TW201305997A - 發光二極體驅動系統及使用其的顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種發光二極體驅動系統，包括微控制器、控制電路、脈衝寬度調變控制器、第一驅動電路、第二驅動電路、第一轉換電路及第二轉換電路。微控制器在顯示面板進行三維顯示時，輸出三維微控制信號。控制電路接收到三維微控制信號時輸出三維控制信號。第二轉換電路用於根據第二驅動電路的輸出將外部直流電壓源轉換為第二直流電壓，與第一轉換電路共同驅動發光二極體陣列。本發明還提供一種顯示裝置。上述發光二極體驅動系統能在二維和三維模式下改變第二驅動電路的輸出，從而滿足不同負載的要求，並提高了元件選用的彈性度。

Description

發光二極體驅動系統及使用其的顯示裝置

本發明涉及一種顯示裝置，尤其涉及一種顯示裝置的發光二極體驅動系統。

目前，三維（3 dimensions，3D）液晶電視是市場的新寵兒，而液晶電視在3D模式下所需要的亮度比二維（2 dimensions，2D）模式下的高。所以3D模式下作為液晶電視背光源的發光二極體（light emitting diode，LED）所需的電流是2D模式下的兩倍或三倍甚至更高，而且3D模式下LED所需的順向導通電壓也會較高。也就是說，對於LED驅動系統而言，2D模式和3D模式為兩種不同的負載特性，因此，對LED驅動系統元件參數的要求也不同，這造成了LED驅動系統元件選用上的困難。

有鑑於此，需提供一種發光二極體驅動系統，能滿足顯示裝置在二維和三維模式下不同的負載特性。

一種發光二極體驅動系統，用於在面板驅動系統的控制下驅動發光二極體陣列點亮顯示面板，該發光二極體驅動系統包括微控制器、控制電路、脈衝寬度調變控制器、第一驅動電路、第二驅動電路、第一轉換電路、第二轉換電路及電流偵測元件。微控制器與該面板驅動系統相連，用於在該顯示面板進行三維顯示時，輸出三維微控制信號，當在該顯示面板進行二維顯示時，輸出二維微控制信號。控制電路與該微控制器相連，用於在接收到該三維微控制信號時，產生並輸出三維控制信號，在接收到該二維微控制信號時，產生並輸出二維控制信號。脈衝寬度調變控制器用於產生脈衝寬度調變信號。第一驅動電路與該脈衝寬度調變控制器相連，用於根據該脈衝寬度調變信號產生第一驅動信號。第二驅動電路與該脈衝寬度調變控制器相連，用於根據該脈衝寬度調變信號產生第二驅動信號。第一轉換電路與外部直流電壓源及該第一驅動電路相連，用於根據該第一驅動信號將該外部直流電壓源轉換為第一直流電壓，驅動該發光二極體陣列。第二轉換電路與該外部直流電壓源、該第二驅動電路及該控制電路相連，用於根據該第二驅動信號將該外部直流電壓源轉換為第二直流電壓，以與該第一直流電壓共同驅動該發光二極體陣列。電流偵測元件與該第一轉換電路、該第二轉換電路及該脈衝寬度調變控制器相連，用於偵測該第一轉換電路與該第二轉換電路的總電流，並迴授至該脈衝寬度調變控制器。其中，當該控制電路輸出該三維控制信號時，該第二轉換電路接收該第二驅動信號並將該外部直流電壓源轉換為第二直流電壓；當該控制電路輸出該二維控制信號時，該第二驅動信號被截止，該第二轉換電路停止轉換該外部直流電壓源。

優選地，該第一轉換電路包括第一保險絲、第一電感、第一電容、第一二極體及第一開關元件。該第一保險絲的一端與該外部直流電壓源相連，用於在流經該第一保險絲的電流過大時熔斷，從而保護該發光二極體驅動系統。該第一電感的一端與該第一保險絲的另一端相連。該第一電容連接於第一電感與該第一保險絲的公共端與地之間。該第一二極體的陽極與該第一電感的另一端相連，該第一二極體的陰極與該發光二極體陣列的陽極相連。該第一開關元件的第一電極與該第一二極體的陽極相連，該第一開關元件的控制極與該第一驅動電路相連，該第一開關元件的第二電極與該電流偵測元件相連。

優選地，該第一開關元件為N型金屬氧化物半導體場效應管，該第一開關元件的第一電極為該N型金屬氧化物半導體場效應管的汲極，該第一開關元件的控制極為該N型金屬氧化物半導體場效應管的閘極，該第一開關元件的第二電極為該N型金屬氧化物半導體場效應管的源極。

優選地，第一驅動電路包括第二電容、第二開關元件、第三開關元件、第一電阻、第二二極體、第二電阻、第三電阻及第四電阻。該第二電容連接於參考電壓源與地之間。該第二開關元件的第一電極與該參考電壓源相連，該第二開關元件的控制極與該脈衝寬度調變控制器相連，以接收該脈衝寬度調變信號。該第三開關元件的第一電極與該第二開關元件的第二電極相連，該第三開關元件的控制極與該第二開關元件的控制極共同連接至該脈衝寬度調變控制器，該第三開關元件的第二電極接地。該第一電阻連接於該第三開關元件的控制極與地之間。該第二二極體的陰極與該第二開關元件的第二電極相連。該第二電阻連接於該第二二極體的陽極與該第一開關元件的控制極之間。該第三電阻連接於該第二開關元件的第二電極與該第一開關元件的控制極之間。該第四電阻連接於該第一開關元件的控制極與地之間。

優選地，該第二開關元件為NPN型電晶體，該第二開關元件的第一電極為該NPN型電晶體的集極，該第二開關元件的控制極為該NPN型電晶體的基極，該第二開關元件的第二電極為該NPN型電晶體的射極，該第三開關元件為PNP型電晶體，該第三開關元件的第一電極為該PNP型電晶體的射極，該第三開關元件的控制極為該PNP型電晶體的基極，該第三開關元件的第二電極為該PNP型電晶體的集極。

優選地，該第二轉換電路包括第二保險絲、第二電感、第三電容、第三二極體及第四開關元件。該第二保險絲的一端與該外部直流電壓源相連，用於在流經該第二保險絲的電流過大時熔斷，從而保護該發光二極體驅動系統。該第二電感的一端與該第二保險絲的另一端相連。該第三電容連接於第二電感與該第二保險絲的公共端與地之間。該第三二極體的陽極與該第二電感的另一端相連，該第三二極體的陰極與該發光二極體陣列的陽極相連。該第四開關元件的第一電極與該第三二極體的陽極相連，該第四開關元件的第二電極與該電流偵測元件相連，該第四開關元件的控制極與該第二驅動電路及該控制電路相連。

優選地，該第二驅動電路包括第四電容、第五電阻、第五開關元件、第六開關元件、第四二極體、第六電阻、第七電阻及第八電阻。該第四電容連接於參考電壓源與地之間。該第五電阻連接於該脈衝寬度調變控制器與地之間。該第五開關元件的第一電極與該參考電壓源相連，該第五開關元件的控制極與該第五電阻共同連接該脈衝寬度調變控制器。該第六開關元件的第一電極與該第五開關元件的第二電極相連，該第六開關元件的控制極與該第五開關元件的控制極共同連接至該脈衝寬度調變控制器，以接收該脈衝寬度調變信號，該第六開關元件的第二電極接地。該第四二極體的陰極與該第五開關元件的第二電極相連。該第六電阻連接於該第四二極體的陽極與該第四開元件的控制極之間。該第七電阻連接於該第五開關元件的第二電極與該第四開關元件的控制極之間。該第八電阻的連接於該第四開關元件的控制極與地之間。

優選地，該控制電路包括第九電阻、第十電阻、第七開關元件及第十一電阻。該第九電阻的一端與該微控制器相連。該第十電阻連接於該第九電阻的另一端與地之間。該第七開關元件的控制極與該第九電阻的另一端相連，該第七開關元件的第二電極接地。該第十一電阻連接於該第四開關元件的控制極與該第七開關元件的第一電極之間。

優選地，該電流偵測元件包括初級線圈及次級線圈。該初級線圈連接於該第一轉換電路及該第二轉換電路的公共端與地之間，用於偵測流經該第一轉換電路及該第二轉換電路的總電流。該次級線圈與該脈衝寬度調變控制器相連，用於將該總電流迴授至該脈衝寬度調變控制器。

一種顯示裝置，包括顯示面板、面板驅動系統、發光二極體陣列、電流平衡系統及發光二極體驅動系統。該顯示面板用於進行二維或三維顯示。該面板驅動系統用於驅動該顯示面板進行二維或三維模式顯示。該發光二極體陣列用於為該顯示面板提供背光。該電流平衡系統與該發光二極體陣列的陰極相連，用於平衡流經該發光二極體陣列的電流。該發光二極體驅動系統用於在該面板驅動系統的控制下驅動該發光二極體陣列點亮該顯示面板，該發光二極體驅動系統包括微控制器、控制電路、脈衝寬度調變控制器、第一驅動電路、第二驅動電路、第一轉換電路、第二轉換電路及電流偵測元件。微控制器與該面板驅動系統相連，用於在該顯示面板進行三維顯示時，輸出三維微控制信號，當在該顯示面板進行二維顯示時，輸出二維微控制信號。控制電路與該微控制器相連，用於在接收到該三維微控制信號時，產生並輸出三維控制信號，在接收到該二維微控制信號時，產生並輸出二維控制信號。脈衝寬度調變控制器用於產生脈衝寬度調變信號。第一驅動電路與該脈衝寬度調變控制器相連，用於根據該脈衝寬度調變信號產生第一驅動信號。第二驅動電路與該脈衝寬度調變控制器相連，用於根據該脈衝寬度調變信號產生第二驅動信號。第一轉換電路與外部直流電壓源及該第一驅動電路相連，用於根據該第一驅動信號將該外部直流電壓源轉換為第一直流電壓，驅動該發光二極體陣列。第二轉換電路與該外部直流電壓源、該第二驅動電路及該控制電路相連，用於根據該第二驅動信號將該外部直流電壓源轉換為第二直流電壓，以與該第一直流電壓共同驅動該發光二極體陣列。電流偵測元件與該第一轉換電路、該第二轉換電路及該脈衝寬度調變控制器相連，用於偵測該第一轉換電路與該第二轉換電路的總電流，並迴授至該脈衝寬度調變控制器。其中，當該控制電路輸出該三維控制信號時，該第二轉換電路接收該第二驅動信號並將該外部直流電壓源轉換為第二直流電壓；當該控制電路輸出該二維控制信號時，該第二驅動信號被截止，該第二轉換電路停止轉換該外部直流電壓源。

優選地，該第一轉換電路包括第一保險絲、第一電感、第一電容、第一二極體及第一開關元件。該第一保險絲的一端與該外部直流電壓源相連，用於在流經該第一保險絲的電流過大時熔斷，從而保護該發光二極體驅動系統。該第一電感的一端與該第一保險絲的另一端相連。該第一電容連接於第一電感與該第一保險絲的公共端與地之間。該第一二極體的陽極與該第一電感的另一端相連，該第一二極體的陰極與該發光二極體陣列的陽極相連。該第一開關元件的第一電極與該第一二極體的陽極相連，該第一開關元件的控制極與該第一驅動電路相連，該第一開關元件的第二電極與該電流偵測元件相連。

優選地，該第一開關元件為N型金屬氧化物半導體場效應管，該第一開關元件的第一電極為該N型金屬氧化物半導體場效應管的汲極，該第一開關元件的控制極為該N型金屬氧化物半導體場效應管的閘極，該第一開關元件的第二電極為該N型金屬氧化物半導體場效應管的源極。

優選地，第一驅動電路包括第二電容、第二開關元件、第三開關元件、第一電阻、第二二極體、第二電阻、第三電阻及第四電阻。該第二電容連接於參考電壓源與地之間。該第二開關元件的第一電極與該參考電壓源相連，該第二開關元件的控制極與該脈衝寬度調變控制器相連，以接收該脈衝寬度調變信號。該第三開關元件的第一電極與該第二開關元件的第二電極相連，該第三開關元件的控制極與該第二開關元件的控制極共同連接至該脈衝寬度調變控制器，該第三開關元件的第二電極接地。該第一電阻連接於該第三開關元件的控制極與地之間。該第二二極體的陰極與該第二開關元件的第二電極相連。該第二電阻連接於該第二二極體的陽極與該第一開關元件的控制極之間。該第三電阻連接於該第二開關元件的第二電極與該第一開關元件的控制極之間。該第四電阻連接於該第一開關元件的控制極與地之間。

優選地，該第二開關元件為NPN型電晶體，該第二開關元件的第一電極為該NPN型電晶體的集極，該第二開關元件的控制極為該NPN型電晶體的基極，該第二開關元件的第二電極為該NPN型電晶體的射極，該第三開關元件為PNP型電晶體，該第三開關元件的第一電極為該PNP型電晶體的射極，該第三開關元件的控制極為該PNP型電晶體的基極，該第三開關元件的第二電極為該PNP型電晶體的集極。

優選地，該第二轉換電路包括第二保險絲、第二電感、第三電容、第三二極體及第四開關元件。該第二保險絲的一端與該外部直流電壓源相連，用於在流經該第二保險絲的電流過大時熔斷，從而保護該發光二極體驅動系統。該第二電感的一端與該第二保險絲的另一端相連。該第三電容連接於第二電感與該第二保險絲的公共端與地之間。該第三二極體的陽極與該第二電感的另一端相連，該第三二極體的陰極與該發光二極體陣列的陽極相連。該第四開關元件的第一電極與該第三二極體的陽極相連，該第四開關元件的第二電極與該電流偵測元件相連，該第四開關元件的控制極與該第二驅動電路及該控制電路相連。

優選地，該第二驅動電路包括第四電容、第五電阻、第五開關元件、第六開關元件、第四二極體、第六電阻、第七電阻及第八電阻。該第四電容連接於參考電壓源與地之間。該第五電阻連接於該脈衝寬度調變控制器與地之間。該第五開關元件的第一電極與該參考電壓源相連，該第五開關元件的控制極與該第五電阻共同連接該脈衝寬度調變控制器。該第六開關元件的第一電極與該第五開關元件的第二電極相連，該第六開關元件的控制極與該第五開關元件的控制極共同連接至該脈衝寬度調變控制器，以接收該脈衝寬度調變信號，該第六開關元件的第二電極接地。該第四二極體的陰極與該第五開關元件的第二電極相連。該第六電阻連接於該第四二極體的陽極與該第四開元件的控制極之間。該第七電阻連接於該第五開關元件的第二電極與該第四開關元件的控制極之間。該第八電阻的連接於該第四開關元件的控制極與地之間。

優選地，該控制電路包括第九電阻、第十電阻、第七開關元件、及第十一電阻。該第九電阻的一端與該微控制器相連。該第十電阻連接於該第九電阻的另一端與地之間。該第七開關元件的控制極與該第九電阻的另一端相連，該第七開關元件的第二電極接地。該第十一電阻連接於該第四開關元件的控制極與該第七開關元件的第一電極之間。

優選地，該電流偵測元件包括初級線圈及次級線圈。該初級線圈連接於該第一轉換電路及該第二轉換電路的公共端與地之間，用於偵測流經該第一轉換電路及該第二轉換電路的總電流。該次級線圈與該脈衝寬度調變控制器相連，用於將該總電流迴授至該脈衝寬度調變控制器。

上述發光二極體驅動系統根據顯示面板不同的顯示模式，控制控制電路輸出該三維控制信號或該二維控制信號，以控制第二轉換電路是否工作，從而確定第二轉換電路是否與第一轉換電路共同驅動發光二極體陣列，進而在滿足不同顯示模式下負載的要求的同時，提高了元件選用的彈性度，並且降低了設計的複雜度。

圖1為本發明一實施方式中顯示裝置10的模組圖。顯示裝置10包括LED驅動系統20、面板驅動系統30、發光二極體（Light Emitting Diode, LED）陣列40、顯示面板50及電流平衡系統60。在本實施方式中，LED陣列40包括多個並聯的LED串，每個LED串由複數LED順向串聯組成，LED串的陽極是指LED串的第一個LED的陽極，LED陣列的陰極是指LED串的最後一個LED的陰極。顯示裝置10具有二維（2 dimensions，2D）和三維（3 dimensions，3D）兩種顯示模式，並且對於LED驅動系統20而言，2D模式和3D模式為兩種不同的負載特性。顯示面板50用於進行2D或3D顯示。面板驅動系統30用於驅動顯示面板50進行2D或3D顯示，並且當顯示面板50進行2D顯示時，發出低電平的通知信號至LED驅動系統20，在顯示面板50進行3D顯示時，發出高電平的通知信號至LED驅動系統20。在本發明的另一實施方式中，面板驅動系統30也可在顯示面板50進行3D顯示時，輸出低電平的通知信號至LED驅動系統20，在顯示面板50進行2D顯示時，輸出高電平的通知信號至LED驅動系統20。

LED陣列40用作顯示面板50的背光源，LED驅動系統20用於將外部直流電壓源Vin提供的電壓轉換為適合驅動LED陣列40工作的電壓。電流平衡系統60與LED陣列40的陰極相連，用於平衡流經LED陣列40的電流。LED驅動系統20根據接收的通知信號，調整輸出至LED陣列40的電壓，從而調整LED陣列40的亮度，以滿足顯示面板50不同顯示模式下對亮度的不同要求。在本實施方式中，在顯示面板50進行3D顯示時，LED驅動系統20接收到高電平的通知信號，調高輸出至LED陣列40的電壓，從而使LED陣列40的亮度變大。在顯示面板50進行2D顯示時，LED驅動系統20接收到低電平的通知信號，調低輸出至LED陣列40的電壓，從而使LED陣列40的亮度變小。

圖2為本發明一實施方式中LED驅動系統20的模組圖。在本實施方式中，LED驅動系統20包括第一轉換電路1101、第二轉換電路1102、第一驅動電路111、第二驅動電路112、脈衝寬度調變控制器113、控制電路114、微控制器115及電流偵測元件116。面板驅動系統30用於驅動顯示面板50進行2D或3D顯示，並在顯示裝置10處於2D或3D模式時發出不同的通知信號。微控制器115與面板驅動系統30相連，用於接收面板驅動系統30發出的通知信號，並在該通知信號為高電平時，即顯示面板50進行3D顯示時，產生並輸出3D微控制信號，在該通知信號為低電平時，即顯示面板50進行2D顯示時，產生並輸出2D微控制信號。在本實施方式中，該3D微控制信號為低電平的邏輯信號，該2D微控制信號為高電平的邏輯信號。在本發明的另一實施方式中，該3D微控制信號也可以為高電平的邏輯信號，該2D微控制信號為低電平的邏輯信號。

控制電路114與微控制器115相連，用於在接收到3D微控制信號時，產生並輸出3D控制信號至第二轉換電路1102，當接收到2D微控制信號時，產生並輸出2D控制信號至第二轉換電路1102。在本實施方式中，在該3D微控制信號為低電平時，該3D控制信號為高電平，在該2D微控制信號為高電平時，該2D控制信號為低電平。

脈衝寬度調變控制器113用於產生脈衝寬度調變信號。第一驅動電路111及第二驅動電路112均與脈衝寬度調變控制器113相連，用於根據該脈衝寬度調變信號分別產生第一驅動信號及第二驅動信號。第一轉換電路1101與外部直流電壓源Vin及第一驅動電路111相連，用於根據該第一驅動信號將外部直流電壓源Vin轉換成第一直流電壓，驅動LED陣列40。第二轉換電路1102與外部直流電壓源Vin、第二驅動電路112及控制電路114相連，用於根據該第一驅動信號將外部直流電壓源Vin轉換為第一直流電壓，驅動LED陣列40。在顯示面板50進行3D顯示時，控制電路114輸出3D控制信號，第二驅動電路112接收該第二驅動信號並將外部直流電壓源Vin轉換為第二直流電壓，在顯示面板50進行2D顯示時，即控制電路114輸出的2D控制信號時，該第二驅動信號被截止，第二驅動電路112停止轉換該第二直流電壓。電流偵測元件116與第一轉換電路1101、第二轉換電路1102及脈衝寬度調變控制器113相連，用於偵測第一轉換電路1101與第二轉換電路1102的總電流，並迴授至脈衝寬度調變控制器113。從而，脈衝寬度調變控制器113根據迴授信號調整脈衝寬度調變信號的占空比。

在本實施方式中，在顯示面板50進行3D顯示時，微控制器115接收到高電平的通知信號，從而輸出低電平的3D微控制信號至控制電路114，進而控制電路114輸出高電平的3D控制信號至第二轉換電路1102，因此第二轉換電路1102工作，並根據第二驅動電路1102產生的第二驅動信號將外部直流電壓源Vin轉換為第二直流電壓。第一轉換電路1101根據第一驅動電路111發出的第一驅動信號將外部直流電壓源Vin轉換成第一直流電壓，因此在顯示裝置10為3D模式時，第一驅動電路111與第二驅動電路112共同驅動LED陣列40，從而使LED陣列40的亮度變大。在顯示面板50進行2D顯示時，微控制器115接收到低電平的通知信號，從而輸出高電平的2D微控制信號至控制電路114，進而控制電路114輸出低電平的2D控制信號至第二轉換電路1102，因此第二轉換電路1102不工作。第一轉換電路1101根據第一驅動電路111產生的第一驅動信號將外部直流電壓源Vin轉換成第一直流電壓，以驅動LED陣列40。因此在顯示裝置10為2D模式時，僅有第一轉換電路1101輸出第一直流電壓，第二轉換電路1102不工作，使得LED陣列40的亮度較小。

圖3為本發明一實施方式中LED驅動系統20中第一轉換電路1101、第二轉換電路1102、第一驅動電路111、第二驅動電路112、控制電路114及電流偵測元件116的電路圖。在本實施方式中，第一轉換電路1101包括第一保險絲F1、第一電感L1、第一電容C1、第一二極體D1及第一開關元件Q1。第一保險絲F1的一端與外部直流電壓源Vin相連，用於在流經第一保險絲F1的電流過大時熔斷，從而保護LED驅動系統20。第一電感L1的一端與第一保險絲F1的另一端相連。第一電容C1連接於第一電感L1與第一保險絲F1的公共端與地之間。第一二極體D1的陽極與第一電感L1的另一端相連，第一二極體D1的陰極與LED陣列40的陽極相連。第一開關元件Q1的第一電極與第一二極體D1的陽極相連，第一開關元件Q1的控制極與第一驅動電路111相連，第一開關元件Q1的第二電極與電流偵測元件116相連。

在本實施方式中，第一開關元件Q1為N型金屬氧化物半導體場效應管，第一開關元件Q1的第一電極為N型金屬氧化物半導體場效應管的汲極，第一開關元件Q1的控制極為N型金屬氧化物半導體場效應管的閘極，第一開關元件Q1的第二電極為N型金屬氧化物半導體場效應管的源極。

在本實施方式中，第一開關元件Q1根據第一驅動電路111輸出的第一驅動信號將外部直流電壓源Vin提供的電壓轉換為方波，該方波經過第一二極體D1整流，轉換為第一直流電壓，從而驅動LED陣列40。

在本實施方式中，該第一驅動電路111包括第二電容C2、第二開關元件Q2、第三開關元件Q3、第一電阻R1、第二二極體D2、第二電阻R2、第三電阻R3及第四電阻R4。第二電容C2連接於參考電壓源Vref與地之間。第二開關元件Q2的第一電極與參考電壓源Vref相連，第二開關元件Q2的控制極與脈衝寬度調變控制器113相連。第三開關元件Q3的第一電極與第二開關元件Q2的第二電極相連，第三開關元件Q3的控制極與第二開關元件Q2的控制極共同連接至脈衝寬度調變控制器113，第三開關元件Q3的第二電極接地。第一電阻R1連接於第三開關元件Q3的控制極與地之間。第二二極體D2的陰極與第二開關元件Q2的第二電極相連。第二電阻R2連接於第二二極D3管的陽極與第一開關元件Q1的控制極之間。第三電阻R3連接於第二開關元件Q2的第二電極與第一開關元件Q1的控制極之間。第四電阻R4連接於第一開關元件Q1的控制極與地之間。

在本實施方式中，第二開關元件Q2為NPN型電晶體，第二開關元件Q2的第一電極為NPN型電晶體的集極，第二開關元件Q2的控制極為NPN型電晶體的基極，第二開關元件Q2的第二電極為NPN型電晶體的射極，第三開關元件Q3為PNP型電晶體，第三開關元件Q3的第一電極為PNP型電晶體的射極，第三開關元件Q3的控制極為PNP型電晶體的基極，第三開關元件Q3的第二電極為PNP型電晶體的集極。

當脈衝寬度調變控制器113輸出高電平的脈衝寬度調變信號時，第二開關元件Q2導通，而第三開關元件Q3截止，第一驅動電路111產生並輸出高電平的第一驅動信號至第一轉換電路1101。當脈衝寬度調變控制器113輸出低電平的脈衝寬度調變信號時，第二開關元件Q2截止，第三開關元件Q3導通，第一驅動電路111產生並輸出低電平的第一驅動信號至第一轉換電路1101。

在本實施方式中，第二轉換電路1102包括第二保險絲F2、第二電感L2、第三電容C3、第三二極體D3及第四開關元件Q4。第二保險絲F2的一端與外部直流電壓源Vin相連，用於在流經第二保險絲F2的電流過大時熔斷，從而保護LED驅動系統20。第二電感L2的一端與第二保險絲F2的另一端相連。第三電容C3連接於第二電感L2與第二保險絲F2的與地之間。第三二極體D3的陽極與第二電感L2的另一端相連，第三二極體D3的陰極與LED陣列40的陽極相連。第四開關元件Q4的第一電極與第三二極體D3的陽極相連，第四開關元件Q4的控制極與第二驅動電路112及控制電路114相連，第四開關元件Q4的第二電極與電流偵測元件116相連。

在本實施方式中，第四開關元件Q4為N型金屬氧化物半導體場效應管，第四開關元件Q4的第一電極為N型金屬氧化物半導體場效應管的汲極，第四開關元件Q4的控制極為N型金屬氧化物半導體場效應管的閘極，第四開關元件Q4的第二電極為N型金屬氧化物半導體場效應管的源極。

在本實施方式中，第二轉換電路1102的工作原理與第一轉換電路1101的工作原理相似，故此處不再詳述。

在本實施方式中，第二驅動電路112包括第四電容C4、第五電阻R5、第五開關元件Q5、第六開關元件Q6、第四二極體D4、第六電阻R6、第七電阻R7及第八電阻R8。第四電容C4連接於參考電壓源Vref與地之間。第五電阻R5連接於脈衝寬度調變控制器113與地之間。第五開關元件Q5的第一電極與參考電壓源Vref相連，第五開關元件Q5的控制極與脈衝寬度調變控制器113相連。第六開關元件Q6的第一電極與第五開關元件Q5的第二電極相連，第六開關元件Q6的控制極與第五開關元件Q5的控制極共同連接至脈衝寬度調變控制器113，第六開關元件Q6的第二電極接地。第四二極體D4的陰極與第五開關元件Q5的第二電極相連。第六電阻R6連接於第四二極體D4的陽極與第四開元件Q4的控制極之間。第七電阻R7連接於第五開關元件Q5的第二電極與第四開關元件Q4的控制極之間。第八電阻R8的連接於第四開關元件Q4的控制極與地之間。

在本實施方式中，第五開關元件Q5為NPN型電晶體，第五開關元件Q5的第一電極為NPN型電晶體的集極，第五開關元件Q5的控制極為NPN型電晶體的基極，第五開關元件Q5的第二電極為NPN型電晶體的射極，第六開關元件Q6為PNP型電晶體，第六開關元件Q6的第一電極為PNP型電晶體的射極，第六開關元件Q6的控制極為PNP型電晶體的基極，第六開關元件Q6的第二電極為PNP型電晶體的集極。

在本實施方式中，第二驅動電路112的工作原理與第一驅動電路111的工作原理相似，故此處不再詳述。

在本實施方式中，控制電路114包括第九電阻R9、第十電阻R10、第七開關元件Q7及第十一電阻R11。第九電阻R9的一端與微控制器115相連。第十電阻R10連接於第九電阻R9的另一端與地之間。第七開關元件Q7的控制極與第九電阻R9的另一端相連，第七開關元件Q7的第二電極接地。第十一電阻R11連接於第七開關元件Q7的第一電極與第四開關元件Q4的控制極之間。

在本實施方式中，第七開關元件Q7為NPN型電晶體，第七開關元件Q7的第一電極為NPN型電晶體的集極，第七開關元件Q7的控制極為NPN型電晶體的基極，第七開關元件Q7的第二電極為NPN型電晶體的射極。

在本實施方式中，當微控制器輸出低電平的3D微控制信號時，第七開關元件Q7的基極的電壓與第七開關元件Q7射極的電壓均為低電平，第七開關元件Q7截止，控制電路114產生並輸出高電平的3D控制信號。當微控制器輸出高電平的2D微控制信號時，第七開關元件Q7的基極的電壓大於第七開關元件Q7射極的電壓，第七開關元件Q7導通，控制電路114產生並輸出低電平的2D控制信號至第二轉換電路1102。

在本實施方式中，脈衝寬度調變控制器113為晶片FP3843，該晶片包括輸出引腳。第二開關元件Q2的控制極、第三開關元件Q3的控制極、第五開關元件Q5的控制極及第六開關元件Q6的控制極共同連接至脈衝寬度調變控制器113輸出引腳。

在本實施方式中，電流偵測元件116包括初級線圈W1及次級線圈W2。初級線圈W1連接於第一轉換電路1101及第二轉換電路1102與地之間，用於偵測流經第一轉換電路1101及第二轉換電路1102的總電流。次級線圈W2與脈衝寬度調變控制器113相連，用於偵測第一轉換電路1101與第二轉換電路1102的總電流，並迴授至脈衝寬度調變控制器113。

在本實施方式中，當顯示裝置10為2D模式時，微控制器115輸出高電平的2D微控制信號給第九電阻R9，此時第七開關元件Q7的基極電壓大於射極電壓，第七開關元件Q7導通。此時第七開關元件Q7的集極呈現低電位，即第四開關元件Q4的閘極電壓小於第四開關元件Q4的源極電壓，所以第四開關元件Q4截止，進而第二轉換電路1102停止工作。第一轉換電路1101根據第一驅動電路111發出的第一驅動信號將外部直流電壓源Vin轉換成第一直流電壓，以驅動LED陣列40。因此在顯示裝置10為2D模式時，僅有第一轉換電路1101輸出第一直流電壓，第二轉換電路1102不工作，使得LED陣列40的亮度較小。

當顯示裝置10為3D模式時，微控制器115輸出低電平的3D微控制信號至第九電阻R9，此時第七開關元件Q7的基極電壓與射極電壓均為低電平，第七開關元件Q7截止。此時第七開關元件Q7的集極呈現高電位，即第四開關元件Q4的閘極電壓大於第四開關元件Q4的源極電壓，所以第四開關元件Q4導通，並從第二驅動電路112接收第二驅動信號，從而第二轉換電路1102將外部直流電壓源Vin轉換為第二直流電壓，驅動LED陣列40。同時，第一轉換電路1101根據第一驅動電路111發出的第一驅動信號將外部直流電壓源Vin轉換成第一直流電壓，以驅動LED陣列40。因此，在顯示裝置10為3D模式時，第一轉換電路1101及第二轉換電路1102分別輸出第一直流電壓及第二直流電壓，共同驅動LED陣列40，使得LED陣列40的亮度較大。

上述LED驅動系統20根據顯示面板50不同的顯示模式，控制控制電路114輸出該3D控制信號或該2D控制信號，以控制第二轉換電路1102是否工作，從而確定第二轉換電路1102是否與第一轉換電路1101共同驅動LED陣列40，進而在滿足不同顯示模式下負載的要求的同時，提高了元件選用的彈性度，並且降低了設計的複雜度。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

Vin．．．外部直流電壓源

10．．．顯示裝置

20．．．LED驅動系統

30．．．面板驅動系統

40．．．LED陣列

50．．．顯示面板

60．．．電流平衡系統

1101．．．第一轉換電路

1102．．．第二轉換電路

111．．．第一驅動電路

112．．．第二驅動電路

113．．．脈衝寬度調變控制器

114．．．控制電路

115．．．微控制器

116．．．電流偵測元件

R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11．．．第一至第十一電阻

C1、C2、C3、C4．．．第一至第四電容

Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6．．．第一至第六開關元件

D1、D2、D3、D4．．．第一至第四二極體

Vref．．．參考電壓源

F1、F2．．．第一至第二保險絲

L1、L2．．．第一至第二電感

W1．．．初級線圈

W2．．．次級線圈

圖1為本發明一實施方式中顯示裝置的模組圖。

圖2為本發明一實施方式中LED驅動系統的模組圖。

圖3為本發明一實施方式中LED驅動系統中第一轉換電路、第二轉換電路、第一驅動電路、第二驅動電路、控制電路及電流偵測元件的電路圖。

Vin．．．外部直流電壓源

10．．．顯示裝置

20．．．LED驅動系統

30．．．面板驅動系統

40．．．LED陣列

50．．．顯示面板

60．．．電流平衡系統

1101．．．第一轉換電路

1102．．．第二轉換電路

111．．．第一驅動電路

112．．．第二驅動電路

113．．．脈衝寬度調變控制器

114．．．控制電路

115．．．微控制器

116．．．電流偵測元件

Claims (10)

1. 一種發光二極體驅動系統，用於在面板驅動系統的控制下驅動發光二極體陣列點亮顯示面板，其改良在於，該發光二極體驅動系統包括：
   微控制器，與該面板驅動系統相連，用於在該顯示面板進行三維顯示時，輸出三維微控制信號，當在該顯示面板進行二維顯示時，輸出二維微控制信號；
   控制電路，與該微控制器相連，用於在接收到該三維微控制信號時，產生並輸出三維控制信號，在接收到該二維微控制信號時，產生並輸出二維控制信號；
   脈衝寬度調變控制器，用於產生脈衝寬度調變信號；
   第一驅動電路，與該脈衝寬度調變控制器相連，用於根據該脈衝寬度調變信號產生第一驅動信號；
   第二驅動電路，與該脈衝寬度調變控制器相連，用於根據該脈衝寬度調變信號產生第二驅動信號；
   第一轉換電路，與外部直流電壓源及該第一驅動電路相連，用於根據該第一驅動信號將該外部直流電壓源轉換為第一直流電壓，驅動該發光二極體陣列；
   第二轉換電路，與該外部直流電壓源、該第二驅動電路及該控制電路相連，用於根據該第二驅動信號將該外部直流電壓源轉換為第二直流電壓，以與該第一直流電壓共同驅動該發光二極體陣列；及
   電流偵測元件，與該第一轉換電路、該第二轉換電路及該脈衝寬度調變控制器相連，用於偵測該第一轉換電路與該第二轉換電路的總電流，並迴授至該脈衝寬度調變控制器，從而調整該脈衝寬度調變控制器產生的脈衝寬度調變信號的占空比；
   其中，當該控制電路輸出該三維控制信號時，該第二轉換電路接收該第二驅動信號並將該外部直流電壓源轉換為第二直流電壓；當該控制電路輸出該二維控制信號時，該第二驅動信號被截止，該第二轉換電路停止轉換該外部直流電壓源。
2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體驅動系統，其改良在於，該第一轉換電路包括：
   第一保險絲，該第一保險絲的一端與該外部直流電壓源相連，用於在流經該第一保險絲的電流過大時熔斷，從而保護該發光二極體驅動系統；
   第一電感，該第一電感的一端與該第一保險絲的另一端相連；
   第一電容，該第一電容連接於該第一電感與該第一保險絲的公共端與地之間；
   第一二極體，該第一二極體的陽極與該第一電感的另一端相連，該第一二極體的陰極與該發光二極體陣列的陽極相連；及
   第一開關元件，該第一開關元件的第一電極與該第一二極體的陽極相連，該第一開關元件的控制極與該第一驅動電路相連，該第一開關元件的第二電極與該電流偵測元件相連。
3. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體驅動系統，其改良在於，該第一開關元件為N型金屬氧化物半導體場效應管，該第一開關元件的第一電極為該N型金屬氧化物半導體場效應管的汲極，該第一開關元件的控制極為該N型金屬氧化物半導體場效應管的閘極，該第一開關元件的第二電極為該N型金屬氧化物半導體場效應管的源極。
4. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體驅動系統，其改良在於，該第一驅動電路包括：
   第二電容，該第二電容連接於參考電壓源與地之間；
   第二開關元件，該第二開關元件的第一電極與該參考電壓源相連，該第二開關元件的控制極與該脈衝寬度調變控制器相連，以接收該脈衝寬度調變信號；
   第三開關元件，該第三開關元件的第一電極與該第二開關元件的第二電極相連，該第三開關元件的控制極與該第二開關元件的控制極共同連接至該脈衝寬度調變控制器，該第三開關元件的第二電極接地；
   第一電阻，該第一電阻連接於該第三開關元件的控制極與地之間；
   第二二極體，該第二二極體的陰極與該第二開關元件的第二電極相連；
   第二電阻，該第二電阻連接於該第二二極體的陽極與該第一開關元件的控制極之間；
   第三電阻，該第三電阻連接於該第二開關元件的第二電極與該第一開關元件的控制極之間；及
   第四電阻，該第四電阻連接於該第一開關元件的控制極與地之間。
5. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體驅動系統，其改良在於，該第二開關元件為NPN型電晶體，該第二開關元件的第一電極為該NPN型電晶體的集極，該第二開關元件的控制極為該NPN型電晶體的基極，該第二開關元件的第二電極為該NPN型電晶體的射極，該第三開關元件為PNP型電晶體，該第三開關元件的第一電極為該PNP型電晶體的射極，該第三開關元件的控制極為該PNP型電晶體的基極，該第三開關元件的第二電極為該PNP型電晶體的集極。
6. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體驅動系統，其改良在於，該第二轉換電路包括：
   第二保險絲，該第二保險絲的一端與該外部直流電壓源相連，用於在流經該第二保險絲的電流過大時熔斷，從而保護該發光二極體驅動系統；
   第二電感，該第二電感的一端與該第二保險絲的另一端相連；
   第三電容，該第三電容連接於該第二電感與該第二保險絲的公共端與地之間；
   第三二極體，該第三二極體的陽極與該第二電感的另一端相連，該第三二極體的陰極與該發光二極體陣列的陽極相連；及
   第四開關元件，該第四開關元件的第一電極與該第三二極體的陽極相連，該第四開關元件的第二電極與該電流偵測元件相連，該第四開關元件的控制極與該第二驅動電路及該控制電路相連。
7. 如申請專利範圍第6項所述的發光二極體驅動系統，其改良在於，該第二驅動電路包括：
   第四電容，該第四電容連接於參考電壓源與地之間；
   第五電阻，該第五電阻連接於該脈衝寬度調變控制器與地之間；
   第五開關元件，該第五開關元件的第一電極與該參考電壓源相連，該第五開關元件的控制極與該第五電阻共同連接該脈衝寬度調變控制器；
   第六開關元件，該第六開關元件的第一電極與該第五開關元件的第二電極相連，該第六開關元件的控制極與該第五開關元件的控制極共同連接至該脈衝寬度調變控制器，以接收該脈衝寬度調變信號，該第六開關元件的第二電極接地；
   第四二極體，該第四二極體的陰極與該第五開關元件的第二電極相連；
   第六電阻，該第六電阻連接於第四二極體的陽極與該第四開關元件的控制極之間；
   第七電阻，該第七電阻連接於該第五開關元件的第二電極與該第四開關元件的控制極之間；及
   第八電阻，該第八電阻的連接於該第四開關元件的控制極與地之間。
8. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體驅動系統，其改良在於，該控制電路包括：
   第九電阻，該第九電阻的一端與該微控制器相連；
   第十電阻，該第十電阻連接於該第九電阻的另一端與地之間；
   第七開關元件，該第七開關元件的控制極與該第九電阻的另一端相連，該第七開關元件的第二電極接地；及
   第十一電阻，該第十一電阻連接於該第四開關元件的控制極與該第七開關元件的第一電極之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體驅動系統，其改良在於，電流偵測元件包括：
   初級線圈，連接該第一轉換電路及該第二轉換電路與地之間，用於偵測流經該第一轉換電路及該第二轉換電路的總電流；及
   次級線圈，與該脈衝寬度調變控制器相連，用於將該總電流迴授至該脈衝寬度調變控制器。
10. 一種顯示裝置，包括：
    顯示面板，用於進行二維或三維顯示；
    面板驅動系統，用於驅動該顯示面板進行二維或三維模式顯示；
    發光二極體陣列，用於為該顯示面板提供背光；
    電流平衡系統，與該發光二極體陣列的陰極相連，用於平衡流經該發光二極體陣列的電流；及
    如申請專利範圍第1至9任意一項所述的發光二極體驅動系統，連接該面板驅動系統與該發光二極體陣列的陽極，用於根據該顯示面板的顯示模式驅動該發光二極體陣列。