TWI356655B - Led driving circuit and driving method thereof - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種驅動電路，且特別是有關於一種 發光二極體之驅動電路。 【先前技術】 為了讓使用者能夠更方便的操作電子裝置，現行的電 子裝置通常都具有顯示器，來作為使用者與電子裝置之間 的溝通媒"。舉例來說’行動電話、個人數位助理（PDA) 以及多媒體播放器（MPEG audio layer 3 player，MP3)，均 具有顯示器來顯現電子裝置當下的狀f使用者可以依據 顯不器所顯示的訊息，決定目前應該接聽電話、輸入訊息， 或是點選所欲收聽的歌曲。這些電子裝置需要一光源來點 亮顯示器面板，例如需要一背光模組來點亮顯示器面板， 才能夠顯示圖形以及文字。 請參照第1圖’其係繪示傳統發光二極體背光模組示 意圖。發光二極體背光模組包括一驅動電路、電阻R1、電 阻R2、發光二極體LED1以及發光二極體LED2，其中用 來驅動發光二極體的驅動電路在此為一常數電壓源vin。電 阻R1以及電阻R2分別電性連接發光二極體LED1以及發 光二極體LED2 ’以限制流過發光二極體leDI以及發光二 極體LED2的電流大小。常數電壓源vin則電性連接電阻 R1以及電阻R2,來提供發光二極體leDI以及發光二極體 LED2電壓。 1356655 為了導通兩個串聯的發光二極體LED1使二極體發 光’驅動電路Vin所提供的電壓值，要大於兩發光二極體 導通電屬的總和，因此通常會選擇電麼值較大的電源來作 為常數電廢源Vin ’這將造成不必要的功率消耗。此外，若 是流經發光二極體LED1、LED2的電流大小不穩定，則會 影響發光二極體LED 1與發光二極體LED2之亮度。 因此需要一種新的發光二極體驅動電路，能夠改善發 光·一極體的發光品質’並消除不必要的功率消耗。 【發明内容】 因此本發明之一方面提供一種驅動電路，用以驅動複 數條發光二極體串列，此驅動電路能夠依據需要來調整驅 動發光二極體串列之驅動電壓，以降低驅動電路所消耗之 功率。 依照本發明之一實施例，用來驅動複數條發光二極體 串列之驅動電路包括一直流電壓轉換器、一偵測電路以及 一迴授控制電路。直流電壓轉換器在發光二極體_列之一 第一端產生一驅動電壓，其中直流電壓轉換器包括一開關 電路’驅動電壓之電壓值與此開關電路之導通時間相關。 偵測電路偵測發光二極體串列一第二端之一端電壓以產生 一迴授電壓。迴授控制電路則依據迴授電壓產生一第一控 制k號以控制開關電路之導通。 本發明之另一方面提供一種發光二極體之驅動方法， 此驅動方法係偵測並自動調整發光二極體所需之驅動電 1356655

負極）則電性連接電流源205以及偵測電路207。電流源205 連接發光二極體串列第二端，來提供發光二極體2〇3電流D 偵測電路2 0 7偵測發光二極體串列第二端之端電壓（另 發光一極體203的負極），並依據所偵測到的端電壓來產 生迴授電壓。迴授控制電路209則依據偵測電路207所產 生的迴授電壓，產生控制信號來控制直流電壓轉換器2〇1。 直流電壓轉換器201則依據迴授控制電路209所產生的控 # 制信號，對驅動電壓V〇ut進行充電/放電，來調整驅動電壓

Vout之電壓值。如此一來，直流電壓轉換器2〇1便能產生 適合的驅動電壓Vout來驅動發光二極體203，減少不必要 的功率消耗。 請參照第3圖’其係繪示本發明另一實施例之發光二 極體及其驅動電路示意圖。驅動電路包括直流電壓轉換器 201電 '机源2 0 5、偵測電路2 0 7，以及迴授控制電路2 〇 9。 由發光二極體203所組成的發光二極體串列的第一端325 φ 電性連接直流電壓轉換器2〇 1，發光二極體串列的第二端 327則電性連接電流源205以及偵測電路207。電流源205 係提供發光二極體203所需電流。 直流電壓轉換器201在發光二極體串列之第一端325 產生驅動電壓Vout，此一直流電壓轉換器2〇1包括一開關 電路305，驅動電壓Vout之電壓值則與開關電路3〇5之導 通時間相關。除了開關電路305之外，直流電壓轉換器2〇1 更包括電感301、二極體303以及電容307。電感301之一 端所接收之電壓值可為常數輸入電壓Vin，另一端則連接開 8 1356655 關電路305。二極體303之正極連接開關電路3〇5，負極則 連接電容307之一端，電容3〇7之另一端則接地。 如上所述，驅動電壓v〇ut之電壓值則與開關電路3〇5 之導通時間相關。舉例來說，若開關電路3〇5的導通時間 或是導通電流增加，儲存在電感3G1的電流大小會隨之增 加，如此一來可導致驅動電壓v〇m的電壓值上升。由此可 知，右開關電& 305採用大電流的功率電晶體，則可因開

關電路305之導通電流增加，使驅動電壓v〇ut之電壓值上 升。 俱測電硌電性連接發光二極體2〇3，此偵測電路 207包括數個電壓.電流轉換器311，其中各個電壓·電流轉 換器311所產生的迴授電流的大小，係相應於發光二極體 串列第二端327之端電星大小。该測電路2〇7更包含電阻 313，電阻313之一端電性連接電壓_電流轉換器3ιι，以匯 集各電壓-電流轉換器311所產生的迴授電流，電阻313之

另-端則接地。匯集的迴授電流在電阻313 一端所產生的 電壓即為迴授電壓’此一迴授電壓之電壓值會隨發光二極 體串列之端電壓值增加而遞增。 迴授控制電路209電性連接偵測電路2〇7以及直流電 壓轉換器201，此迴授控制電路2〇9包括第一比較器315。 第比較盗3 15產生第二控制信號333來控制開關電路奶 之導通。第-比較器315係比較電阻313上的迴授電壓與 一常數電塵來產生第二控制信號333,當迴授電壓比常數電 大，第一比較器315所輸出的第二控制信號州會為邏輯 使第了控制彳§號333之功率週期隨迴授電壓之電壓值下 降而縮短其中常數電壓的電壓值通常等於1.2v。 也就疋°兒，當發光二極體串列第二端327之端電壓值 上升電阻313上之迴授電壓會隨之上升，而使第二控制 :號=333之功率週期縮短，使開關電路3〇5的導通時間縮 、Λ最後使得驅動電壓V〇Ut下降，對驅動電壓Vout形成負 、授因而可自動調節驅動電壓v〇ut之電壓值，避免不必 要的功率耗損。 …。迎授控制電路2〇9更可包括第二比較器335,此第二比 335係比較第二控制信號333與—可為三角波的參考 337來產生第一控制信號339。藉由此第二比較器 奶’可進一步調整開關電路3()5的導通週期，進而使驅動 電壓Vout的電壓值更為精確。 根據上述貫施例，發光二極體驅動電路能夠提供適當 的電流予發光二極體’並維持此電流穩定，因而可改善發 光-極體的亮度品質。此外，發光二極體驅動電路更能夠 依據串接的發光二極體數目’來產生驅動發光二極體串列 所f之驅動電麼’進-步減少了不必要的功率消耗。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何在本發明所屬技術領域中具有通常知 識者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種之更 動與潤飾，因此本發明之保護範圍#視後附之巾請專利範 圍所界定者為準。 丄356655 【圖式簡單說明】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例 能更明顯易懂’所附圖式之詳細說明如下： 第1圖係繪示傳統發光二極體背光模組示意圖。 第2圖係繪示本發明一實施例之發光二極體及其驅動 電路示意圖。 第3圖係繪示本發明另一實施例之發光二極體及其驅 動電路示意圖。 【主要元件符號說明】 2〇1 :直流電壓轉換器 203 :發光二極體 205 '·電流源 209 :迴授控制電路 303 :二極體 307 :電容 313 :電阻 325 :發光二極體串列第 327 :發光二極體串列第 333 :第二控制信號 337 :參考信號 R1 R2 :電阻

207 :偵測電路 301 :電感 305 :開關電路 311 :電壓·電流轉換器 3 1 5 :第一比較器

U 二端 3 3 5 :第二比較器 339 :第一控制信號 Vin :電壓 LED1、LED2 :發光二極體 11

Claims (1)

1356655 B EI修(更),Τ替择百 13’日修正替換買^ 十、申請專利範圍 1. 一種驅動電路，用以驅動複數條發光二極體串列， 該驅動電路包含： 一直流電麼轉換器，以在該些發光二極體串列之一第 一端產生一驅動電壓，其中該直流電壓轉換器包含一開關 電路，該驅動電壓之電壓值與該開關電路之導通時間相關； 一電流源’輕接於該發光二極體串列之第二端並提供 一驅動電流流經該發光二極體串列； 一偵測電路，偵測該些發光二極體串列中各第二端之 端電壓之和以產生一迴授電壓，其中該*f貞測電路包含： 複數個電壓電流轉換器，其中每一電壓電流轉換器 可根據該些發光二極體串列之第二端之一端電壓，產 生一迴授電流；以及 一電阻，匯集之該迴授電流在該電阻之一端所產生之 電壓即為該迴授電壓；以及 一迴授控制電路，依據該迴授電壓產生一第一控制信 號以控制該開關電路之導通。 2.如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中該直 流電壓轉換器更包含： 一電感’該電感之一端接收一輸入電壓，該電感之另 一端連接該開關電路之一第一端； 一一極體’該二極體之一正極連接該開關電路之第一 端；以及 12 1356655 i&illi I ^ a m \ ,τ -s 100年1月13日修正替換買一 端連接該二極體之一負極，該電 一電容，該電容之一 容之另一端則接地。 3. 如申請專利範圍第丨項所述之驅動電路，其中該開 關電路係為—功率電晶體’該功率電晶體之-閘極連接該 迴授控制電路，該功率電晶體之一汲極連接該電感。 4. 如申請專利範圍第丨項所述之驅動電路，其中該迴 授控制電路包含一第一比較器，該第一比較器產生一第二 控制信號以控制該開關電路之導通，其中該第—比較器係 比較該迴授電壓與一常數電壓以產生該第二控制信號。 5. 如申請專利範圍第4項所述之驅動電路，其中該迴 授控制電路更包含一第二比較器以產生該第一控制信號， 其中該第二比較器係比較該第二控制信號與一參考信號以 產生該第一控制信號。 6·如申請專利範圍第4項所述之驅動電路，其中該參 考信號係為一三角波信號。 •一種發光二極體串列之驅動方法，以驅動一發光二 極體串列’該發光二極體串列之—第—端電性連接—直流 電壓轉換，該直流電壓轉換器在該發光二極體_列之該 第一端上產生一驅動電壓，該發光二極體串列之一第二端 13 1356655

月13曰修正替換f 偵測電路，該驅動方法包含： 之該第二端之端電壓； 則電性連接一電流源以及— 偵測該發光二極體串列 '依據該發光二極體串列之該第二端之端電壓產生一迴 授電壓中根據偵測到的該發光二極體举列之該第二端 之端電壓產生一迴授電流’而該迴授電流流經一電阻：於 該電阻之一端產生該迴授電壓； 依據該迴授電壓產生—控制信號；以及

由該控制k遗調整該驅動電壓，以驅動該發光二極體 争列0 8_如申請專利範圍第7項所述之驅動方法，其中該迴 授電壓之電屢值隨該發光二極體串列之該端電壓增加而遞 增。 9·如申請專利範圍第7項所述之驅動方法，其中係比 較該迴授電壓以及—參考電壓以產生該控制信號，且該控 制信號之功率週期隨該迴授電壓之電壓值增加而縮短。 1〇.如申請專利範圍第7項所述之驅動方法，其中該 驅動電壓之電壓值隨該控制信號之功率週期縮短而遞減。