CN106507560B - 发光二极管背光模块及其驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发光二极管背光模块及其驱动装置。发光二极管背光模块包括发光二极管串及驱动装置。驱动装置包括感测电阻、可调分压电路、比较器、电源转换级与控制电路。感测电阻耦接在发光二极管串的阴极与接地电位之间以产生回授电压。可调分压电路根据分压比率产生参考电压，其中分压比率受控于第一信号组与第二信号组。比较器对回授电压与参考电压进行比较并据以产生控制信号。电源转换级根据控制信号而提供直流电压到发光二极管串的阳极。控制电路计数调光信号的禁能期间以产生第一信号组，且计数调光信号的致能期间以产生第二信号组。本发明提供的驱动装置无需外接电容即可将脉波宽度调变为基础的调光信号转换为模拟电压信号，且驱动装置在任何频率的调光信号之下，皆可精确地调整显示画面的亮度。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管驱动技术，尤其涉及一种发光二极管背光模块及其驱动装置。
背景技术
近年来，随着半导体科技蓬勃发展，携带型电子产品及平面显示器产品也随之兴起。而在众多平面显示器的类型当中，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)基于其低电压操作、无辐射线散射、重量轻以及体积小等优点，随即已成为各显示器产品的主流。一般而言，由于液晶显示面板(LCD panel)本身并不具备自发光的特性，因此必须在液晶显示面板的下方放置背光模块(backlight module)，藉以提供液晶显示面板所需的(背)光源(backlight source)。
传统的背光模块大致可以分为两类，其一是由冷阴极管(cold cathodefluorescent lamp，CCFL)所组成的背光模块，而另一则是由发光二极管(light emittingdiode，LED)所组成的背光模块。其中，由于发光二极管背光模块可以提升液晶显示器的色域(color gamut)，故而现今各家面板业者大多以发光二极管背光模块来取代冷阴极管背光模块。
发光二极管背光模块具有多组并列在一起的发光二极管串(LED string)，且每一发光二极管串是由多颗串接在一起的发光二极管所组成。基本上，所有发光二极管串可以操作在由升压单元(boost unit)所产生的系统电压(system voltage)下，藉以让流经每一发光二极管串的电流都保持相同的定电流。
另一方面，在某些应用上，有可能配合环境光或者显示的画面不同而有调整亮度的需求。目前常见的方式是提供一个调光信号(dimming signal)，并透过外接电容及电阻的方式来对调光信号进行滤波以产生模拟电压信号，再将此模拟电压信号与来自发光二极管串的回授电压信号进行比较以控制系统电压，从而达到调光的目的。然而，这样的作法将使得发光二极管串的驱动装置需要额外的接脚以外接电容。除此之外，调光信号的频率亦不可太低，否则滤波之后的模拟电压信号将会失真而无法精确地调整显示画面的亮度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种发光二极管背光模块及其驱动装置，其中驱动装置无需外接电容即可将脉波宽度调变(pulse width modulation，PWM)为基础的调光信号转换为模拟电压信号，且驱动装置在任何频率的调光信号之下，皆可精确地调整显示画面的亮度。
本发明的发光二极管驱动装置适用于驱动至少一发光二极管串。发光二极管驱动装置可包括感测电阻、可调分压电路、比较器、电源转换级以及控制电路。感测电阻的第一端耦接到至少一发光二极管串的阴极以产生回授电压，而感测电阻的第二端则耦接到接地电位。可调分压电路用以根据分压比率产生参考电压，其中可调分压电路的分压比率受控于第一信号组与第二信号组。比较器的第一输入端耦接到感测电阻的第一端以接收回授电压。比较器的第二输入端耦接到可调分压电路以接收参考电压。比较器的输出端则用以产生控制信号。电源转换级耦接于比较器的输出端与至少一发光二极管串的阳极之间，用以根据控制信号而提供直流电压到至少一发光二极管串的阳极。控制电路耦接到可调分压电路，且用以接收调光信号。控制电路计数调光信号的禁能期间以产生第一信号组，且计数调光信号的致能期间以产生第二信号组。
在本发明的一实施例中，上述的可调分压电路包括第一可控电阻器以及第二可控电阻器。第一可控电阻器的第一端耦接到电源电位。第一可控电阻器的第二端耦接到第一节点。第二可控电阻器的第一端耦接到第一节点以产生参考电压。第二可控电阻器的第二端耦接到接地电位。第一可控电阻器受控于第一信号组而调整第一可控电阻器的电阻值，且第二可控电阻器受控于第二信号组而调整第二可控电阻器的电阻值。
在本发明的一实施例中，上述的第一可控电阻器的等效电阻值与调光信号的禁能期间的长短正相关，且上述的第二可控电阻器的等效电阻值与调光信号的致能期间的长短正相关。
在本发明的一实施例中，上述的第一可控电阻器包括多个切换电阻模块。此些切换电阻模块依序串接。此些切换电阻模块中的第一级切换电阻模块耦接到电源电位，且此些切换电阻模块中的最后一级切换电阻模块耦接到第一节点。此些切换电阻模块中的每一者受控于第一信号组的至少一对应者以改变第一可控电阻器的电阻值。
在本发明的一实施例中，此些切换电阻模块中的每一者包括电阻模块以及开关模块。开关模块与电阻模块并联连接。开关模块受控于第一信号组的至少一对应者以决定切换电阻模块的电阻值。
在本发明的一实施例中，上述的电阻模块包括一个或多个电阻，其中此些电阻依序串联连接或是彼此并联连接。上述的开关模块包括一个或多个开关，其中此些开关依序串联连接，且此些开关分别依据第一信号组的至少一对应者而启闭。
在本发明的一实施例中，上述的第二可控电阻器包括多个切换电阻模块。此些切换电阻模块依序串接。此些切换电阻模块中的第一级切换电阻模块耦接到第一节点。此些切换电阻模块中的最后一级切换电阻模块耦接到接地电位。此些切换电阻模块中的每一者受控于第二信号组的至少一对应者以改变第二可控电阻器的电阻值。
在本发明的一实施例中，上述的控制电路包括边缘侦测电路、计数器以及取样电路。边缘侦测电路用以接收调光信号，且侦测调光信号的上升边缘及下降边缘以产生重置信号。计数器用以接收输入频率信号，且耦接到边缘侦测电路以接收重置信号。计数器反应于输入频率信号以产生计数值，且反应于重置信号以重置计数值。取样电路用以接收调光信号，且耦接到计数器以接收计数值。取样电路根据调光信号的下降边缘取样计数值以作为第二信号组，且根据调光信号的上升边缘取样计数值以作为第一信号组。
本发明的发光二极管背光模块包括至少一发光二极管串以及上述的发光二极管驱动装置。发光二极管驱动装置耦接到至少一发光二极管串以驱动至少一发光二极管串。
基于上述，在本发明实施例所提供的发光二极管背光模块及其驱动装置中，控制电路可计数调光信号的禁能期间的时间长短与致能期间的时间长短，以分别产生第一信号组与第二信号组。可调分压电路可根据第一信号组与第二信号组来调整其分压比率以产生参考电压。而根据分压比率所产生的参考电压实质上即可代表调光信号的工作周期(dutycycle)。因此，驱动装置无需外接电容即可将脉波宽度调变为基础的调光信号转换为参考电压。如此一来，低频的调光信号亦可精确地转换为参考电压。此外，当改变调光信号的工作周期时，参考电压将随之改变，致使回授电压及流过发光二极管串的电流也将随之改变。因此可精确地调整发光二极管串的亮度。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一示范性实施例所绘示的发光二极管背光模块的示意图；
图2为图1所示的可调分压电路的一电路示意图；
图3为图2的可调分压电路的一具体实施示意图；
图4为图1所示的控制电路的一电路方块示意图。
附图标记说明：
10：发光二极管背光模块；
100：驱动装置；
120、120’：可调分压电路；
122、122’：第一可控电阻器；
124、124’：第二可控电阻器；
140：比较器；
160：电源转换级；
180：控制电路；
482：边缘侦测电路；
484：计数器；
486：取样电路；
500：发光二极管串；
8r、4r、2r、r、(1/2)r、(1/4)r、(1/8)r：电阻值；
CS：控制信号；
CLK：输入频率信号；
DIM：调光信号；
GND：接地电位；
IL：电流；
L：发光二极管；
ND1：第一节点；
R11～R1y、R21～R2x：切换电阻模块；
Rs：感测电阻；
RST：重置信号；
RM11～RM1y、RM21～RM2x：电阻模块；
SC11～SC1y：第一信号组；
SC21～SC2x：第二信号组；
VAL：计数值；
VBUS：直流电压；
VIN：输入电压；
V1：电源电位；
Vfb：回授电压；
Vref：参考电压；
WM11～WM1y、WM21～WM2x：开关模块。
具体实施方式
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组件/构件代表相同或类似部分。
图1是依照本发明一示范性实施例所绘示的发光二极管背光模块(lightemitting diode backlight module，LED backlight module)10的示意图。请参照图1，发光二极管背光模块10可以应用在液晶显示系统(liquid crystal display system，LCDsystem)当中，但本发明并不限制于此。发光二极管背光模块10可包括：N组发光二极管串(LED string)与驱动装置(driving apparatus)100。于本示范性实施例中，N可以为大于或等于1的正整数，但为便于解释，于此假设N等于1，而N大于1的示范性实施例可依据以下说明以类推之。故发光二极管背光模块10包括1组发光二极管串500，且发光二极管串500可包括多颗串接在一起的发光二极管L。
另外，驱动装置100可耦接到发光二极管串500以驱动发光二极管串500。如图1所示，驱动装置100可包括感测电阻Rs、可调分压电路120、比较器140、电源转换级160以及控制电路180，但本发明并不限于此。感测电阻Rs的第一端可耦接到发光二极管串500的阴极，而感测电阻Rs的第二端则可耦接到接地电位GND。感测电阻Rs可感测流过发光二极管串500的电流IL并据以产生回授电压Vfb。可调分压电路120可用以根据分压比率产生参考电压Vref，其中可调分压电路120的分压比率可受控于第一信号组SC11～SC1y与第二信号组SC21～SC2x。
比较器140的第一输入端可耦接到感测电阻Rs的第一端以接收回授电压Vfb，比较器140的第二输入端可耦接到可调分压电路120以接收参考电压Vref，而比较器140的输出端则可用以产生控制信号CS。电源转换级160可耦接于比较器140的输出端与发光二极管串500的阳极之间。电源转换级160可用以接收输入电压VIN。电源转换级160可根据控制信号CS并采用脉宽调变控制机制(pulse width modulation control mechanism,PWM controlmechanism)而对所接收的输入电压VIN进行升降压处理(boost-buck process)，以提供直流电压VBUS至发光二极管串500的阳极。
控制电路180可耦接到可调分压电路120。控制电路180可用以接收调光信号(dimming signal)DIM。控制电路180可计数调光信号DIM的禁能期间以产生第一信号组SC11～SC1y，且可计数调光信号DIM的致能期间以产生第二信号组SC21～SC2x。
就整体的运作来说，控制电路180可计数调光信号DIM的禁能期间与致能期间以分别产生第一信号组SC11～SC1y与第二信号组SC21～SC2x。因此，第一信号组SC11～SC1y所代表的数值与调光信号DIM的禁能期间的时间长短相关联，而第二信号组SC21～SC2x所代表的数值则与调光信号DIM的致能期间的时间长短相关联。另外，可调分压电路120可根据第一信号组SC11～SC1y与第二信号组SC21～SC2x来调整其分压比率以产生参考电压Vref。因此，根据分压比率所产生的参考电压Vref的电压值实质上可代表调光信号DIM的工作周期(duty cycle)。由此可知，透过控制电路180以及可调分压电路120即可将调光信号DIM转换为参考电压Vref。换句话说，本发明实施例所提出的驱动装置100无需外接电容即可将调光信号DIM转换为参考电压Vref。
接着，比较器140可对参考电压Vref与回授电压Vfb进行比较以产生控制信号CS。电源转换级160可根据控制信号CS而调整提供直流电压VBUS。详细来说，当直流电压VBUS下降时，感测电阻Rs所感测到的回授电压Vfb亦随之下降。当回授电压Vfb低于参考电压Vref时，电源转换级160可根据控制信号CS而调整直流电压VBUS，以使直流电压VBUS的电压位准上升，从而将回授电压Vfb的电压位准拉升并维持在参考电压Vref。反之亦然。
换个角度来说，当调光信号DIM的工作周期改变时，参考电压Vref的电压值将随之改变，致使回授电压Vfb亦随之改变(因为回授电压Vfb会被维持在参考电压Vref的电压值)。反应于回授电压Vfb的改变，流过发光二极管串500的电流IL也将随之改变(电流IL＝Vfb÷Rs)，致使发光二极管串500的亮度改变。由此可知，透过调整调光信号DIM的工作周期，便可达到对发光二极管串500进行调光的目的。
在本发明的一实施例中，电源转换级160可以采用升压电路(boost circuit)或是降压电路(buck circuit)来实现，但本发明并不以此为限。本发明的电源转换级160也可以采用其他类型的电源转换电路来实现。
以下请参照图2，图2是图1所示的可调分压电路120的一电路示意图。可调分压电路120可包括第一可控电阻器122以及第二可控电阻器124。第一可控电阻器122的第一端可耦接到一电源电位V1，其中电源电位V1的电压位准可依实际应用或设计需求而定。而第一可控电阻器122的第二端可耦接到第一节点ND1。第二可控电阻器124的第一端可耦接到第一节点ND1以产生参考电压Vref，而第二可控电阻器124的第二端可耦接到接地电位GND。
特别的是，第一可控电阻器122可受控于第一信号组SC11～SC1y而调整第一可控电阻器122的电阻值，且第二可控电阻器124可受控于第二信号组SC21～SC2x而调整第二可控电阻器124的电阻值。更进一步来说，第一可控电阻器122的等效电阻值可与调光信号DIM的禁能期间的时间长短正相关，而第二可控电阻器124的等效电阻值可与调光信号DIM的致能期间的时间长短正相关。
在本发明的一实施例中，第一可控电阻器122可包括Y个切换电阻模块R11～R1y。如图2所示，切换电阻模块R11～R1y可依序串接，其中第一级切换电阻模块R11可耦接到电源电位V1，最后一级切换电阻模块R1y可耦接到第一节点ND1，但本发明并不以此为限。切换电阻模块R11可受控于第一信号组SC11～SC1y中的一对应者(例如SC11)以改变第一可控电阻器122的电阻值。切换电阻模块R12可受控于第一信号组SC11～SC1y中的一对应者(例如SC12)以改变第一可控电阻器122的电阻值。同样地，切换电阻模块R1y可受控于第一信号组SC11～SC1y中的一对应者(例如SC1y)以改变第一可控电阻器122的电阻值。其余可依此类推。
在本发明的其他实施例中，切换电阻模块R11～R1y中的每一者也可受控于第一信号组SC11～SC1y中的多个对应者以改变第一可控电阻器122的电阻值。举例来说，倘若切换电阻模块R11可透过其内部的多个开关的导通与否来决定切换电阻模块R11本身的电阻值，那么切换电阻模块R11也可受控于第一信号组SC11～SC1y中的多个对应者以改变第一可控电阻器122的电阻值。
值得一提的是，于本发明的上述示范性实施例中，切换电阻模块R11～R1y的数量Y可以为大于1的正整数，且数量Y可依据实际应用或设计需求而定。可以理解的是，倘若数量Y越多，则第一可控电阻器122的电阻值的分辨率则越高，如此一来，可调分压电路120所产生的参考电压Vref将越精确。
以下将针对切换电阻模块R11～R1y进行说明。切换电阻模块R11可包括电阻模块RM11以及开关模块WM11。开关模块WM11与电阻模块RM11可并联连接，且开关模块WM11可受控于第一信号组SC11～SC1y的对应者(即SC11)以决定切换电阻模块R11的电阻值。切换电阻模块R12可包括电阻模块RM12以及开关模块WM12。开关模块WM12与电阻模块RM12可并联连接，且开关模块WM12可受控于第一信号组SC11～SC1y的对应者(即SC12)以决定切换电阻模块R12的电阻值。同样地，切换电阻模块R1y可包括电阻模块RM1y以及开关模块WM1y。开关模块WM1y与电阻模块RM1y可并联连接，且开关模块WM1y可受控于第一信号组SC11～SC1y的对应者(即SC1y)以决定切换电阻模块R1y的电阻值。其余可依此类推。
由于切换电阻模块R11～R1y的架构及运作相类似，故以下将以切换电阻模块R11的电阻模块RM11及开关模块WM11为范例来进行说明，其余切换电阻模块R12～R1y的架构及运作可依此类推。
在本发明的一实施例中，电阻模块RM11可包括一个或多个电阻。倘若电阻模块RM11具有多个电阻，则此些电阻可依序串联连接或是彼此并联连接。而开关模块WM11也可包括一个或多个开关。倘若开关模块WM11具有多个开关，则此些开关可依序串联连接，且这些开关分别依据第一信号组SC11～SC1y的对应者(例如SC11)而导通或断开。
可以理解的是，当切换电阻模块R11的开关模块WM11被导通时，由于电阻模块RM11的两端因开关模块WM11被导通而形成短路，故切换电阻模块R11的有效电阻值实质上可视为0欧姆。反之，当切换电阻模块R11的开关模块WM11被断开时，则切换电阻模块R11的有效电阻值实质上即为电阻模块RM11的电阻值。如此一来，可透过第一信号组SC11～SC1y来控制开关模块WM11～WM1y的启闭，从而调整第一可控电阻器122的电阻值。
在本发明的一实施例中，第二可控电阻器124可包括X个切换电阻模块R21～R2x。如图2所示，切换电阻模块R21～R2x可依序串接，其中第一级切换电阻模块R21可耦接到第一节点ND1，最后一级切换电阻模块R2x可耦接到接地电位GND，但本发明并不以此为限。切换电阻模块R21可受控于第二信号组SC21～SC2x中的一对应者(例如SC21)以改变第二可控电阻器124的电阻值。切换电阻模块R22可受控于第二信号组SC21～SC2x中的一对应者(例如SC22)以改变第二可控电阻器124的电阻值。同样地，切换电阻模块R2x可受控于第二信号组SC21～SC2x中的一对应者(例如SC2x)以改变第二可控电阻器124的电阻值。其余可依此类推。
在本发明的其他实施例中，每一切换电阻模块R21～R2x也可受控于第二信号组SC21～SC2x中的多个对应者以改变第二可控电阻器124的电阻值。举例来说，倘若切换电阻模块R21可透过其内部的多个开关的导通与否来决定切换电阻模块R21本身的电阻值，那么切换电阻模块R21也可受控于第二信号组SC21～SC2x中的多个对应者以改变第二可控电阻器124的电阻值。
值得一提的是，于本发明的上述示范性实施例中，切换电阻模块R21～R2x的数量X可以为大于1的正整数，且数量X可依据实际应用或设计需求而定。可以理解的是，倘若数量X越多，则第二可控电阻器124的电阻值的分辨率则越高，如此一来，可调分压电路120所产生的参考电压Vref将越精确。
以下将针对切换电阻模块R21～R2x进行说明。切换电阻模块R21可包括电阻模块RM21以及开关模块WM21。开关模块WM21与电阻模块RM21可并联连接，且开关模块WM21可受控于第二信号组SC21～SC2x的对应者(即SC21)以决定切换电阻模块R21的电阻值。切换电阻模块R22可包括电阻模块RM22以及开关模块WM22。开关模块WM22与电阻模块RM22可并联连接，且开关模块WM22可受控于第二信号组SC21～SC2x的对应者(即SC22)以决定切换电阻模块R22的电阻值。同样地，切换电阻模块R2x可包括电阻模块RM2x以及开关模块WM2x。开关模块WM2x与电阻模块RM2x可并联连接，且开关模块WM2x可受控于第二信号组SC21～SC2x的对应者(即SC2x)以决定切换电阻模块R2x的电阻值。其余可依此类推。
由于切换电阻模块R21～R2x的架构及运作相类似，故以下将以切换电阻模块R21的电阻模块RM21及开关模块WM21为范例来进行说明，其余切换电阻模块R22～R2x的架构及运作可依此类推。
在本发明的一实施例中，电阻模块RM21可包括一个或多个电阻。倘若电阻模块RM21具有多个电阻，则此些电阻可依序串联连接或是彼此并联连接。而开关模块WM21可包括一个或多个开关。倘若开关模块WM21具有多个开关，则此些开关可依序串联连接，且这些开关可分别依据第二信号组SC21～SC2x的对应者(例如SC21)而导通或断开。
可以理解的是，当切换电阻模块R21的开关模块WM21被导通时，由于电阻模块RM21的两端因开关模块WM21被导通而形成短路，故切换电阻模块R21的有效电阻值实质上可视为0欧姆。反之，当切换电阻模块R21的开关模块WM21被断开时，则切换电阻模块R21的有效电阻值实质上即为电阻模块RM21的电阻值。如此一来，可透过第二信号组SC21～SC2x来控制开关模块WM21～WM2x的启闭，从而调整第二可控电阻器124的电阻值。
以下请同时参照图2及图3，图3所示的可调分压电路120’为图2的可调分压电路120的一具体实施示意图。可调分压电路120’同样可包括第一可控电阻器122’以及第二可控电阻器124’，其中第一可控电阻器122’可包括7个切换电阻模块R11～R17(即Y＝7)，而第二可控电阻器124’可包括7个切换电阻模块R21～R27(即X＝7)。图3所示的切换电阻模块R11～R17的耦接及运作方式可参考图2的切换电阻模块R11～R1y的相关说明类推得之，而图3所示的切换电阻模块R21～R27的耦接及运作方式可参考图2的切换电阻模块R21～R2x的相关说明类推得之。
值得一提的是，切换电阻模块R11～R17的电阻模块RM11～RM17的电阻值可分别为8r、4r、2r、r、(1/2)r、(1/4)r以及(1/8)r，而切换电阻模块R21～R27的电阻模块RM21～RM27的电阻值同样可分别为8r、4r、2r、r、(1/2)r、(1/4)r以及(1/8)r。在此假设开关模块WM11～WM17可分别反应于逻辑“1”的第一信号组SC11～SC17而被断开，且可分别反应于逻辑“0”的第一信号组SC11～SC17而被导通。因此，当调光信号DIM的禁能期间逐渐增加，致使控制电路180透过计数所得到的第一信号组SC11～SC17所代表的数值随之增加时，例如第一信号组SC11～SC17由二进制值“0000001”(十进制值为1)变化至二进制值“0000010”(十进制值为2)，那么第一可控电阻器122’的电阻值将由(1/8)r上升至(1/4)r。由此可知，第一可控电阻器122’的电阻值实质上与调光信号DIM的禁能期间的时间长短成正比。同样地，第二可控电阻器124’的电阻值实质上与调光信号DIM的致能期间的时间长短成正比。
可以理解的是，电阻模块RM11、RM21可由8个电阻值为r的电阻器串联连接而成；电阻模块RM12、RM22可由4个电阻值为r的电阻器串联连接而成；电阻模块RM13、RM23可由2个电阻值为r的电阻器串联连接而成；电阻模块RM15、RM25可由2个电阻值为r的电阻器并联连接而成；电阻模块RM16、RM26可由4个电阻值为r的电阻器并联连接而成；电阻模块RM17、RM27可由8个电阻值为r的电阻器并联连接而成，但本发明并不以此为限。
以下请参照图4，图4是图1所示的控制电路180的一电路方块示意图。控制电路180可包括边缘侦测电路482、计数器484以及取样电路486。边缘侦测电路482可用以接收调光信号DIM，且可侦测调光信号DIM的上升边缘及下降边缘以产生重置信号RST。计数器484可用以接收输入频率信号CLK，且可耦接到边缘侦测电路482以接收重置信号RST，其中计数器484可反应于输入频率信号CLK以产生计数值VAL，且可反应于重置信号RST以重置该计数值VAL。取样电路486可用以接收调光信号DIM，且可耦接到计数器484以接收计数值VAL，其中取样电路486可根据调光信号DIM的下降边缘取样计数值VAL以作为第二信号组SC21～SC2x，且可根据调光信号DIM的上升边缘取样计数值VAL以作为第一信号组SC11～SC1y。
请同时参照图1、图2及图4，当调光信号DIM由逻辑低位准转换至逻辑高位准时，边缘侦测电路482可产生重置信号RST以重置计数器484(即重置计数值VAL)。接着，计数器484可反应于输入频率信号CLK的触发而计数调光信号DIM位于逻辑高位准(例如致能期间)的时间长短(即累计计数值VAL)。当调光信号DIM由逻辑高位准转换至逻辑低位准时，取样电路486可根据调光信号DIM的下降边缘对计数值VAL进行取样以作为第二信号组SC21～SC2x，而边缘侦测电路482可再次产生重置信号RST以重置计数器484(即重置计数值VAL)。接着，计数器484可反应于输入频率信号CLK的触发而计数调光信号DIM位于逻辑低位准(例如禁能期间)的时间长短(即累计计数值VAL)。当调光信号DIM再次由逻辑低位准转换至逻辑高位准时，取样电路486可根据调光信号DIM的上升边缘对计数值VAL进行取样以作为第一信号组SC11～SC1y，而边缘侦测电路482可再次产生重置信号RST以重置计数器484(即重置计数值VAL)。如此重复地计数运作以计算调光信号DIM的致能期间及禁能期间的时间长短，并输出第一信号组SC11～SC1y及第二信号组SC21～SC2x至可调分压电路120以改变可调分压电路120的分压比率，以使可调分压电路120根据分压比率而产生参考电压Vref。
在本发明的一实施例中，控制电路180的边缘侦测电路482、计数器484以及取样电路486可采用特殊功能集成电路(ASIC)或可程序化逻辑门阵列(FPGA)等硬件的方式来实现，但本发明并不以此为限。在本发明的其他实施例中，控制电路180也可透过微处理器(micro processor)或数字信号处理器(digital signal processor，DSP)而执行软件程序的方式来实现。
综上所述，在本发明实施例所提供的发光二极管背光模块及其驱动装置中，控制电路可计数调光信号的禁能期间的时间长短与致能期间的时间长短，以分别产生第一信号组与第二信号组。可调分压电路可根据第一信号组与第二信号组来调整其分压比率以产生参考电压。而根据分压比率所产生的参考电压实质上即可代表调光信号的工作周期(dutycycle)。因此，驱动装置无需外接电容即可将脉波宽度调变为基础的调光信号转换为参考电压。如此一来，低频的调光信号亦可精确地转换为参考电压。此外，当改变调光信号的工作周期时，参考电压将随之改变，致使回授电压及流过发光二极管串的电流也将随之改变。因此可精确地调整发光二极管串的亮度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (16)
1.一种发光二极管驱动装置，适用于驱动至少一发光二极管串，其特征在于，包括：
感测电阻，其第一端耦接到所述至少一发光二极管串的阴极以产生回授电压，而其第二端则耦接到接地电位；
可调分压电路，用以根据分压比率产生参考电压，其中所述可调分压电路的所述分压比率受控于第一信号组与第二信号组；
比较器，其第一输入端耦接到所述感测电阻的第一端以接收所述回授电压，其第二输入端耦接到所述可调分压电路以接收所述参考电压，而其输出端则用以产生控制信号；
电源转换级，耦接于所述比较器的输出端与所述至少一发光二极管串的阳极之间，用以根据所述控制信号而提供直流电压至所述至少一发光二极管串的阳极；以及
控制电路，耦接到所述可调分压电路，且用以接收调光信号，
其中所述控制电路计数所述调光信号的禁能期间以产生所述第一信号组，且计数所述调光信号的致能期间以产生所述第二信号组，
其中所述可调分压电路包括：
第一可控电阻器，其第一端耦接到电源电位，其第二端耦接到第一节点；以及
第二可控电阻器，其第一端耦接到所述第一节点以产生所述参考电压，其第二端耦接到所述接地电位，
其中所述第一可控电阻器受控于所述第一信号组而调整所述第一可控电阻器的电阻值，且所述第二可控电阻器受控于所述第二信号组而调整所述第二可控电阻器的电阻值。
2.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，所述第一可控电阻器的等效电阻值与所述调光信号的所述禁能期间的长短正相关，且该第二可控电阻器的等效电阻值与所述调光信号的所述致能期间的长短正相关。
3.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，所述第一可控电阻器包括：
多个切换电阻模块，该些切换电阻模块依序串接，该些切换电阻模块中的第一级切换电阻模块耦接到所述电源电位，且该些切换电阻模块中的最后一级切换电阻模块耦接到所述第一节点，其中该些切换电阻模块中的每一者受控于所述第一信号组的至少一对应者以改变所述第一可控电阻器的电阻值。
4.根据权利要求3所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，所述该些切换电阻模块中的每一者包括：
电阻模块；以及
开关模块，所述开关模块与所述电阻模块并联连接，且所述开关模块受控于所述第一信号组的所述至少一对应者以决定所述切换电阻模块的电阻值。
5.根据权利要求4所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，
所述电阻模块包括一个或多个电阻，其中该些电阻依序串联连接或是彼此并联连接；以及
所述开关模块包括一个或多个开关，其中该些开关依序串联连接，且该些开关分别依据所述第一信号组的所述至少一对应者而启闭。
6.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，所述第二可控电阻器包括：
多个切换电阻模块，该些切换电阻模块依序串接，该些切换电阻模块中的第一级切换电阻模块耦接到所述第一节点，且该些切换电阻模块中的最后一级切换电阻模块耦接到所述接地电位，其中该些切换电阻模块中的每一者受控于所述第二信号组的至少一对应者以改变所述第二可控电阻器的电阻值。
7.根据权利要求6所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，所述该些切换电阻模块中的每一者包括：
电阻模块；以及
开关模块，所述开关模块与所述电阻模块并联连接，且所述开关模块受控于所述第二信号组的所述至少一对应者以决定所述切换电阻模块的电阻值。
8.根据权利要求7所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，
所述电阻模块包括一个或多个电阻，其中该些电阻依序串联连接或是彼此并联连接；以及
所述开关模块包括一个或多个开关，其中该些开关依序串联连接，且该些开关分别依据所述第二信号组的所述至少一对应者而启闭。
9.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，所述控制电路包括：
边缘侦测电路，用以接收所述调光信号，且侦测所述调光信号的上升边缘及下降边缘以产生重置信号；
计数器，用以接收输入频率信号，且耦接到所述边缘侦测电路以接收所述重置信号，其中所述计数器反应于所述输入频率信号以产生计数值，且反应于所述重置信号以重置所述计数值；以及
取样电路，用以接收所述调光信号，且耦接到所述计数器以接收所述计数值，所述取样电路根据所述调光信号的下降边缘取样所述计数值以作为所述第二信号组，且根据所述调光信号的上升边缘取样所述计数值以作为所述第一信号组。
10.一种发光二极管背光模块，其特征在于，包括：
至少一发光二极管串；以及
驱动装置，耦接到所述至少一发光二极管串以驱动所述至少一发光二极管串，所述驱动装置包括：
感测电阻，其第一端耦接到所述至少一发光二极管串的阴极以产生回授电压，而其第二端则耦接到接地电位；
可调分压电路，用以根据分压比率产生参考电压，所述可调分压电路的所述分压比率受控于第一信号组与第二信号组；
比较器，其第一输入端耦接到所述感测电阻的第一端以接收所述回授电压，其第二输入端耦接到所述可调分压电路以接收所述参考电压，而其输出端则用以产生控制信号；
电源转换级，耦接于所述比较器的输出端与所述至少一发光二极管串的阳极之间，用以根据所述控制信号而提供直流电压至所述至少一发光二极管串的阳极；以及
控制电路，耦接到所述可调分压电路，且用以接收调光信号，
所述控制电路计数所述调光信号的禁能期间以产生所述第一信号组，且计数所述调光信号的致能期间以产生所述第二信号组，
其中所述可调分压电路包括：
第一可控电阻器，其第一端耦接到电源电位，其第二端耦接到第一节点；以及
第二可控电阻器，其第一端耦接到所述第一节点以产生所述参考电压，其第二端耦接到所述接地电位，
其中所述第一可控电阻器受控于所述第一信号组而调整所述第一可控电阻器的电阻值，且所述第二可控电阻器受控于所述第二信号组而调整所述第二可控电阻器的电阻值。
11.根据权利要求10所述的发光二极管背光模块，其特征在于，所述第一可控电阻器的等效电阻值与所述调光信号的所述禁能期间的长短正相关，且所述第二可控电阻器的等效电阻值与所述调光信号的所述致能期间的长短正相关。
12.根据权利要求10所述的发光二极管背光模块，其特征在于，所述第一可控电阻器包括：
多个切换电阻模块，该些切换电阻模块依序串接，该些切换电阻模块中的第一级切换电阻模块耦接到所述电源电位，且该些切换电阻模块中的最后一级切换电阻模块耦接到所述第一节点，其中该些切换电阻模块中的每一者受控于所述第一信号组的至少一对应者以改变所述第一可控电阻器的电阻值。
13.根据权利要求12所述的发光二极管背光模块，其特征在于，所述该些切换电阻模块中的每一者包括：
电阻模块；以及
开关模块，所述开关模块与所述电阻模块并联连接，且所述开关模块受控于所述第一信号组的所述至少一对应者以决定所述切换电阻模块的电阻值。
14.根据权利要求10所述的发光二极管背光模块，其特征在于，所述第二可控电阻器包括：
多个切换电阻模块，该些切换电阻模块依序串接，该些切换电阻模块中的第一级切换电阻模块耦接到所述第一节点，且该些切换电阻模块中的最后一级切换电阻模块耦接到所述接地电位，其中该些切换电阻模块中的每一者受控于所述第二信号组的至少一对应者以改变所述第二可控电阻器的电阻值。
15.根据权利要求14所述的发光二极管背光模块，其特征在于，该些切换电阻模块中的每一者包括：
电阻模块；以及
开关模块，所述开关模块与所述电阻模块并联连接，且所述开关模块受控于所述第二信号组的所述至少一对应者以决定所述切换电阻模块的电阻值。
16.根据权利要求10所述的发光二极管背光模块，其特征在于，所述控制电路包括：
边缘侦测电路，用以接收所述调光信号，且侦测所述调光信号的上升边缘及下降边缘以产生一重置信号；
计数器，用以接收输入频率信号，且耦接到所述边缘侦测电路以接收所述重置信号，其中所述计数器反应于所述输入频率信号以产生计数值，且反应于所述重置信号以重置所述计数值；以及
取样电路，用以接收所述调光信号，且耦接到所述计数器以接收所述计数值，其中所述取样电路根据所述调光信号的下降边缘取样所述计数值以作为所述第二信号组，且根据所述调光信号的上升边缘取样所述计数值以作为所述第一信号组。
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