TWI353195B - Driving circuit, display system and method for pow - Google Patents

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Description

1353195 • 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ' 本發明係關於一種驅動光源的驅動電路。 5 【先前技術】
在顯不系統巾，通常制驅動電路驅動—或複數個光 源來為顯示面板提供照明。例如在使用發光二極體（LED) 背光的液晶（LCD)顯不系統中LED陣列用於為液晶 • 帛幕提供照明。LED陣列通常包括有二或複數個的LED 10串’其中每一 LED串包含複數個串聯的LED。對於每-LED串，要達到期望的光輸出所需要的正向壓降伽评㈣ voltage)可能因為LED的晶片面積、材料、產品差異或是 溫度的不同而有所不同。因此，為了產生一致亮度的光輸 出，應該對每- LED串的正向壓降進行調整，以使得流過 15每—LED串的電流實質相等。® 1和圖2分別示出兩種習 知的方法。 目1所7F為一種習知的LED li動電路100的方塊圖。 LED驅動電路100包括直流/直流轉換器1〇2,用於將輸入 的直流電壓Vm轉換成期望的直流輸出電壓，以對 20 LED 串108-1、108—2、...1〇8_Ν 供電。LED 串 1〇8_卜 108—2、...108—N分別與線性LED電流調節器丨％」、 “ 106_2、...106-N串聯輕接。選擇電路104接收來自電流偵
•測電阻RSEN_1、RSEN—2、...RSEN_N的偵測信號並產生 回授信號。直流/直流轉換器1〇2根據回授信號調整直流輸 出電壓Vout。線性LED電流調節器1〇6—卜2、…1〇6 N | 98125775-802(0522) 3 25 1353195 5 10 β中的運算放大11 11GJ、、...110—N分別比較參考信 號REF和來自電；/^貞測電阻rsen J 的憤獻5虎並產生控制信號，以線性模式調整電晶體 Q1 Q2 ...Qn的阻抗。換言之’這種習知的LED驅動電 路100線!生地控制電晶體q卜q2、...QN來分別調整流過 LED串108—1、l08_2、1〇8_N的咖電流。然而，此 種方法不適用於需要姆較大㈣钱的系統，因為其會 導致電阳體φ、Q2、...qn產生大量的熱。因此系統的功 率有效利料會目熱"力率耗損崎低。 15 圖所示為另一種習知的LED驅動電路2〇〇的方j Γ2〇圖2 )中搬每2—咖^分別與—專用的直流/直糊 Li!、202 —2…2〇2'N相_。每一直流/直糊 RSEN_1 RSFN…搬^接收來自對應的電流偵測電丨 的·:3 7·_—Ν的回授信號，並根雜 的LED t W求而分別調整輪出電壓偏i V〇Ut-2、...V〇(N。此種方法的缺點之-是，因為每一一LE 串需要-對應的專用直流/直流轉換器， LED串，則系統成本會相應增加。 糸冼匕3卉-
20 【發明内容】 本發明提供-種對複數個光源供電的驅動電路， 括一電力轉換器、複數個開關調節器及:匕 制器。該動轉換器，可操作接收—輪人電壓^提供該= 數個光源-調節後電壓；該複數__節器，盘 轉換器相㈣且分別調節該複數個光源的複數個正/向壓 | 98125775-802(0522) 4 25 1353195 ，·以及該複數個開關平衡控制 本發明還提供一種具有複數個 括：-液日日0_ acD) 不系統，其包 串’用於照明該液晶顯示面板；極體⑽) :-輪入跑用於提供該複數個電先作接 數 器’與該複數個開關調節器相耦接二：:1平衡控制 信號以分別控制該複數個開關調節器。魏個脈衝調變 15 降 器 個開關調節器 ^發明還提供—種對複數個光源供電的方法，龙包 列々驟.將-輪人電壓轉換成—調節後電壓；將該I 該複數個光源，以產生分別流經該複數個 數個#、、择n“ 複數開關調節器分別調節該複 =先源的硬數個正向壓降；以及藉由複數個脈衝調變作 號为別控制該複數個開關調節器。 ° 【實施方式】 以下將對本發明的實施例提供詳細說明。雖然本發明 將結合實酬撕_，但__麟意欲將本發明限 ，於這些實_。相反，本發㈣在喊由韻申請專利 辄圍所界定的本發_神和範圍⑽定義的各雜化、修 改和等效物。 另外，在以下的詳細說明中將配合大量具體細節，以 | 98125775-802(0522) 本明:本技術領域中具有通常知識者 他實制φ 坆二八體細即，本發明同樣可以實施。在其 '，對習知的方法、流程、元件和電路未作 述，以便於凸顯本發明的主旨。 孑、，， 圖3所不為根據本發明—個實施例的咖 串 LED驅動電路遍包括用於為複數個㈣ 二電力轉換器(如直流/直流轉換器 目3所不的實例中，為方便說明，顯示三個㈣ 〇8_1、308—2和308—3。然而LED驅動電路扇可以 串，D驅動電路_還包括複數 個”直W直流轉換g3〇2_接的開關調節 S f二：;器)3。6—i、3。6_2和3〇6」’用於分別調節 串308一 1、308一2和308一3的正向壓降。咖驅 15 路300還包括複數個開關平衡控制器304—1、3〇4 2和 3〇4_3，用於分別控制降壓開關調節器3〇6—- 3〇6_2和306_3之間有回授選擇電路312，用 直 直流轉換器3G2的輸出電f複數個電流監測 二 20 =一2和⑽少分別與咖串扇—i、應^細-^目 搞接’提供監測信號ISENj、卿―2和isen 3，用於 指不流經LED串308J、3〇8_2和3〇8—3的咖-電流。 的雷Ϊ ='f換^ 3〇2接收輸入電麗*並輸出調節後 的㈣伽。在—實施例中，每個開關平衡控制器304卜 304—2和304—3接收-個相同的參考信號卿，該參考传 號REF指示流經每個LED串細」、3〇8一2和細」的期 98125775-802(0522) 6 25 1353195
=電流值。每個開關平衡控制器3〇4j、3〇4一2和3 =分別接收來自一個對應的電流監測器的; :丨，卜咖-2、卿—3。在-實施例中 _ =04—1、3G4_2 * 3G4—3根據參考信號㈣和對應二 監測信號分別產生脈衝調變信號（如：脈衝寬度調變信;、 PWM J、PWM—2、PWM_3 ’並利用脈衝調變信號pWM j、 PWM_2、PW1V[一3分別調整降壓開關調節器3〇6—i、3〇6 2 和306_3的壓降。 — 一
15
20 日開關平衡控制器304j、304—2和3〇4」分別控制降 =關調㈣3G6J、3G6_2和3G6_3，以調節降壓開關調 郎器306_1、306一2和306_3上的壓降。對於每一 LED串 308J、3G8—2和3G8_3而言’ -LED電流根據LED串上 的士向壓_驗LED串。-LED φ的正向壓降正比於 調節後的 Vou t與該LED串對應的開關調節器上的壓 降之差。因此，透過利用開關平衡控制器如七丨、3〇4_2 和304_3分別調節降壓開關調節器3〇6 j、3〇6—2和3〇y 的廢降’ LED _ 308_1、308_2和308_3的正向壓降能夠 據此調整。因此，LED串308」、3〇8一2和3〇8—3的led 電流也能據此調整。在一實施例中，開關平衡控制器 304一1、304—2和304_3分別調節降壓開關調節器遍」、 306_2和306—3的壓降，使得各LED串的電流與期望電流 值實質相等。此處“與期望電流值實質相等”是指LED串的 電流可在一定範圍内變化，使得各LED串產生具有一致亮 度的期望光輸出。 25 開關平衡控制器3〇4_1、304_2和304_3還可以根據 I 98125775-802(0522) 監測信號ISENJ、ISEN_2、ISEN一3和參考錢咖產生 複數個誤差信號。每個誤差信魅示—個正向料，對麻 的LED串需要該正_降以產生和期望電流實質相等二、 電流。回授選擇電路312接收誤差信號，並判斷哪個led 串具有最大的正向壓降。對於每個LED串308丨、3〇8 2 和308—3 ’產生期望的光輸出所需要的正向壓降可能各& 相同。此處“最大正向壓降，，是指在一實施例中，當l^d串 308J、308_2和308一3產生一致亮度的期望光輸出時各 LED串所具有的正向壓降中最大的正向壓降。回授選擇電 路312產生回授信號301，指示流過具有最大正向壓降的 LED串的LED電流。其結果是，在一實施例中，直流/直 流轉換器302.根據回授信號301調節Vout，以滿足具有最 大正向壓降的LED串的電力需求。例如，直流/直流轉換 器302提升Vout以增大流經具有最大正向壓降的led串 的LED電流’或者降低v〇ut以減小流經具有最大正向壓 降的LED串的LED電流。 圖4所示為根據本發明一實施例具有共陽極連接之 LED驅動電路400的電路圖。圖4將結合圖3進行描述。 圖4中與圖3編號相同的元件具有類似的功能，為簡明起 見在此不重複描述。在圖4的實例中，為方便說明，顯示 三個LED串308J、308一2和308_3。然而LED驅動電路 400可以包括任何數目的LED串。 LED驅動電路400利用複數個開關調節器（如降壓開 關調節器）根據參考信號REF和複數個監測信號ISEN_1、 ISEN_2、ISEN_3 來分別調整 LED 串 308_卜308_2 和 308 3 | 98125775-802(0522) 8 • 的正向壓降。監測信號ISEN一1，ISEN—2，ISEN_3由複數 .. 個電流監測器產生，分別指示流經LED串308 1、308 2 和3 08_3的電流。在圖4的實例中，每個電流監測器包括 —個電流監測電阻RSEN_i (i=l，2，3)。 5 在一個實施例中，每個降壓開關調節器包括一個電感
Li(i=卜 2, 3)、一個二極體 Di(w ’ 2, 3)、一個電容 ^ (i=卜2, 3)和一個開關Si (H，2, 3)。電感〇與對應的 LED 串 308—i (i=卜 2 ’ 3)串聯。二極體 Di 與 LED 串 3〇8 土 • 及與之串聯的電感Li並聯。電容Ci與對應的LED串308 i 1〇 並聯。開關Si耦接於電感Li和地之間。每個降壓開關調 節器由一個脈衝調變信號所控制，例如由一個對應的 平衡控制器304_i (i=1，2，3)產生的脈衝寬度調變信號 (i=l，2，3)所控制。 上LED驅動電路400還包括直流/直流轉換器3〇2，以提 15 供調節後的電壓，以及回授選擇電路312，以提供回授信 號301來調整直流/直流轉換器3〇2輸出的調節後電壓，以 φ 滿足具有最大正向壓降的LED串的電力需求。 直流/直流轉換器302接收輸入電壓vin並產生謂節後 的電壓V〇Ut。開關平衡控制器304_i用脈衝寬度調變信號 2〇 PWM」（i=卜2 ’ 3)控制開關Si的導通狀態。 在開關Si處於導通狀態的第一時間段内，LED電流 •流過LED串308J、電感Li、開關Si和電流監測電阻 • RSEN-i到地。在—實施例中，LED串308_i的正向壓降 正比於調節後電壓Vout與對應開關調節器上的壓降之 25 差。在此第一時間段内，直流/直流轉換器302為LED串 | 98125775-802(0522) 9 遞―1供電’並同時以調節後電壓Vout對電感Li進梓充 電。一在開關Si處於關斷狀態的第二時間段内，LED電流 流經LED _ 3〇8」、電感Li和二極體Di。在此第二時間 段内，電感Li放電而對LED串3〇8 i 為了控制開關Si的導通狀態，開關平衡控制器304一i 產生—個具有工作週期D的脈衝寬度調變信號。 在一貫施例中，電感Li、二極體Di、電容Ci和開關Si構 成了 一個降壓開關調節器。如果忽略開關Si上的壓降和電 1〇流f測電阻RSEN」上的壓降，LED ♦ 308_i上的正向壓 於Vout與d之乘積。因此，透過調節脈衝寬度調變 L號PWM_i的工作週期D，LED _遍一i上的正向壓降 能得據此調整。 — 在一實施例中，開關平衡控制器304一i接收指示一期 望電流值之參考信號咖和指示流過LED串308—i的電 5流之監測錢ISEN—i (i=卜2，3)，並比較參考信號卿 和監測信號ISEN—i，以調節脈衝寬度調變信號PWM—丨的 工作週期D’使得LED電流與期望電流值實質相等。更特 別吕之，開關平衡控制器3〇4_i根據參考信號RJEF和監測 信號ISEN_i產生誤差信號VEA_i (i=1，2，3)。誤差信號 2Q VEA一i指示一個正向壓降，對應的LED串3〇8j需要該正 向壓降以產生和期望電流值實質相等的電流，在—實施例 中’如果VEA_i較大，說明對應的LED串308一i需要— 個較大的正向壓降。圖4中的開關平衡控制器304 i將在 圖5中做詳細描述。 25 在一實施例中’回授選擇電路312分別接收來自開關 | 98125775-802(0522) ,〇
平衡控制器304_i的誤差信號vEA_i，並判斷當所有LED 電流實質相等時’哪個LED串具有最大的正向壓降。回授 選擇電路312還接收來自電流監測電阻RSEN_i的監測信 號 ISEN_i。 一 回授選擇電路312根據誤差信號VEA_i和/或監測信 戒ISEN一1產生回授信號3〇1，該回授信號3〇1指示具有最 大正向壓降的LED串的led電流。直流/直流轉換器302 根據回授信號301調整調節後電壓v〇ut，以滿足具有最大 正向壓降的LED串的電力需求。在一實施例中，只要v〇ut 能滿足具有最大正向壓降的LED串的電力需求，也就能夠 滿足其他任何led串的電力需求。因此，所有的LED串 均能獲得足夠的電力以產生具有均勻亮度的光輸出。 圖5顯不圖4中的開關平衡控制器3〇4_i的架構示意 圖，以及開關平衡控制器304一i與對應的LED串308」的 連接關係。圖5將結合圖4進行描述。 在圖5的實例中’開關平衡控制器304_i包括用於產 生誤差#號VEA一1的積分器’和用於比較誤差信號νΕΑ^ 和斜波信號RMP以產生脈衝寬度調變信號pWM_i的比較 器502。積分器包括與電流監測電阻RSEN_i耦接的電阻 508、誤差放大器（err〇ramplifier) 51〇以及電容5〇6。電 谷506的一端耦接於誤差放大器51〇和比較器5〇2之間， 另一端與電阻508相連。 誤差放大器510接收兩個輸入。第一個輸入是參考信 號REF與脈衝寬度調變信號的乘積，由乘法器 產生。第二個輸入是來自電流監測電阻RSEN_i的監測信 | 98125775-802(0522) 11 1353195 號1。誤差放大器510的輸出即為誤差信號VEA i。 比較器502將誤差信號篇」與斜波信號猜進行 比李父以產生脈衝寬度調變信號pwM」，並 變信號P觀」的工作週期。脈衝寬度調變信號PwL i 通==04用於控制對應降壓開關調節器中之開關 的導通狀‘4。在-實施例中，在第—時間段中，當誤差 信號VEA一i的幅度高於斜波信號RM ^ 信號屬」被置為！，開關&被導通。在 在第二時間段中’當誤差信號觀」的幅度低於斜波信號 ’脈衝寬度調變信號PWMj被置為Q，開關^被關 斷0 =’透過比較誤差信號VEA」和斜波信號腑， 脈=寬度調變信號PWMj的工作週期D可據此調整。在 15 20 :=二：衝寬度調變信號pwM—i的工作週期d隨 T _的增加而增加，隨著誤差信號 r = Γ 而減小。同時’ LED串的正向壓降透過 脈衝寬度輕錄PWM_i耐目應職。在—實施例中， 具有較大工作週期的脈衝寬度調變信號導致㈣串遞i 向壓L有較小工作週期的脈衝寬度調 灸k號導致LED φ 308」具有較小的正向壓降。 在實％例中’圖4中的回授選擇電路312接收 EA_1 VEA一2、VEA一3 ’並透過比較仰八」、VEA—2 和篇_3判斷哪個LED串具有最大正向餅例如，如 ，VEA_1 <VEA—2<VEA_3 ’則回授選擇電路3〗2判斷LED 串遍_3具有最大正向塵降’並產生用於指示LE〇串 | 98125775-802(0522) 12 25 308—3的LED電流的回授信號301。圖4中的直流/直流轉 換器302接收回授信號301並調整調節後電壓Vout，以滿 足LED串308—3的電力需求。Vout只要能夠滿足LED串 308一3的電力需求，則也能滿足LED串308_1和LED串 308_2的電力需求。因此，所有的LED串308_1、308__2 和308_3均能獲得足夠的電力，以產生具有一致亮度的期 望光輸出。 圖6顯示流經LED串308一i的LED電流604、電感 Li的電感電流602、RSEN_i和開關Si之間節點514上的 電壓606之間的關係。圖6將結合圖4和圖5進行描述。 在開關Si導通的時間段’直流/直流轉換器3〇2為led 串308_i供電’並用調節後的電壓vout對電感Li充電。 當開關Si被PWM一i導通，則電感電流602流經開關Si 和電流監測電阻RSEN_i到地。當開關Si導通時，電感電 流602逐漸增大’節點514上的電壓606隨之增大。 在開關Si關斷的時間段’電感Li放電並對LED串 3〇8一i供電。當開關si被PWM_i關斷，則電感電流6〇2 々il經電感Li、二極體Di和LED串308_i。當開關別關斷 時，電感電流602逐漸減小。因為此時沒有電流流過電流 監測電阻RSEN_i ’所以節點514上的電壓6〇6減小到〇。 在一實施例中，與LED串308一i並聯耦接的電容Ci 對電感電流602進行濾波，並產生實質恆定的LED電流 604，其位準為電感電流602的平均位準。 因此’LED串308」的LED電流604能夠朝向目標電 流進行調整。在一實施例中，當開關Si導通時，節點514 | 98125775-802(0522) 13 1353195 上的平均電壓值等於參考信號RJgF的電壓值。 圖7所示為根據本發明一實施例具有共陰極連接之 LED驅動電路7〇〇的電路圖。圖7中與圖4編號相同的元 件具有類似的功能，為簡明起見在此不重複描述。在圖7 5 的實例中’為方便說明’顯示三個LED串3〇8_1、308 2 和308_3。然而LED驅動電路700可以包括任何數目的 LED 串。 與圖4中的L?D驅動電路4〇〇類似，LED驅動電路 700利用複數個開關調節器（如降壓開關調節器）根據參 10 考信號REF和複數個分別指示LED串308—1、308_2和 3〇8_3的電流監測信號^EN-丨、ISEN_2、isen_3來調節 LED串308一1、308_2和308_3的正向壓降。監測信號 ISEKT一1 ' ISEN—2、ISEN一3由複數個電流監測器產生。在 圖7的實例中，.每個電流監測器包括一個電流監測電阻 15 RSEN-i (i=1，2,3)、一 個差動放大器（differential amplifier ) 702_i (i=l ’ 2 ’ 3)和一個電阻 706一i (ϋ，2，3)。電流監測 電阻RSEN一i與對應的LED串308_i串聯。差動放大器 702一i耦接於電流監測電阻RSEN_i和開關平衡控制器 704_ι之間。電阻706一i耦接於誤差放大器7〇2_ί和地之間。 20 在一實施例中，每個降壓開關調節器包括一個電感Li (1=1，2 ’ 3)、一個二極體 Di (i=l，2，3)、一個電容 Ci (i=l，
2，3)和一個開關si (i=l，2，3)。電感Li與對應的LED 串308_i (i=l，2 ’ 3)串聯。二極體Di與LED串308」及 與之串聯的電感Li並聯。電容Ci與對應的LED串3〇8j 25 並聯。開關Si耦接於直流/直流轉換器302和電感Li之間。 | 98125775-802(0522) ]4 母個降璧開關調節器由一個脈衝調變信號所控制，例如由 平衡㈣器7()4J (i=1 ’2 ’3)產生的脈衝 見度調變信號PWM_i (i=卜2，3)所控制。 LED驅動電路700 €包括直流/直流轉換器逝，用於 ，供調節後電Μ，以及賴選擇電路312，用於提供回授 ^遽301來調整直流/直流轉換器搬產生的調節後的電 堊，以滿足具有最大正向壓降的LED串的電力需求。 10 在一實施例中，在開關Si處於導通狀態的第一時間段 内LED %々丨(^爪過LED串308_i到地。LED串308 i的正 15 向塵降正比於雕後電壓VGUt與對應關卿器上的愿 降之差。在此第-時間段内，直流/直流轉換器3〇2為 串308一i供電，並同時以調節後電虔v〇ut對電感l進行 充電。在開關Si處於關斷狀態的第二時間段内，lED電 流流經LED串3〇8_i，電感Li和二極體Di。在此第二時 間#又内，電感Li放電以對LED串3〇8 i供電。 20 圖8顯示圖7中的開關平衡控制器7〇4J的架構示意 圖，以及開關平衡控制器7〇4j與對應的lED串3〇8」的 連接關係。圖8與圖5類似，不同之處在於，對於圖7中 具有共陰極連接的LED驅動電路700，差動放大器702j 檢測電流監測電阻RSEN_i上的壓降。經由電阻7〇6J可 以產生指示LED串308_i之LED電流的監測信號 ISEN一1。在一實施例中’電阻7〇6j與電流監測電阻 RSEN_i具有相同的阻值。 圖9顯示LED串308_i的LED電流904、電感Li的 電感電流902、RSEN_i和開關si之間節點814上的電壓 | 98125775-802(0522) 25 1353195 906之間的關係。圖9將結合圖7和圖8進行描述。 當開關Si導通時，直流/直流轉換器302為LED串 308_i供電’並以調節後的電壓Vout對電感Li充電。當開 關Si被PWM—i導通，電感電流902流經LED串308__i到 5 地。當開關Si導通時，電感電流902逐漸增大，節點814 上的電壓906隨之増大。 當開關Si關斷時，電感Li放電並對LED串308__i供 電。當開關Si被PWM_i關斷，電感電流902流經電感u、 LED串308」和二極體Di。當開關Si關斷時，電感電流 10 902逐漸減小。因為此時沒有電流流過電流監測電阻鲁 RSEN-i，節點814上的電壓906升高至Vout。 在一貫施例中，與LED串308_i並聯的電容Ci對電 感電流902進行濾波，因此產生實質為恆定的led電流 904，其位準為電感電流902的平均位準。 机 15 因此’ LED串3〇8」的LED電流904能夠朝目標電流 調整:在一實施例中，當開關si導通時，節點814上的平L 均電壓值等於ν_的電壓與參考信號REF的電壓之差。 圖⑺所示為根據本發明一個實施例的驅動複數個光擊 源的方法流程圖。儘管圖10中揭露特定之步驟，但這咏 2〇步雜僅是作為示意之用。亦即，本發明可驗執行其ς 的步驟，或者圖10中特定步驟之變化步驟。圖1〇將結合 圖3和圖4進行描述β ° σ 在步驟1002中，-個輸入電壓被電力轉換器（如直 流/直流轉換器302)轉換成調節後電壓。 - 25 纟步驟10〇4中，調節後電壓被分別施加於複數個光 | 98125775-802(0522) 16 1353195 源（如LED串308j、308一2和3〇8_3)以分別產生流經 複數個光源的光源電流。 在步驟1006中，利用複數個開關調節器（如複數個 降壓開關調節器306J、306__2和3〇6_3 )分別調節各光源· 的正向壓降。
10 15 在步驟1008中，利用複數個脈衝調變信號（如脈衝 I度調變信號PWM__1、PW1VL2、PWM_3)分別控制該複 數個開關調節器。在一實施例中，利用一個脈衝調變信號 控制開關Si，使得在開關導通的第一時間段内，由調節後 電壓對一個對應光源供電，並由調節後電壓對一個對應的 電感Li充電。在開關關斷的第二時間段内，電感u放電， 並透過電感Li放電對光源供電。 在步驟1010中’根據參考信號REF和監測信號ISEN_i 調整脈衝調變域PWM」的玉作週期。在—實施例中， I謂信號ISEN—i由電流監；職31()」纽，祕指示流經 對應光源的光源電流。
20 據此’本發明之較佳實施例提供了一種光源驅動電 ^其可以複數個開_㈣分職節複數個錢的正向 有，處在於，如前述，在—實施例中，流經複數 二、的1電流可被調節為與目標電流實質相等，且只 1轉換$為該複數個光源供電。透過利用開關 性電流調節器來調節光源電流，系統的電力 古=仔以 ' 且產生的熱得以降低。此外，透過判斷具 写的ί:向光源驅動電路據此調整電力轉換 ㈣輸出’使㈣有光源的電力需求均能得到滿足。 | 98125775-802(0522) 25 1353195 上文具體實施模式和附圖僅為本發明之常用實施· 例=然’在不脫離申請專利範圍所界定的本發明精神和 發明範圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本技術 領域中具有通常知識者應該理解，本發明在實際應用中可 根據具體的環境和工作要求在不背離發料_前提下 . 在形式、架構、佈局、比例、材料、元素、組件及其它方 面有所變化。因此’在此披露之實施例僅用於說明而非限 制本發明之範圍由後附申請專利範圍及其合法等效物界 定’而不限於此前之描述。 【圖式簡單說明】 透過對本發明的實施例及結合其所附圖式的描述，可 以進一步理解本發明的目的、具體架構特徵和優點。 圖1所示為一種習知的led驅動電路的電路圖； 圖2所示為另一種習知的LED驅動電路的電路圖； 圖3所示為根據本發明一實施例的LED驅動電路的方 塊圖； 圖4所示為根據本發明一實施例的LED驅動電路的電鲁 路圖； 圖5所示為根據本發明一實施例圖4中的開關平衡控 制器的架構示意圖，以及開關平衡控制器與對應的LED串 · 的連接關係； 圖6所示為根據本發明一實施例圖5中的led電流、 電感電流和電流監測電阻上的電壓波形之間的關係圖； 圖7所示為根據本發明一實施例的LED驅動電路的電
| 98125775-802(0522) 1R 1353195 . 路圖； • , _圖8所不為根據本發明一實施例圖7中的開關平衡控 制$的架構不意圖’以及開關平衡控㈣麟應的咖 的連接關係； 5 ，、圖9所不為根據本發明一實施例圖8中的LED電流， 電感電流和電流侧電阻上的電壓之間的關係圖； 圖忉所不為根據本發明一個實施例的驅動複數個 源的方法流程圖。 70 10 【主要元件符號說明】 工〇〇 : LED驅動電路 1〇2 :直流/直流轉換器 HM:選擇電路 106一 1、l〇6_2、...10^ :線性 LED 電流調節器 15 ⑽-1、108一2、…108JST : LED 串 110—卜110—2、"·11〇_>^運算放大器 _ 200: LED驅動電路 202_1、202_2、...202-N :直流/直流轉換器 300、400 ' 700 : LED 驅動電路 2〇 301 :回授信號 302 :直流/直流轉換器 304J、304_2、304_3 :開關平衡控制器 306J、306_2、306—3 :降壓開關調節器 308—1、308一2、308一3 : LED 串 25 310-1、310_2、310_3 :電流監測器 . | 98125775-802(0522) 19 1353195 312 :回授選擇電路 502 ： 比較器 504 ： 緩衝器 506 ： 電容 5 • 508 ： 電阻 510 ： 誤差放大; i 512 ： 乘法器 514 ： 節點 602 ： 電感電流 10 604 ： LED電流 606 ： 電壓 702_1 、702—2 、 702_ 3 ： 差動放大器 704_1 、704_2 、 704_ _3 ： 開關平衡控制器 706_1 、706_2 、 706_ _3 ： 電阻 15 814 ： 節點 902 ： 電感電流 904 ： LED電流 906 ： 電壓 1000 :流程圖 20 1002 、1004 、 1006 、 1008、1010 :步驟 | 98125775-802(0522) 20

Claims (1)

  1. 七、申請專利範圍： 1. 一種對複數個發光二極體串供電的驅動電路， 其包括： 一電力轉換器，可操作接收一輸入電壓且提供 該複數個發光二極體一調節後電壓； 複數個開關調節器，與該電力轉換器相耦接且 分別調節該複數個發光二極體串的複數個正向 壓降；以及 複數個開關平衡控制器，與該複數個開關調節 器相耦接且產生複數個脈衝調變信號以分別控 制該複數個開關調節器。 2. 如申請專利範圍第1項之驅動電路，其中每一 該複數個正向壓降正比於該調節後電壓與該複 數個開關調節器中一對應開關調節器的一壓降 之一差值。 3. 如申請專利範圍第1項之驅動電路，其中複數 個發光二極體電流分別根據該複數個正向壓降 而流經該複數個發光二極體$，且其中該複數 個發光二極體電流實質相等。 4. 如申請專利範圍第1項之驅動電路，其中每一 該複數個開關調節器包括一降壓開關調節器。 5. 如申請專利範圍第1項之驅動電路，其中每一 該複數個開關調節器包括： 一電感，與該複數個發光二極體串中一對應發 光二極體串串聯耦接；及 0522-TW-OA1-CH Claim-RepSet.doc 21 開，，與該電❹軸接且由該複數個脈衝 調變L號t-對應脈衝調變信號所控制，其中 該開關為完全導it或完全關斷。 6.如申請專利範圍第1項之驅動電路，還包括： ㈣路’_於該電力轉換器和該複 數個開關調節器之間且判斷該複數個發光二極 2串中具有-最大正向壓降之一發光二極體 串， 其中該電力轉換器可操作調㈣調節後電壓， 以滿足具有該最大正向壓降之該發光二極體串 的一電力需求。 7· t申請專利範圍第6項之驅動電路，還包括： 複數個電流監測^，其係與該複數個發光二極 體串分別_ ’ J_產生複數個監測信號，該複 數個里測彳5號分別指示流經該複數個發光二極 體串的複數個發光二極體電流， 其中該回授選擇電路接收該複數個監測信號， 並根據該複數個監測信號和一參考信號判斷具 有該最大正向壓降之該發光二極體串。 8. 如申請專利範圍第丨項之驅動電路，其中每一 該開關平衡控制器接收指示一期望電流的一參 考信號，並產生一脈衝寬度調變信號，以控制 該複數個開關調節器之一對應開關調節器。 9. 如申凊專利範圍第§項之驅動電路，其中每一 0522-TW-OA1-CH CIaim-RepSet.doc 22 1353195 4 /脾:Γ月/〇日絛(更)正替換頁 該開關平衡控制器包括： 一誤差放大器，用於藉由比較一監測信號和該 參考信號以產生一誤差信號，該監測信號係指 示一發光二極體電流， 其中該脈衝寬度調變信號是根據該誤差信號產 生，以調節該發光二極體電流使其趨向該期望 電流。 10. 如中請專利範圍第1項之驅動電路，其中每一 該複數個脈衝調變信號包括一脈衝寬度調變信 號。 11. 一種顯示系統，其包括： 一液晶顯示面板； 複數個發光二極體串，照明該液晶顯示面板； 一電力轉換器，可操作用於接收一輸入電壓且 提供該複數個發光二極體串一調節後電壓； 複數個開關調節器，與該電力轉換器相耦接且 分別調節該複數個發光二極體串的複數個正向 壓降；以及 複數個開關平衡控制器，與該複數個開關調節 器相耦接且產生複數個脈衝調變信號以分別控 制該複數個開關調節器。 12. 如申請專利範圍第11項之顯示系統，其中每一 該複數個正向壓降正比於該調節後電壓與該複 數個開關調節器中一對應開關調節器的一壓降 0522-TW-OA1-CH Claim-RepSetdoc 23 1353195 &年0 日修(更)正替 1____—— 之一差值。 13. 如申請專利範圍第12項之顯示系統，其中複數 個發光二極體電流分別根據該複數個正向壓降 而流經該複數個發光二極體争，且其中該複數 個發光二極體電流實質相等。 14. 如申請專利範圍第12項之顯示系統，其中每一 該複數個開關調節器包括一降壓開關調節器。
    15. 如申請專利範圍第12項之顯示系統，其中每一 該複數個開關調節器包括： 一電感，與該複數個發光二極體串中一對應發 光二極體_串聯耦接；及 一開關，與該電感串聯耦接且由該複數個脈衝 調變信號中一對應脈衝調變信號所控制，其中 該開關為完全導通或完全關斷。
    16. 如申請專利範圍第12項之顯示系統，還包括： 一回授選擇電路，耦接於該電力轉換器和該複 數個開關調節器之間且判斷該複數個發光二極 體串中具有一最大正向壓降之一發光二極體 串， 其中該電力轉換器可操作調整該調節後電壓， 以滿足具有該最大正向壓降之該發光二極體串 的一電力需求。 17. 如申請專利範圍第16項之顯示系統，還包括： 複數個電流監測器，與該複數個發光二極體串 0522-TW-OA1-CH Claim-RepSet.doc 24 1353195 年厂月/· ?日條(尹Vit替換頁 • 分別耦接且產生複數個監測信號，該複數個監 - 測信號分別指示流經該複數個發光二極體串的 複數個發光二極體電流， 其中該回授選擇電路接收該複數個監測信號， 並根據該複數個監測信號和一參考信號判斷具 有該最大正向壓降之該發光二極體串。 18. 如申請專利範圍第12項之顯示系統，其中每一 該複數個開關平衡控制器接收指示一期望電流 φ 的一參考信號，並產生一脈衝寬度調變信號， 以控制該複數個開關調節器之一對應開關調節 器。 19. 如申請專利範圍第18項之顯示系統，其中每一 該開關平衡控制器包括： 一誤差放大器，用於藉由比較指示一發光二極 體電流的一監測信號和該參考信號以產生一誤 差信號， • 其中該脈衝寬度調變信號是根據該誤差信號產 生，以調節該發光二極體電流使其趨向該期望 電流。 20. —種對複數個發光二極體串供電的方法，其包 括下列步驟： • 將一輸入電壓轉換成一調節後電壓； - 將該調節後電壓施加於該複數個發光二極體 串，以產生分別流經該複數個發光二極體串的 0522-TW-OA1-CH Claim-RepSet.doc 25 1353195 ，.一-一 — j · ， -蹲ί月I乍修(更)正替換頁 I__—__ 複數個發光二極體電流； 藉由複數個開關調節器分別調節該複數個發光 二極體串的複數個正向壓降；以及 藉由複數個脈衝調變信號分別控制該複數個開 關調節器。 0522-TW-OA1-CH CIaim-RepSet.doc 26
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