TW201407584A - 背光模組與驅動電路及其驅動方法 - Google Patents

Abstract

本發明實施例提供一種背光模組，背光模組包括發光單元、線性調節器與驅動控制單元。發光單元輸出至少一回授電壓及至少一參考電流。驅動控制單元接收並根據回授電壓以輸出至少一參考控制信號至線性調節器。線性調節器用以接收並穩定參考電流，並且線性調節器根據參考控制信號來調整回授電壓與至少一參考追隨電壓之間的電壓差，並決定參考電流是否流入穩壓單元，參考追隨電壓為線性調節器中的參考基準電壓加上參考輸出電壓。

Description

背光模組與驅動電路及其驅動方法

本發明有關於一種用以驅動發光二極體之驅動電路，且特別是關於一種利用數位可程式化技術來節能之用以發光二極體之驅動電路。

請參照圖1，圖1為習知背光模組之示意圖。習知背光模組100為了確保每一串發光二極體串都能夠正常工作，會透過控制器來接收每一串發光二極體串的回授電壓，以調整脈衝度調變信號的責任比(duty ratio)，進而調整用以驅動各個發光二極體串的驅動電壓。由於，發光二極體的發光亮度與流過的電流成正比，所以為使得每串發光二極體串的亮度相近，採用線性調節器架構來達成固定電流的控制。

然而，因為發光二極體的元件特性或製程關係，會使得每顆發光二極體的順向導通電壓不一樣，因此每一串的發光二極體串的導通電壓也不同。所以，控制器須產生足夠的脈衝寬度信號責任比，以便產生足夠大的驅動電壓來保證每一串的發光二極體串都能夠正常工作。此時，作為固定電流控制的線性調節器會將多餘的電壓跨在電晶體的汲極和源極兩端，而此跨壓可能會造成能量消耗(power loss)，效率降低與電晶體過熱等問題。

本發明實施例提供一種背光模組，背光模組包括發光 單元、線性調節器以及驅動控制單元。發光單元輸出回授電壓及參考電流。線性調節器電性連接發光單元並且所述線性調節器用以接收並穩定參考電流。驅動控制單元電性連接發光單元並且驅動控制單元接收並根據回授電壓以輸出參考控制信號至線性調節器。其中線性調節器根據參考控制信號來調整回授電壓與參考追隨電壓之間的電壓差，其中參考追隨電壓為線性調節器中的參考基準電壓加上參考輸出電壓。

本發明實施例另提供一種驅動電路，用以驅動發光二極體，所述發光二極體輸出回授電壓及參考電流，驅動電路包括線性調節器與驅動控制單元。

本發明實施例再提供一種驅動方法，其步驟包括如下。根據回授電壓輸出參考控制信號；以及根據參考控制信號調整回授電壓與參考追隨電壓之間的電壓差。

綜上所述，本發明實施例所提出之背光模組與驅動電路及其驅動方法，不僅能夠將發光單元所輸出的參考電流予以回收，以提供至其它電路區塊或元件使用，並且本揭露內容中之線性調節器能夠藉由參考輸出電壓來調降回授電壓與參考追隨電壓之間的電壓差，以降低線性調節器的功率消耗，進而達到省電節能之功效。。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，可為了清楚而誇示層及區之大小及相對大小。類似數字始終指示類似元件。

應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制。此等術語乃用以區分一元件與另一元件。因此，下文論述之第一元件可稱為第二元件而不偏離本發明概念之教示。如本文中所使用，術語「及/或」包括相關聯之列出項目中之任一者及一或多者之所有組合。

本發明內容揭露一種驅動電路，用以驅動發光二極體。用來驅動發光二極體之驅動電路包括線性調節器、驅動控制單元、穩壓單元與調光單元。進一步來說，驅動電路可以用於驅動背光模組或照明裝置，其中照明裝置如路燈、紅綠燈或廣告燈，在此不以列舉者為限。

為方便說明與了解本揭露內容，下述說明將以背光模組作為一例示性實施例，但本揭露內容不以背光模組為限。本領域具有通常知識者應可以類推至如路燈、紅綠燈或廣告燈等之照明裝置。

〔背光模組的實施例〕

請參照圖2，圖2為根據本發明實施例之背光模組之示意圖。在本實施例中，背光模組包括發光單元210、線性調 節器220、驅動控制單元230、穩壓單元240以及調光單元250。

發光單元210電性連接驅動控制單元230。調光單元250電性連接驅動控制單元230與發光單元210之間。線性調節器220電性連接發光單元210。穩壓單元240電性連接驅動控制單元230與線性調節器220。

發光單元210輸出至少一回授電壓RVD至驅動控制單元230，並且輸出至少一參考電流RI至線性調節器220。在本實施例中，發光單元210可以是發光二極體所構成的陣列，或是自發光元件所構成的陣列。

線性調節器220用以接收並穩定參考電流RI，以維持發光單元210的發光均勻性，其中線性調節器220根據參考控制信號RCS，以選擇電性連接至參考輸出電壓ROV或接地電壓GND。並且，當線性調節器220選擇參考輸出電壓ROV時，線性調節器220藉由電性連接至參考輸出電壓ROV來調整回授電壓RVD與至少一參考追隨電壓RVS之間的電壓差，其中參考追隨電壓RVS為線性調節器220中的一參考基準電壓加上參考輸出電壓ROV。

驅動控制單元230接收並根據回授電壓RVD以輸出至少一參考控制信號RCS至線性調節器220。驅動控制單元230接收輸入電壓VIN，並將所接收的輸入電壓VIN轉換為參考輸出電壓ROV，在本實施例中，驅動控制單元230為將輸入電壓VIN降壓至一參考輸出電壓ROV。

穩壓單元240用以穩定驅動控制單元230所輸出之參考輸出電壓ROV，其中參考輸出電壓ROV的輸出節點在穩壓單元240與驅動控制單元230之間。並且，在本實施 中，參考輸出電壓ROV的輸出節點更可以電性連接至其它電路區塊(圖2未繪示)或元件(圖2未繪示)以供使用參考輸出電壓ROV。

調光單元250接收輸入電壓VIN與調光控制信號DCS，並且根據調光控制信號DCS輸出調光驅動電壓VLED至發光單元210。接下來要進一步說明的，是關於背光模組200的作動。

請繼續參照圖2，當驅動控制單元230傳送調光控制信號DCS至調光單元250時，調光單元250會根據調光控制信號DCS，輸出對應的調光驅動電壓VLED以驅動發光單元210。接著，發光單元210會根據所接收到的調光驅動電壓VLED來產生對應的參考電流RI與回授電壓RVD，並且分別傳送至驅動控制單元230與線性調節器220。值得注意的是，如果調光驅動電壓VLED過小以致於完全無法驅動發光單元210的一部分時，則不會產生任何的參考電流RI。接下來，驅動控制單元230會根據所接收的回授電壓RVD來判斷發光單元210是否已經完全被驅動，也就是說，判斷發光單元210是否已經全部都點亮。如果發光單元210尚未完全點亮，則驅動控制單元230會根據回授電壓RVD來調整調光控制信號DCS，進而增大調光驅動電壓VLED，以驅動發光單元210。本實施例之驅動控制單元230會利用此回授機制不斷修正調光控制信號DCS，直到發光單元210完全點亮。

接下來，背光模組200會啟動節能省電機制。驅動控制單元230將所接收到的輸入電壓VIN轉換為參考輸出電壓ROV後，並藉由穩壓單元240予以穩定參考輸出電壓 ROV。換句話說，穩壓單元240所予以穩定的參考輸出電壓ROV是由輸入電壓VIN所供應的電流(或所供應的能量)所提供。在本實施例中，於發光單元210完全點亮後，當線性調節器220根據參考控制信號RCS，以選擇電性連接至參考輸出電壓ROV時，參考電流RI便會經由線性調節器220流至其它電路區塊或元件，據此回收參考電流RI以達到節能之功效，並且線性調節器220會藉由參考輸出電壓ROV來調降回授電壓RVD與參考追隨電壓RVS之間的電壓差。另一方面，當線性調節器220根據參考控制信號RCS，以選擇電性連接至接地電壓GND時，則意指不作任何回收參考電流RI的動作。

進一步來說，驅動控制單元230會根據回授電壓RVD的大小來對應輸出參考控制信號RCS至線性調節器220，以進一步調整線性調節器220內的參考追蹤電壓RVS，並使參考追蹤電壓RVS能夠盡量接近回授電壓RVD。換句話說，線性調節器220會根據參考控制信號RCS來降低回授電壓RVD與參考追隨電壓RVS之間的電壓差，其中參考追隨電壓RVS為線性調節器220中的參考基準電壓加上參考輸出電壓ROV。在本實施例中，要注意的是，在調整參考追蹤電壓RVS的過程中，應避免使參考追蹤電壓RVS大於回授電壓RVD的情況發生。

附帶一提的是，在另一實施例中，設計者可以依照電路設計需求或實際應用需求，在發光單元210完全點亮前，即可啟動背光模組200的節能機制來進行回收電流的相關動作。

因此，相較於習知技術下所浪費掉的參考電流RI(意即 直接流入接地電壓GND)，本揭露內容不僅能夠將發光單元210所輸出的參考電流RI予以回收，以提供至其它電路區塊或元件使用，並且本揭露內容中之線性調節器220能夠藉由參考輸出電壓ROV來調降回授電壓RVD與參考追隨電壓RVS之間的電壓差，以降低線性調節器220的功率消耗，進而達到省電節能之功效。

為了更詳細地說明本發明所述之背光模組的運作流程，以下將舉多個實施例中至少之一來做更進一步的說明。

在進行下述說明前、在此須先說明的是在接下來的多個實施例中，將描述不同於上述圖2實施例之部分，且其餘省略部分與上述圖2實施例之部分相同。此外，為說明便利起見，相似之參考數字或標號指示相似之元件。

〔背光模組的另一實施例〕

請參照圖3，圖3為根據本發明實施例之背光模組之細部示意圖。與上述圖2實施例不同的是，在本實施例中之發光單元210包括至少一發光二極體串DS，其中發光二極體串DS為至少一個以上的發光二極體以串聯形式連接而成。線性調節器220包括至少一第一N型電晶體Mn1、至少一放大器OP、至少一電阻R以及至少一解多工器222。驅動控制單元230包括發光二極體驅動控制器231、類比轉數位電路232、降壓電路233、類比轉數位電路234以及微控制器235。穩壓單元240包括至少一儲存電容SC。調光單元250包括電感L1、第二N型電晶體Mn2、二極體D1以及調光電容DC。

發光二極體串DS的輸出端輸出回授電壓RVD至對應的第一N型電晶體Mn1的汲極、發光二極體驅動控制器231 與類比轉數位電路232。發光二極體串DS的輸入端接收調光驅動電壓VLED，其中發光二極體串DS之輸出端輸出參考電流RI。第一N型電晶體Mn1的汲極接收回授電壓RVD與參考電流RI，第一N型電晶體Mn1的源極輸出參考追隨電壓RVS。放大器OP的正輸入端與負輸入端分別接收參考基準電壓VREF與參考追隨電壓RVS，放大器OP的輸出端電性連接第一N型電晶體Mn1的閘極。電阻R的一端接收參考追隨電壓RVS，電阻R的另一端輸出參考電流RI。解多工器222電性連接參考基準電壓VREF的負端與電阻R之另一端，其中解多工器222可以使用至少一開關來實施。儲存電容SC的一端電性連接參考輸出電壓VREF與解多工器222，儲存電容SC的另一端電性連接接地電壓GND。

電感L1的一端接收輸入電壓VIN。第二N型電晶體Mn2的汲極電性連接電感L1之另一端，第二N型電晶體Mn2的源極電性連接接地電壓GND，第二N型電晶體Mn2的閘極接收調光控制信號DCS。二極體D1的正極電性連接電感L1之另一端，二極體D1的負極輸出調光驅動電壓VLED。調光電容DC的一端電性連接二極體D1之負極，調光電容DC的另一端電性連接接地電壓GND。

發光二極體驅動控制器231接收回授電壓RVD，並根據回授電壓RVD輸出調光控制信號DCS。

類比轉數位電路232接收回授電壓RVD，並將回授電壓RVD轉換為數位信號DIS1。

降壓電路233接收輸入電壓VIN，並將輸入電壓VIN降壓為參考輸出電壓ROV，並且傳送至穩壓單元240。在 本實施例中，降壓電路233可以是低壓降調節器(low drop out regulator)或是直流轉直流(DC-to-DC)電路。

類比轉數位電路234電性連接降壓電路233。類比轉數位電路234接收類比信號AIS，並且將類比信號AIS轉換為數位信號DIS2。

微控制器235電性連接類比轉數位電路232與類比轉數位電路234之間。微控制器235接收數位信號DIS1與DIS2，並且根據數位信號DIS1與DIS2所攜帶的資訊進行判斷後輸出參考控制信號RCS至解多工器222。在一實施例中，微控制器235更電性連接至發光二極體驅動控制器231，以讓設計者得以設計當調光調到太暗時，使背光模組300不啟動節能機制的相關動作。

接下來要進一步說明的，是關於背光模組300的作動。

請繼續參照圖3，當發光二極體驅動控制器231傳送調光控制信號DCS至第二N型電晶體Mn2時，第二N晶體Mn2會根據調光控制信號DCS而對應的開啟或關閉。並且，根據第二N型電晶體Mn2的開啟時間長短來決定調光驅動電壓VLED的大小，亦即調光控制信號DCS利用脈波寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)的方式，來決定調光驅動電壓VLED的大小，進而驅動發光二極體串DS。接著，發光二極體串DS會根據所接收到的調光驅動電壓VLED來產生對應的參考電流RI與回授電壓RVD，並且分別將回授電壓RVD分別對應傳送至發光二極體驅動控制器231、類比轉數位電路232與第一N型電晶體Mn1的汲極。值得注意的是，如果驅動電壓VLED過小以致於完全無法驅動 發光二極體串DS時，則不會產生任何的參考電流RI。

接下來，發光二極體驅動控制器231會根據所接收到的回授電壓RVD來判斷發光二極體串DS是否已經完全被驅動，意即，判斷發光二極體串DS是否已經全部都點亮。如果發光二極體串DS尚未完全點亮，則發光二極體驅動控制器231會根據回授電壓RVD來調整調光控制信號DCS，也就是說，增加脈衝寬度調變訊號的責任比(duty ratio)，進而增大調光驅動電壓VLED，以驅動發光二極體串DS。本實施例之發光二極體驅動控制器231會利用此回授機制不斷修正脈衝寬度調變訊號的責任比，直到發光二極體串DS完全導通或完全點亮。

接下來，背光模組300會啟動節能機制。降壓電路233將所接收到的輸入電壓VIN降壓為參考輸出電壓ROV後，並藉由穩壓單元中之儲存電容SC來予以穩定參考輸出電壓ROV。換句話說，儲存電容SC所予以穩定的參考輸出電壓ROV是由輸入電壓VIN所供應的電流(或所供應的能量)所提供。在本實施例中，於發光二極體串DS完全點亮後，當解多工器222根據參考控制信號RCS，以選擇電性連接至參考輸出電壓ROV時，參考電流RI便會經由解多工器222流至其它電路區塊或元件，據此回收參考電流RI以達到節能省電之功效。另一方面，當解多工器222根據參考控制信號RCS，以選擇電性連接至接地電壓GND時，則意指不作任何回收參考電流RI的動作。

進一步來說，發光二極體驅動控制器231會根據回授電壓RVD的大小來對應輸出參考控制信號RCS至解多工器222，以進一步調整線性調節器220內的參考追蹤電壓RVS ，並使參考追蹤電壓RVS能夠盡量接近回授電壓RVD。換句話說，解多工器222會根據參考控制信號RCS來降低回授電壓RVD與參考追隨電壓RVS之間的電壓差。

在第一N型電晶體的源汲極間的跨壓過大時，則解多工器222會根據參考控制信號RCS而選擇電性連接至參考輸出電壓ROV。接著，節點n1的電位會等於參考基準電壓VREF加上參考輸出電壓ROV，並且，因為放大器OP虛短路的關係會使得參考追蹤電壓RVS等於節點n1的電位，亦即參考追蹤電壓RVS會上升一個參考輸出電壓ROV的大小，進而可以降低第一N型電晶體的源汲極間的跨壓，以達到節能之功效。另一方面，電阻R的一端的電位為節點n1的電壓，亦即參考基準電壓VREF加上參考輸出電壓ROV，而電阻R的另一端的電位會由於解多工器222內部的開關設計而為參考輸出電壓ROV，因此電阻R兩端的跨壓依然是參考基準電壓VREF，進而依然能夠穩定參考電流RI。

值得一提的是，儲存電容SC所予以穩定的參考輸出電壓ROV能夠提供至其它電路區塊(圖3未繪示)所使用，如提供一偏壓。此外，當解多工器222電性連接至參考輸出電壓ROV時，本揭露內容更能夠將參考電流RI予以回收且提供至其它電路區塊或元件使用，這更使得本揭露內容具有經濟又環保的時下需求。

為了更詳細地教示本發明所述之背光模組的運作流程，以下特舉另一圖式來做更進一步的細部說明。

〔背光模組的再一實施例〕

請參照圖4，圖4為根據本發明再一實施例之背光模組 之具體電路圖。與上述圖3實施例不同的是，發光單元210包括發光二極體串DS1~DSN，其中每一通道的發光二極體串都是至少具有一個發光二極體所串聯而成，因此每一通道的發光二極體串DS1~DSN彼此間可能具有不同的導通電壓。線性調節器220包括第一N型電晶體MOS1~MOSN、放大器OP1~OPN、電阻R1~RN以及解多工器2221~222N。穩壓單元240包括儲存電容SC1~SCM，其中M、N為正整數。在本實施例中，假設M等於N，但不以本實施例為限。

每一發光二極體串DS1~DSN的輸出端輸出回授電壓VD1~VDN至對應的每一第一N型電晶體MOS1~MOSN的汲極、發光二極體驅動控制器231與類比轉數位電路232。每一發光二極體串DS1~DSN的輸入端接收調光驅動電壓VLED，而每一發光二極體串DS1~DSN之輸出端輸出參考電流I1~IN。第一N型電晶體MOS1~MOSN的汲極接收回授電壓VD1~VDN與參考電流I1~IN，第一N型電晶體MOS1~MOSN的源極輸出參考追隨電壓VS1~VSN。每一放大器OP1~OPN的正輸入端與負輸入端分別對應接收參考基準電壓VREF與參考追隨電壓VS1~VSN，放大器OP1~OPN的輸出端分別對應電性連接第一N型電晶體MOS1~NOSN的閘極。每一電阻R1~RN的一端分別對應接收參考追隨電壓VS1~VSN，每一電阻R1~RN的另一端分別輸出參考電流I1~IN。每一解多工器2221~222N分別對應電性連接參考基準電壓VREF的負端與每一電阻R1~RN之另一端，其中每一解多工器2221~222N可以使用至少一開關來實施。儲存電容SC1~SCN的一端分 別電性連接至參考輸出電壓V1~VM，予以穩定電壓，儲存電容SC1~SCN的另一端電性連接接地電壓GND。接下來要進一步說明的，是關於背光模組400的作動。

請繼續參照圖4，當發光二極體驅動控制器231傳送調光控制信號DCS至第二N型電晶體Mn2時，第二N型電晶體Mn2會根據調光控制信號DCS而對應的開啟或關閉。並且，根據第二N型電晶體Mn2的開啟時間長短來決定調光驅動電壓VLED的大小，亦即調光控制信號DCS利用脈波寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)的方式來決定調光驅動電壓VLED的大小，進而驅動發光二極體串DS1~DSN。接著，發光二極體串DS1~DSN會根據所接收到的調光驅動電壓VLED來產生對應的參考電流I1~IN與對應的回授電壓VD1~VDN，並且將回授電壓VD1~VDN分別對應傳送至發光二極體驅動控制器231、類比轉數位電路232與第一N型電晶體MOS1~MOSN的汲極。

接下來，由於發光二極體的元件特性或製程關係，發光二極體彼此間可能具有不同的導通電壓，因此每一通道的發光二極體串DS1~DSN彼此間可能具有不同的導通電壓，進而使得每一通道的回授電壓VD1~VDN彼此相異。所以，發光二極體驅動控制器231會根據所接收到的回授電壓VD1~VDN來判斷發光二極體串DS1~DSN是否已經完全被驅動，也就是說，判斷發光二極體串DS1~DSN是否已經全部都點亮或全部都正常工作。如果發光二極體串DS1~DSN尚未完全點亮，則發光二極體驅動控制器231會根據回授電壓VD1~VDN來調整調光控制信號DCS，也就是說，增加脈衝寬度調變訊號的責任比(duty ratio)，進而 增大調光驅動電壓VLED，以驅動發光二極體串DS1~DSN。本實施例之發光二極體驅動控制器231會利用此回授機制不斷修正脈衝寬度調變訊號的責任比，直到發光二極體串DS1~DSN全部導通或全部點亮。

接下來，與上述圖3實施例同樣道理，背光模組400會啟動節能機制相關動作。詳細來說，降壓電路233將所接收到的輸入電壓VIN降壓為參考輸出電壓V1~VM後，並藉由多個儲存電容SC1~SCM來分別來予以穩定多個參考輸出電壓V1~VM。換句話說，穩壓單元240中的多個儲存電容SC1~SCM所儲存的多個參考輸出電壓V1~VM是由輸入電壓VIN所供應的電流(或所供應的能量)所提供。在本實施例中，於發光二極體串DS1~DSN完全點亮後，當解多工器2221~222N分別根據多個參考控制信號RCS1~RCSN時，以選擇分別電性連接至對應的參考輸出電壓V1~VN中的部分或全部，而參考電流I1~IN的部分或全部便會經由其對應的解多工器2221~222N流至其他電路區塊或元件，據此回收電流I1~IN的一部分以達到節能省電之功效。另一方面，當解多工器2221~222N根據其對應的參考控制信號RCS1~RCSN，以選擇電性連接至接地電壓GND時，則意指不作任何回收參考電流I1~IN的動作。

進一步來說，發光二極體驅動控制器231會根據回授電壓VD1~VDN的大小來分別輸出參考控制信號RCS1~RCSN至所對應的解多工器2221~222N，以進一步調整線性調節器220內的參考追蹤電壓VS1~VSN，並使參考追蹤電壓VS1~VSN能夠分別盡量接近所對應的回授電壓 VD1~VDN。換句話說，解多工器2221~222N會根據參考控制信號RCS1~RCSN來降低回授電壓VD1~VDN與其所對應的參考追隨電壓VS1~VSN之間的電壓差。因此，在本實施例中，即使發光二極體因為元件特性或製程關係而使得彼此間的導通電壓相異，進而造成每一通道的回授電壓VD1~VDN彼此相異，本揭露內容仍然能夠動態地調降第一N型電晶體MOS1~MOSN的源汲極跨壓以降低能量消耗並緩衝電晶體過熱之情況。

換句話說，習知技術下所採用的發光二極體，必須先決定要用何種順向偏壓群(forward voltage group)，以確保每一發光二極體串的順向導通偏壓相同。因為，若每一發光二極體串的順向導通偏壓不同，將會產生過大的壓降於電晶體，故而導致電晶體過熱，因此除了功耗以外，亦有可能造成電晶體壽命的縮短或電晶體之燒毀。然而，本揭露內容透過上述所教示之機制能夠在不區分順向偏壓群的發光二極體下，達到避免發生電晶體過熱等前述相關問題。

附帶一提的是，背光模組400在進行調光至偏暗的強況時，亦即流經發光二極體串DS1~DSN所對應的參考電流I1~IN偏低，設計者可以設計微控制器235所傳送參考控制信號RCS1~RCSN來選擇分批來回收參考電流I1~IN，因此本揭露內容提供相當的彈性來進行調光，並不會影響到背光模組400原本所要扮演的角色，亦即提供光線。

在進行下述說明前，在此須先說明的是下述將以N等於三且M等於三為一例子說明，並且假設參考輸出電壓V1~V3彼此間的大小關係為V1>V2>V3，具有本領域通常知識者應可類推N大於三或M大於三的其它類似實施例。

當第一N型電晶體MOS1~MOS3的源汲極間具有一過大之跨壓時，則解多工器2221~2223會根據參考控制信號RCS1~RCS3，以選擇電性連接至參考輸出電壓V1~V3或接地電壓GND。當解多工器2221~2223根據參考控制信號RCS1~RCS3，以電性連接至參考輸出電壓V1~V3時，節點n11~n13的電位會分別等於參考基準電壓VREF加上參考輸出電壓V1~V3。再者，因為放大器OP1~OP3虛短路的關係會使得參考追蹤電壓VS1~VS3等於節點n11~n13的電位，亦即參考追蹤電壓VS1~VS3會分別對應上升參考輸出電壓V1~V3的大小，進而可以降低第一N型電晶體MOS1~MOS3的源汲極間的跨壓。另一方面，同理，電阻R1~R3的兩端跨壓依然是參考基準電壓VREF，進而依然能夠分別穩定參考電流I1~I3。

此外，當解多工器2221~2223根據參考控制信號RCS1~RCS3，以電性連接至參考輸出電壓V1~V3時，參考電流I1~I3可以提供至其他電路區塊或元件(圖4未繪示)使用。

〔顯示裝置的一實施例〕

請參照圖5，圖5是本發明實施例之具有背光模組的顯示裝置之示意圖。顯示裝置500包括背光模組510與顯示面板520。背光模組510用以提供光線且顯示面板用以顯示影像資料。而背光模組510所使用的電源，亦即輸入電壓VIN，可以是一般顯示裝置內所使用的系統電壓。背光模組510可以是上述圖2~圖4實施例中之背光模組200、300與400其中之一。顯示裝置500可以是各種類型的電子裝置中用以顯示影像資料的顯示裝置，也就是說，顯示裝置 500為具有用以提供光線的自發光元件(如發光二極體)。

〔驅動方法的一實施例〕

請參照圖6，圖6為根據本發明實施例之驅動方法之流程圖。在本實施例中，背光模組的驅動方法包括步驟如下。根據回授電壓，輸出參考控制信號(步驟S610)，也就是說，驅動控制單元根據發光單元的至少一回授電壓，輸出至少一參考控制信號給線性調節器。根據參考控制信號，調整回授電壓與參考追隨電壓之間的電壓差(步驟S620)，也就是說，線性調節器根據參考控制信號，調整回授電壓與參考追隨電壓之間的電壓差。關於背光模組的驅動方法的各步驟相關細節在上述圖2~圖5實施例已詳細說明，在此恕不贅述。在此須說明的是，圖6實施例之各步驟僅為方便說明之需要，本發明實施例並不以各步驟彼此間的順序作為實施本發明各個實施例的限制條件。

〔實施例的可能功效〕

綜上所述，本發明實施例所提供的顯示裝置、背光模組與驅動電路及其驅動方法，本揭露內容不僅能夠將發光單元所輸出的參考電流予以回收，以提供至其它電路區塊或元件使用，並且本揭露內容中之線性調節器能夠藉由參考輸出電壓來調降回授電壓與參考追隨電壓之間的電壓差，以降低線性調節器的功率消耗，進而達到省電節能之功效。

以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

100‧‧‧習知背光模組

200、300、400‧‧‧背光模組

210‧‧‧發光單元

220‧‧‧線性調節器

222、2221~222N‧‧‧解多工器

230‧‧‧驅動控制單元

231‧‧‧發光二極體驅動控制器

233‧‧‧降壓電路

232、234‧‧‧類比轉數位電路

235‧‧‧微控制器

240‧‧‧穩壓單元

250‧‧‧調光單元

500‧‧‧顯示裝置

510‧‧‧背光模組

520‧‧‧顯示面板

AIS‧‧‧類比信號

DC‧‧‧調光電容

D1‧‧‧二極體

DS、DS1~DSN‧‧‧發光二極體串

DCS‧‧‧調光控制信號

DIS1、DIS2‧‧‧數位信號

GND‧‧‧接地電壓

L1‧‧‧電感

Mn1、MOS1~MOSN‧‧‧第一N型電晶體

Mn2‧‧‧第二N型電晶體

n1、n11~n1N‧‧‧節點

OP、OP1~OPN‧‧‧放大器

S610、S620‧‧‧步驟

SC、SC1~SCM‧‧‧儲存電容

R、R1~RN‧‧‧電阻

RI、I1~IN‧‧‧參考電流

ROV、V1~VM‧‧‧參考輸出電壓

RCS、RCS1~RCSN‧‧‧參考控制信號

RVD、VD1~VDN‧‧‧回授電壓

RVS、VS1~VSN‧‧‧參考追隨電壓

VREF‧‧‧參考基準電壓

VIN‧‧‧輸入電壓

VLED‧‧‧調光驅動電壓

上文已參考隨附圖式來詳細地說明本發明之具體實施例，藉此可對本發明更為明白，在該等圖式中：圖1為習知背光模組之示意圖。

圖2為根據本發明實施例之背光模組之示意圖。

圖3為根據本發明實施例之背光模組之細部示意圖。

圖4為根據本發明再一實施例之背光模組之具體電路圖。

圖5是本發明實施例之具有背光模組的顯示裝置之示意圖。

圖6為根據本發明實施例之驅動方法之流程圖。

200‧‧‧背光模組

210‧‧‧發光單元

220‧‧‧線性調節器

230‧‧‧驅動控制單元

240‧‧‧穩壓單元

250‧‧‧調光單元

GND‧‧‧接地電壓

RI‧‧‧參考電流

ROV‧‧‧參考輸出電壓

RCS‧‧‧參考控制信號

RVD‧‧‧回授電壓

RVS‧‧‧參考追隨電壓

DCS‧‧‧調光控制信號

VIN‧‧‧輸入電壓

VLED‧‧‧調光驅動電壓

Claims (18)

1. 一種背光模組，包括：一發光單元，輸出至少一回授電壓及至少一參考電流；一線性調節器，電性連接該發光單元，該線性調節器用以接收並穩定該參考電流；以及一驅動控制單元，電性連接該發光單元，該驅動控制單元接收並根據該回授電壓以輸出至少一參考控制信號至該線性調節器，其中該線性調節器具有至少一參考追隨電壓，並根據該參考控制信號來調整該回授電壓與該參考追隨電壓之間的電壓差。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括：一穩壓單元，用以穩定該驅動控制單元所輸出之至少一參考輸出電壓。
3. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括：一調光單元，電性連接該驅動控制單元與該發光單元之間，該調光單元用以接收一輸入電壓與一調光控制信號，並且根據該調光控制信號輸出一調光驅動電壓。
4. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中該線性調節器根據該參考控制信號，以選擇電性連接至該參考輸出電壓或一接地電壓。
5. 如申請專利範圍第4項所述之背光模組，其中該線性調節器包括：至少一解多工器，根據該參考控制信號以選擇電性連接至該參考輸出電壓或該接地電壓。
6. 如申請專利範圍第4項所述之背光模組，其中該驅動控制單 元更輸出複數個該參考輸出電壓，該線性調節器藉由選擇與該複數個參考輸出電壓之一電性連接來調降該回授電壓與一參考追隨電壓之間的電壓差。
7. 如申請專利範圍第3項所述之背光模組，其中該發光單元包括：至少一發光二極體串，其輸出端輸出該回授電壓至該線性調節器與該驅動控制單元，其輸入端接收該調光驅動電壓，其中該發光二極體串之輸出端輸出該參考電流。
8. 如申請專利範圍第5項所述之背光模組，其中該線性調節器包括：至少一第一N型電晶體，其汲極接收該回授電壓與該參考電流，其源極輸出該參考追隨電壓；至少一放大器，該放大器的一正輸入端與一負輸入端分別接收該參考基準電壓與該參考追隨電壓，其輸出端電性連接第一N型電晶體的閘極；至少一電阻，其一端接收該參考追隨電壓，其另一端輸出該參考電流；以及其中該解多工器，電性連接一參考基準電壓的負端與該電阻之另一端，並且根據該參考控制信號以選擇電性連接至該參考輸出電壓或該接地電壓，進而調整該回授電壓與該參考追隨電壓之間的電壓差。
9. 如申請專利範圍第3項所述之背光模組，其中該驅動控制單元包括：一發光二極體驅動控制器，用以接收該回授電壓，並根據該回授電壓輸出該調光控制信號；一第一類比轉數位電路，用以接收該回授電壓，並將該回授 電壓轉換為一第一數位信號；一降壓電路，用以接收該輸入電壓，並將該輸入電壓降壓為一參考輸出電壓；一第二類比轉數位電路，電性連接該降壓電路，該第二類比轉數位電路接收一類比信號並將其轉換為一第二數位信號；以及一微控制器，電性連接該第一類比轉數位電路與第二類比轉數位電路，該微控制器接收並根據該第一數位信號與該第二數位信號輸出該參考控制信號至該解多工器。
10. 如申請專利範圍第3項所述之背光模組，其中該調光單元包括：一電感，其一端接收該輸入電壓；一第二N型電晶體，其汲極電性連接該電感之另一端，其源極電性連接一接地電壓，其閘極接收該調光控制信號；一二極體，其正極電性連接該電感之另一端，其負極輸出該調光驅動電壓；以及一調光電容，其一端電性連接該二極體之負極，其另一端電性連接該接地電壓。
11. 一種驅動方法，適用於一背光模組，其中該背光模組包括一發光單元、一線性調節器與一驅動控制單元，其中該線性調節器電性連接該發光單元，該驅動控制單元電性連接該發光單元，且該驅動方法包括：使用該驅動控制單元根據該發光單元的至少一回授電壓，輸出至少一參考控制信號給該線性調節器；以及使用該線性調節器具有至少一參考追隨電壓，並根據該參考 控制信號，調整該回授電壓與至少一參考追隨電壓之間的電壓差。
12. 如申請專利範圍第11項所述之驅動方法，更包括：使用該線性調節器根據該參考控制信號，以選擇電性連接至該參考輸出電壓或一接地電壓。
13. 如申請專利範圍第11項所述之驅動方法，其中該背光模組更包括電性連接該驅動控制單元與該發光單元之間的一調光單元，且該驅動方法更包括：使用該調光單元接收一輸入電壓與一調光控制信號；以及使用該調光單元根據該調光控制信號輸出一調光驅動電壓。
14. 一種驅動電路，用以驅動至少一發光二極體，該發光二極體輸出至少一回授電壓及至少一參考電流，該驅動電路包括：一線性調節器，電性連接該發光二極體，該線性調節器用以接收並穩定該參考電流；以及驅動控制單元，電性連接該發光二極體，該驅動控制單元接收並根據該回授電壓以輸出至少一參考控制信號至該線性調節器，其中該線性調節器具有至少一參考追隨電壓，並根據該參考控制信號來調整該回授電壓與至少一參考追隨電壓之間的電壓差。
15. 如申請專利範圍第14項所述之驅動電路，更包括：一穩壓單元，用以穩定該驅動控制單元所輸出之至少一參考輸出電壓。
16. 如申請專利範圍第15項所述之驅動電路，其中該線性調節器根據該參考控制信號，以選擇電性連接至該參考輸出電壓或一接地電壓。
17. 如申請專利範圍第16項所述之驅動電路，其中該線性調節器包括：至少一解多工器，根據該參考控制信號以選擇電性連接至該參考輸出電壓或該接地電壓。
18. 如申請專利範圍第16項所述之驅動電路，其中該驅動控制單元更輸出複數個該參考輸出電壓，該線性調節器藉由選擇與該複數個參考輸出電壓之一電性連接來調降該回授電壓與一參考追隨電壓之間的電壓差。