMOS晶体管具有连接到第一LED通道LED-CH1的漏极、从第一比较单元500-1接收第一控制信号SC1的栅极和连接到第一电流检测单元200-1的源极。
第一电流检测单元200-1可以包括在第一驱动控制元件100-1与地端子之间连接的电阻器。
第一比较单元500-1可以包括运算放大器，该运算放大器具有从第一基准信号生成单元400-1接收基准信号的反相输入端子、从第一有效值检测单元300-1接收有效值的正相输入端子以及向第一驱动控制元件100-1输出第一控制信号SC1的输出端子，其中，通过将经由反相输入端子输入的基准信号与经由正相输入端子输入的有效值进行比较，进行脉宽调制，以产生第一控制信号SC1。
第一比较单元500-1可以被配置为响应于调光PWM信号D-PWM而被启用。当调光PWM信号D-PWM处于高电平时，可以启用第一比较单元500-1，而当调光PWM信号D-PWM处于低电平时，可以禁用第一比较单元500-1。
图2是根据本发明的另一实施例的用于驱动LED的装置的框图。参照图2，根据本发明的另一实施例的用于驱动LED的装置包括第一至第n驱动控制元件100-1至100-n，其响应于第一至第n脉宽调制控制信号SC1至SCn来控制流经第一至第n LED通道LED-CH1至LED-CHn的电流，所述第一至第n LED通道LED-CH1至LED-CHn并联连接到工作电压(Vcc)端子并且包括多个LED。
用于驱动LED的装置可以进一步包括第一至第n电流检测单元200-1至200-n，其连接在第一至第n驱动控制元件100-1至100-n与地端子之间，并且检测流经第一至第n LED通道LED-CH1至LED-CHn的电流。
用于驱动LED的装置可以进一步包括第一至第n有效值检测单元300-1至300-n以及第一至第n基准信号生成单元400-1至400-n。第一至第n有效值检测单元300-1至300-n检测由第一至第n电流检测单元200-1至200-n检测到的电流的有效值。第一至第n基准信号生成单元400-1至400-n生成具有锯齿波形的预设基准信号。
用于驱动LED的装置可以进一步包括第一至第n比较单元500-1至500-n，其将来自第一至第n基准信号生成单元400-1至400-n的基准信号与来自第一至第n有效值检测单元300-1至300-n的有效值进行比较，并且向第一至第n驱动控制元件100-1至100-n生成第一至第n控制信号SC1至SCn。
第一至第n比较单元500-1至500-n可以被配置为响应于调光PWM信号D-PWM而被启用或禁用。当PWM信号处于高电平时，可以启用第一至第n比较单元500-1至500-n，而当PWM信号处于低电平时，可以禁用第一至第n比较单元500-1至500-n。
用于驱动LED的装置可以进一步包括第一至第n驱动器电路LED-DR1至LED-DRn，其驱动在第一至第n LED通道LED-CH1至LED-CHn中包括的LED。
第一驱动器电路LED-DR1可以包括第一驱动控制元件100-1、第一电流检测单元200-1、第一有效值检测单元300-1、第一基准信号生成单元400-1和第一比较单元500-1，以便驱动在第一LED通道LED-CH1中包括的多个LED。
第一驱动控制元件100-1连接在第一LED通道LED-CH1与第一电流检测单元200-1之间。第一驱动控制元件100-1可以包括NMOS晶体管，该NMOS晶体管具有连接到第一LED通道LED-CH1的漏极、从第一比较单元500-1接收第一控制信号SC1的栅极以及连接到第一电流检测单元200-1的源极。
第一电流检测单元200-1可以包括在第一驱动控制元件100-1与地端子之间连接的电阻器。
第一比较单元500-1可以包括运算放大器，该运算放大器具有从第一基准信号生成单元400-1接收基准信号的反相输入端子、从第一有效值检测单元300-1接收有效值的正相输入端子以及向第一驱动控制元件100-1输出第一控制信号SC1的输出端子，其中，通过将经由反相输入端子输入的基准信号与经由正相输入端子输入的有效值进行比较，进行脉宽调制，以产生第一控制信号SC1。
第二驱动器电路LED-DR2可以包括第二驱动控制元件100-2、第二电流检测单元200-2、第二有效值检测单元300-2、第二基准信号生成单元400-2和第二比较单元500-2，以便驱动在第二LED通道LED-CH2中包括的多个LED。
第二驱动控制元件100-2连接在第二LED通道LED-CH2与第二电流检测单元200-2之间。第二驱动控制元件100-2可以包括NMOS晶体管，该NMOS晶体管具有连接到第二LED通道LED-CH2的漏极、从第二比较单元500-2接收第二控制信号SC2的栅极以及连接到第二电流检测单元200-2的源极。
第二电流检测单元200-2可以包括在第二驱动控制元件100-2与地端子之间连接的电阻器。
第二比较单元500-2可以包括运算放大器，该运算放大器具有从第二基准信号生成单元400-2接收基准信号的反相输入端子、从第二有效值检测单元300-2接收有效值的正相输入端子以及向第二驱动控制元件100-2输出第二控制信号SC2的输出端子，其中，通过将经由反相输入端子输入的基准信号与经由正相输入端子输入的有效值进行比较，进行脉宽调制，以产生第二控制信号SC2。
第n驱动器电路LED-DRn可以包括第n驱动控制元件100-n、第n电流检测单元200-n、第n有效值检测单元300-n、第n基准信号生成单元400-n以及第n比较单元500-n，以便驱动在第n LED通道LED-CHh中包括的多个LED。
第n驱动控制元件100-n连接在第n LED通道LED-CHn与第n电流检测单元200-n之间。第n驱动控制元件100-n可以包括NMOS晶体管，该NMOS晶体管具有连接到第n LED通道LED-CHn的漏极、从第n比较单元500-n接收第n控制信号SCn的栅极以及连接到第n电流检测单元200-n的源极。
第n电流检测单元200-n可以包括在第n驱动控制元件100-n与地端子之间连接的电阻器。
第n比较单元500-n可以包括运算放大器，该运算放大器具有从第n基准信号生成单元400-n接收基准信号的反相输入端子、从第n有效值检测单元300-n接收有效值的正相输入端子以及向第n驱动控制元件100-n输出第n控制信号SCn的输出端子，其中，通过将经由反相输入端子输入的基准信号与经由正相输入端子输入的有效值进行比较，进行脉宽调制，以产生第n控制信号SCn。
第一至第n基准信号生成单元400-1至400-n可以被配置为分别地生成彼此同步并且具有同一频率的第一至第n基准信号。
调光PWM信号D-PWM可以被分路并且提供给第一至第n比较单元500-1至500-n。
图3示出用于驱动LED的装置中的每个通道的节点电压。在图3中，当工作电压Vcc是35.5V时，35.5V被施加到由第一LED通道LED-CH1、第一驱动控制元件100-1和第一电流检测单元200-1组成的节点。此外，35.5V被施加到由第二LED通道LED-CH2、第二驱动控制元件100-2和第二电流检测单元200-2组成的节点。35.5V被施加到由第n LED通道LED-CHn、第n驱动控制元件100-n和第n电流检测单元200-n组成的节点。
因此，可以看到，根据通道之间的LED正向电压偏差，向每个节点施加不同的电压。
图4是在用于驱动LED的装置中使用的信号的时序图。在图4中，D-PWM表示调光PWM信号，并且I1至In分别表示流经第一至第n电流检测单元200-1至200-n的电流。
下面将参照附图来详细描述根据本发明的实施例的用于驱动LED的装置的操作和效果。
首先，现在将描述根据本发明的实施例的用于驱动LED的装置。
参照图1，用于驱动LED的装置包括第一驱动器电路LED-DR1，以便驱动在第一LED通道LED-CH1中包括的多个LED。将描述第一驱动器电路LED-DR1的操作。
当向第一LED通道LED-CH1提供工作电压Vcc时，第一LED通道LED-CH1的LED工作。此时，用于驱动LED的装置控制流经第一LED通道LED-CH1的LED的电流。即，当第一LED通道LED-CH1的LED处于导通状态时，用于驱动LED的装置控制流经第一LED通道LED-CH1的电流。
更具体地，第一驱动控制元件100-1响应于第一脉宽调制控制信号SC1来控制流经包括多个LED的第一LED通道LED-CH1的电流。
在一种实现方案示例中，如图1中所示，第一驱动控制元件100-1可以包括NMOS晶体管，所述NMOS晶体管被配置为根据从第一比较单元500-1输出的第一脉宽调制控制信号SC1而以PWM方案进行开关。通过该方式，可以调整流经NMOS晶体管的电流。
第一电流检测单元200-1可以包括在第一驱动控制元件100-1与地端子之间连接的电阻器，并且检测流经第一LED通道LED-CH1的电流以及向第一有效值检测单元300-1提供检测到的电流。
第一有效值检测单元300-1检测由第一电流检测单元200-1检测到的电流的有效值，并且将检测到的有效值提供给第一比较单元500-1的正相输入端子。
第一基准信号生成单元400-1向第一比较单元500-1的反相输入端子生成具有锯齿波形的预设基准信号。
第一比较单元500-1将来自第一基准信号生成单元400-1的基准信号与来自第一有效值检测单元300-1的有效值进行比较，并且向第一驱动控制元件100-1生成第一脉宽调制控制信号SC1。
第一比较单元500-1可以利用运算放大器来实现。在该情况中，第一比较单元500-1将经由反相输入端子输入的基准信号与经由正相输入端子输入的有效值进行比较，并且向第一驱动控制元件100-1输出第一脉宽调制控制信号SC1。
当有效值高于基准信号的电平时，第一比较单元500-1输出高电平信号，而当有效值不高于基准信号的电平时，第一比较单元500-1输出低电平信号。因此，第一比较单元500-1向第一驱动控制元件100-1输出第一脉宽调制控制信号SC1，所述第一脉宽调制控制信号SC1的脉宽根据有效值的量值而变化。
此外，响应于外部调光PWM信号D-PWM来启用或禁用第一比较单元500-1。即，当调光PWM信号D-PWM处于高电平时，第一比较单元500-1被启用，以执行上述操作。当调光PWM信号D-PWM处于低电平时，第一比较单元500-1被禁用。
下面将参照图2至4来描述根据本发明的另一实施例的用于驱动LED的装置。
参照图2，用于驱动LED的装置包括第一至第n驱动器电路LED-DR1至LED-DRn，以便驱动在第一至第nLED通道LED-CH1至LED-CHn中包括的多个LED。
前面实施例的以上描述等同地适用于第一驱动器电路LED-DR1驱动在第一LED通道LED-CH1中包括的多个LED的操作。
接下来，将描述第二驱动器电路LED-DR2驱动在用于驱动LED的装置的第二LED通道LED-CH2中包括的多个LED的操作。
参照图2，当向第二LED通道LED-CH2提供工作电压Vcc时，第二LED通道LED-CH2的LED工作。此时，用于驱动LED的装置控制流经第二LED通道LED-CH2的LED的电流。即，当第二LED通道LED-CH2的LED处于导通状态时，用于驱动LED的装置控制流经第二LED通道LED-CH2的电流。
更具体地，第二驱动控制元件100-2响应于第二脉宽调制控制信号SC2来控制流经包括多个LED的第二LED通道LED-CH2的电流。
在一种实现方案示例中，如图2中所示，第二驱动控制元件100-2可以包括NMOS晶体管，所述NMOS晶体管被配置为根据从第二比较单元500-2输出的第二脉宽调制控制信号SC2而以PWM方案进行开关。通过该方式，可以调整流经NMOS晶体管的电流。
第二电流检测单元200-2可以包括在第二驱动控制元件100-2与地端子之间连接的电阻器，并且检测流经第二LED通道LED-CH2的电流以及向第二有效值检测单元300-2提供检测到的电流。
第二有效值检测单元300-2检测由第二电流检测单元200-2检测到的电流的有效值，并且将检测到的有效值提供给第二比较单元500-2的正相输入端子。
第二基准信号生成单元400-2生成具有锯齿波形的预设基准信号，并且将该基准信号提供给第二比较单元500-2的反相输入端子。
第二比较单元500-2将来自第二基准信号生成单元400-2的基准信号与来自第二有效值检测单元300-2的有效值进行比较，并且向第二驱动控制元件100-2生成第二脉宽调制控制信号SC2。
第二比较单元500-2可以利用运算放大器来实现。在该情况中，第二比较单元500-2将经由反相输入端子输入的基准信号与经由正相输入端子输入的有效值进行比较，并且向第二驱动控制元件100-2输出第二脉宽调制控制信号SC2。
当有效值高于基准信号的电平时，第二比较单元500-2输出高电平信号，并且当有效值不高于基准信号的电平时，第二比较单元500-2输出低电平信号。因此，第二比较单元500-2向第二驱动控制元件100-2输出第二脉宽调制控制信号SC2，所述第二脉宽调制控制信号SC2的脉宽根据有效值的量值而变化。
此外，响应于外部调光PWM信号D-PWM来启用或禁用第二比较单元500-2。即，当调光PWM信号D-PWM处于高电平时，第二比较单元500-2被启用，以执行上述操作。当调光PWM信号D-PWM处于低电平时，第二比较单元500-2被禁用。
接下来，将描述第n驱动器电路LED-DRn驱动在用于驱动LED的装置的第n LED通道LED-CHn中包括的多个LED的操作。
参照图2，当向第n LED通道LED-CHn提供工作电压Vcc时，第n LED通道LED-CHn的LED工作。此时，用于驱动LED的装置控制流经第n LED通道LED-CHn的LED的电流。即，当第n LED通道LED-CHn的LED处于导通状态时，用于驱动LED的装置控制流经第n LED通道LED-CHn的电流。
更具体地，第n驱动控制元件100-n响应于第n脉宽调制控制信号SCn来控制流经包括多个LED的第n LED通道LED-CHn的电流。
在一种实现方案示例中，如图2中所示，第n驱动控制元件100-n可以包括NMOS晶体管，所述NMOS晶体管被配置为根据从第n比较单元500-n输出的第n脉宽调制控制信号SCn而以PWM方案进行开关。通过该方式，可以调整流经NMOS晶体管的电流。
第n电流检测单元200-n可以包括在第n驱动控制元件100-n与地端子之间连接的电阻器，并且检测流经第n LED通道LED-CHn的电流以及向第n有效值检测单元300-n提供检测到的电流。
第n有效值检测单元300-n检测由第n电流检测单元200-n检测到的电流的有效值，并且将检测到的有效值提供给第n比较单元500-n的正相输入端子。
第n基准信号生成单元400-n生成具有锯齿波形的预设基准信号，并且将该基准信号提供给第n比较单元500-n的反相输入端子。
第n比较单元500-n将来自第n基准信号生成单元400-n的基准信号与来自第n有效值检测单元300-n的有效值进行比较，并且向第n驱动控制元件100-n生成第n脉宽调制控制信号SCn。
第n比较单元500-n可以利用运算放大器来实现。在该情况中，第n比较单元500-n将经由反相输入端子输入的基准信号与经由正相输入端子输入的有效值进行比较，并且向第n驱动控制元件100-n输出第n脉宽调制控制信号SCn。
当有效值高于基准信号的电平时，第n比较单元500-n输出高电平信号，而当有效值不高于基准信号的电平时，第n比较单元500-n输出低电平信号。因此，第n比较单元500-n向第n驱动控制元件100-n输出第n脉宽调制控制信号SCn，所述第n脉宽调制控制信号SCn的脉宽根据有效值的量值而变化。
此外，响应于外部调光PWM信号D-PWM来启用或禁用第n比较单元500-n。即，当调光PWM信号D-PWM处于高电平时，第n比较单元500-n被启用，以执行上述操作。当调光PWM信号D-PWM处于低电平时，第n比较单元500-n被禁用。
第一至第n基准信号生成单元400-1至400-n分别地生成彼此同步并且具有同一频率的第一至第n基准信号。因此，第一至第n驱动器电路LED-DR1至LED-DRn可以彼此同步地操作。
此外，调光PWM信号D-PWM可以被分路并且提供给第一至第n比较单元500-1至500-n。因此，可以进一步确保第一至第n驱动器电路LED-DR1至LED-DRn的同步操作。
下面将参照图3描述每个通道的节点电压。在图3中，当工作电压Vcc是35.5V时，35.5V被施加到由第一LED通道LED-CH1、第一驱动控制元件100-1和第一电流检测单元200-1组成的节点。35.5V被施加到由第二LED通道LED-CH2、第二驱动控制元件100-2和第二电流检测单元200-2组成的节点。35.5V被施加到由第n LED通道LED-CHn、第n驱动控制元件100-n和第n电流检测单元200-n组成的节点。
当假设由于LED正向电压偏差而将33V、34V和35V施加到第一、第二和第n LED通道LED-CH1、LED-CH2和LED-CHn时，根据响应于第一、第二和第n脉宽调制控制信号SC1、SC2和SCn而执行的开关操作，约0.1V被基本上等同地施加到第一驱动控制元件100-1、第二驱动控制元件100-2和第n驱动控制元件100-n。
如上文所述，由于施加到第一、第二和第n驱动控制元件100-1、100-2和100-3的电压被降低到约0.1V，因此减少了热生成，并且因此可以将元件嵌入到IC中。
2.4V、1.4V和0.4V被分别施加到第一电流检测单元200-1、第二电流检测单元200-2和第n电流检测单元200-n。
参照图4，当第一至第n电流检测单元200-1至200-n的电阻器彼此相同时，不同的电压被施加到第一至第n电流检测单元200-1至200-n。因此，流经第一电流检测单元200-1的电流I1、流经第二电流检测单元200-2的电流I2和流经第n电流检测单元200-n的电流In的量值变得不同。此外，根据第一、第二和第n控制信号SC1、SC2和SCn的脉宽，电流宽度变得不同。
如上文所述，通过根据通道之间的LED正向电压偏差控制占空比，同时感测电流，并且随后将感测到的电流与基准信号比较，来驱动多通道LED以使平均电流恒定。此外，通过增加具有大的正向电压偏差的通道中的占空比并且降低具有小的正向偏差的通道中的占空比，可以获得卓越的通道间电流匹配特性。此外，通过在“PWM开启”期间中开关LED电流驱动元件，可以获得卓越的热生成特性。在该情况中，减少了将多通道嵌入到IC中的限制，并且配置LED系统时的价格竞争力也是出众的。
特别地，在没有补偿电路的情况下可以获得优异的通道间电流匹配特性，并且可以解决由LED正向电压偏差引起的热生成问题。因此，减少了将通道嵌入到IC中的限制。因此，可以提供用于配置LED BLU系统的最优解决方案。
如上文所述，根据本发明的示例性实施例，安装在每个通道中以便控制多通道LED的驱动的驱动控制晶体管以PWM方案进行工作，由此减少驱动控制元件的热生成，而不用考虑通道之间的LED正向电压偏差，并且改进通道间电流匹配特性。此外，驱动控制元件可以嵌入到IC中。
尽管结合示例性实施例示出和描述了本发明，但是对于本领域的技术人员显而易见的是，在不偏离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下，可以进行修改和变化。

Claims (16)

1.一种用于驱动发光器件(LED)的装置，包括：
第一驱动控制元件，所述第一驱动控制元件响应于第一脉宽调制控制信号来控制流经第一LED通道的电流，所述第一LED通道连接到工作电压端子并且包括多个LED；
第一电流检测单元，所述第一电流检测单元连接在所述第一驱动控制元件与地端子之间并且检测流经所述第一LED通道的电流；
第一有效值检测单元，所述第一有效值检测单元检测由所述第一电流检测单元检测到的电流的有效值；
第一基准信号生成单元，所述第一基准信号生成单元生成具有锯齿波形的预设基准信号；以及
第一比较单元，所述第一比较单元将来自所述第一基准信号生成单元的所述基准信号与来自所述第一有效值检测单元的所述有效值进行比较。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一驱动控制元件连接在所述第一LED通道与所述第一电流检测单元之间，并且包括NMOS晶体管，所述NMOS晶体管具有连接到所述第一LED通道的漏极、从所述第一比较单元接收所述第一脉宽调制控制信号的栅极以及连接到所述第一电流检测单元的源极。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一电流检测单元包括在所述第一驱动控制元件与所述地端子之间连接的电阻器。
4.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一比较单元包括运算放大器，所述运算放大器具有从所述第一基准信号生成单元接收所述基准信号的反相输入端子、从所述第一有效值检测单元接收所述有效值的正相输入端子以及向所述第一驱动控制元件输出所述第一脉宽调制控制信号的输出端子，通过将经由所述反相输入端子输入的所述基准信号与经由所述正相输入端子输入的所述有效值进行比较，进行脉宽调制，以产生所述第一脉宽调制控制信号。
5.如权利要求4所述的装置，其中，当调光PWM信号处于高电平时，启用所述第一比较单元，而当调光PWM信号处于低电平时，禁用所述第一比较单元。
6.一种用于驱动LED的装置，包括：
第一至第n驱动控制元件，所述第一至第n驱动控制元件响应于第一至第n脉宽调制控制信号来控制流经第一至第n LED通道的电流，所述第一至第n LED通道并联连接到工作电压端子并且包括多个LED；
第一至第n电流检测单元，所述第一至第n电流检测单元连接在所述第一至第n驱动控制元件与地端子之间，并且检测流经所述第一至第n LED通道的电流；
第一至第n有效值检测单元，所述第一至第n有效值检测单元检测由所述第一至第n电流检测单元检测到的电流的有效值；
第一至第n基准信号生成单元，所述第一至第n基准信号生成单元生成具有锯齿波形的预设基准信号；以及
第一至第n比较单元，所述第一至第n比较单元将来自所述第一至第n基准信号生成单元的所述基准信号与来自所述第一至第n有效值检测单元的所述有效值进行比较，并且向所述第一至第n驱动控制元件生成所述第一至第n脉宽调制控制信号。
7.如权利要求6所述的装置，其中，所述第一至第n驱动控制元件分别地连接在所述第一至第n LED通道与所述第一至第n电流检测单元之间并且包括NMOS晶体管，所述NMOS晶体管具有连接到所述第一至第n LED通道的漏极、从所述第一至第n比较单元接收所述第一至第n脉宽调制控制信号的栅极以及连接到所述第一至第n电流检测单元的源极。
8.如权利要求6所述的装置，其中，所述第一至第n电流检测单元分别地包括在所述第一至第n驱动控制元件与所述地端子之间连接的电阻器。
9.如权利要求6所述的装置，其中，所述第一至第n比较单元分别地包括运算放大器，所述运算放大器具有从所述第一至第n基准信号生成单元接收所述基准信号的反相输入端子、从所述第一至第n有效值检测单元接收所述有效值的正相输入端子以及向所述第一至第n驱动控制元件输出所述第一至第n脉宽调制控制信号的输出端子，通过将经由所述反相输入端子输入的所述基准信号与经由所述正相输入端子输入的所述有效值进行比较，进行脉宽调制，以产生所述第一至第n脉宽调制控制信号。
10.如权利要求6所述的装置，其中，所述第一至第n基准信号生成单元分别地生成彼此同步并且具有同一频率的所述第一至第n基准信号。
11.一种用于驱动LED的装置，包括：
第一至第n驱动控制元件，响应于第一至第n脉宽调制控制信号来控制流经第一至第n LED通道的电流，所述第一至第n LED通道并联连接到工作电压端子并且包括多个LED；
第一至第n电流检测单元，所述第一至第n电流检测单元连接在所述第一至第n驱动控制元件与地端子之间，并且检测流经所述第一至第n LED通道的电流；
第一至第n有效值检测单元，所述第一至第n有效值检测单元检测由所述第一至第n电流检测单元检测到的电流的有效值；
第一至第n基准信号生成单元，所述第一至第n基准信号生成单元生成具有锯齿波形的预设基准信号；以及
第一至第n比较单元，所述第一至第n比较单元响应于调光PWM信号而被启用，将来自所述第一至第n基准信号生成单元的所述基准信号与来自所述第一至第n有效值检测单元的所述有效值进行比较，并且向所述第一至第n驱动控制元件生成所述第一至第n脉宽调制控制信号。
12.如权利要求11所述的装置，其中，所述第一至第n驱动控制元件分别地连接在所述第一至第n LED通道与所述第一至第n电流检测单元之间并且包括NMOS晶体管，所述NMOS晶体管具有连接到所述第一至第n LED通道的漏极、从所述第一至第n比较单元接收所述第一至第n脉宽调制控制信号的栅极以及连接到所述第一至第n电流检测单元的源极。
13.如权利要求11所述的装置，其中，所述第一至第n电流检测单元分别地包括在所述第一至第n驱动控制元件与所述地端子之间连接的电阻器。
14.如权利要求11所述的装置，其中，所述第一至第n比较单元分别地包括运算放大器，所述运算放大器具有从所述第一至第n基准信号生成单元接收所述基准信号的反相输入端子、从所述第一至第n有效值检测单元接收所述有效值的正相输入端子以及向所述第一至第n驱动控制元件输出所述第一至第n脉宽调制控制信号的输出端子，通过将经由所述反相输入端子输入的所述基准信号与经由所述正相输入端子输入的所述有效值进行比较，进行脉宽调制，以产生所述第一至第n脉宽调制控制信号。
15.如权利要求11所述的装置，其中，
所述第一至第n基准信号生成单元分别地生成彼此同步并且具有同一频率的所述第一至第n基准信号。
16.如权利要求11所述的装置，其中，
所述调光PWM信号被分路并且提供给所述第一至第n比较单元。
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