CN103974493A - 关联于发光二极管的负载驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种关联于发光二极管的负载驱动装置。在本发明中，由于控制芯片的补偿脚位(CMP)上的补偿电压并不会反应于(或随着)调光所需的脉宽调变信号的变化(即，致能与禁能)而改变。换言之，无论调光所需的脉宽调变信号处于致能还是禁能，控制芯片的补偿脚位上的补偿电压都会维持不变。因此，发光二极管串在电流切换的瞬间并不会有过冲电流的产生。

Description

关联于发光二极管的负载驱动装置

技术领域

本发明是有关于一种电容性负载驱动技术，且特别是有关于一种关联于发光二极管(light-emitting-diodes，LEDs)的负载驱动装置。

背景技术

传统发光二极管驱动装置中的电流型控制芯片(current modecontrol chip)可以配置有脉宽调变的调光功能(pulse-width-modulationdimming function，PWM dimming function)，以对发光二极管串(IEDstring)的亮度进行调整。另一方面，为了要稳定发光二极管串操作所需的直流电压，一般会在控制芯片的补偿脚位(compensation pin，CMP)上外接一个电阻电容串接网络(RC series network)，以对控制芯片的补偿脚位上的补偿电压进行补偿。然而，由于控制芯片的补偿脚位上的补偿电压会反应于(或随着)调光所需的脉宽调变信号(PWM signal)的变化(即，致能与禁能)而改变(即，往上抬升)，以至于发光二极管串在电流切换的瞬间容易会有过冲电流(over-shoot current)的产生。

发明内容

有鉴于此，为了要解决先前技术所述及的问题，本发明的一实施例提供一种负载驱动装置，其包括：电源转换线路、调光线路、控制芯片，以及补偿线路。电源转换线路经配置以反应于一复合驱动信号的高频成分而提供一直流输出电压给发光二极管串。调光线路与发光二极管串串接，且其经配置以反应于所述复合驱动信号的低频成分而调整发光二极管串的亮度。

控制芯片耦接电源转换线路与调光线路，且其经配置以：反应于一补偿电压与一三角波信号的比较而产生一高频栅极脉宽调变信号；反应于一低频调光输入脉宽调变信号与所述高频栅极脉宽调变信号的一及运算而产生所述复合驱动信号以控制电源转换线路与调光线路的运作；以及反应于所述低频调光输入脉宽调变信号的致能而传导所述补偿电压至控制芯片的一只补偿脚位。

补偿线路耦接所述补偿脚位，且其经配置以储存所述补偿电压，并对所述补偿电压进行补偿以使电源转换线路稳定地提供所述直流输出电压。特别地，控制芯片更可经配置以反应于所述低频调光输入脉宽调变信号的禁能而停止传导所述补偿电压至所述补偿脚位，以致使补偿线路所储存的补偿电压不会随着所述低频调光输入脉宽调变信号的变化(即，致能与禁能)而改变。

于本发明的一示范性实施例中，电源转换线路更可经配置以接收一直流输入电压，并且反应于所述复合驱动信号的高频成分而提供所述直流输出电压给发光二极管串。在此条件下，电源转换线路可以为直流升压线路，且此升压线路包括：电感、第一二极管、第一电容、功率开关，以及第一电阻。电感的第一端用以接收所述直流输入电压。第一二极管的阳极耦接电感的第二端，而第一二极管的阴极则耦接至发光二极管串的阳极以提供所述直流输出电压。第一电容的第一端耦接第一二极管的阴极，而第一电容的第二端则耦接至一接地电位。功率开关的漏极耦接电感的第二端与第一二极管的阳极，而功率开关的栅极则用以接收所述复合驱动信号。第一电阻耦接于功率开关的源极与所述接地电位之间。

于本发明的一示范性实施例中，调光线路包括：调光开关、第二电阻，以及复合功能线路。调光开关的漏极耦接至发光二极管串的阴极。第二电阻耦接于调光开关的源极与所述接地电位之间。复合功能线路的输入端用以接收所述复合驱动信号，而复合功能线路的输出端则耦接至调光开关的栅极。

于本发明的一示范性实施例中，复合功能线路包括：第三电阻、第二电容，以及第二二极管。其中，第三电阻的第一端用以作为复合功能线路的输入端以接收所述复合驱动信号，而第三电阻的第二端则用以作为复合功能线路的输出端以耦接至调光开关的栅极。第二电容耦接于第三电阻的第二端与所述接地电位之间。第二二极管的阳极耦接第三电阻的第一端，而第二二极管的阴极则耦接至第三电阻的第二端。

于本发明的一示范性实施例中，控制芯片更可以具有一只回馈脚位。在此条件下，补偿线路包括：第三电容，其耦接于所述补偿脚位与所述回馈脚位之间。

于本发明的一示范性实施例中，控制芯片包括：运算电压放大器(operational voltage amplifier，OP)、切换单元、三角波产生器，以及控制主体。运算电压放大器经配置以接收第二电阻的回馈电压与一默认回馈参考电压，并据以产生一输出电压。切换单元耦接运算电压放大器，且其经配置以：接收所述输出电压；反应于所述低频调光输入脉宽调变信号的致能而传导作为所述补偿电压的所述输出电压至所述补偿脚位；以及反应于所述低频调光输入脉宽调变信号的禁能而停止传导所述输出电压至所述补偿脚位。三角波产生器经配置以产生所述三角波信号。控制主体耦接运算电压放大器与三角波产生器，且其经配置以：接收所述补偿电压、所述三角波信号与所述低频调光输入脉宽调变信号；比较所述补偿电压与所述三角波信号，以产生所述高频栅极脉宽调变信号；以及对所述低频调光输入脉宽调变信号与所述高频栅极脉宽调变信号进行所述及运算，以产生所述复合驱动信号。

于本发明的一示范性实施例中，控制芯片更可以具有一只栅极输出脚位，且控制主体可通过所述栅极输出脚位以输出所述复合驱动信号。

于本发明的一示范性实施例中，控制芯片更可以具有一只复合功能输入脚位，且控制主体可通过所述复合功能输入脚位以接收所述低频调光输入脉宽调变信号。在此条件下，控制主体更可通过所述复合功能输入脚位以接收一关闭信号(shutdown signal)，从而关闭控制芯片。

于本发明的一示范性实施例中，控制芯片更可以具有一只回馈脚位，且运算电压放大器可通过所述回馈脚位以接收第二电阻的回馈电压。

于本发明的一示范性实施例中，控制主体更可经配置以反应于第一电阻的跨压与一默认过电流保护参考电压而决定是否启动一过电流保护机制。在此条件下，控制主体更可经配置以反应于所述过电流保护机制的启动而停止产生所述复合驱动信号。

于本发明的一示范性实施例中，控制芯片更可以具有一只复合功能侦测脚位，且控制主体可通过所述复合功能侦测脚位以接收第一电阻的跨压。

于本发明的一示范性实施例中，所提的负载驱动装置更可以包括：频率设定电阻，其耦接于第一电阻的第一端与所述复合功能侦测脚位之间，且经配置以设定所述高频栅极脉宽调变信号的频率。

于本发明的一示范性实施例中，控制芯片更可以包括：参考电流源，其耦接于所述复合功能侦测脚位与三角波产生器之间，且经配置以仅于负载驱动装置的运作初期提供一参考电流。特别地，所述复合驱动信号于负载驱动装置的运作初期未被产生。在此条件下，三角波产生器更可经配置以反应于所述参考电流与频率设定电阻的乘积电压而改变所述三角波信号的频率，进而改变所述高频栅极脉宽调变信号的频率。

于本发明的一示范性实施例中，所提的负载驱动装置更可以包括：输出过压保护单元，其耦接于所述直流输出电压与所述接地电位之间，且经配置以通过分压的方式而提供关联于所述直流输出电压的一跨压。在此条件下，控制主体更可经配置以反应于所述跨压与一默认过电压保护参考电压而决定是否启动一过电压保护机制。而且，控制主体更可经配置以反应于所述过电压保护机制的启动而停止产生所述复合驱动信号。

于本发明的一示范性实施例中，控制芯片更可以具有一只过电压侦测脚位，且控制主体可通过所述过电压侦测脚位以接收所述跨压。

于本发明的一示范性实施例中，控制芯片更可以包括：过温度保护侦测单元，其耦接控制主体，且经配置以提供关联于控制芯片的操作温度的一温度感测电压给控制主体。在此条件下，控制主体更可经配置以反应于所述温度感测电压与一默认过温度保护参考电压而决定是否启动一过温度保护机制。而且，控制主体更可经配置以反应于所述过温度保护机制的启动而停止产生所述复合驱动信号。

于本发明的一示范性实施例中，控制芯片更可以具有一只电源脚位以接收操作所需的直流输入电压。必然地，控制芯片更可以具有一只接地脚位以耦接至所述接地电位。

基于上述，在本发明中，由于控制芯片的补偿脚位上的补偿电压并不会反应于(或随着)调光所需的脉宽调变信号(即，低频调光输入脉宽调变信号)的变化(即，致能与禁能)而改变。换言之，无论调光所需的脉宽调变信号(即，低频调光输入脉宽调变信号)处于致能还是禁能，控制芯片的补偿脚位上的补偿电压都会维持不变。因此，发光二极管串在电流切换的瞬间并不会有过冲电流(over-shoot current)的产生，从而得以解决先前技术所述及的问题。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为例示性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

现将详细参考本发明的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分，其中：

图1绘示为本发明一示范性实施例的负载驱动装置(load drivingapparatus)10的示意图。

图2绘示为图1的负载驱动装置10的实施(implementation)示意图。

具体实施方式

图1绘示为本发明一示范性实施例的负载驱动装置(load drivingapparatus)10的示意图，而图2绘示为图1的负载驱动装置10的实施示意图。请合并参阅图1与图2，负载驱动装置10包括：电源转换线路(powerconversion circuit)101、调光线路(dimming circuit)103、(电压型)控制芯片(voltage-mode control chip)105、补偿线路(compensationcircuit)107，以及输出过压保护单元(output over-voltage protectionunit)109。

电源转换线路101经配置以接收直流输入电压(DC inputvoltage)V_{DC_IN}，并且反应于来自控制芯片105的复合驱动信号(complexdriving signal)GD_mix的高频成分(high-frequency component)而提供直流输出电压(DC output voltage)V_{DC_OUT}给至少一发光二极管串(LEDstring)20(亦即，多颗顺向串接在一起的发光二极管)。

于本示范性实施例中，电源转换线路101可以为直流升压线路(DCboost circuit)，且其可以包括：电感(inductor)L1、二极管(diode，例如萧特基(Schottky)二极管，但并不限制于此)D1、电容(capacitor)C1、(N型)功率开关(power switch)Q1，以及电阻(resistor)R1。

电感L1的第一端用以接收直流输入电压V_{DC_IN}。二极管D1的阳极(anode)耦接电感L1的第二端，而二极管D1的阴极(cathode)则耦接至发光二极管串20的阳极以提供直流输出电压V_{DC_OUT}。电容C1的第一端耦接二极管D1的阴极，而电容C1的第二端则耦接至接地电位(groundpotential)。(N型)功率开关Q1的漏极(drain)耦接电感L1的第二端与二极管D1的阳极，而(N型)功率开关Q1的栅极(gate)则用以接收来自控制芯片105的复合驱动信号GD_mix。电阻R1耦接于(N型)功率开关Q1的源极(source)与接地电位之间。

另一方面，调光线路103会与发光二极管串20串接，且其经配置以反应于来自控制芯片105的复合驱动信号GD_mix的低频成分(low-frequency component)而调整发光二极管串20的亮度。于本示范性实施例中，调光线路103可以包括：(N型)调光开关(dimming switch)Q2、电阻R2，以及复合功能线路(complex function circuit)Xter。(N型)调光开关Q2的漏极耦接至发光二极管串20的阴极，而电阻R2则耦接于(N型)调光开关Q2的源极与接地电位之间。复合功能线路Xter的输入端用以接收来自控制芯片105的复合驱动信号GD_mix，而复合功能线路Xter的输出端则耦接至调光开关Q2的栅极。

复合功能线路Xter可以由电阻R3、电容C2与二极管D2所组成，但并不限制于此。其中，电阻R3的第一端用以作为复合功能线路Xter的输入端以接收来自控制芯片105的复合驱动信号GD_mix，而电阻R3的第二端则用以作为复合功能线路Xter的输出端以耦接至调光开关Q2的栅极。电容C2耦接于电阻R3的第二端与接地电位之间。二极管D2的阳极耦接电阻R3的第一端，而二极管D2的阴极则耦接至电阻R3的第二端。在此值得一提的是，当复合驱动信号GD_mix为高准位时，二极管D2与电容C2会作动以达到快速导通与充电，而此时复合功能线路Xter可以视为一峰值保持器(peak holder)；另外，当复合驱动信号GD_mix为低准位时，电容C2与电阻R3会作动以达到缓放电，而此时复合功能线路Xter可以视为一放电电路。

控制芯片105耦接电源转换线路101与调光线路103，且其经配置以至少：1)反应于补偿电压(compensation voltage)V_COMP与三角波信号(rampsignal)Ramp_S的比较而产生高频栅极脉宽调变信号(high frequencygate pulse-width-modulation(PWM)signal)GPW；2)反应于低频调光输入脉宽调变信号(low frequency dimming input PWM signal)DIM_I与高频栅极脉宽调变信号GPW的及运算(“AND”operation)而产生复合驱动信号GD_mix(＝GPW.DIM_I)以控制电源转换线路101与调光线路103的运作；3)反应于低频调光输入脉宽调变信号DIM_I的致能(enable)而传导作为补偿电压V_COMP的输出电压V_OP至控制芯片105的补偿脚位(compensationpin)CMP。甚至，控制芯片105还可经配置以：4)反应于低频调光输入脉宽调变信号DIM_I的禁能(disable)而停止传导输出电压V_OP至控制芯片105的补偿脚位CMP。

在此值得解释的是，高频栅极脉宽调变信号GPW可以视为复合驱动信号GD_mix的高频成分，而低频调光输入脉宽调变信号DIM_I可以视为复合驱动信号GD_mix的低频成分。而且，高频栅极脉宽调变信号GPW的频率大约可以为几百KHz(但并不限制于此)，而低频调光输入脉宽调变信号DIM_I的频率大约可以为几百Hz(但并不限制于此)。

基本上，为了要让控制芯片105得以正常地运作，控制芯片105可以具有一只电源脚位(power pin)VDD以接收操作所需的直流输入电压V_{DC_IN}，以及具有一只接地脚位(ground pin)GND以耦接至接地电位。如此一来，控制芯片105即可对直流输入电压V_{DC_IN}进行转换(例如：升/降压)以获得其内部电路所需的工作电压。

于本示范性实施例中，控制芯片105可以包括：运算电压放大器(operational voltage amplifier，OP)201、切换单元(switchingunit)203、三角波产生器(ramp generator)205、控制主体(controlbody)207、参考电流源(reference current source)209，以及过温度保护侦测单元(over temperature protection(OTP)detection unit)211。当然，控制芯片105可视实际设计/应用需求而增设他的功能区块，例如：软启动线路(soft start circuit)、欠压侦测线路(brown out circuit)、计数器(counter)…等。

运算电压放大器(OP)201经配置以接收电阻R2的回馈电压V_FB与默认回馈参考电压(predetermined feedback reference voltage)Vref，并据以产生输出电压V_OP。换言之，运算电压放大器(OP)201的正输入端(+)用以接收默认回馈参考电压Vref，运算电压放大器(OP)201的负输入端(-)用以接收电阻R2的回馈电压V_FB，而运算电压放大器(OP)201的输出端则用以产生输出电压V_OP。于本示范性实施例中，控制芯片105更可以具有一只回馈脚位(feedback Pin)INN，且运算电压放大器(OP)201可以通过回馈脚位INN以接收电阻R2的回馈电压V_FB。在正常情况下，回馈至控制芯片105的回馈脚位INN的回馈电压V_FB实质上可以与默认回馈参考电压Vref相近，例如：0.2V，但并不限制于此。

切换单元203耦接运算电压放大器(OP)201，且其经配置以至少：1)接收来自运算电压放大器(OP)201的输出电压V_OP；2)反应于低频调光输入脉宽调变信号DIM_I的致能而传导作为补偿电压V_COMP的输出电压V_OP(即，V_OP＝V_COMP)至控制芯片105的补偿脚位CMP；以及3)反应于低频调光输入脉宽调变信号DIM_I的禁能而停止传导输出电压V_OP至控制芯片105的补偿脚位CMP。于本示范性实施例中，切换单元203可以采用任何型式的N型晶体管开关来实施，但并不限制于此，一切可视实际设计/应用需求来选用适合的开关元件，只要维持切换单元203既有的功能即可。

三角波产生器205经配置以产生频率可被设定/调整/改变的三角波信号Ramp_S给控制主体207，而关于如何设定/调整/改变三角波信号Ramp_S的频率的技术方案，在后文中会再详细的解释。

控制主体207耦接运算电压放大器(OP)201与三角波产生器205，且其经配置以至少：1)接收来自运算电压放大器(OP)201的补偿电压V_COMP、来自三角波产生器205的三角波信号Ramp_S与外部的低频调光输入脉宽调变信号DIM_I；2)比较所接收的补偿电压V_COMP与三角波信号Ramp_S，以产生高频栅极脉宽调变信号GPW；以及3)对低频调光输入脉宽调变信号DIM_I与高频栅极脉宽调变信号GPW进行及运算(.)，以产生复合驱动信号GD_mix(＝GPW.DIM_I)。

在此条件下，控制芯片105更可以具有一只栅极输出脚位(gateoutput Pin)GATE，且控制主体207可以通过栅极输出脚位GATE以输出复合驱动信号GD_mix来控制电源转换线路101与调光线路103的运作，亦即：控制(N型)功率开关Q1与(N型)调光开关Q2的切换。此外，控制芯片105更可以具有一只复合功能输入脚位(complex function inputpin)MI，且控制主体207可以通过复合功能输入脚位MI以接收低频调光输入脉宽调变信号DIM_I，从而实现调光的功能。甚至，控制主体207更可以通过复合功能输入脚位MI以接收保持一段预设时间(例如：＞20ms，但并不限制于此)为低准位的关闭信号(shutdown signal)DIS，从而关闭(shutdown)控制芯片105。显然地，复合功能输入脚位MI可以被提供以对发光二极管串20进行调光以及对控制芯片105进行关闭的两种功能。在正常情况下，低频调光输入脉宽调变信号DIM_I的禁能时间会小于前述的预设时间(亦即，＜20ms)。

另一方面，如图2所示，补偿线路107会耦接至控制芯片105的补偿脚位CMP，且其经配置以储存补偿电压V_COMP，并对补偿电压V_COMP进行补偿以使电源转换线路101稳定地提供直流输出电压V_{DC_OUT}。于本示范性实施例中，补偿线路107可以为一个电容网络(C network)，但并不限制于此，且其可以包括：电容C3。电容C3的第一端耦接至控制芯片105的补偿脚位CMP，而电容C3的第二端耦接至控制芯片105的回馈脚位INN。然而，在本发明的其他示范性实施例中，得依据实际设计/应用需求，亦可额外地增加补偿等效电阻与等效电容(未绘示)与电容C3耦接，包含串联及/或并联及其组合。

在此值得一提的是，由于补偿线路107会反应于低频调光输入脉宽调变信号DIM_I的致能而通过电容C3储存补偿电压V_COMP，并且反应于低频调光输入脉宽调变信号DIM_I的禁能而呈现浮接(floating)的状态。由此可知的是，补偿线路107所储存的补偿电压V_COMP并不会随着低频调光输入脉宽调变信号DIM_I的变化(即，致能与禁能)而改变。换言之，无论低频调光输入脉宽调变信号DIM_I处于致能还是禁能，控制芯片105的补偿脚位CMP上的补偿电压V_COMP都会维持不变。

除此之外，为了要避免发光二极管串20与/或负载驱动装置10的内部元件受过电流(over current，0C)的影响而损毁，故在本示范性实施例中，控制主体207更可经配置以反应于电阻R1的跨压V_R1与默认过电流保护参考电压V_{OCP_ref}而决定是否启动过电流保护机制(OC protectionmechanism)。一旦控制主体207决定启动过电流保护机制的话，则控制主体207会反应于过电流保护机制的启动而停止产生复合驱动信号GD_mix，直至无过电流发生为止。在此条件下，控制芯片105更可以具有一只复合功能侦测脚位(complex function detection pin)MD，且控制主体207可以通过复合功能侦测脚位MD以接收电阻R1的跨压V_R1，从而判断是否有过电流的发生。显然地，复合功能侦测脚位MD可以被提供以对过电流进行侦测的功能。

另一方面，复合功能侦测脚位MD可以更被提供以对高频栅极脉宽调变信号GPW的频率进行设定。换言之，复合功能侦测脚位MD可以被提供以对过电流进行侦测以及对高频栅极脉宽调变信号GPW的频率进行设定的两种功能。更清楚来说，频率设定电阻R_FREQ耦接于电阻R1的第一端与控制芯片105的复合功能侦测脚位MD之间，且此频率设定电阻R_FREQ可经配置以设定高频栅极脉宽调变信号GPW的频率。

在实际应用上，于负载驱动装置10的运作初期，复合驱动信号GD_mix并不会被产生，而且耦接于控制芯片105的复合功能侦测脚位MD与三角波产生器205之间的参考电流源209仅会与此同时地提供参考电流(reference current)Iref。在此条件下，三角波产生器205更可经配置以反应于参考电流Iref与频率设定电阻R_FREQ的乘积电压(即，Iref*R_FREQ)而改变三角波信号Ramp_S的频率，进而改变高频栅极脉宽调变信号GPW的频率。如此一来，基于控制芯片105所输出的复合驱动信号GD_mix的频率可被设定/调整/改变的缘故(只要适当地对频率设定电阻R_FREQ的阻值进行设定即可)，以至于负载驱动装置10的应用范围/领域得以被大大地扩展。而在此值得一提的是，由于电阻R1的阻值实质上很小，故而在负载驱动装置10的运作初期，电阻R1并不足以影响到所欲设定的高频栅极脉宽调变信号GPW的频率大小。

另一方面，为了要避免发光二极管串20与/或负载驱动装置10的内部元件受过电压(over voltage，OV)的影响而损毁，故在本示范性实施例中，控制芯片105可以通过参考来自输出过压保护单元109的跨压V_R5而决定是否启动过电压保护机制(OV protection mechanism)。于本示范性实施例中，输出过压保护单元109耦接于直流输出电压V_{DC_OUT}与接地电位之间，且其经配置以提供关联于直流输出电压V_{DC_OUT}的跨压V_R5。

更清楚来说，输出过压保护单元109可以包括：电阻R4与R5。电阻R4的第一端用以接收直流输出电压V_{DC_OUT}，电阻R4的第二端用以提供跨压V_R5，而电阻R5则耦接于电阻R4的第二端与接地电位之间。显然地，跨压V_R5为直流输出电压V_{DC_OUT}的分压电压，亦即：V_R5＝V_{DC_OUT}*(R5/(R4+R5))。

基于输出过压保护单元109所提供的跨压V_R5，控制主体207更可经配置以反应于跨压V_R5与默认过电压保护参考电压V_{OVP_ref}而决定是否启动过电压保护机制。一旦控制主体207决定启动过电压保护机制的话，则控制主体207会反应于过电压保护机制的启动而停止产生复合驱动信号GD_mix，直至无过电压发生为止。在此条件下，控制芯片105更可以具有一只过电压侦测脚位(over-voltage sense pin)OVP，且控制主体207可以通过此过电压侦测脚位OVP以接收跨压V_R5，从而判断是否有过电压的发生。当然，在本发明的其他示范性实施例中，控制主体207亦可反应于输出过压保护单元109所提供的跨压V_R5而调整所产生的复合驱动信号GD_mix，一切端视实际设计/应用需求而论。

甚至，为了要避免发光二极管串20与/或负载驱动装置10的内部元件受过温度(over temperature，OT)的影响而损毁，故在本示范性实施例中，耦接至控制主体207的过温度保护侦测单元211可经配置以提供关联于控制芯片105的操作温度的温度感测电压V_TS给控制主体207。在此条件下，控制主体207更可经配置以反应于温度感测电压V_TS与默认过温度保护参考电压V_{OTP_ref}而决定是否启动过温度保护机制。一旦控制主体207决定启动过温度保护机制的话，则控制主体207会反应于过温度保护机制的启动而停止产生复合驱动信号GD_mix，直至无过温度发生为止。

基于上述，控制主体207会反应于低频调光输入脉宽调变信号DIM_I的输入而产生带有高频成分(即，GPW)与低频成分(即，DIM_I)的复合驱动信号GD_mix(＝GPW.DIM_I)来控制电源转换线路101与调光线路103的运作。显然地，通过施加低频调光输入脉宽调变信号DIM_I至控制芯片105的复合功能输入脚位MI，即可实现对发光二极管串20的亮度进行调整的目的。

另一方面，切换单元203会反应于低频调光输入脉宽调变信号DIM_I的致能而将作为补偿电压V_COMP的输出电压V_OP传到控制芯片105的补偿脚位CMP，以使得补偿线路107对补偿电压V_COMP进行储存与补偿，从而让电源转换线路101稳定地提供直流输出电压V_{DC_OUT}。此外，切换单元203会反应于低频调光输入脉宽调变信号DIM_I的禁能而停止将输出电压V_OP传到至控制芯片105的补偿脚位CMP。如此一来，由于补偿线路107处于浮接的状态，故而补偿线路107所储存的补偿电压V_COMP并不会随着低频调光输入脉宽调变信号DIM_I的变化(即，致能与禁能)而改变。换言之，无论低频调光输入脉宽调变信号DIM_I处于致能还是禁能，控制芯片105的补偿脚位CMP上的补偿电压V_COMP都会维持不变。

紧接着，当低频调光输入脉宽调变信号DIM_I从禁能状态进入至致能状态时，由于切换单元203此时呈现导通的状态，再加上运算电压放大器(OP)201的输出端上的电压(V_OP)即会马上呈现补偿线路107所储存的补偿电压VCOMP。因此，发光二极管串20在电流(I_LED)切换的瞬间并不会有过冲电流(over-shoot current)的产生，其系因：1、控制芯片105的补偿脚位CMP上的补偿电压V_COMP维持不变，故而控制主体207并不会于发光二极管串20的电流切换的瞬间产生全开(即，责任周期为100％)的高频栅极脉宽调变信号GPW；以及2、二极管D2与电容C2会于低频调光输入脉宽调变信号DIM_I处于致能状态时提供快速充电的机制。

除此之外，在负载驱动装置10的运作过程中，控制芯片105内的控制主体207会持续监测电阻R1与R5的跨压(V_R1，V_R5)以及温度感测电压V_TS，以判断是否有过电流与/或过电压与/或过温度的发生。一旦控制主体207判断出有过电流与/或过电压与/或过温度发生的话，则控制主体207会立即停止产生复合驱动信号GD_mix，直至无过电流与/或过电压与/或过温度发生为止。

综上所述，在本发明中，由于控制芯片105的补偿脚位CMP上的补偿电压V_COMP并不会反应于(或随着)调光所需的脉宽调变信号(即，低频调光输入脉宽调变信号DIM_I)的变化(即，致能与禁能)而改变。换言之，无论调光所需的脉宽调变信号(即，低频调光输入脉宽调变信号DIM_I)处于致能还是禁能，控制芯片105的补偿脚位CMP上的补偿电压V_COMP都会维持不变。因此，发光二极管串20在电流切换的瞬间并不会有过冲电流(over-shoot current)的产生，从而得以解决先前技术所述及的问题。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定的为准。

另外，本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利要求范围。

Claims (18)

1.一种关联于发光二极管的负载驱动装置，包括：

一电源转换线路，其经配置以反应于一复合驱动信号的高频成分而提供一直流输出电压给一发光二极管串；

一调光线路，与该发光二极管串串接，且其经配置以反应于该复合驱动信号的低频成分而调整该发光二极管串的亮度；

一控制芯片，耦接该电源转换线路与该调光线路，且其经配置以：

反应于一补偿电压与一三角波信号的比较而产生一高频栅极脉宽调变信号；

反应于一低频调光输入脉宽调变信号与该高频栅极脉宽调变信号的一及运算而产生该复合驱动信号以控制该电源转换线路与该调光线路的运作；以及

反应于该低频调光输入脉宽调变信号的致能而传导该补偿电压至该控制芯片的一补偿脚位；以及

一补偿线路，耦接该补偿脚位，且其经配置以储存该补偿电压，并对该补偿电压进行补偿以使该电源转换线路稳定地提供该直流输出电压，

其中，该控制芯片还经配置以反应于该低频调光输入脉宽调变信号的禁能而停止传导该补偿电压至该补偿脚位，以致使该补偿线路所储存的该补偿电压不随着该低频调光输入脉宽调变信号的变化而改变。

2.如权利要求1所述的关联于发光二极管的负载驱动装置，其中该电源转换线路还经配置以接收一直流输入电压，并且反应于该复合驱动信号的高频成分而提供该直流输出电压给该发光二极管串。

3.如权利要求2所述的关联于发光二极管的负载驱动装置，其中该电源转换线路至少为一直流升压线路，且该直流升压线路包括：

一电感，其第一端用以接收该直流输入电压；

一第一二极管，其阳极耦接该电感的第二端，而其阴极则耦接至该发光二极管串的阳极以提供该直流输出电压；

一第一电容，其第一端耦接该第一二极管的阴极，而其第二端则耦接至一接地电位；

一功率开关，其漏极耦接该电感的第二端与该第一二极管的阳极，而其栅极则用以接收该复合驱动信号；以及

一第一电阻，耦接于该功率开关的源极与该接地电位之间。

4.如权利要求3所述的关联于发光二极管的负载驱动装置，其中该调光线路包括：

一调光开关，其漏极耦接至该发光二极管串的阴极；

一第二电阻，耦接于该调光开关的源极与该接地电位之间；以及

一复合功能线路，其输入端用以接收该复合驱动信号，而其输出端则耦接至该调光开关的栅极。

5.如权利要求4所述的关联于发光二极管的负载驱动装置，其中该复合功能线路包括：

一第三电阻，其第一端用以作为该复合功能线路的输入端以接收该复合驱动信号，而其第二端则用以作为该复合功能线路的输出端以耦接至该调光开关的栅极；

一第二电容，耦接于该第三电阻的第二端与该接地电位之间；以及

一第二二极管，其阳极耦接该第三电阻的第一端，而其阴极则耦接至该第三电阻的第二端。

6.如权利要求5所述的关联于发光二极管的负载驱动装置，其中该控制芯片还具有一回馈脚位，且该补偿线路包括：一第三电容，耦接于该补偿脚位与该回馈脚位之间。

7.如权利要求6所述的关联于发光二极管的负载驱动装置，其中该控制芯片包括：

一运算电压放大器，其经配置以接收该第二电阻的一回馈电压与一默认回馈参考电压，并据以产生一输出电压；

一切换单元，耦接该运算电压放大器，且其经配置以：

接收该输出电压；

反应于该低频调光输入脉宽调变信号的致能而传导作为该补偿电压的该输出电压至该补偿脚位；以及

反应于该低频调光输入脉宽调变信号的禁能而停止传导该输出电压至该补偿脚位；

一三角波产生器，其经配置以产生该三角波信号；以及

一控制主体，耦接该运算电压放大器与该三角波产生器，且其经配置以：

接收该补偿电压、该三角波信号与该低频调光输入脉宽调变信号；

比较该补偿电压与该三角波信号，以产生该高频栅极脉宽调变信号；以及

对该低频调光输入脉宽调变信号与该高频栅极脉宽调变信号进行该及运算，以产生该复合驱动信号。

8.如权利要求7所述的关联于发光二极管的负载驱动装置，其中：该控制芯片还具有一栅极输出脚位，且该控制主体通过该栅极输出脚位以输出该复合驱动信号；该控制芯片还具有一复合功能输入脚位，且该控制主体通过该复合功能输入脚位以接收该低频调光输入脉宽调变信号；以及该控制芯片还具有一回馈脚位，且该运算电压放大器通过该回馈脚位以接收该第二电阻的该回馈电压。

9.如权利要求8所述的关联于发光二极管的负载驱动装置，其中该控制主体还通过该复合功能输入脚位以接收一关闭信号，从而关闭该控制芯片。

10.如权利要求7所述的关联于发光二极管的负载驱动装置，其中该控制主体还经配置以反应于该第一电阻的跨压与一默认过电流保护参考电压而决定是否启动一过电流保护机制，其中，该控制主体还经配置以反应于该过电流保护机制的启动而停止产生该复合驱动信号。

11.如权利要求10所述的关联于发光二极管的负载驱动装置，其中该控制芯片还具有一复合功能侦测脚位，且该控制主体通过该复合功能侦测脚位以接收该第一电阻的跨压。

12.如权利要求11所述的关联于发光二极管的负载驱动装置，还包括：一频率设定电阻，耦接于该第一电阻的第一端与该复合功能侦测脚位之间，且其经配置以设定该高频栅极脉宽调变信号的频率。

13.如权利要求12所述的关联于发光二极管的负载驱动装置，其中该控制芯片还包括：

一参考电流源，耦接于该复合功能侦测脚位与该三角波产生器之间，且其经配置以仅于该负载驱动装置的运作初期提供一参考电流，

其中，该复合驱动信号于该负载驱动装置的运作初期未被产生，

其中，该三角波产生器还经配置以反应于该参考电流与该频率设定电阻的一乘积电压而改变该三角波信号的频率，进而改变该高频栅极脉宽调变信号的频率。

14.如权利要求7所述的关联于发光二极管的负载驱动装置，还包括：

一输出过压保护单元，耦接于该直流输出电压与该接地电位之间，且其经配置以提供关联于该直流输出电压的一跨压，

其中，该控制主体还经配置以反应于该跨压与一默认过电压保护参考电压而决定是否启动一过电压保护机制，

其中，该控制主体还经配置以反应于该过电压保护机制的启动而停止产生该复合驱动信号。

15.如权利要求14所述的关联于发光二极管的负载驱动装置，其中该输出过压保护单元包括：一第四电阻，其第一端用以接收该直流输出电压，而其第二端则用以提供该跨压；以及一第五电阻，耦接于该第四电阻的第二端与该接地电位之间。

16.如权利要求14所述的关联于发光二极管的负载驱动装置，其中该控制芯片还具有一过电压侦测脚位，且该控制主体通过该过电压侦测脚位以接收该跨压。

17.如权利要求7所述的关联于发光二极管的负载驱动装置，其中该控制芯片还包括：一过温度保护侦测单元，耦接该控制主体，且其经配置以提供关联于该控制芯片的操作温度的一温度感测电压给该控制主体，其中，该控制主体还经配置以反应于该温度感测电压与一默认过温度保护参考电压而决定是否启动一过温度保护机制，其中，该控制主体还经配置以反应于该过温度保护机制的启动而停止产生该复合驱动信号。

18.如权利要求3所述的关联于发光二极管的负载驱动装置，其中：该控制芯片还具有一电源脚位以接收操作所需的该直流输入电压，该控制芯片还具有一接地脚位以耦接至该接地电位。