CN102665323B - 发光二极管串的驱动方法、驱动电路及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种发光二极管串的驱动方法、驱动电路及其驱动方法。该发光二极管串的驱动电路，包括有：电源供应模块根据第一输入端与第二输入端所接收的讯号，由第一输出端输出第一驱动电压给多个发光二极管串；电流控制器用以选择性的提供第一电压之其一或第二电压之其一给电源供应模块的第一输入端；当电流控制器提供第一电压之其一给第一输入端时，参考电压产生模块提供第一参考电压给第二输入端；当电流控制器提供第二电压之其一给第一输入端时，参考电压产生模块提供第二参考电压给第二输入端。

Description

发光二极管串的驱动方法、驱动电路及其驱动方法

技术领域

本发明涉及一种驱动电路及其驱动方法，特别是涉及一种发光二极管串的驱动电路及其驱动方法。

背景技术

发光二极管是一种目前常见能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1960年代出现，发展至今能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也扩展到作为指示灯、显示板及显示器背光模块等；随着白光发光二极管的出现而续渐发展为照明的用途。

然而随着节能需求的提升，不只是发光二极管运作效率提升的要求日渐升高，发光二极管驱动电路在运作时，其运作的效率也日益重要，其中驱动电路设计的稳流元件IC的热损耗问题是技术人员所欲改善的方向之一。

发明内容

本发明提出一种发光二极管阵列的驱动电路及其驱动方法，采用双动态电压回授机制，以控制输出至发光二极管阵列的驱动电压，藉以改善稳流元件IC的热损耗问题，进而提升发光二极管阵列的驱动电路的稳定性。

因此，本发明的发光二极管串的驱动电路，包括有电源供应模块、多个发光二极管串、电流控制器与参考电压产生模块。电源供应模块具有第一输入端与第二输入端与第一输出端，并用以根据第一输入端与第二输入端所接收的讯号，由第一输出端输出第一驱动电压。每个发光二极管串的第一端电性耦接于电源供应模块的第一输出端，用以接收第一驱动电压。电流控制器用以个别控制流经每个发光二极管串的电流，电性耦接电源供应模块的第一输入端。所述的电流控制器包含多个稳流单元，而每个稳流单元对应于每个发光二极管串。每个稳流单元包含有晶体管与电阻。所述的晶体管具有第一端、第二端与控制端。晶体管的第一端电性耦接于对应的发光二极管串的第二端，而控制端用以控制第一端与第二端电性耦接或电性隔离。所述的电阻的一端电性耦接所述的晶体管的第二端。其中第一驱动电压用以驱动至每个发光二极管串，并在每个晶体管的第一端个别形成第一电压，在每个晶体管的第二端个别形成第二电压。电流控制器并用以选择性的提供第一电压的其中之一或第二电压的其中之一给电源供应模块的第一输入端。参考电压产生模块电性耦接电源供应模块的第二输入端及该电流控制器，用以提供第一参考电压或第二参考电压给电源供应模块的第二输入端，并且若电流控制器提供所述多个第一电压的其中之一给第一输入端时，参考电压产生模块提供第一参考电压给第二输入端；若电流控制器提供所述多个第二电压的其中之一给第一输入端时，参考电压产生模块提供第二参考电压给第二输入端。

另外，本发明的发光二极管串的驱动电路的驱动方法，包括有下列步骤：首先，接收具有最小值的第一电压，并根据第一参考电压调整输出的第一驱动电压；接着，比较具有最小值的第一电压与其余的第一电压的差值是否超出设定阈值；以及于确认所述的差值大于或等于设定阈值时，接收具有最小值的第二电压并根据第二参考电压再次调整所输出的第一驱动电压。

另外，本发明的发光二极管串的驱动方法，用以驱动多个并联的发光二极管串，每个发光二极管串包含串联连接的多个发光二极管、晶体管以及电阻，所述的晶体管包含有控制端、第一端以及第二端，其驱动方法包括有下列步骤：首先，使用电源供应模块产生第一驱动电压；接着，提供第一驱动电压给每个发光二极管串以在每个发光二极管串产生电流，其中每个发光二极管串的电流流经发光二极管串的多个发光二极管、发光二极管串的晶体管的第一端、发光二极管串的晶体管的第二端以及发光二极管串的电阻；此外每个发光二极管串的晶体管的第一端具有第一电压，而发光二极管串的晶体管的第二端具有第二电压；接着，接收每个发光二极管串的第一电压及第二电压；然后，选择性的提供第一电压组或第二电压组给电源供应模块，其中第一电压组包含每个发光二极管串的第一电压之其一以及第一参考电压，而第二电压组包含每个发光二极管串的第二电压之其一以及第二参考电压；以及在选择性的提供第一电压组或第二电压组给电源供应模块后，根据提供给该电源供应模块的电压组调整第一驱动电压。

本发明的另一发光二极管串的驱动电路，包括有电源供应模块、多个发光二极管串、电流控制器与参考电压产生模块。电源供应模块具有第一输入端与第二输入端与第一输出端，并用以根据第一输入端与第二输入端所接收的讯号，由第一输出端输出第一驱动电压。每个发光二极管串的第一端电性耦接于电源供应模块的第一输出端，用以接收第一驱动电压。电流控制器用以个别控制流经每个发光二极管串的电流，电性耦接电源供应模块的第一输入端。所述的电流控制器包含多个稳流单元，而每个稳流单元对应于每个发光二极管串。每个稳流单元包含有晶体管与电阻。所述的晶体管具有第一端、第二端与控制端。晶体管的第一端电性耦接于对应的发光二极管串的第二端，而控制端用以控制第一端与第二端电性耦接或电性隔离。所述的电阻的一端电性耦接所述的晶体管的第二端。其中第一驱动电压用以驱动至每个发光二极管串，并在每个晶体管的第一端个别形成第一电压，在每个晶体管的第二端个别形成第二电压。电流控制器并用以选择性的提供第一电压的其中之一或第二电压的其中之一乘以一预设倍率给电源供应模块的第一输入端。参考电压产生模块电性耦接电源供应模块的第二输入端，用以提供第一参考电压给电源供应模块的第二输入端。

本发明的再一发光二极管串的驱动电路，包括有电源供应模块、一发光二极管串、电流控制器与参考电压产生模块。电源供应模块具有第一输入端与第二输入端与第一输出端，并用以根据第一输入端与第二输入端所接收的讯号，由第一输出端输出第一驱动电压。发光二极管串的第一端电性耦接于电源供应模块的第一输出端，用以接收第一驱动电压。电流控制器用以控制流经发光二极管串的电流，电性耦接电源供应模块的第一输入端。所述的电流控制器包含稳流单元。稳流单元包含有晶体管与电阻。所述的晶体管具有第一端、第二端与控制端。晶体管的第一端电性耦接于发光二极管串的第二端，而控制端用以控制第一端与第二端电性耦接或电性隔离。所述的电阻的一端电性耦接所述的晶体管的第二端。其中第一驱动电压用以驱动发光二极管串，并在晶体管的第一端形成第一电压，在晶体管的第二端形成第二电压。电流控制器并用以的提供第二电压给电源供应模块的第一输入端。参考电压产生模块电性耦接电源供应模块的第二输入端，用以提供第一参考电压给电源供应模块的第二输入端。

综上所述，本发明的发光二极管串的驱动方法、发光二极管串的驱动电路及其驱动方法，通过双动态电压回授机制，以调整输出至发光二极管阵列的驱动电压，特别是无需增大稳流元件IC的芯片面积与建置成本，即可改善稳流元件IC的热损耗问题，进而提升发光二极管阵列的驱动电路的稳定性。

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1示出了本发明实施例的电路方块图。

图2示出了本发明实施例的发光二极管阵列与稳流单元的电路示意图。

图3示出了本发明实施例的选择模块、参考电压产生模块与电源供应模块的电路示意图。

图4示出了本发明实施例的发光二极管阵列的驱动方法步骤流程图。

图5示出了本发明另一实施例的电路方块图。

图6示出了本发明另一实施例的驱动方法步骤流程图。

图7示出了本发明实施例电流控制器晶体管工作点示意图。

图8示出了本发明另一实施例的电路方块图。

图9示出了本发明另一实施例的选择模块、参考电压产生模块与电源供应模块的电路示意图。

附图符号说明

10     电源供应模块

100    发光二极管阵列的驱动电路

110    发光二极管串的驱动电路

20     发光二极管阵列

30     电流控制器

34     选择模块

342    最小值选择器

344    第一多工器

346    第二多工器

347    乘法器

348    比较器

40     参考电压产生模块

ch1          工作点

ch1’        工作点

ch2          工作点

ch2’        工作点

ch3          工作点

ch3’        工作点

Ch1_Vcs      第一电压

Ch2_Vcs      第一电压

Ch3_Vcs      第一电压

Chn_Vcs      第一电压

Ch1_Rsens    第二电压

Ch2_Rsens    第二电压

Ch3_Rsens    第二电压

Chn_Rsens    第二电压

CS_1         第一控制讯号

CS_2         第二控制讯号

D1           发光二极管

D2           发光二极管

D3           发光二极管

Dn           发光二极管

F1           第一输入端

F2           第二输入端

Iled_1       电流

Iled_2       电流

Iled_3       电流

Iled_n       电流

L1           发光二极管串

L2           发光二极管串

L3           发光二极管串

Ln           发光二极管串

O1           第一输出端

 PWM          脉冲宽度调制讯号

 Q1           晶体管

 Q2           晶体管

 Q3           晶体管

 Qn           晶体管

 R1           电阻

 R2           电阻

 R3           电阻

 Rn           电阻

 S1           稳流单元

 S2           稳流单元

 S3           稳流单元

 Sn           稳流单元

 Vin          输入电压

 Vled         第一驱动电压

 S401～S405   方法步骤说明

 S601～S605   方法步骤说明

具体实施方式

在目前发光二极管阵列的驱动电路设计中，为了避免稳流元件IC的温度过高，有部分的驱动电路采用加入动态电压回授机制来降低跨在稳流元件IC的电压，而动态电压回授机制的运作是通过取得稳流元件IC的端电压作为回授电压，并回授给电源供应模块，进而调整电源供应模块输出至发光二极管阵列的驱动电压，以达到降低稳流元件IC的热损耗问题。

然而，所述的动态电压回授机制存在以下几个问题。举例来说，当发光二极管阵列中所有的通道(channel)都工作于饱和区时，稳流元件IC可当作可调压降电路，并将多余电压损耗在稳流元件IC中的开关元件上，所以，此种方式容易产生多余热损耗的问题，若没有良好的散热机制，严重时可能导致稳流元件IC失效或毁损。从另一方面来看，因为各通道中的发光二极管串的正向电压的差异，使各通道中的稳流元件IC的回授电压可能高于0.5伏特(例如，大约是0.5伏特至2伏特)，如此一来，同样会造成稳流元件IC的热累积过高的问题。

因此，为了降低稳流元件IC中热损耗的问题，可通过降低回授参考电平的方式来实现。在目前常用的驱动电路设计中，各个通道中稳流元件IC的最低回授电压已可达到0.5伏特左右，但是若要以现行的电路架构再降低最低回授电压至0.5伏特以下时，所需要稳流元件IC的芯片面积(die size)必然需增大，如此将导致稳流元件IC的建置成本上升。而本发明的发光二极管阵列的驱动电路及其驱动方法，通过双动态电压回授机制，以调整输出至发光二极管阵列的驱动电压，特别是无需增大稳流元件IC的芯片面积与建置成本，即可改善稳流元件IC的热损耗问题，进而提升发光二极管阵列的驱动电路的稳定性。其具体实施方式如下所述。

请参照图1，图1为本发明实施例的电路方块图。如图1所示，本发明实施例的发光二极管阵列的驱动电路100包括有电源供应模块10、发光二极管阵列20、电流控制器30与参考电压产生模块40。

电源供应模块10具有第一输入端F1、第二输入端F2与第一输出端O1。电源供应模块10，例如直流电源供应模块，可将接收的输入电压Vin进行转换，以输出第一驱动电压Vled。电源供应模块10还根据第一输入端F1与第二输入端F2所接收的讯号，调整由第一输出端输O1出第一驱动电压Vled。另外，电源供应模块10还可例如是直流至直流转换器、切换式直流至直流转换器、交流直流转换器及其他具有电源转换功能的电源产生器。电源供应模块10例如为闭回路控制的切换式直流至直流转换器时用以根据第一输入端F1接收的回授电压以及第二输入端F2所接收的参考电压以调整第一输出端O1的电压，进而使得第一输入端F1接收的回授电压能够维持在一预定的范围内。

发光二极管阵列20电性耦接于电源供应模块10的第一输出端O1。发光二极管阵列20包括有多个发光二极管串L1、L2、L3～Ln所构成，但不以此为限，亦可仅有一个发光二极管串。每个发光二极管串由多个发光二极管以串联方式组成。具体地，发光二极管串L1、L2、L3～Ln的第一端(例如，正输入端)分别电性耦接于电源供应模块10的第一输出端O1，以接收第一驱动电压Vled。

电流控制器30分别电性耦接于发光二极管串L1、L2、L3～Ln相对于第一端的第二端(例如，负输入端)以及电源供应模块10的第一输入端F1。电流控制器30用以个别控制流经发光二极管串L1、L2、L3～Ln的电流。电流控制器30包含有稳流单元S1、S2、S3～Sn与选择模块40。所述的稳流单元的数量可对应于发光二极管串的数量。

每个稳流单元S1、S2、S3～Sn对应电性耦接于每个发光二极管串的第二端。稳流单元S1、S2、S3～Sn包括有晶体管Q1、Q2、Q3～Qn与电阻R1、R2、R3～Rn。举例来说，稳流单元S1包含有晶体管Q1与电阻R1。晶体管Q1具有第一端(例如，漏极端)、第二端(例如，源极端)与控制端(例如，栅极端)。晶体管Q1的第一端电性耦接于对应的发光二极管串L1的第二端。晶体管Q1的控制端用以控制第一端与第二端电性耦接或电性隔离。电阻R1的一端电性耦接于晶体管Q1的第二端。电阻R1的另一端接地。另外，其他稳流单元S2、S3～Sn的架构依此类推，以下不再赘述。

如上所述，第一驱动电压Vled用以驱动发光二极管串L1、L2、L3～Ln，并在每个晶体管的第一端个别形成第一电压(Ch1_Vcs、Ch2_Vcs、Ch3_Vcs～Chn_Vcs)，以及在每个晶体管的第二端个别形成第二电压(Ch1_Rsens、Ch2_Rsens、Ch3_Rsens～Chn_Rsens)。电流控制器30用以选择性的提供第一电压或第二电压给电源供应模块10的第一输入端F1。

具体地，选择模块34分别电性耦接于每个发光二极管串L1、L2、L3～Ln中的晶体管Q1、Q2、Q3～Qn的第一端，并用以选择具有最小的第一电压(即对应于晶体管Q1、Q2、Q3～Qn的第一端的端电压)的发光二极管串。藉此，电流控制器30可提供这些第一电压中的最小的第一电压或具有最小的第一电压的发光二极管串的第二电压(即对应于晶体管Q1、Q2、Q3～Qn的第二端的端电压)给电源供应模块10的第一输入端F1。举例而言，若发光二极管串L1的第一电压Ch1_Vcs为所有发光二极管串L1、L2、L3～Ln中最小者，则电流控制器30提供发光二极管串L1的第一电压Ch1_Vcs或发光二极管串L1的第二电压Ch1_Rsens给电源供应模块10的第一输入端F1。当然若只有单一发光二极管串，则定义具有最小第一电压的发光二极管串即为该单一发光二极管串。此外，选择模块34可以使用例如特殊用途集成电路(Application-specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、微控制器(MCU)等集成电路实现。

参考电压产生模块40分别电性耦接于电流控制器30与电源供应模块10的第二输入端F2。参考电压产生模块40用以提供第一参考电压Vref1或第二参考电压Vref2给第二输入端F2。此外，当电流控制器30提供多个第一电压之其一给第一输入端F1时，参考电压产生模块40提供第一参考电压Vref1给第二输入端F2。当电流控制器30提供多个第二电压之其一给第一输入端F1时，参考电压产生模块40提供第二参考电压Vref2给第二输入端F2。举例而言，若发光二极管串L1的第一电压Ch1_Vcs为所有发光二极管串L1、L2、L3～Ln中最小者，则电流控制器30提供发光二极管串L1的第一电压Ch1_Vcs或发光二极管串L1的第二电压Ch1_Rsens给电源供应模块10的第一输入端F1。而当电流控制器30提供发光二极管串L1的第一电压Ch1_Vcs给电源供应模块10的第一输入端F1时，参考电压产生模块40提供第一参考电压Vref1给第二输入端F2。当电流控制器30提供发光二极管串L1的第二电压Ch1_Rsens给电源供应模块10的第一输入端F1时，参考电压产生模块40提供第二参考电压Vref2给第二输入端F2。

请参照图2，图2为本发明实施例的发光二极管阵列与稳流单元的电路示意图。如图2所示，本发明实施例的发光二极管阵列20由多个发光二极管串L1、L2、L3～Ln彼此相互并联所构成。稳流单元S1、S2、S3～Sn包括有晶体管Q1、Q2、Q3～Qn与电阻R1、R2、R3～Rn，而稳流单元S1、S2、S3～Sn的架构已描述如前，于此不再赘述。晶体管Q1、Q2、Q3～Qn可以例如为双极性接面晶体管(BJT)或场效晶体管(FET)等。其中电阻R1、R2、R3～Rn通常用以将个别流过发光二极管串L1、L2、L3～Ln的电流专换为对应的电压，电流控制器30再根据电压产生PWM讯号，以控制晶体管Q1、Q2、Q3～Qn的开关，进而达到稳定电流的效果。

因第一驱动电压Vled的电压而产生驱动电流Iled_1，于驱动电流Iled_1流经发光二极管串L1后，晶体管Q1的第一端形成有第一电压Ch1_Vcs，在晶体管Q1的第二端形成有第二电压Ch1_Rsens。同样的，于驱动电流Iled_2流经发光二极管串L2后，晶体管Q2的第一端形成有第一电压Ch2_Vcs，在晶体管Q2的第二端形成有第二电压Ch2_Rsens。依此类推，于驱动电流Iled_3流经发光二极管串L3后，晶体管Q3的第一端形成有第一电压Ch3_Vcs，在晶体管Q3的第二端形成有第二电压Ch3_Rsens。于驱动电流Iled_n流经发光二极管串Ln后，在晶体管Qn的第一端形成有第一电压Chn_Vcs，在晶体管Qn的第二端形成有第二电压Chn_Rsens。所述的第一电压Ch1_Vcs、Ch2_Vcs、Ch3_Vcs～Chn_Vcs以及第二电压Ch1_Rsens、Ch2_Rsens、Ch3_Rsens～Chn_Rsens分别提供至选择模块34(如图3所示)。

接下来，请参照图3，图3为本发明实施例的选择模块、参考电压产生模块与电源供应模块的电路示意图。如图3所示，选择模块34分别接收第一电压Ch1_Vcs、Ch2_Vcs、Ch3_Vcs～Chn_Vcs以及第二电压Ch1_Rsens、Ch2_Rsens、Ch3_Rsens～Chn_Rsens。

选择模块34包括有最小值选择器342、第一多工器344、第二多工器346与比较器348。

最小值选择器342电性耦接于发光二极管串L1、L2、L3～Ln中的晶体管Q1、Q2、Q3～Qn的第一端，以接收所述的第一电压Ch1_Vcs、Ch2_Vcs、Ch3_Vcs～Chn_Vcs，并输出具有最小值的第一电压至第一多工器344，以及输出第一控制讯号CS_1至第二多工器346。

第一多工器344分别电性耦接于最小值选择器342的输出端、第二多工器346的输出端与电源供应模块10的第一输入端F1。第一多工器344接收具有最小值的第一电压以及具有最小值的第二电压，并由第二控制讯号CS_2控制，以选择输出具有最小值的第一电压或具有最小值的第二电压。举例来说，当第二控制讯号CS_2为低电平时，则输出具有最小值的第一电压至电源供应模块10的第一输入端F1。当第二控制讯号CS_2为高电平时，则输出具有最小值的第二电压至电源供应模块10的第一输入端F1。

第二多工器346分别电性耦接于发光二极管串L1、L2、L3～Ln中的晶体管Q1、Q2、Q3～Qn的第二端、第一多工器344的输入端与最小值选择器342的输出端。第二多工器346用以接收所述的第二电压Ch1_Rsens、Ch2_Rsens、Ch3_Rsens～Chn_Rsens以及第一控制讯号CS_1，并根据第一控制讯号CS_1输出具有最小值的第一电压的发光二极管串的第二电压至第一多工器344。

比较器348分别电性耦接于第一多工器344与参考电压产生模块40。比较器348分别接收设定阈值与第一电压差值，藉以比较具有最小的第一电压的发光二极管串与具有次小第一电压的发光二极管串的第一电压差值否超出设定阈值，并提供第二控制讯号CS_2给参考电压产生模块40与第一多工器344。举例来说，当所述的第一电压差值大于或等于设定阈值，则输出具有高电平的第二控制讯号CS_2。当所述的第一电压差值小于设定阈值，则输出具有低电平的第二控制讯号CS_2。举例而言，第一电压差值例如为次小的第一电压减去最小的第一电压之值。

参考电压产生模块40包括有第三多工器402。第三多工器分别电性耦接于比较器348以及电源供应模块10的第二输入端F2。第三多工器402根据第二控制讯号CS_2以决定输出第一参考电压Vref1或第二参考电压Vref2。举例来说，当第二控制讯号CS_2为高电平时，则第三多工器402输出第二参考电压Vref2至电源供应模块10的第二输入端F2。当第二控制讯号CS_2为低电平时，则输出第三多工器402输出第一参考电压Vref1至电源供应模块10的第二输入端F2。其中通常第一参考电压Vref1大于第二参考电压Vref2。

请参照图8，图8为本发明另一实施例的电路方块图。如图8所示，本发明实施例的发光二极管阵列的驱动电路100包括有电源供应模块10、发光二极管阵列20、电流控制器30与参考电压产生模块40。与图1不同的是，图8的实施例中，参考电压产生模块40与电流控制器30的电性耦接关系，并非必要连接，但此实施方式并非用以限制本发明。而图8中的发光二极管阵列20与稳流单元S1、S2、S3～Sn的详细组成请参照图2的示意图。

接下来请参照图9与图8，图9为本发明另一实施例的选择模块、参考电压产生模块与电源供应模块的电路示意图，与图3所示的实施例不同在于第一多工器344分别电性耦接于最小值选择器342的输出端、电源供应模块10的第一输入端F1，并且经由乘法器347电性耦接第二多工器346的输出端。换言之，与图3所示的实施例不同在于第一多工器344接收第二电压(Ch1_Rsens、Ch2_Rsens、Ch3_Rsens～Chn_Rsens)之其一乘以一预设倍率K，并且通过第一多工器344选择提供第一电压Ch1_Vcs、Ch2_Vcs、Ch3_Vcs～Chn_Vcs之其一或第二电压Ch1_Rsens、Ch2_Rsens、Ch3_Rsens～Chn_Rsens之其一乘以一预设倍率K给电源供应模块10的第一输入端F1。

此外，图9所示另一实施例与图3所示的实施例的另一不同在于电压产生模块40可以只提供第一参考电压Vref1给电源供应模块10即可。在本实施例中，电源供应模块10仍然是根据第一输入端F1接收的回授电压以及第二输入端F2所接收的参考电压以调整第一输出端O1的电压，进而使得第一输入端F1接收的回授电压能够维持在一预定的范围内。但在本实施例中，仅需提供第一参考电压Vref1给电源供应模块10，其原因在于，在提供第二电压Ch1_Rsens、Ch2_Rsens、Ch3_Rsens～Chn_Rsens之其一给第一输入端F1前，第二电压Ch1_Rsens、Ch2_Rsens、Ch3_Rsens～Chn_Rsens之其一已经乘以一倍率K，使其能够使用第一参考电压Vref1作为参考值。举例而言，当提供第一电压(例如大约0.5伏特)之其一给第一输入端F1时，第一参考电压Vref1可以例如为0.5伏特，而若转为提供第二电压(例如大约0.1伏特)之其一给第一输入端F1时，必须转为使用第二参考电压Vref2可以例如为0.1伏特提供给第二输入端。但在本实施例中，可以提供第二电压(例如大约0.1伏特)之其一乘以一预设倍率K(在本例为5倍)给电源供应模块10的第一输入端F1，因此可以使用第一参考电压Vref1(例如为0.5伏特)做为电源供应模块10的参考电压即可。

接下来，请一并参照图1与图4，图4为本发明实施例的发光二极管阵列的驱动方法步骤流程图。如图4所示，首先，在步骤S401中，电源供应模块10接收由电流控制器30输出的具有最小值的第一电压，并且电源供应模块10根据参考电压产生模块40输出的第一参考电压Vref1调整电源供应模块10输出至发光二极管阵列20的第一驱动电压Vled。

接着，在步骤S403中，电流控制器30比较具有最小值的第一电压与其余的第一电压的差值是否超出设定阈值(S403)，以将比较结果输出至电源供应模块10与参考电压产生模块40。具体地，在步骤S403中，电流控制器30比较具有最小值的第一电压与具有次小值的第一电压。举例来说，若第一电压包括有0.5伏特、0.3伏特、0.4伏特、0.6伏特与0.8伏特时，则电流控制器30比较0.3伏特与0.4伏特的差值是否超出设定阈值。另外，在步骤S403中，于电流控制器30确认所述的差值小于所述的设定阈值时，则回到步骤S401，由电源供应模块10根据第一参考电压Vref1调整所输出的第一驱动电压Vled。

在步骤S405中，于电流控制器30确认所述的差值大于或等于所述的设定阈值时，电源供应模块10接收由电流控制器30输出的具有最小值的第二电压，并且电源供应模块10根据参考电压产生模块40输出的第二参考电压Vref2再次调整电源供应模块10输出至发光二极管阵列20的第一驱动电压Vled。

请一并参照图5与图6，图5为本发明另一实施例的电路方块图，而图6为本发明另一实施例的发光二极管串的驱动方法步骤流程图。本发明另一实施例可用以驱动多个并联的发光二极管串L1、L2、L3～Ln，每个发光二极管串L1、L2、L3～Ln包含串联连接的多个发光二极管D1、D2、D3～Dn、晶体管Q1、Q2、Q3～Qn以及电阻R1、R2、R3～Rn，所述的晶体管Q1、Q2、Q3～Qn包含有控制端、第一端以及第二端。电源供应模块10可将接收的输入电压Vin进行转换，以输出第一驱动电压Vled。电源供应模块10还根据第一输入端F1与第二输入端F2所接收的讯号，调整由第一输出端O1输出第一驱动电压Vled，与图1实施例不同的是，图5的第一输入端F1用以接收第一电压组，其中第一电压组为发光二极管串L1、L2、L3～Ln中最小的第一电压以及第一参考电压Vref1，第二输入端F2用以接收第二电压组，其中发光二极管串L1、L2、L3～Ln中具有最小的第一电压的发光二极管串的第二电压以及第二参考电压Vref2。而电源供应模块10根据第一电压组或第二电压组来调整第一输出端O1输出第一驱动电压Vled。

请参照图6，首先，在步骤S601中，使用电源供应模块10产生第一驱动电压Vled。

接着，在步骤S603中，提供第一驱动电压Vled给每个发光二极管串L1、L2、L3～Ln，以在每个发光二极管串L1、L2、L3～Ln产生电流，其中每个发光二极管串L1、L2、L3～Ln的电流个别流经发光二极管串L1、L2、L3～Ln的多个发光二极管D1、D2、D3～Dn、发光二极管串L1、L2、L3～Ln的晶体管Q1、Q2、Q3～Qn的第一端、发光二极管串L1、L2、L3～Ln的晶体管Q1、Q2、Q3～Qn的第二端以及发光二极管串L1、L2、L3～Ln的电阻R1、R2、R3～Rn。此外每个发光二极管串L1、L2、L3～Ln的晶体管Q1、Q2、Q3～Qn的第一端具有第一电压，而每个发光二极管串L1、L2、L3～Ln的晶体管Q1、Q2、Q3～Qn的第二端具有第二电压。

然后，在步骤S605中，接收每个发光二极管串L1、L2、L3～Ln的第一电压及第二电压。

接下来，在步骤S607中，选择性的提供第一电压组或第二电压组给所述的电源供应模块10，其中第一电压组包含发光二极管串L1、L2、L3～Ln的第一电压的其中之一以及第一参考电压Vref1，而第二电压组包含光二极管串L1、L2、L3～Ln的第二电压的其中之一以及第二参考电压Vref2。具体地，提供每个发光二极管串L1、L2、L3～Ln的第一电压中的最小者以及第一参考电压Vref1，或者提供具有最小第一电压的发光二极管串的第二电压以及第二参考电压Vref2给电源供应模块10。此外，若第一电压的最小值与第一电压的次小值的差值小于预设的阈值，则提供第一电压组给电源供应模块10；若第一电压的最小值与第一电压的次小值的差值大于或等于所述的阈值，则提供第二电压组给电源供应模块10。

然后，在步骤S609中，在选择性的提供第一电压组或第二电压组给所述的电源供应模块10后，若提供第一电压组给电源供应模块10则根据第一电压组调整第一驱动电压Vled，若提供第二电压组给电源供应模块则根据第二电压组调整第一驱动电压Vled。简言之，在步骤S609中在选择性的提供第一电压组或第二电压组给电源供应模块后，根据提供给电源供应模块的电压组，调整第一驱动电压Vled。

综上所述，藉由使用第二电压(Ch1_Rsens、Ch2_Rsens、Ch3_Rsens～Chn_Rsens)作为回授给电源供应模块10的回授电压时，能够使发光二极管串L1、L2、L3～Ln中的晶体管Q1、Q2、Q3～Qn的第一端与第二端电压差降低，因此能够降低电流控制器30的功率消耗。

若例如晶体管Q1、Q2、Q3～Qn为场效晶体管时，请参照图7，图7为本发明实施例电流控制器晶体管工作点示意图。其中水平轴为晶体管第一端与第二端的电压差，垂直轴为流过晶体管的电流，而曲线末端则标示晶体管控制端与第二端的电压差。其中第一电压(Ch1_Vcs、Ch2_Vcs、Ch3_Vcs～Chn_Vcs)作为回授讯号时，晶体管Q1、Q2、Q3分别工作于工作点ch1、工作点ch2及工作点ch3；而当最低第一电压(即晶体管Q1第一电压)与次低的第一电压(即晶体管Q2的第一电压)大于设定阈值时，则转为以第二电压(Ch1_Rsens、Ch2_Rsens、Ch3_Rsens～Chn_Rsens)作为回授讯号，可使晶体管Q1、Q2、Q3分别工作于工作点ch1’、工作点ch2’及工作点ch3’，此时发光二极管串L1、L2、L3～Ln中的晶体管Q1、Q2、Q3～Qn中的部分晶体管可能操作在饱和区，在本范例中，晶体管Q2、Q3则运作于线性区，晶体管Q1运作于饱和区，因此晶体管Q1其第一端与第二端电压差较操作在线性区时低，而且因为此时第一驱动电压Vled较低，故晶体管Q2、Q3其第一端与第二端电压差也可降低，而由于晶体管Q1、Q2、Q3个别第一端与第二端的电压差降低，因此其消耗功率(即流过电流乘以两端电压差)可以降低，进而所有发光二极管串L1、L2、L3～Ln驱动电路的功耗。此外，本发明实施例若在最低第一电压(即晶体管Q1第一电压)与次低的第一电压(即晶体管Q2的第一电压)大于设定阈值时才转为以第二电压(Ch1_Rsens、Ch2_Rsens、Ch3_Rsens～Chn_Rsens)作为回授讯号，因此可避免过多晶体管同时操作在饱和区而造成电流误差过大的问题，当然本发明实施例的附加判断式并非用以限制本发明。

此外，本发明还提供一驱动单一发光二极管串L1时节省驱动电路功耗的方法，如上述各实施例所揭示，其差异在于当仅驱动单一发光二极管串L1，无再选择提供第一电压Ch1_Vcs或第二电压Ch1_Rsens给电源供应模块10，而可以直接提供第二电压Ch1_Rsens给电源供应模块10，进而始发光二极管串L1对应的晶体管Q1操作在饱和区，因此请参考图7所示，操作在饱和区时，晶体管Q1功率消耗将会较操作在线性区时小。

综上所述，本发明的发光二极管串的驱动方法、发光二极管串的驱动电路及其驱动方法，通过双动态电压回授机制，以调整输出至发光二极管阵列的驱动电压，特别是无需增大稳流元件IC的芯片面积与建置成本，即可改善稳流元件IC的热损耗问题，进而提升发光二极管阵列的驱动电路的稳定性。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作若干更动与润饰，因此本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。

Claims (13)

1.一种发光二极管串的驱动电路，包括：

一电源供应模块，具有一第一输入端与一第二输入端与一第一输出端，并用以根据该第一输入端与该第二输入端所接收的讯号，由该第一输出端输出一第一驱动电压；

多个发光二极管串，每一发光二极管串的第一端电性耦接于该电源供应模块的第一输出端，用以接收该第一驱动电压；

一电流控制器，用以个别控制流经每一发光二极管串的电流，电性耦接该电源供应模块的第一输入端，该电流控制器包含多个稳流单元，每一稳流单元分别对应于这些发光二极管串之其一，每一稳流单元包含：

一晶体管，具有一第一端、一第二端与一控制端，该晶体管的第一端电性耦接于对应的发光二极管串的第二端，该控制端用以控制该第一端与该第二端电性耦接或电性隔离；以及

一电阻，该电阻的一端电性耦接该晶体管的第二端；

其中，该第一驱动电压用以驱动这些发光二极管串，并在每一晶体管的第一端个别形成一第一电压，在每一晶体管的第二端个别形成一第二电压；该电流控制器并用以选择性的提供这些第一电压之其一或这些第二电压之其一给该电源供应模块的第一输入端；以及

一参考电压产生模块，电性耦接该电源供应模块的第二输入端及该电流控制器，用以提供一第一参考电压或一第二参考电压给该第二输入端，并且若该电流控制器提供这些第一电压之其一给该第一输入端时，该参考电压产生模块提供该第一参考电压给该第二输入端，若该电流控制器提供这些第二电压之其一给该第一输入端时，该参考电压产生模块提供该第二参考电压给该第二输入端。

2.如权利要求1所述的发光二极管串的驱动电路，其中该电流控制器还包含一选择模块，电性耦接每一发光二极管串的晶体管的第一端，用以选择具有最小的第一电压的发光二极管串，该电流控制器提供这些第一电压中的最小的第一电压或该具有最小的第一电压的发光二极管串的第二电压给该第一输入端。

3.如权利要求2所述的发光二极管串的驱动电路，其中该选择模块还用以比较具有最小第一电压的发光二极管串的第一电压与具有次小第一电压的发光二极管串的第一电压的差值是否超出一设定阈值，以决定该电流控制器提供该具有最小第一电压的发光二极管串的第一电压或该具有最小第一电压的发光二极管串的第二电压给该第一输入端。

4.如权利要求3所述的发光二极管串的驱动电路，其中该选择模块包括：

一最小值选择器，接收每一发光二极管串的第一电压并输出具有最小值的第一电压以及一第一控制讯号；及

一第一多工器，电性耦接于该最小值选择器的输出端，该第一多工器接收具有最小值的该第一电压以及具有最小值的该第二电压，并由一第二控制讯号控制以输出具有最小值的该第一电压或具有最小值的该第二电压；

一第二多工器，电性耦接于该第一多工器与该最小值选择器的输出端，该第二多工器用以接收每一发光二极管串的第二电压以及该第一控制讯号，以输出具有最小值的第一电压的发光二极管串的第二电压至该第一多工器；及

一比较器，分别电性耦接于该参考电压产生模块与该第一多工器，该比较器用以比较具有最小的第一电压的发光二极管串与具有次小第一电压的发光二极管串的第一电压差值是否超出该设定阈值，并提供该第二控制讯号给该参考电压产生模块与该第一多工器。

5.一种发光二极管串的驱动电路的驱动方法，该驱动电路为权利要求1所述的发光二极管串的驱动电路，该驱动方法包括有下列步骤：

接收具有最小值的该第一电压，并根据该第一参考电压调整输出的第一驱动电压；

比较具有最小值的该第一电压与其余的这些第一电压的差值是否超出一设定阈值；及

于确认该差值大于或等于该设定阈值时，接收具有最小值的该第二电压并根据该第二参考电压再次调整所输出的该第一驱动电压。

6.如权利要求5所述的发光二极管串的驱动电路的驱动方法，其中于确认该差值小于该设定阈值时，则根据该第一参考电压调整所输出的该第一驱动电压。

7.如权利要求5所述的发光二极管串的驱动电路的驱动方法，其中于比较具有最小值的该第一电压与其余的这些第一电压的差值是否超出一设定阈值的步骤中，比较具有最小值的该第一电压与具有次小值的该第一电压。

8.一种发光二极管串的驱动方法，用以驱动多个并联的发光二极管串，每一发光二极管串包含串联连接的多个发光二极管、一晶体管以及一电阻，该晶体管包含一控制端、一第一端以及一第二端，该驱动方法包括有下列步骤：

使用一电源供应模块产生一第一驱动电压；

提供该第一驱动电压给每一发光二极管串以在每一发光二极管串产生电流，其中每一发光二极管串的电流依序流经该发光二极管串的多个发光二极管、该发光二极管串的晶体管的第一端、该发光二极管串的晶体管的第二端以及该发光二极管串的电阻；此外每一发光二极管串的晶体管的第一端具有一第一电压，该发光二极管串的晶体管的第二端具有一第二电压；

接收每一发光二极管串的第一电压及第二电压；

选择性的提供一第一电压组或一第二电压组给该电源供应模块，其中该第一电压组包含这些发光二极管串的第一电压之其一以及一第一参考电压，该第二电压组包含这些发光二极管串的第二电压之其一以及一第二参考电压；以及

在选择性的提供一第一电压组或一第二电压组给该电源供应模块后，根据提供给该电源供应模块的电压组，调整该第一驱动电压。

9.如权利要求8所述的驱动方法，其中选择性的提供该第一电压组或该第二电压组给该电源供应模块的步骤为选择性的提供这些发光二极管串的第一电压中的最小者以及该第一参考电压或该发光二极管串的第二电压最小者以及该第二参考电压给该电源供应模块。

10.如权利要求8所述的驱动方法，其中选择性的提供该第一电压组或该第二电压组给该电源供应模块的步骤为选择性的提供这些发光二极管串的第一电压中的最小者以及该第一参考电压或该具有最小第一电压的发光二极管串的第二电压以及该第二参考电压给该电源供应模块。

11.如权利要求8所述的驱动方法，其中选择性的提供该第一电压组或该第二电压组给该电源供应模块的步骤为若该第一电压的最小值与该第一电压的次小值的差值小于一阈值，则提供该第一电压组给该电源供应模块；若该第一电压的最小值与该第一电压的次小值之差值大于或等于该阈值，则提供该第二电压组给该电源供应模块。

12.一种发光二极管串的驱动电路，包括：

一电源供应模块，具有一第一输入端与一第二输入端与一第一输出端，并用以根据该第一输入端与该第二输入端所接收的讯号，由该第一输出端输出一第一驱动电压；

多个发光二极管串，每一发光二极管串的第一端电性耦接于该电源供应模块的第一输出端，用以接收该第一驱动电压；

一电流控制器，用以个别控制流经每一发光二极管串的电流，电性耦接该电源供应模块的第一输入端，该电流控制器包含多个稳流单元，每一稳流单元分别对应于这些发光二极管串之其一，每一稳流单元包含：

一晶体管，具有一第一端、一第二端与一控制端，该晶体管的第一端电性耦接于对应的发光二极管串的第二端，该控制端用以控制该第一端与该第二端电性耦接或电性隔离；以及

一电阻，该电阻的一端电性耦接该晶体管的第二端；

其中，该第一驱动电压用以驱动这些发光二极管串，并在每一晶体管的第一端个别形成一第一电压，在每一晶体管的第二端个别形成一第二电压；该电流控制器并用以选择性的提供这些第一电压之其一或这些第二电压之其一乘以一预设倍率给该电源供应模块的第一输入端；以及

一参考电压产生模块，电性耦接该电源供应模块的第二输入端，用以提供一第一参考电压给该第二输入端。

13.一种发光二极管串的驱动电路，包括：

一电源供应模块，具有一第一输入端与一第二输入端与一第一输出端，并用以根据该第一输入端与该第二输入端所接收的讯号，由该第一输出端输出一第一驱动电压；

一发光二极管串，该发光二极管串的第一端电性耦接于该电源供应模块的第一输出端，用以接收该第一驱动电压；

一电流控制器，用以控制流经该发光二极管串的电流，电性耦接该电源供应模块的第一输入端，该电流控制器包含一稳流单元，该稳流单元包含：

一晶体管，具有一第一端、一第二端与一控制端，该晶体管的第一端电性耦接于发光二极管串的第二端，该控制端用以控制该第一端与该第二端电性耦接或电性隔离；以及

一电阻，该电阻的一端电性耦接该晶体管的第二端；

其中，该第一驱动电压用以驱动该发光二极管串，并在该晶体管的第一端形成一第一电压，在该晶体管的第二端形成一第二电压；该电流控制器并用以提供该第二电压给该电源供应模块的第一输入端；以及

一参考电压产生模块，电性耦接该电源供应模块的第二输入端，用以提供一第一参考电压给该第二输入端。