CN103428952A - 驱动电流控制电路及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制电路，用以控制一驱动元件的驱动电流。控制电路包括：一温度检测器、一耦接温度检测器的开关以及一耦接开关以及驱动元件的电阻串。其中温度检测器可根据一温度产生一控制信号，此控制信号可控制该开关的状态。当控制信号控制开关于一导通状态时，该电阻串具有一第一电阻值，以及当控制信号控制开关于一截止状态时，该电阻串具有一第二电阻值，该驱动元件根据该第一电阻值或该第二电阻值产生一驱动电流。

Description

驱动电流控制电路及其操作方法

技术领域

本发明是关于一种控制电路，特别是有关于一种发光二极管驱动电流控制电路及其操作方法。

背景技术

由于液晶显示器(liquid crystal display，LCD)在使用小电力时能显示优良质量的图像，因此液晶显示器广泛地使用作为显示装置。然而，在液晶显示器内的液晶分子无法自己发光。液晶分子必须透光源来点亮，以清楚地且明确地显示文字和图像。一般而言，背光源作为发光源。近来，在环保要求下，发光二极管已逐渐取代冷阴极荧光灯成为液晶显示装置的背光源。

以发光二极管作为液晶显示器的背光源一般包括多条发光二极管串，其规则地排列以形成多个发光二极管区域，且受到电流驱动以提供白光作为背光源。传统上是以一额定电流来分别驱动此些条发光二极管串提供液晶显示器白光背光源进行图像显示，然而，若以超过此额定电流的过驱动电流来驱动此些条发光二极管串提供更高亮度的背光源时，由于亮度增加，会使得液晶显示器所显示出的图像更为亮丽。但长时间工作在此模式下，会造成发光二极管过热，反而降低发光二极管生命周期。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种发光二极驱动电流控制电路来调节提供给发光二极管的驱动电流，藉以在使用过驱动电流驱动白光发光二极管时，当造成白光发光二极管过热时，能够实时降低此过驱动电流，避免造成发光二极管生命周期降低。以及在白光发光二极管温度回复后，再以过驱动电流驱动白光发光二极管，而可同时兼顾显示质量与发光二极管生命周期的目的。本发明提供一种控制电路，用以控制一驱动元件的驱动电流。控制电路包括：一温度检测器、一耦接温度检测器的开关以及一耦接开关以及驱动元件的电阻串。其中温度检测器可根据一温度产生一控制信号，此控制信号可控制该开关的状态。当控制信号控制开关于一导通状态时，该电阻串具有一第一电阻值，以及当控制信号控制开关于一截止状态时，该电阻串具有一第二电阻值，该驱动元件根据该第一电阻值或该第二电阻值产生一驱动电流。

在一实施例中，温度检测器还包括：一温度检测元件、一参考电压以及一比较器。温度检测元件可根据一温度产生一控制电压，并通过比较器比较此控制电压以及此参考电压以产生一控制信号。

在一实施例中，温度检测元件为一基极和集电极耦接在一起的双极结型晶体管，而此双极结型晶体管的基极和发射极间的电压为控制电压。

在一实施例中，比较器为一磁滞比较器，具有一第一触发电压以及一第二触发电压，第一触发电压大于第二触发电压。当控制电压大于第一触发电压时，控制信号控制开关于一导通状态，当控制电压小于第二触发电压时，控制信号控制开关于一截止状态。

在一实施例中，电阻串还包括串接于一共接点的一第一电阻以及一第二电阻，第一电阻的另一端连接驱动元件，第二电阻的另一端接地，当开关于一导通状态时，第一电阻经由开关接地而提供第一电阻值，当开关于一截止状态时，第一电阻经由第二电阻接地而提供第二电阻值。

在一实施例中，当发光二极管模块被初始驱动时，第一电阻值被提供给该驱动元件以产生一第一驱动电流驱动发光二极管模块，以及当发光二极管模块温度超过一定值时，第二电阻值被提供给驱动元件以产生一第二驱动电流驱动该发光二极管模块，其中第一驱动电流大于第二驱动电流。

本发明的另一方面在于提供一种控制一驱动元件驱动电流的方法，其中该驱动元件用以驱动一发光模块，该方法包括:检测该发光模块温度以产生一控制信号；根据该控制信号控制一开关的状态；以及根据该开关的状态，分别串接具有一第一电阻值的一第一电阻串，或具有一第二电阻值的一第二电阻串至该驱动元件，该驱动元件根据该第一电阻值或该第二电阻值产生一驱动电流。

本发明的另一方面在于提供一种驱动电流的控制方法，其中该驱动电流用以驱动一显示装置的背光源，其中该背光源具有一发光二极管模块，其中该发光二极管模块具有一额定驱动电流，该方法包括：使用一大于该额定驱动电流的一过驱动电流驱动该发光二极管模块；判断该发光二极管模块的温度是否超过一特定值；当该发光二极管模块的温度超过一特定值时，使用该额定驱动电流驱动此发光二极管模块；以及当该发光二极管模块的温度低于该特定值时，使用该过驱动电流驱动该发光二极管模块。

依此，本发明的控制电路及其操作方法可以让发光模块在发光初始时先以过驱动电流驱动发光模块，并在发光模块温度超过一定值时，降低驱动电流，避免发光模块损坏，因此可在不影响发光模块寿命下提升显示质量。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1绘示根据本发明一较佳实施例的一发光二极管驱动电流控制电路的概略图标。

图2所示为根据本发明一较佳实施例的发光二极管驱动电流控制流程图。

图3所示为根据本发明一较佳实施例驱动一显示装置背光源的流程图。

[主要元件标号说明]

101    发光二极管模块               102      驱动元件

103    发光二极管驱动电流控制电路   1011     发光二极管串

1031   温度检测器                   1032     开关

1033   电阻串                       10311    温度检测元件

10312  比较器                       10331    第一电阻

10332  第二电阻                     10333    共接点

Vref   参考电压                     Vo       控制电压

CN的控制信号                        201～203 步骤

301～303  步骤

具体实施方式

以下为本发明较佳具体实施例以所附图示加以详细说明，下列的说明及图标使用相同的参考数字以表示相同或类似元件，并且在重复描述相同或类似元件时则予省略。

图1绘示根据本发明一较佳实施例的一发光二极管驱动电流控制电路的概略图标。其中发光二极管驱动电流控制电路103主要是用以调节驱动元件102输出给发光二极管模块101的驱动电流，以在发光二极管模块101过热时，实时降低提供给发光二极管模块101过驱动电流，并以正常驱动电流驱动发光二极管模块101，同时在发光二极管模块101温度回复时，再次以过驱动电流驱动此发光二极管模块101。而发光二极管模块101，例如可产生白色光，是由多个发光二极管串1011规则地排列所构成，此些发光二极管串1011受到驱动元件102提供的驱动电流驱动，可形成多个发光二极管区域以作为一显示装置的背光源。

发光二极管驱动电流控制电路103还包括：一温度检测器1031、一开关1032以及一电阻串1033。其中温度检测器1031可根据一环境温度产生一控制信号CN。开关1032与温度检测器1031耦接，并根据温度检测器1031所产生的控制信号CN进行开关状态，导通状态或截止状态，的切换。

温度检测器1031还包括一温度检测元件10311、一参考电压Vref以及一比较器10312。其中温度检测元件10311可根据环境温度产生一控制电压Vo，并传输给比较器10312，藉以以将此控制电压Vo与参考电压Vref进行比较来产生控制信号CN。在一实施例中，温度检测元件10311为一具有基极(B)、集电极(C)和发射极(E)的双极结型晶体管，其中双极结型晶体管的基极(B)和集电极(C)耦接在一起并与比较器10312的非反向端(+)连接，而发射极(E)接地。当使用此双极结型晶体管进行环境温度感测时，检测双极结型晶体管的基极(B)和发射极(E)间的电压以作为控制电压Vo，并输出给比较器10312的非反向端(+)，来与比较器10312反向端(-)的参考电压Vref进行比较，以于比较器10312的输出端产生控制信号CN。其中，双极结型晶体管的基极(B)和发射极(E)接面间具有负温度系数关系，亦即环境温度越高，基极(B)和发射极(E)间的电压，控制电压Vo，会下降。

开关1032，例如为一晶体管，具有一栅极(G)、一漏极(D)以及一源极(S)。其中开关1032的栅极(G)与比较器10312的输出端耦接在一起，开关1032的漏极(D)接地，开关1032的源极(S)则与电阻串1033耦接。其中比较器10312输出端产生的控制信号CN可控制开关1032在导通状态和截止状态间进行切换。

电阻串1033还包括串接的一第一电阻10331以及一第二电阻10332。其中，第一电阻10331的一端与一共接点10333连接，另一端则连接驱动元件102，第二电阻10332的一端与一共接点10333连接，而另一端则接地。此外，开关1032的源极(S)亦连接此该共接点10333，因此共接点10333可通过开关1032接地。换言之，在此架构下，当开关1032处于一导通状态时，第一电阻10331经由开关1032接地，因此电阻串1033具有一第一电阻值，即第一电阻10331的电阻值。反之，当开关1032处于一截止状态时，第一电阻10331经由第二电阻10332接地，使得电阻串1033具有一第二电阻值，亦即第一电阻10331和第二电阻10332串连时的电阻值，其中第二电阻值会大于第一电阻值。通过电阻串1033，可提供驱动元件102在不同的电阻值下进行操作，进而提供不同的驱动电流给发光二极管模块101。

在一实施例中，若开关1032为一N型晶体管，在操作初始时，由于发光二极管模块101刚点亮并未过热，环境温度不高，由于负温度系数关系，致使双极结型晶体管的基极(B)和发射极(E)接面间的控制电压Vo维持在一高电平状态，使得输入至比较器10312非反向端的控制电压Vo大于比较器10312反向端的参考电压Vref时，比较器10312的输出端产生一高位阶的控制信号CN，切换控制开关1032于一导通状态时，第一电阻10331经由开关1032接地，而提供第一电阻值给驱动元件102，来输出一过驱动电流驱动发光二极管模块101发光，以提供一显示装置高亮度的背光源，提升该显示装置的显示质量。

随着发光二极管模块101持续点亮，环境温度渐渐升高，使得双极结型晶体管的基极(B)和发射极(E)接面间的控制电压渐渐下降，当发光二极管模块101的温度超出一特定值，使得输入至比较器10312非反向端的控制电压Vo小于比较器10312反向端的参考电压Vref时，比较器10312的输出端产生一低位阶的控制信号CN，切换开关1032处于一截止状态时，第一电阻10331经由第二电阻10332接地，而提供大于第一电阻值的第二电阻值给驱动元件102，而输出一小于过驱动电流的正常电流驱动发光二极管模块101发光。由于发光二极管模块101此时是由较小的驱动电流驱动，因此可避免发光二极管模块101的过热状态，并于发光二极管模块101的温度低于此特定值，再行切换成由过驱动电流驱动此发光二极管模块101。其中，可通过选择不同的参考电压Vref，来设定进行驱动电流切换的温度值。换言之，当发光二极管模块101因过驱动电流驱动造成发光二极管模块101过热时，驱动元件102输出的过驱动电流会被实时降低，而以正常驱动电流驱动此发光二极管模块101，并在发光二极管模块101温度回复正常后，再以大于正常电流的过驱动电流驱动发光二极管模块101，因此可同时兼顾显示质量与发光二极管生命周期。

值得注意的是，为了避免驱动电流切换过于频繁，在另一实施例中，本发明的比较器可选用一磁滞比较器，其中此磁滞比较器具有一第一触发电压以及一第二触发电压，且第一触发电压大于第二触发电压。在此实施例下，当控制电压Vo大于第一触发电压时，磁滞比较器输出一高位阶的控制信号CN，切换开关1032于一导通状态，使得驱动元件102输出一过驱动电流驱动发光二极管模块101发光。而当控制电压Vo小于第二触发电压时，磁滞比较器输出一低位阶的控制信号CN，切换开关1032于一截止状态，使得驱动元件102输出一小于过驱动电流的电流驱动发光二极管模块101发光。换言之，通过选用磁滞比较器，可提供一切换缓冲空间，也就是说，当控制电压Vo的大小是落在第一触发电压以及第二触发电压间时，磁滞比较器输出的控制信号CN的位阶并不改变，使得切换开关1032维持在原状态，驱动元件102输出的驱动电流保持不变，避免切换过于频繁。

图2所示为根据本发明一较佳实施例的发光二极管驱动电流控制流程图。请同时参阅图1与图2。首先于步骤201，检测发光二极管模块101的温度以产生一控制信号CN。在一实施例中，温度检测元件10311为一基极和集电极耦接在一起的双极结型晶体管，可根据发光二极管模块101造成的环境温度，于基极和发射极接面间产生一控制电压Vo，并传输给比较器10312，藉以以将此控制电压Vo与参考电压Vref进行比较来产生控制信号CN。

接着，于步骤202，根据该控制信号CN控制开关1032的状态。在一实施例中，开关1032为一晶体管，其栅极(G)与比较器10312的输出端耦接在一起，比较器10312输出端产生的控制信号CN可控制开关1032在导通状态和截止状态间进行切换。

最后于步骤203，根据开关1032的状态，分别串接具有一第一电阻值的一第一电阻串，或具有一第二电阻值的一第二电阻串至该驱动元件102，该驱动元件102根据该第一电阻值或该第二电阻值产生一驱动电流。在一实施例中，当开关1032处于一导通状态时，第一电阻10331经由开关1032接地，因此与驱动元件102连接的电阻串1033具有一第一电阻值，即第一电阻10331的电阻值。反之，当开关1032处于一截止状态时，第一电阻10331经由第二电阻10332接地，因此与驱动元件102连接的电阻串1033具有一第二电阻值，亦即第一电阻10331和第二电阻10332串连时的电阻值，其中第二电阻值会大于第一电阻值。

图3所示为根据本发明一较佳实施例驱动一显示装置背光源的流程图。其中该显示装置的背光源具有发光二极管模块101，此发光二极管模块101具有一额定的驱动电流。请同时参阅图1与图3。首先于步骤301，以一过驱动电流驱动此发光二极管模块101，在一实施例中，例如，将第一电阻10331与驱动元件102连接，来提供此过驱动电流。接着于步骤302，判断发光二极管模块101的温度是否超过一特定值时。其中当发光二极管模块101温度超过此特定值时，于步骤303，降低此过驱动电流，以额定驱动电流驱动此发光二极管模块101，在一实施例中，将串连的第一电阻10331和第二电阻10332与驱动元件102连接，来提供此额定驱动电流。接着会再次执行步骤302，判断发光二极管模块101的温度是否超过此特定值，当发光二极管模块101温度低于此特定值时，再次以过驱动电流驱动此发光二极管模块101，如步骤301，否则仍以额定驱动电流驱动此发光二极管模块101，如步骤303。

综合上述所言，本发明控制电路可以让发光模块在发光初始时先以过驱动电流驱动发光模块，并在发光模块温度超过一定值时，降低驱动电流，避免发光模块损坏，因此可在不影响发光模块寿命下提升显示质量。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (17)

1.一种控制电路，用以控制一驱动元件的驱动电流，其包括:

一温度检测器，根据一温度产生一控制信号；

一开关，耦接该温度检测器，该控制信号控制该开关的状态；以及

一电阻串，耦接该开关以及该驱动元件，

其中当该控制信号控制该开关于一导通状态时，该电阻串具有一第一电阻值，以及当该控制信号控制该开关于一截止状态时，该电阻串具有一第二电阻值，该驱动元件根据该第一电阻值或该第二电阻值产生一驱动电流。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其中该温度检测器还包括：

一温度检测元件，根据该温度产生一控制电压；

一参考电压；以及

一比较器，比较该控制电压以及该参考电压以产生该控制信号。

3.根据权利要求2所述的控制电路，其中该温度检测元件为一双极结型晶体管，其中该双极结型晶体管的基极和集电极耦接在一起，该控制电压为该双极结型晶体管的基极和发射极间的电压。

4.根据权利要求2所述的控制电路，其中该比较器为一磁滞比较器，具有一第一触发电压以及一第二触发电压，该第一触发电压大于该第二触发电压。

5.根据权利要求4所述的控制电路，其中当该控制电压大于该第一触发电压时，该控制信号控制该开关于一导通状态，当该控制电压小于该第二触发电压时，该控制信号控制该开关于一截止状态。

6.根据权利要求1所述的控制电路，其中该电阻串还包括串接于一共接点的一第一电阻以及一第二电阻，该第一电阻的另一端连接该驱动元件，该第二电阻的另一端接地，该共接点通过该开关接地，当该开关于一导通状态时，该第一电阻经由该开关接地而提供该第一电阻值，当该开关于一截止状态时，该第一电阻经由该第二电阻接地而提供该第二电阻值。

7.根据权利要求6所述的控制电路，其中该驱动元件用以驱动一发光二极管模块，该发光二极管模块具有多个并连的发光二极管串。

8.根据权利要求7所述的控制电路，其中当该发光二极管模块被初始驱动时，该第一电阻值被提供给该驱动元件以产生一第一驱动电流驱动该发光二极管模块，以及当该发光二极管模块温度超过一定值时，该第二电阻值被提供给该驱动元件以产生一第二驱动电流驱动该发光二极管模块，其中该第一驱动电流大于该第二驱动电流。

9.一种控制一驱动元件驱动电流的方法，其中该驱动元件用以驱动一发光模块，该方法包括:

检测该发光模块温度以产生一控制信号；

根据该控制信号控制一开关的状态；以及

根据该开关的状态，分别串接具有一第一电阻值的一第一电阻串，或具有一第二电阻值的一第二电阻串至该驱动元件，该驱动元件根据该第一电阻值或该第二电阻值产生一驱动电流。

10.根据权利要求9所述的方法，其中检测该发光模块温度以产生一控制信号，还包括：

根据该发光模块温度产生一控制电压；以及

比较该控制电压以及该参考电压以产生该控制信号。

11.根据权利要求10所述的方法，其中根据该发光模块温度产生一控制电压还包括：使用一双极结型晶体管检测该发光模块温度，其中该双极结型晶体管的基极和集电极耦接在一起，该控制电压为该双极结型晶体管的基极和发射极间的电压。

12.根据权利要求10所述的方法，其中比较该控制电压以及该参考电压还包括：使用一磁滞比较器比较该控制电压以及该参考电压，该磁滞比较器具有一第一触发电压以及一第二触发电压，该第一触发电压大于该第二触发电压。

13.根据权利要求12所述的方法，其中当该控制电压大于该第一触发电压时，该控制信号控制该开关于一导通状态，以串接该第一电阻串至该驱动元件，以及当该控制电压小于该第二触发电压时，该控制信号控制该开关于一截止状态，以串接该第二电阻串至该驱动元件。

14.根据权利要求9所述的方法，其中该发光模块具有多个并连的发光二极管串。

15.根据权利要求9所述的方法，还包括：当该发光模块被初始驱动时，该第一电阻值被提供给该驱动元件以产生一第一驱动电流驱动该发光模块，以及当该发光模块温度超过一定值时，该第二电阻值被提供给该驱动元件以产生一第二驱动电流驱动该发光二极管模块，其中该第一驱动电流大于该第二驱动电流。

16.一种驱动电流的控制方法，其中该驱动电流用以驱动一显示装置的背光源，其中该背光源具有一发光二极管模块，其中该发光二极管模块具有一额定驱动电流，该方法包括:

使用一大于该额定驱动电流的一过驱动电流驱动该发光二极管模块；

判断该发光二极管模块的温度是否超过一特定值；

当该发光二极管模块的温度超过一特定值时，使用该额定驱动电流驱动此发光二极管模块；以及

当该发光二极管模块的温度低于该特定值时，使用该过驱动电流驱动该发光二极管模块。

17.根据权利要求16所述的方法，其中该发光二极管模块产生白光。

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