CN102647826A - Pwm控制电路以及利用该电路的led驱动电路 - Google Patents

Pwm控制电路以及利用该电路的led驱动电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种PWM控制电路及利用该电路的LED驱动电路。LED驱动电路包括：电压检测单元，与多个LED阵列连接而从各个LED阵列接收反馈电压，并根据反馈电压的大小来判断各个LED阵列的连接状态，以检测连接状态的LED阵列的反馈电压中的最小反馈电压；控制单元，根据电压检测单元所检测出的最小反馈电压输出用于控制多个LED阵列的升压动作的控制信号；PWM信号生成单元，输出对应于控制信号的PWM信号；驱动电压生成单元，根据PWM信号向多个LED阵列提供驱动电压。

Description

PWM控制电路以及利用该电路的LED驱动电路
技术领域
本发明涉及一种脉冲宽度调制(PWM)控制电路以及利用该电路的发光二极管(LED)驱动电路，尤其涉及一种根据多个LED阵列的连接状态生成用于控制LED阵列的升压动作的PWM信号的PWM控制电路以及利用该电路的LED驱动电路。
背景技术
液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)相比其他显示装置，厚度薄、重量轻，且驱动电压和消耗功率低，因此被广泛使用。但是，液晶显示装置是一种自身不能发光的非发光元件，因此需要提供用于向液晶显示面板提供光的专门的背光单元。
作为液晶显示装置的背光光源大多使用冷阴极荧光灯(Cold CathodeFluorescent Lamp，CCFL)和发光二极管(Light Emitting Diode，LED)等。冷阴极荧光灯由于使用汞，因此有可能引起环境污染，而且响应速度慢，不仅色彩再现性低，也不适于LCD面板的轻薄短小化。
相反，发光二极管由于不使用环境有害物质，因此是环保的，且具有可以脉冲驱动的优点。并且，色彩再现性优异，可通过调节红色、绿色、蓝色发光二极管的光亮任意地改变亮度、色温等，还具有适合于LCD面板的轻薄短小化的优点，因此最近大多作为LCD面板等的背光用光源来使用。
另外，当在使用发光二极管的LCD背光中并联由多个发光二极管构成的LED阵列而使用时，需要一种能够向各个LED阵列提供恒定电流的驱动电路，且需要一种用于任意地调整亮度和色温或温度补偿的调光(dimming)电路。
具体来讲，为了使背光维持均一的亮度和颜色，驱动电路对施加于LED阵列的驱动电压进行升压。此时，当构成LED阵列的LED断开(open)时，LED集成电路(IC)内部中LED阵列的特定节点的电压变成接地电平(GNDLevel)，据此驱动电路执行持续的升压动作。此时，若没有对于施加到LED阵列的驱动电压的过电压保护装置，则将会发生因驱动电压升高而引起的LED IC的损坏。
以往为了防止这种现象，使用了如下的过电压保护技术。即，检测特定节点的电压，该特定节点的电压为施加到LED阵列的驱动电压被电阻阵列分配的电压，当特定节点的电压达到基准电压以上时终止升压动作。但是，随着LED驱动英寸的变更，需要施加到LED阵列的驱动电压会发生变更，因此在现有技术中为了过电压保护，每次变更LED驱动英寸时需要专门调整电阻阵列的电阻值。因此，存在在开发阶段和测试阶段增加费用的问题。
并且，为了给LED阵列提供恒定电流，需要充分地提升施加于LED阵列的驱动电压。
但是，以往在提升LED阵列的驱动电压的过程中，当调光信号为截止状态时不进行升压，仅当调光信号为导通状态时才进行了升压。因此，为了充分地提升LED阵列的驱动电压而需要花费较多的时间。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种根据多个LED阵列的连接状态，利用LED阵列的驱动电压或反馈电压生成用于控制LED阵列的升压动作的PWM信号的PWM控制电路及利用该电路的LED驱动电路。
为了实现上述目的，本发明提供的LED驱动电路包括：检测单元，与多个LED阵列连接而从各个所述LED阵列接收反馈电压，并根据所述反馈电压的大小来判断各个LED阵列的连接状态，以检测处于连接状态的LED阵列的反馈电压中的最小反馈电压；控制单元，根据所述电压检测单元所检测出的最小反馈电压输出用于控制所述多个LED阵列的升压动作的控制信号；PWM信号生成单元，输出对应于所述控制信号的PWM信号；以及驱动电压生成单元，根据所述PWM信号向所述多个LED阵列提供驱动电压。
此时，所述LED驱动电路还包括反馈单元，以用于通过检测共同施加于所述多个LED阵列的所述驱动电压而向所述控制单元输出反馈信号，当判断为所述多个LED阵列全部处于未连接的状态时，所述控制单元可据所述反馈信号输出用于终止所述升压动作的控制信号。
此时，所述控制单元可包括比较器，该比较器通过比较所述反馈信号和预设的电压而生成控制信号。
此时，当所述反馈信号大于所述预设的电压时，所述控制单元生成具有高电平状态的控制信号，当所述PWM信号生成单元接收到具有所述高电平状态的控制信号时，可生成用于终止所述升压动作的信号。
另外，所述电压检测单元可通过将所述多个LED阵列的每个LED阵列的反馈电压与预设的电压进行比较，以判断所述多个LED阵列的连接状态。
此时，所述预设的电压为0V或0.2V。
另外，所述控制单元包括比较器，该比较器通过比较所述最小反馈电压和预设的电压而生成控制信号，所述预设的电压优选为小于用于使驱动所述处于连接状态的LED阵列的晶体管在饱和区工作的电压的电压。
此时，当所述处于连接状态的LED阵列的反馈电压大于预设的电压时，所述控制单元生成具有高电平状态的控制信号，当所述PWM信号生成单元接收到具有所述高电平状态的控制信号时，可生成根据用于驱动所述处于连接状态的LED阵列的调光信号的导通/截止状态而控制所述升压动作的信号。
此时，当所述调光信号为截止状态时，所述PWM信号生成单元可生成用于终止所述升压动作的信号。
另外，当所述调光信号为导通状态时，所述PWM信号生成单元可生成用于使LED阵列的反馈电压提升至用于使驱动所述处于连接状态的LED阵列的漏型晶体管在饱和区工作的电压的信号。
另外，本发明的另一实施例提供的PWM控制电路包括：电压检测单元，与多个LED阵列连接而从各个所述LED阵列接收反馈电压，并根据所述反馈电压的大小来判断各个LED阵列的连接状态，以输出用于控制所述多个LED阵列的升压动作的控制电压；以及PWM信号生成单元，根据所述控制电压输出用于控制所述多个LED阵列的升压动作的PWM信号。
根据本发明的多样的实施例，可根据多个LED阵列的连接状态，利用LED阵列的反馈电压或施加于LED的驱动电压控制施加于LED阵列的驱动电压的升压。因此，即使因LED驱动英寸发生变更而导致LED元件的数量发生变更时，可利用LED阵列的反馈电压来控制，从而避免过电压施加于LED，从这一点上，在LED模块开发过程中能够缩短开发周期以及节省费用。
并且，由于可以将用于驱动LED阵列的漏型晶体管的漏极电压提升至预设的电压之后，根据调光信号的导通/截止状态控制LED阵列的升压动作，因此可缩短用于提升LED阵列的驱动电压的时间。
附图说明
图1为说明本发明一实施例提供的LED驱动电路的构成的方块图；
图2为本发明一实施例提供的LED驱动电路的电路图；
图3为本发明一实施例提供的PWM控制单元的电路图；
图4为用于说明本发明一实施例提供的电压检测单元的动作的电路图；
图5至图8为用于说明本发明一实施例提供的LED驱动电路的动作的波形图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明。
图1为说明本发明一实施例提供的LED驱动电路的构成的方块图。
本实施例提供的LED驱动电路1000根据LED阵列的连接状态执行防止LED阵列被施加过电压的功能。
具体来讲，在LED驱动电路1000中，当所有LED阵列的连接被断开时(未连接状态)，可通过接收反馈的施加于LED阵列的驱动电压来控制升压动作。并且，在LED驱动电路1000中，连接有至少一个LED阵列时，可通过反馈接收用于驱动LED阵列的漏型晶体管(sink transistor)的漏极电压中的最小漏极电压(以下，也记载为“LED阵列的反馈电压中的最小反馈电压”)来控制升压动作。
在此，对于LED驱动电路1000通过接收反馈的驱动电压来控制升压动作的技术而言，其将施加于LED阵列的驱动电压根据设置于外部的电阻阵列而进行分配，并利用该经过分配的驱动电压，从这一点考虑可称为外部过电压保护技术(external over voltage protection)。并且，对于LED驱动电路1000通过接收反馈的用于驱动LED阵列的漏型晶体管的漏极电压来控制升压动作的技术而言，其利用设置于内部的漏型晶体管的漏极电压，从这一点考虑可称为内部过电压保护技术(internal over voltage protection)。
即，本发明一实施例提供的LED驱动电路1000可作为利用外部过电压保护技术和内部过电压保护技术能够防止LED阵列被施加过电压的过电压保护电路(over voltage protection circuit)而工作。
参照图1，本实施例提供的LED驱动电路1000包括PWM控制单元100、驱动电压生成单元200、LED阵列300、LED驱动单元400以及反馈单元500。
PWM控制单元100(或者“PWM控制电路”，以下记载为“PWM控制单元”)与多个LED阵列连接，以从每个LED阵列接收反馈电压，而且可根据反馈电压的大小来判断各LED阵列的连接状态。其中，所谓LED阵列的反馈电压是指用于驱动LED的漏型晶体管(sink transistor)的漏极电压。
并且，PWM控制单元100根据LED阵列的连接状态以及调光信号的导通/截止(on/off)状态，生成用于控制LED阵列300的升压动作的控制信号，并可输出对应于控制信号的PWM信号。
具体来讲，当判断为所有LED阵列处于未连接的状态时，PWM控制单元100可通过接收反馈的共同施加于LED阵列的驱动电压而生成用于终止LED阵列的升压动作的控制信号。
并且，当连接有至少一个LED阵列时，PWM控制单元100检测处于连接状态的LED阵列的反馈电压中的最小反馈电压，并根据所检测出的最小反馈电压以及调光信号的导通/截止状态生成用于控制LED阵列的升压动作的控制信号。即，PWM控制单元100接收反馈的用于驱动处于连接状态的LED阵列的漏型晶体管的漏极电压中的最小漏极电压，并根据调光信号的导通/截止状态生成用于终止LED阵列的升压动作的控制信号。
对于这种PWM控制单元100的具体构成以及动作，将在后面参考图3进行说明。
驱动电压生成单元200根据PWM信号向多个LED阵列提供驱动电压VOUT。具体来讲，驱动电压生成单元200基于PWM控制单元100生成的PWM信号对直流(DC)电压VIN进行转换，并将转换的DC电压提供给LED阵列。
此时，驱动电压生成单元200可生成需提供给LED阵列300的靶电压Vout_target，以使LED阵列的漏型晶体管(sink transistor)在饱和区工作。
LED阵列300由多个LED阵列并联连接且多个LED阵列共同接收由驱动电压生成单元200生成的驱动电压VOUT。LED驱动单元400可将PWM信号和导通工作周期(on duty)接收为调光信号，以调整LED阵列300的驱动电流。
具体来讲，LED驱动单元400包括用于驱动LED阵列300的漏型晶体管，该LED驱动单元400可作为接收调光信号PWMI而控制为使预定电流在LED阵列300中流动的恒定电流控制器而工作。
反馈单元500可通过检测共同施加于LED阵列300的驱动电压而输出反馈信号。具体来讲，反馈单元500可对施加于LED阵列300的驱动电压进行分配，并将所分配的电压作为反馈信号提供给PWM控制单元100，为此，反馈单元500可包括具有预设的电阻值的电阻阵列。
如上所述，本实施例提供的LED驱动电路能够判断多个LED阵列的连接状态，且可利用处于连接状态的LED阵列的最小反馈电压防止过电压施加于LED阵列。据此，当连接有至少一个LED阵列时，无需设置用于防止过电压施加于LED阵列的专门的外部元件，因此能够节省在开发阶段和测试阶段中用来控制施加过电压的外部元件的变更而产生的费用。
并且，本实施例提供的LED驱动电路将用于驱动LED阵列的漏型晶体管的漏极电压提升到预设的电压为止之后，可根据调光信号的导通/截止状态控制LED阵列的升压动作，因此可缩短用于提升LED阵列的驱动电压的时间。
图2为本实施例提供的LED驱动电路的电路图。
参照图2，LED驱动电路1000包括PWM控制单元100、驱动电压生成单元200、LED阵列300、LED驱动单元400以及反馈单元500，其中PWM控制单元100、驱动电压生成单元200、LED阵列300、LED驱动单元400以及反馈单元500可以用一个芯片来实现。另外，在说明图2所示的LED驱动电路1000的构成时，省略与图1的说明重复的部分。
PWM控制单元100与多个LED阵列连接，以判断各个LED阵列的连接状态，并可根据连接状态生成用于控制LED阵列的升压动作的PWM信号PWM_OUT。为此，PWM控制单元100从反馈单元500接收反馈信号VOVP，或者接收用于驱动所连接的LED阵列的漏型晶体管的最小漏极电压。对于这种PWM控制单元100的具体电路以及工作，将在后面进行说明。
驱动电压生成单元200可以由升压转换器(booster switcher)构成，该升压转换器由电感器、晶体管(Power boosting switcher，功率提升转换器)以及二极管构成。具体来讲，驱动电压生成单元200可以执行与通常的升压转换器相同的动作，该升压转换器根据PWM信号PWM_OUT对提供至LED阵列300的驱动电压进行升压。
LED阵列300包括并联连接的多个LED阵列。
LED驱动单元400作为一种恒定电流控制器，可控制为使预定的电流在多个LED阵列中的每个LED阵列中流动。
反馈单元500可包括多个电阻(R_OVPH、R_OVPL)，以用于将共同施加于多个LED阵列的驱动电压进行分配而生成反馈信号VOVP。
此时，在使驱动LED阵列的漏型晶体管在饱和区工作的前提下，考虑到需施加到LED阵列的靶电压Vout_target根据构成LED阵列的LED元件的数量和类型而不同，因此构成反馈单元500的多个电阻可根据LED元件的数量和类型而具有互不相同的电阻值。
另外，本实施例中，虽然对于构成各LED阵列的LED元件的数量限定为六个，但这仅是一个示例，可以连接有比六个更少或更多的LED元件是毋庸置疑的。
并且，本实施例中，反馈单元500假定为由两个互不相同的电阻构成，但这仅是一个示例。反馈单元500只要能够将反馈电压作为反馈信号提供至PWM控制单元100，则可以由更多或更少的多个电阻构成，这是毋庸置疑的。
图3为本实施例提供的PWM控制单元的电路图。
参照图3，PWM控制单元100生成用于提供给驱动电压生成单元200的PWM信号(“PWM_OUT”或者“PWM_BOOSTING”)，PWM控制单元100包括电压检测单元110、控制单元120以及PWM信号生成单元130。
电压检测单元110与多个LED阵列连接而从各个LED阵列接收反馈电压，并可根据反馈电压的大小来判断各个LED阵列的连接状态。在此，LED阵列的反馈电压是指用于驱动LED阵列的漏型晶体管的漏型电压。
具体来讲，电压检测单元110将用于驱动多个LED阵列CH1-CH4中的每个LED阵列的漏型晶体管的漏型电压VFB1-VFB4与预设的电压Vref_open进行比较，由此能够判断LED阵列的连接状态。在此，所谓LED阵列的连接状态是指，根据LED元件的断开(open)与否，表示LED阵列断开(open)与否(连接是否被断开)的情况。
即，随着提供于多个LED阵列的驱动电压的增加，连接于LED阵列的漏型晶体管的漏极电压也应当增加，据此，即便施加于多个LED阵列的驱动电压增加，若用于驱动LED阵列的漏型晶体管的漏极电压并没有增加且接近于预设的电压Vref_open(例如，0V或0.2V)，则电压检测单元110判断为相关LED阵列被断开。
并且，电压检测单元110可以检测并输出用于对施加于LED阵列的初始驱动电压进行升压的反馈电压Vamp_fb_1。
在此，反馈电压Vamp_fb_1是指用于驱动LED阵列的漏型晶体管的漏极电压中的最小漏极电压，其为了LED阵列的初始升压动作，直至预定状态为止被设定为接地电平(GND Level)。
具体来讲，当判断为多个LED阵列全部处于未连接的状态时，直至提供于LED阵列的驱动电压达到预设的电压V_ovp_TH为止，电压检测单元110可将反馈电压Vamp_fb_1设定为接地电平而输出。并且，当判断为至少一个LED阵列被连接时，直至反馈电压Vamp_fb_2达到预设的Vref2为止，电压检测单元110可将反馈电压Vamp_fb_1设定为接地电平而输出。
在此，预设的电压V_ovp_TH是指用于根据外部过电压保护来防止过电压被供应到LED阵列的电压，其可设定为具有滞后(hysteresis)形态的互不相同的两个电压(V_ovp_TH1/V_ovp_TH2)。并且预设的电压V_ovp_TH可根据构成LED阵列的LED的数量而设定为不同。
并且，预设的电压Vref2是指用于根据内部过电压保护来防止LED阵列被施加过电压的电压。
之后，当提供于LED阵列的驱动电压达到预设的电压V_ovp_TH，或者反馈电压Vamp_fb_2达到预设的电压Vref2时，电压检测单元110可将用于驱动LED阵列的漏型晶体管的漏极电压中的最小漏极电压输出为反馈电压Vamp_fb_1。
并且，电压检测单元110为了防止LED阵列被施加过电压以及将施加于LED阵列的驱动电压提升至预设的电压，可检测并输出反馈电压Vamp_fb_2。
具体来讲，电压检测单元110当判断为连接有至少一个LED阵列时，可将处于连接状态的LED阵列的反馈电压中的最小反馈电压，即连接于处于连接状态的LED阵列的漏型晶体管的漏极电压中的最小漏极电压输出为反馈电压Vamp_fb_2。
如上所述，电压检测单元110通过检测LED阵列的漏型晶体管的漏极电压中的最小漏极电压，可以输出反馈电压Vamp_fb_1，以用于LED阵列的初始升压动作。并且，当连接有至少一个LED阵列时，电压检测单元110为了根据内部过电压保护而防止LED阵列被施加过电压以及使施加于LED阵列的驱动电压提升至预设的电压，可输出反馈电压Vamp_fb_2。
控制单元120根据多个LED阵列的连接状态生成用于控制LED阵列的升压动作的第一控制信号OVPO和第二控制信号VOUTO，并可将第一控制信号OVPO和第二控制信号VOUTO输出至PWM信号生成单元130。
具体来讲，当判断为LED阵列全部处于未连接的状态时，控制单元120可根据由反馈单元(图2的标号500)生成的反馈信号VOVP输出用于终止LED阵列的升压动作的第一控制信号OVPO。
并且，当判断为处于至少一个LED阵列被连接的状态时，控制单元120可根据处于连接状态的LED阵列的反馈电压中的最小反馈电压，即用于驱动LED阵列的漏型晶体管的漏极电压中的最小漏极电压，输出用于终止LED阵列的升压动作的第二控制信号VOUTO。
为了执行这种动作，控制单元120可包括第一比较器121和第二比较器122。
第一比较器121可通过接收由反馈单元生成的反馈信号VOVP和预设的电压而生成第一控制信号OVPO。
具体来讲，当由反馈单元生成的反馈电压达到预设的电压Vref1时，第一比较器121生成具有高电平状态的第一控制信号OVPO。在此，所谓预设的电压Vref1是指用于利用由反馈单元生成的反馈电压来判断提供于LED阵列的驱动电压是否达到预设的电压V_ovp_TH的电压，其根据滞后特性可设定为互不相同的两个电压(Vref1_H/Vref1_L，1.35V/1.25V)。
据此，当提供于LED阵列的驱动电压达到预设的电压V_ovp_TH时，第一比较器121可生成具有高电平状态的第一控制信号OVPO。
当判断为至少一个LED阵列处于连接状态时，第二比较器122可通过接收所连接的LED阵列的最小反馈电压Vamp_fb_2和预设的电压Vref2而生成第二控制信号VOUTO。
具体来讲，当处于连接状态的LED阵列的最小反馈电压，即用于驱动所连接的LED阵列的漏型晶体管的漏极电压中的最小漏极电压Vamp_fb_2达到预设的电压Vref2时，第二比较器122生成具有高电平状态的第二控制信号VOUTO。在此，预设的电压Vref2是指小于用于使驱动处于连接状态的LED阵列的漏型晶体管在饱和区工作的电压(V_FB_target)的电压(V_FB_target*0.93)。
PWM信号生成单元130可通过接收第一控制信号OVPO和第二控制信号VOUTO而生成用于提供至驱动电压生成单元200的PWM信号PWM_OUT。
具体来讲，若接收到具有高电平状态的第一控制信号OVPO，则PWM信号生成单元130可生成用于终止升压动作的PWM信号PWM_OUT。
并且，若接收到具有高电平状态的第二控制信号VOUTO，则PWM信号生成单元130可生成根据调光信号的导通/截止状态而控制升压动作的PWM信号(PWM_OUT)。具体来讲，当调光信号为截止状态时，PWM信号生成单元130可生成用于终止LED阵列的升压动作的信号。并且，当调光信号为导通状态时，PWM信号生成单元130可生成用于使LED阵列的反馈电压提升至用于使驱动处于连接状态的LED阵列的漏型晶体管在饱和区工作的电压的信号。
为此，PWM信号生成单元130包括第三比较器131、开关单元132、第四比较器133、PWM控制单元134、或门135、振荡器(oscillator)136、RS触发器137以及缓冲器138。
第三比较器131接收LED阵列的反馈电压Vamp_fb_1和预设的电压Vref而向开关单元132提供输出。
具体来讲，当LED阵列的反馈电压Vamp_fb_1小于预设的电压Vref时，第三比较器131可输出用于对施加于LED阵列的驱动电压进行升压的信号。并且，当LED阵列的反馈电压Vamp_fb_1大于预设的电压Vref时，第三比较器131可输出用于终止施加于LED阵列的驱动电压的升压的信号。
在此，预设的电压Vref可指用于使驱动LED阵列的漏型晶体管在饱和区工作的电压。如此，设定有预设的电压Vref是为了使预定的电流在LED阵列(图2的标号300)中流动以使LED阵列具有预定的亮度。
另外，直至施加于LED阵列的驱动电压达到预设的电压V_ovp_TH为止，或者直至反馈电压Vamp_fb_2达到预设的电压Vref2为止，反馈电压Vamp_fb_1被设定为接地电平，这如上所述。
因此，直至施加于LED阵列的驱动电压达到预设的电压V_ovp_TH为止，或者直至反馈电压Vamp_fb_2达到预设的电压Vref2为止，第三比较器131可输出用于对驱动于LED阵列的电压进行升压的信号。
开关单元132接收第三比较器131的输出和第二控制信号VOUTO而向第四比较器133提供输出。具体来讲，在第二控制信号VOUTO具有上升沿的时间点，若调光信号为导通状态，则开关单元132输出用于对施加于LED阵列的电压进行升压的信号，而在第二控制信号VOUTO具有上升沿的时间点，若调光信号为截止状态，则开关单元132输出用于终止对施加于LED阵列的电压进行升压的信号。
第四比较器133接收包含于驱动电压生成单元(图2的标号200)的晶体管的CS端(图2的CS端)和开关单元132的输出，向PWM控制单元134提供输出。具体来讲，第四比较器133可通过比较CS端的电流和开关单元132的输出，以输出对驱动于LED阵列的电压进行升压或终止升压的信号。
PWM控制单元134接收第四比较器133的输出而向或门135提供输出。
或门135接收由控制单元120生成的第一控制信号OVPO和PWM控制单元134的输出信号而向RS触发器137提供输出。
振荡器136生成具有预设的频率的时序信号。
RS触发器137将振荡器136的时序信号接收为置位(set)输入，将或门135的输出接收为复位(reset)输入。并且，RS触发器137经过缓冲器138将PWM信号提供给驱动电压生成单元(图2的标号200)。在此，RS触发器137是一种当输入有置位(set)信号时输出高电平状态，当输入有复位(reset)信号时输出低电平状态的触发器。
即，PWM信号生成单元130根据由振荡器136生成的时序信号而生成用于对施加于LED阵列的驱动电压进行升压的信号，这种信号的产生持续到反馈电压Vamp_fb_1达到预设的电压Vref为止。
另外，当所有LED阵列处于未连接状态时，若施加于LED阵列的驱动电压达到预设的电压V_ovp_TH，则PWM信号生成单元130将根据第一控制信号OVPO生成用于终止升压动作的信号。
并且，当连接有至少一个LED阵列时，所连接的LED阵列的最小反馈电压，即用于驱动所连接的LED阵列的漏型晶体管的最小漏极电压达到预设的电压Vref2时，PWM信号生成单元130将根据第二控制信号VOUTO生成用于控制升压动作的信号。
具体来讲，当LED阵列的最小反馈电压达到预设的电压Vref2时，若调光信号为导通状态，则将施压于LED阵列的驱动电压提升至用于使驱动LED阵列的漏型晶体管在饱和区工作的电压。
但是，当LED阵列的最小反馈电压达到预设的电压Vref2时，若调光信号为截止状态，则终止升压动作，使LED阵列的最小反馈电压维持在预设的电压Vref2。之后，当调光信号为导通状态时，将施加于LED阵列的驱动电压提升至用于使驱动LED阵列的漏型晶体管在饱和区工作的电压。
图4为用于说明本发明实施例提供的电压检测单元110的动作的电路图。
参照图4，四个LED阵列的反馈电压VFB1-VFB4分别输入到多个比较器(111至114)。多个比较器(111至114)对各个反馈电压VFB1-VFB4和预设的电压Vref_open(例如，0V或0.2V)进行比较，由此判断LED阵列的连接状态，并可将LED阵列的连接状态输出至最小反馈电压选择器115。
最小反馈电压选择器115可利用多个比较器(111至114)的输出和LED阵列的反馈电压VFB1-VFB4，在LED阵列的反馈电压中检测并输出最小反馈电压Min VFB。
具体来讲，当LED阵列全部处于未连接的状态时，最小反馈电压选择器115在未连接的LED阵列的反馈电压中将最小的电压作为最小反馈电压进行输出。
并且，当连接有至少一个LED阵列时，最小反馈电压选择器115在所连接的LED阵列的反馈电压中的最小的电压作为最小反馈电压输出。此时，最小反馈电压选择器115基于多个比较器(111至114)的输出，除了多个LED阵列中连接被断开的LED阵列的反馈电压之外，在所连接的LED的反馈电压中可检测并输出最小反馈电压。
另外，电压检测单元110基于最小反馈电压Min VFB而输出反馈电压Vamp_fb_1和反馈电压Vamp_fb_2。
具体来讲，当LED阵列全部处于未连接的状态，或者连接有至少一个LED阵列时，反馈电压Vamp_fb_1是用于对施加于LED阵列的初始驱动电压进行升压的电压。
因此，当LED阵列全部处于未连接的状态或者连接有至少一个LED阵列时，在第一控制信号OVPO具有高电平状态之前，电压检测单元110将最小反馈电压Min VFB输出为接地电平。而且，当第一控制信号OVPO变成高电平状态时，电压检测单元110输出基于施加到LED阵列的驱动电压的、用于驱动LED阵列的漏型晶体管的漏极电压中的最小漏极电压，由此生成反馈电压Vamp_fb_1。
另外，反馈电压Vamp_fb_2是指基于从一开始施加于LED阵列的驱动电压的、用于驱动LED阵列的漏型晶体管的漏极电压中的最小漏极电压。据此，当连接有至少一个LED阵列时，电压检测单元110将用于驱动所连接的LED阵列的漏型晶体管的最小漏极电压输出为最小反馈电压，由此生成反馈电压Vamp_fb_2。
以下，参照图5至图8，说明本实施例提供的LED驱动电路1000的动作。
图5至图8为用于说明本发实施例提供的LED驱动电路1000的动作的波形图。参照图5至图8，示出有脉冲发生器(pulse generator)信号(PG)501、调光信号(PWMI)502、第一控制信号(OVPO)503、第二控制信号(VOUTO)504、PWM信号(PWM_BOOSTING)505、VOUT 506以及VFB 507。
在此，VOUT 506指施加于LED阵列300的驱动电压，VFB 507指LED阵列的反馈电压，即用于驱动LED阵列的漏型晶体管的漏极电压。
图5为示出所有LED阵列处于未连接的状态时的LED驱动电路1000的动作的波形图。
首先，输入用于使LED IC工作的PG信号501。
PWM控制单元100生成用于控制LED阵列的初始升压的PWM信号505。
具体来讲，PWM控制单元100根据生成具有预设的频率的时序信号的振荡器135而生成具有高电平状态的PWM信号505，据此施加于LED阵列300的驱动电压被提升。
另外，当判断为所有LED阵列处于未连接的状态时，直至施加于LED阵列的驱动电压达到预设的电压V_ovp_TH为止，将反馈电压Vamp_fb_1设定为接地电平。据此，由于反馈电压Vamp_fb_1小于用于使驱动LED阵列的漏型晶体管在饱和区工作的基准电压Vref，因此施加于LED阵列300的驱动电压VOUT继续上升。
在此，预设的电压V_ovp_TH可根据滞后特性而设定互不相同的两个电压(V_ovp_TH1/V_ovp_TH2)。
另外，由于所有LED阵列处于未连接的状态，PWM控制单元100通过比较由反馈单元500生成的反馈电压和预设的电压Vref1而生成用于终止升压动作的PWM信号505。
具体来讲，由反馈单元500生成的反馈电压达到预设的电压Vref1时，控制单元120生成具有高电平状态的第一控制信号503。由于具有高电平状态的第一控制信号503经过或门135输入至RS触发器137的复位端，因此高电平状态的PWM信号505变为低电平状态。
据此，PWM控制单元100将具有低电平状态的PWM信号505输出至驱动电压生成单元200，由此由驱动电压生成单元200执行的LED阵列的升压动作将被终止。
即，本实施例提供的LED驱动电路1000，当判断为所有LED阵列处于未连接的状态时，可利用由反馈单元500生成的反馈电压生成第一控制信号OVPO，以控制LED阵列300不会被施加过电压。
另外，参照图5，所有LED阵列处于未连接状态，即使施加于LED阵列的驱动电压提升，反馈电压Vamp_fb_2也不会被提升，而是处于0V(或者0.2V)，因此不会生成第二控制信号VOUTO。
图6为示出当调光信号502为导通状态，且连接有至少一个LED阵列时的LED驱动电路1000的动作的波形图。
首先，输入用于使LED IC工作的PG信号501。
PWM控制单元100生成用于控制LED阵列的初始升压的PWM信号505。
具体来讲，PWM控制单元100根据生成具有预设的频率的时序信号的振荡器135而生成具有高电平状态的PWM信号505，据此施加于LED阵列300的驱动电压被提升。
另外，当判断为连接有至少一个LED阵列时，反馈电压Vamp_fb_1直至反馈电压Vamp_fb_2达到预设的电压Vref2为止设定为接地电平。据此，反馈电压Vamp_fb_1小于用于使驱动LED阵列的漏型晶体管在饱和区工作的基准电压Vref，因此施加于LED阵列300的驱动电压VOUT继续上升。
另外，由于是处于至少一个LED阵列被连接的状态，因此PWM控制单元100通过比较所连接的LED阵列的反馈电压中的最小反馈电压Vamp_fb_2和预设的电压Vref2而生成用于控制升压动作的PWM信号505。
具体来讲，所连接的LED阵列的反馈电压中的最小反馈电压Vamp_fb_2，即用于驱动所连接的LED阵列的漏型晶体管的漏极电压中的最小漏极电压达到预设的电压Vref2时，控制单元120生成具有高电平状态的第二控制信号504。
在此，预设的电压Vref2为小于LED驱动单元400的晶体管能够在饱和区工作的电压V_FB_target的电压V_FB_L。
另外，由于在第二控制信号504具有上升沿的时间点，调光信号502为导通状态，因此PWM控制单元100直至施加于LED阵列的驱动电压达到靶电压Vout_target为止，继续生成用于执行升压动作的PWM信号。
图7为示出当调光信号502为截止状态，且连接有至少一个LED阵列时的LED驱动电路1000的动作的波形图。
首先，输入用于使LED IC工作的PG信号501。
PWM控制单元100生成用于控制LED阵列的初始升压的PWM信号505。
具体来讲，PWM控制单元100根据生成具有预设的频率的时序信号的振荡器135而生成具有高电平状态的PWM信号505，据此施加于LED阵列300的驱动电压被提升。
另外，当判断为处于至少一个LED阵列被连接的状态时，反馈电压Vamp_fb_1直至反馈电压Vamp_fb_2达到预设的电压Vref2为止设定为接地电平。据此，反馈电压Vamp_fb_1小于用于使驱动LED阵列的漏型晶体管在饱和区工作的基准电压Vref，因此施加于LED阵列300的驱动电压VOUT继续提升。
另外，由于是处于至少一个LED阵列被连接状态，因此PWM控制单元100通过比较所连接LED阵列的反馈电压中的最小反馈电压Vamp_fb_2和预设的电压Vref2而生成用于控制升压动作的PWM信号505。
具体来讲，当所连接的LED阵列的反馈电压中最小反馈电压Vamp_fb_2，即用于驱动所连接LED阵列的漏型晶体管的漏极电压中的最小漏极电压达到预设的电压Vref2时，控制单元120生成具有高电平状态的第二控制信号504。
在此，预设的电压Vref2为小于LED驱动单元400的晶体管能够在饱和区工作的电压V_FB_target的电压V_FB_L。
另外，由于在第二控制信号504具有上升沿的时间点，调光信号502为截止状态，因此PWM控制单元100生成用于终止对施加于LED阵列的驱动电压进行升压的动作的PWM信号505。之后，从调光信号502变成导通状态的时间点至施加于LED阵列的驱动电压达到靶电压(Vout_targe)为止，PWM控制单元100生成用于执行升压动作的PWM信号505。
如此，在调光信号502处于截止状态时终止对于LED阵列驱动电压的升压，因此可防止LED阵列的反馈电压，即用于驱动LED阵列的漏型晶体管的漏极电压急剧上升。
另外，在图6至图7中，在施加于LED阵列的驱动电压达到靶电压之后，PWM控制单元100利用所连接的LED阵列的反馈电压中的最小反馈电压Vamp_fb_1来生成用于控制LED阵列的升压的PWM信号。
在此，提供给LED阵列的驱动电压达到预设的电压V_ovp_TH或者反馈电压Vamp_fb_2达到预设的电压Vref2时，反馈电压Vamp_fb_1被设定为用于驱动LED阵列的漏型晶体管的漏极电压中的最小漏极电压而输出。
因此，PWM控制单元100可利用反馈电压Vamp_fb_1生成用于控制LED阵列的升压动作的信号，以使驱动LED阵列的所述晶体管在饱和区工作。具体来讲，当反馈电压Vamp_fb_1小于用于使漏型晶体管在饱和区工作的电压时，PWM控制单元100将PWM信号505输出为高电平状态，以生成用于开始进行LED阵列的升压的信号，而且当反馈电压Vamp_fb_1大于用于使漏型晶体管在饱和区工作的电压时，PWM控制单元100可生成用于终止LED阵列的升压的信号。据此，LED驱动电路1000可在监管模式(regulation mode)下工作。
图8为用于说明本实施例提供的LED驱动电路1000的动作的波形图。在说明图8时将省略与图5至图7中的说明重复的部分。
参照图8，调光信号601在具有上升沿的瞬间，PWMI_RSHOT 602具有上升沿，据此升压(BOOST)信号608也具有上升沿。由于LED阵列的驱动电压达到预设的电压V_ovp_TH为止，反馈电压Vamp_fb_1被设定为接地状态，因此LED驱动电路1000将利用反馈电压Vamp_fb_1提升LED阵列的驱动电压。
另外，随着LED阵列的驱动电压提升，反馈电压Vamp_fb_2上升，当反馈电压Vamp_fb_2达到预设的Vref2时，PWM控制单元100生成具有上升沿的第二控制信号VOUTO。
由于第二控制信号VOUTO具有上升沿的瞬间，调光信号601处于截止状态，因此PWM信号608具有下降沿，从而终止对LED阵列的驱动电压的升压。
之后，当调光信号601具有上升沿而变成导通状态时，PWM信号608变为具有上升沿，据此，直至施加于LED阵列的驱动电压达到靶电压为止进行升压。
并且，以上对本发明的优选实施例进行了图示以及说明，但是本发明并不局限于上述特定的实施例，在不超出权利要求书所请求的本发明的范围的情况下，本发明所述技术领域的具有通常知识的技术人员可进行各种变形实施，而这种变形实施都属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种LED驱动电路，包括：
电压检测单元，与多个LED阵列连接而从各个所述LED阵列接收反馈电压，并根据所述反馈电压的大小来判断各个LED阵列的连接状态，以检测处于连接状态的LED阵列的反馈电压中的最小反馈电压；
控制单元，根据所述电压检测单元所检测出的最小反馈电压输出用于控制所述多个LED阵列的升压动作的控制信号；
PWM信号生成单元，输出对应于所述控制信号的PWM信号；以及
驱动电压生成单元，根据所述PWM信号向所述多个LED阵列提供驱动电压，
所述控制单元包括比较器，该比较器通过比较所述最小反馈电压和预设的电压而生成控制信号，
所述预设的电压为小于用于使驱动所述处于连接状态的LED阵列的晶体管在饱和区工作的电压的电压。
2.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，当所述处于连接状态的LED阵列的反馈电压大于预设的电压时，所述控制单元生成具有高电平状态的控制信号，
当所述PWM信号生成单元接收到具有所述高电平状态的控制信号时，生成根据用于驱动所述处于连接状态的LED阵列的调光信号的导通/截止状态而控制所述升压动作的信号。
3.如权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，当所述调光信号为截止状态时，所述PWM信号生成单元生成用于终止所述升压动作的信号。
4.如权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，当所述调光信号为导通状态时，所述PWM信号生成单元生成用于使LED阵列的反馈电压提升至用于使驱动所述连接状态的LED阵列的漏型晶体管在饱和区工作的电压的信号。
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