TWI363580B - Led driving device of overvoltage protection and duty control - Google Patents

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TWI363580B
TWI363580B TW096113424A TW96113424A TWI363580B TW I363580 B TWI363580 B TW I363580B TW 096113424 A TW096113424 A TW 096113424A TW 96113424 A TW96113424 A TW 96113424A TW I363580 B TWI363580 B TW I363580B
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Sang Yun Lee
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Samsung Led Co Ltd
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Description

1363580 九、發明說明: -.[優先權之主張;| .β本申請案主張2006年4月24日於韓國智慧財產局所 提出申請之韓國專利申請案第2〇〇6_369〇〇號之優先權,該 韓國專利申請案揭示之内容併入本案作為參考。 . 【發明所屬之技術領域】 • 本發明係關於一種發光二極體(light emitting 籲diode; LED)驅動裝置,且詳言之,係關於一種使用升壓型 直流對直流(DC-DC)轉換器之LED驅動裝置,能夠保護 和驅動電路免於負载於該LED之過電壓(〇verv〇ltage),並 控制由該升壓型DC-DC轉換器所使用之電流模式脈寬調變 (pulse width modulation ; PWM)驅動 1C 之輸出訊號之工 作比(duty)至完全〇%。 【先前技術】 一般而言,因為用於液晶顯示器(liquid crystal # display ; LCD)之背光之光源的冷陰極螢光燈((:〇1(1 cathode fluorescent lamp; CCFL)使用汞氣體,因此也許 造成環境污染、反應速度低、低的色彩重現特性、以及很 難減少LCD面板之重量、厚度、和尺寸。 另一方面,發光二極體(L E D)符合環保要求、具有數奈 秒之问反應速度、對於視訊流很有效果、能以脈衝驅動、 具有100%之色彩重現特性、能藉由控制紅光、綠光、和藍 光LED之發光量而自由地改變其亮度和色彩溫度、和具有 減少LCD面板之重量、厚度、和尺寸之優點。因此,目前 93936 5 1363580 LED被積極地使用於LCD面板之背光光源。 當複數個LED被串聯連接而使用於使用led之LCD背 光中時,驅動電路能夠供應靜態電流(static current)至 LED以及調暗電路(dimming circuit)用來控制LED之亮度 以自由地控制亮度和色彩溫度或補償溫度。第i圖顯示習 知的LED驅動電路。 第1圖為顯示習知的使用一般的升壓型DC_j)C轉換器 籲之LED驅動電路10之電路圖。參照第i圖,於使用該dc_dc 轉換裔之LED驅動電路1〇中,電感器(induct〇r)L和二極 體D以串聯的方式連接到Dc電源Vin之正(+ )端,而電容 器C及LED陣列U以並聯的方式相互連接於二極體 DC電源Vin之負(-)端之間。開關丨2和電壓偵測電阻器k 以串聯的方式連接於電感器L、二極體D之連接節點與π 電源Vin之負端之間。由電壓偵測電阻器Rs所偵測之電厥 值係輸入至PWM驅動部分13^WM驅動部分13依據該偵: 籲電壓值控制開關12之導通-不導通(turning 〇n一〇ff)之工 作比。可藉由控制MOSFET之閘極電壓而將M〇SFET使用於 開關12 ’如第1圖中所示。 ' 虽開關12導通時,施加到Dc電源Vin之電壓流入 感器L和開關12,而能量便累積於電感器l中。當開關卜 =通時,DC電源Vin之全部量和累積於電感器l中之 忐置遒過二極體D並被施加到LED陣列u。於此情況,^ 加到LED陣列n之電壓藉由平 " 壓之值不低於輪入電Η1η。 93936 6 於使用升壓型DC-DC轉換器之習知LED驅動電路1〇 •令’可藉由控制該電壓偵測電阻器Rs之電阻值而由該電壓 .偵測電阻器Rs偵測之控制電壓值而控制led陣列11之亮 度。雖然可使用可變電阻器當作電壓偵測電阻器Rs而控制 亮度,但是因為必須使用瓦特電阻器(wattage resist〇i〇 作為電壓積測電阻器Rs,此是由於高LED電阻的關係,而 後難有可變性(variableness)。而且,當使用複數個發出 籲不同色光之LED時,對每一色光LED需使用不同的驅動電 路。因為對於各驅動電路電壓偵測電阻器Rs之值係不相 同,因此很難控制亮度、色彩座標(c〇1〇r c〇〇rdinat幻、 和一致性(uniformity)。 而且,於使用升壓型DC-DC轉換器之LED驅動電路1〇 中,當負載(亦即,LED陣列U)不導通(〇pen)或電感器匕 之電廢瞬間增加超過負載,則過電壓也許施加到負載,而 使用升壓型DC-DC轉換器之LED驅動電路1 〇和LED陣列 鲁11也許受到傷害。因此,過㈣保護電路對於使用於使用 升壓型DC-DC轉換器之LED驅動電路丨0而言是不可或缺 的。 而且,靜態電流型脈衝電流使用於供應至從使用升壓 型DC-DC轉換器之LED驅動電路10至LED陣列n之驅動 電源,而控制脈衝電流之工作比之PWM控制方法係應用來 控制LED陣列u之亮度和色彩。也就是說,剛驅動部分 13係用來經由pWM控制而控制開關12之導通—不導通 (on-off)工作比。一般而言,電流模式ρ·驅動ic用作為 93936 7 1363580 .PWM驅動部分13。然而,於使用升壓型DC_DC轉換器之ud •驅動電路10中,因為輸出訊號之工作比會由於電流模式 • pwm驅動1c之特性而不會完全變成⑽,因此當不導通〔肋 時LED仍會稍微發亮。 【發明内容】 本發明之一態樣提供一種LED驅動裝置,具有過電壓 保護和工作比(duty)控制之功能,能夠保護負載和驅動^ 路免於施加到該負載之過電壓,並控制電流模式pwM驅動 1C之輸出訊號之工作比為完全〇%。 依照本發明之一態樣,提供一種LED驅動裝置,包括: LED陣列’包括複數個彼此電連接之LED ; pWM Ic,包含由 電源電壓操作之RT/CT端,該RT/CT端產生和輸出預定頻 率之鋸齒波電壓;COMP端,使與該鋸齒波電壓比較之比較 電壓被輸入至該C0MP端;以及產生和輸出脈衝訊號之輸出 端,該脈波訊號於該鋸齒波電壓之位準係高於該比較電壓 φ之位準之區段内關斷,而於該鋸齒波電壓之位準係低於該 比較電壓之位準之區段内開啟;切換部分(switching portion),依照自PWM 1C輸出之脈衝訊號,切換並提供輸 入DC電壓至LED陣列以作為驅動電壓;電壓偵測器,產生 對應於该LED陣列之二個端電屋之偵測電壓;電壓比較 器,比較該偵測電壓與預定參考電壓,並輸出對應於該偵 測電壓與該參考電壓之間之差的第一誤差電壓;以及比較 電壓设疋部分,當該誤差電壓小於預定位準時,將輸入至 該PWM 1C之該COMP端之比較電壓設定為〇。 93936 8 1363580 該電壓比較器可包括第一運算(〇P)放大器,該第一運 ··算放大器經由反相輸入端(inverting input te〇linal)接 -收偵測電壓 '經由非反相輸入端接收參考電壓、及輸出對 應於該反相輸入端和該非反相輸入端之間之差的第一誤差 電壓。 、 該比較電壓設定部分可包括:第一二極體,1陰極 (cathode)係連接至該第一運算放大器之輪出端;電;器, 籲其一端係連接至該電源電壓,而其另一端係連接至該第°一 =極體之陽極(anode);第二運算放大器,該第二運算放大 器之非反相輸入端係連接至該第一二極體之陽極並電連接 至輸出端,該輸出端之輸出具有相同於該非反相輸入端之 輸=電壓的位準;以及PNP電晶冑,其基極係連接至第二 運异放大器之輸出端,其射極係連接至pwM lc之⑶肝 而其集極係連接至地。 ^該LED驅動裝置可復包括第三運算放大器,該第三 •算放大器經由非反相輸人端接收電壓,該電壓之^準^ 應於自外界輸入之線性調暗(dimming)訊號和_ : 號其中之一’該第三運算放大器經由反相輸入端接收電 壓玄電壓之位準係對應於自該LED陣列之陰極端輸出之 =位=運算放大器比較輸入至該非反相輸入端之電 &之位準與輸入至該反相輸入端之電壓之位準,以及 三運算放大器經由輸出端輸出對應於該二個位準之間= 的弟一块差電壓。於此情況,該比較電壓設定部 括第二二極體,續笙-—代遍 ^ "一一極體之陰極係連接至該第三運算 93936 9 1363580 之陽極則係連接至該第 放大器之輸出端,而該第二二極 一 一極體之陽極。 【實施方式】 -第2圖為顯示依照本發明之範例實施例具有 遭和工作比控制功能之LED驅動裝置之電路圖。參照第2、 =驅動裝置包括:LED陣列21,含有複數個彼此 :之D,PWM IC22’包含由電源電塵Vcc操作之RT/CT C0MP ’:亥RT/CM T4產生和輸出預定頻率之鋸齒波電壓; C0MP : Τ1:使與該鋸齒波電壓比較之比較電壓被輸入至該 端T1 ’以及產生和輸出脈衝訊號之輪出端Τ6,該脈 衝讯號於該銘齒波電壓之位準係高於該比較㈣之位準之 區段内關斷,而於該雜齒波電麗之位準係低於該比較電虔 2準之區段内開啟’·切換部分23,依照輪出自· κ22 之脈衝訊號,切換並提供輸入Dc電壓…至⑽陣列Μ 以作為驅動電壓;電壓该測器24’產生對應於⑽陣列Η ::個_之偵測電麗;電壓比較器25,比較該 定參考電壓Vrei’並輪出對應於該偵測電厂堅與該參 26 ί之間之差之弟—誤差電愿;以及比較電壓設定部分 之ioL該誤差電衫、於狀位準時,將輸人至PWM ic 22 之COMP端τι之比較電壓設定為〇v。 I^D陣列21係由複數個LED所形成’而個別哪彼此 串如、並聯、或串聯/並聯之方式電連接。當用來當 生白光之LCD背光之光源時,LED陣列21之結構中: 發出相同顏色光之LED係彼此電連接,而可包含分別對各 93936 10 顏色之各LED陣列驅動之驅動裝置。 .οο丨_° 22可以疋一般電流模式PWM驅動1C。第3圖 ^早顯錢料本發明巾之—般電流料爾驅動ic 二配置電路圖二參照第3圖’簡Ic以包括誤差放大器 ’用來比較參考電壓Vref與回授電壓,並計算該參考 =壓錢回授電壓間之誤差;比較器挪,用來比較誤差 广:益223之輪出訊號與感測電壓,並產生比較訊號;振 ' 用來產生麥考時脈;邏輯電路228、229、和23卜 用來,較該比較訊號與振盪器m之輸出訊號,並決定切 、脈衝之開啟/關斷(〇n/〇⑴區段;電晶體qi和Q2,用來 =照邏輯電路228 ' 229、和231之輸出訊號而運作,並輸 =預定之高位準電壓5V於開啟(〇n)區段和預定之低位準 书[〇V,以及輸入/輸出端’包括接收比較結果之COMP端 T1、該山回授電壓輸入至其中之FB端T2、接收該感測電壓 山 而T3輸出鑛齒波訊號以作為參考頻率訊號之rt/ct 蜢T4、連接至地咖端T5、輸出其工作比受控制之鑛齒波 之OUT端Τ6、電源電壓之Vcc施加於其上之端π、和參考 電壓Vref施加於其上之Vref端丁8。 於本發明中,PWM 1C 22之輸出的工作比會依據由 RT/CT端T4輸出之預定頻率之鋸齒波電壓和輸入至COMP 端τι之比較電壓而變成0%。也就是說’顯示於第3圖中 之PWM 1C 22包括由電源電壓Vcc操作並產生和輸出預定 ,率之鋸齒波電壓之尺以口端T4、與該鋸齒波比較之比較 包壓輸入其中之COMP端Τ1、和輸出端丁6,該輸出端丁6 93936 11 1363580 產生脈衝訊號,該脈衝訊號於該鋸齒波電壓之位準係高於 該比較電壓之位準之區段内關斷,而於該鋸齒波電壓之位 準係低於該比較電壓之位準之區段内開啟。第4圖為顯示 依照本發明之範例實施例RT/CT端之鋸齒波和c〇MP端之輸 入位準的波形圖,以說明控制該LED驅動裝置之工作比之 方法。 參照第4圖’輪出自PWM 1C 22之RT/CT端T4之預定 頻率之鋸齒波電壓S1具有其值為1至4V之鋸齒波形。鑛 齒波電壓S1與輸入至C0MP端T1之比較電壓Vcompl至 VcomP3之位準相比較。PWM 1C 22產生脈衝訊號P1,脈衝 訊號P1於鋸齒波電壓S1之位準係高於比較電壓vcompl 至Vcomp3之位準之區段内關斷,而於鑛齒波電壓Si之位 準ϋ低於比較電壓Vcomp 1至Vcomp3之位準之區段内開 啟,並輸出脈衝訊號P1至輸出端T6。因此,當輸入至c〇Mp 端τι之比較電壓之位準係高於鋸齒波電壓S1之最小上界 時(例如,Vcompl),則輪出至輸出端T6之脈衝訊號ρι具 有100/β之工作比,而總是開啟。當該比較電壓之位準係高 錫isi波電壓S1之最大下界時(例如,vc〇mp2),則輸出至 輸出缒T6之脈衝訊號pi具有⑽之工作比,而總是關斷。 而且,當該比較電壓之位準係介於鋸齒波電壓S1之最 丄上界和最大下界之間時(例如,Vc〇mp3),脈衝訊號ρι 會以周期性地開啟和關斷之方式輸出。於本發明中,當施 加,包壓或當經由來自外側之調暗控制訊號而關斷lEd陣 歹J扦,把加到C0MP端T1之電壓之位準減少至低於丨v,由 93936 1363580 此將PWM IC 22之輪出端T6之脈衝工作比控制為⑽。 切換部分23依照輪出自PWM 1C 22之輪出端Τ6之脈 衝訊號,切換並提供自外界輸入的DC電壓Vin至[肋陣列 21以作為驅動電壓。如第2圖中所示,切換部分可以 是N通迢M0SFET,其閘極係連接至pWM IC 22之輸出端丁 電壓偵測器24產生對應於LED陣列21之二個端電壓 之痛測电壓。如第2圖中所示,電壓偵測器24可以由在 LED陣列21之一端相互串聯連接之二個電阻器和u所 A成並可輸出由二個電阻器R1和R2所分壓之電壓以 .為該偵測電壓。 包壓比較器25比較該偵測電壓與預定參考電壓,和該 偵測:壓與該參考電壓之間之差。電壓比較器25可包括第 運r(0P)放大器〇P1,第一運算放大器〇ρι經由反相輪 =端接收該偵測電屢,經由非反相輸人端接收該參考電 C和輸出對應於該反相輸入端和該非反相輸入端之間之 差之誤差電壓。第一運算放大器0P1可如誤差放大器般操 作。 士當輸出自第-運算放大器QP1之誤差電壓低於預定位 準比較電壓設定部分26設定輸入至該PWM IC 22之 C〇MP.端/1之比較電壓。詳言之,比較電壓設定部分26可 〇括第一極體D1,其陰極係連接至第一運算放大器0P1 之輸出 >而,屯阻益R3,其一端係連接至電源電壓να,而 其另糕ir'連接至該第一二極體之陽極;第二運算放大器 〇?2其非反相輸入端係連接至第一二極體D1之陽極並電 93936 連接至輸出端,第二運算放大器〇p2之輸出之位準係相同 於該非反相輸入端之輸入電屢;以及pNp電晶體加,其 ^極係連接至第二運算放大器_之輸出端,其射極係連 接至m IC 22之⑽PU,而其集極係連接至地。 除了已說明之配置情形之外,該LED驅動裝置可復包 括第三運算放大器0P3,第三運算放大器〇p3經由非反相 輸入端接收電壓,該電壓之位準係對應於自外界輸入之線 丨性調暗訊號DS1和PWM調暗訊號DS2其令之一,第三運算 放大益0P3經由反相輸入端接收電麗,該電壓之位準係對 應於輸出自LED陣列21之陰極端之電流,第三運算放大哭 =比較輸入至該非反相輸入端電壓之位準與輸入至該反 :而電C之位準’以及經由輸出端輸出對應於該二個 位準之間之差之第二誤差電壓。於此情況,比較電屢設定 = 復包括第二二極體於,其陰極係連接至第三運 异大裔0P3之輸出端’而其陽極係連接 一 之陽極。 e 1 下文中’將參照第2圖詳細說明本發明之操作和效果。 本發明之範例實施例提供過㈣保護功能,當該過電 壓施加到用於負載之LED陣列時能夠保護電路不受到過電 M m作比控制功能’能夠藉由自外側輸入之調暗控 制訊號控制pwm IC之工作比以完全截斷(_⑴供應至 LED陣列之電流。 現將說明用於過電壓保護之操作。於本發明令,使用 差型DC-DC轉換器。因為於升壓型dc_dc轉換器中當負 93936 14 1363580 導通(Gpen)時,也許施加過電遷,因此使用過電壓 路以保護電路不受到過㈣。於本發明中,當負載 'L蛉例如彦生包含於LED陣列21中LED之間連接 ' ^藉由電壓偵測器24偵測對應於LED陣列21之二 電墨,以保護LED陣列21不會被供應過電一 堅。如弟2圖令所示,伯測電壓可以是依照串聯連接之分 壓電阻器R1和R2之電阻值分壓之電壓。 • 該该測電壓被輸入到第一運算放大器〇P1之反相輸入 端步並與輸入到第-運算放大器〇ρι之非反相輸入端之參 考電壓作比較,而對應於該偵測電壓和該參考電壓之間之 差之值會被輸出。當過電壓輸入時,第一運算放大器〇Pi ^輸出位準會減少至約〇v ’而電流會從電源電壓Va流經 第一極體D1,由此降低施加到於比較電壓設定部分2 6 中之第一運异放大态〇P2之非反向輸入端之電壓的位準。 於此情況,第二運算放大器0P2係如阻抗轉換電路般運 馨作,該阻抗轉換電路之反向輸入端和輸出端係彼此電連接 且其增盃(ga i η )為1,以放大電流並如緩衝器般運作。如 此一來,第二運算放大器0Ρ2之輸出端之電壓位準便會相 同於非反向輸入端之輸入電壓。 也就是說,當過電壓施加到LED陣列21時,第一運笞 放大器0P1之輸出位準減少至約0V且電流會流進電源電壓 Vcc ’由此不僅降低施加到第二運算放大器〇p2之非反向輸 入端之電壓之位準,而且也降低施加到第二運算放大器 op2之輸出端之位準。如此一來,當連接到第二運算放大 93936 15 1363580 器0P2之輸出端之PNP電晶體TR1之基極端之電壓位準減 少時,PNP電晶體TR1被導通而連接到該射極之PWM 1C 22 .之C0MP端T1之電壓會變成大致為0V。因此,PWM 1C 22 之輸出端T6之脈衝之工作比會變成0%,而供應至LED陣 列21之電流會被截斷。 下文中,將說明依照自外側輸入之調暗控制訊號控制 PWM 1C 22之工作比以完全截斷供應到LED陣列21之電流 之操作。 ® 相似於過電壓保護操作,為了依照外部調暗控制訊號 DS1和DS2來完全截斷供應至LED陣列21之電流,PNP電 晶體TR1於導通時其基極之電壓會被降低,由此降低PWM 1C 22之COMP端T1之電壓的位準至低於RT/CT端T4之鋸 齒波電壓之最低界。
另一方面,具有對應於調暗控制訊號DS1和DS2之位 準之電壓和具有對應於輸出自LED陣列21之陰極端之電流 _之位準之電壓分別輸入至第三運算放大器0P3之非反向輸 入端和反向輸入端,並彼此比較。線性調暗控制訊號DS1 輸入至從外側串聯連接之第三運算放大器0P3之非反向輸 入端,而由偵測和放大流經LED陣列21之陰極之電流所產 生之訊號的位準係輸入至第三運算放大器0P3之非反向輸 入端,由此比較線性調暗控制訊號DS1與該訊號。當線性 調暗控制訊號DS1減少時,第三運算放大器0P3之輸出位 準會減少。同時,脈波形式之PWM調暗訊號DS2之值會經 由NPN電晶體TR2轉換並被施加到該非反相輸入端。當PWM 16 93936 1363580 調暗訊號DS2之工作比減少時,運算放大器0P3之輸出位 準亦會減少。 因此,相似於過電壓保護電路之操作,電流會從電源 電壓Vcc流經第二二極體D2,由此不僅降低施加到如緩衝 器般運作之第二運算放大器0P2之非反向輸入端之電壓之 位準,而且也降低第二運算放大器0P2之輸出端之位準。 如此一來,當連接到第二運算放大器0P2之輸出端之PNP 電晶體TR1之基極端之電壓位準減少時,PNP電晶體TR1 ® 會導通而連接到該射極之PWM 1C 22之C0MP端T1之電壓 會變成實質〇丫。因此,?评1^1022之輸出端丁6之脈衝之工 作比會變成0%,而施加到LED陣列21之電流會被截止。 依照本發明之範例實施例之電路,第一運算放大器 0P1和第三運算放大器0P3之輸出分別為經由第一二極體 D1和第二二極體D2之第二運算放大器0P2之輸入端。於 此情況,因為藉由第一二極體D1和第二二極體D2所產生 _之二極體電壓下降,因此藉由插置具有大值之電阻R3於該 第二運算放大器0P2之非反向輸入端和電源電壓Vcc之間 而使阻抗增加,以及流經電阻器R3之電流藉由其為阻抗反 轉電路之第二運算放大器0P2而放大。 如此一來,相同於第一二極體D1和第二二極體D2之 電壓降之量之低電壓施加到PNP電晶體TR1之基極,而藉 由第二運算放大器0P2放大之電流供應至PNP電晶體TR1 之基極,由此使得PNP電晶體TR1導通。由於此緣故,PWM 1C 22之COMP端T1之電壓變成實質的0V,PWM 1C 22之 17 93936 1363580 輸出端T6之脈衝之工作比變成〇%,而施加到LED陣列21 之電流被截止。 此外,因為低電流經由電阻器R3流至第一運算放大器 0P1和第二運异放大器〇P3之輸出端,因此藉由使第一運 算放大器OP1和第三運算放大器0P3以及驅動電路之反應 速度能由快速操作過電壓保護電路而被安全地保護,使得 依照外部調暗控制訊號之快速調暗變化為可能。 如上所述,依知、本發明之範例實施例,可安全地保護 驅動電路不讓過電壓施加到LED陣列。此外,當經由外部 調暗控制訊號而不導通LED陣列時,pWM IC之輸出訊號之 作比7G全輸出〇%以稍微導通光,由此防止功率消耗。 、雖然本發明已相關範例實施例作了顯示和說明,但是 顯然的對於熟悉此項技術者而言可作各種的修釋和改變而 不偏離所附申請專利範圍所界定之本發明之精 【圖式簡單說明】 乾㈤ 由以上之詳細說明,配合所附圖式,本發明之上述和 其他目的、特徵和其他優點將變得更清楚了解,其中: 第1圖為顯示習知使用一般升壓型DC_DC轉換器之 LED驅動電路之電路圖; ^第2圖為顯示依照本發明之範例實施例具有過電壓保 蔓矛作比控制功能之LED驅動裝置之電路圖; 第3圖為由該LED驅動裝置所使用之pwM ic之内部電 路圖;以及 罘4圖為顯示RT/CT端之鋸齒波和C0MP端之輸入位準 93936 1363580 的波形圖,以說明控制該LED驅動裝置之工作比之方法。 【主要元件符號說明】 10 升壓型DC-DC轉換器之LED驅動電路
11 LED陣列 12 開關 13 PWM驅動部分 21 LED陣列 22 PWM 1C 23 切換部分 24 電壓偵測器 25 電壓比較器 26 比較電壓設定部分 223 誤差放大器 226 比較器 227 振盪器 228、 _ 229、231邏輯電路 C 電容器 D 二極體 D1 第一二極體 D2 第二二極體 DS1 線性調暗訊號 DS2 PWM調暗訊號 L 電感器 0P1 第一運算放大器 0P2 第二運算放大器 0P3 第三運算放大器 P1 脈衝訊號 R1、 R2、R3電阻器 Rs 電壓偵測電阻器 S1 鋸齒波電壓 T1 C0MP 端 T2 FB端 T3 CS端 T4 RT/CT 端 T5 GND端 T6 輸出端 T7 Vcc端 T8 Vref 端 TR1 PNP電晶體 TR2 NPN電晶體 Vcc 電源電壓 Vcompl至Vcomp3比較電壓 Vin DC電源、DC電壓 Vref 參考電壓 19 93936

Claims (1)

  1. 交(更}正替換頁 十、 申請專利範園: 第096113424號專利申請案 1〇〇年8月4日修正替換頁 1. 一種發光二極體(led)驅動裝置,包括: LED陣列,包括複數個彼此電連接之發光二極體; 脈寬調變積體電路,包括由電源電壓操作之RT/CT 端,該RT/CT端產生和輸出預定頻率之鋸齒波電壓; C0MP端,使與該鑛齒波電壓比較之比較電壓被輸入至 該C0MP端,以及產生和輸出脈衝訊號之輸出端,該脈 衝訊號於該鋸齒波電壓之位準係高於該比較電壓之位 準之區段内關斷,而於該鋸齒波電壓之位準係低於該比 較電壓之位準之區段内開啟; 切換部分,依照自該脈寬調變積體電路輸出之該脈 衝訊號,切換並提供輸入DC電壓至該LED陣列以作為 驅動電壓; 電壓彳貞測器’產生對應於該led陣列之二個端電壓 之偵測電壓; 電壓比較器,比較該偵測電壓與預定參考電壓,並 輸出對應於該偵測電壓與該參考電壓之間之差的第一 誤差電壓;以及 比較電壓設定部分,於該誤差電壓小於預定位準 時’將輸入至該脈寬調變積體電路之該C0MP端的該比 較電壓設定為0V。 如申請專利範圍第1項之發光二極體驅動裝置,其中, 該電壓比較器包括第一運算放大器,該第一運算放大器 經由反相輸入端揍收該偵測電壓,經由非反相輸入端接 20 (修正本)93936 4日修ί更)正替換頁[?Ϊ^Γ13424號專利^ 仏—办土而r· —' —J L100年8月4日修正替換頁 收該參考電壓,和輪出對應於該反相輸 輸入端之間之差的該第一誤差電壓。 3·如申請專利範圍第2項之發光二極體驅動裝置其中, 該比較電壓設定部分包括: 〃 第一二極體,其陰極係連接至該第一運算放大器之 輸出端; 電阻器,其一端係連接至該電源電壓,而其另一端 係連接至該第一二極體之陽極; 第一運异放大器,其非反相輸入端係連接至該第一 二極體之該陽極並電連接至輸出端,該輸出端具有輸 出,該輸出之位準係相同於該非反相輸入端之輸入電 壓;以及 PNP電曰曰體,其基極係連接至該第二運算放大器之 該輸出端’其射極係連接至該脈寬調變積體電路之該 COMP端,而其集極係連接至地。 4.如申請專利範圍第3項之發光二極體驅動裝置,復包括 第三運算放A器’該第三運算放A|f經由非反相輸入端 接收電壓,該電壓之位準係對應於來自外界之線性調暗 訊號和脈寬調變調暗訊號其中之―,該第三運算放大器 經由反相輪入端接收電壓,該電廢之位準係對應於自該 ,光,極體陣列之陰極端輸出之電流,該第三運算放大 器比較輸入至該非反相輸入端之該電屢之位準與輸入 至該反相輸入端之該電壓之位準,以及該第三運算放大 器經由輸出端輸出對應於該二個位準之間之差的第二 (修正本)93936 1363580 -- 第096113424號專利申請案 100年8月4曰修正替換頁 ( ^^乃1:日條(更)正替換頁 ( * * 誤差電壓, ~ 其中,該比較電壓設定部分復包括第二二極體,其 陰極係連接至該第三運算放大器之該輸出端,而其陽極 係連接至該第一二極體之該陽極。
    22 (修正本)93936
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Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI326563B (en) * 2006-10-18 2010-06-21 Chunghwa Picture Tubes Ltd Light source driving circuit
US8237372B2 (en) * 2006-12-04 2012-08-07 Nxp B.V. Electronic device for driving light emitting diodes
JP2008283033A (ja) * 2007-05-11 2008-11-20 Ricoh Co Ltd 駆動回路及びその駆動回路を有する電子機器
KR100867551B1 (ko) * 2007-05-18 2008-11-10 삼성전기주식회사 Led 어레이 구동 장치
JP2009124027A (ja) * 2007-11-16 2009-06-04 Sanyo Electric Co Ltd 発光素子駆動回路及び携帯電話
TWI367050B (en) * 2007-12-12 2012-06-21 Au Optronics Corp Color control method for led lighting system
US8118447B2 (en) 2007-12-20 2012-02-21 Altair Engineering, Inc. LED lighting apparatus with swivel connection
US7880404B2 (en) * 2008-01-25 2011-02-01 Micrel, Inc. Controlling current through serial LEDs using a low voltage transistor when using a high voltage driver
US7550934B1 (en) * 2008-04-02 2009-06-23 Micrel, Inc. LED driver with fast open circuit protection, short circuit compensation, and rapid brightness control response
US8360599B2 (en) 2008-05-23 2013-01-29 Ilumisys, Inc. Electric shock resistant L.E.D. based light
US7714520B2 (en) * 2008-06-15 2010-05-11 Liu da-yi LED driver circuit capable of adjusting output current
TWI371989B (en) * 2008-09-24 2012-09-01 Richtek Technology Corp Boost driver circuit with fast discharging function
CN101730331B (zh) * 2008-10-10 2013-03-13 立锜科技股份有限公司 具有快速放电功能的升压驱动电路
US8214084B2 (en) 2008-10-24 2012-07-03 Ilumisys, Inc. Integration of LED lighting with building controls
US8901823B2 (en) 2008-10-24 2014-12-02 Ilumisys, Inc. Light and light sensor
US8653984B2 (en) 2008-10-24 2014-02-18 Ilumisys, Inc. Integration of LED lighting control with emergency notification systems
US7938562B2 (en) 2008-10-24 2011-05-10 Altair Engineering, Inc. Lighting including integral communication apparatus
US8324817B2 (en) 2008-10-24 2012-12-04 Ilumisys, Inc. Light and light sensor
KR101512054B1 (ko) * 2008-12-08 2015-04-14 삼성디스플레이 주식회사 광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이 광원장치를 포함하는 표시 장치
KR101007034B1 (ko) * 2008-12-26 2011-01-12 엘지이노텍 주식회사 발광 다이오드용 전원 공급 장치
US8330381B2 (en) 2009-05-14 2012-12-11 Ilumisys, Inc. Electronic circuit for DC conversion of fluorescent lighting ballast
US8299695B2 (en) 2009-06-02 2012-10-30 Ilumisys, Inc. Screw-in LED bulb comprising a base having outwardly projecting nodes
US8125161B2 (en) 2009-06-19 2012-02-28 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Light emitting device driving apparatus and method for driving the same
JP5319772B2 (ja) * 2009-07-03 2013-10-16 シャープ株式会社 液晶表示装置および光源制御方法
US20120086628A1 (en) * 2009-07-03 2012-04-12 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device and light source control method
TW201103357A (en) * 2009-07-06 2011-01-16 Upec Electronics Corp Light emitting device with compensation capability
KR101683877B1 (ko) * 2009-10-23 2016-12-07 엘지이노텍 주식회사 전원 공급 보호 장치
US8247992B2 (en) * 2010-03-23 2012-08-21 Green Mark Technology Inc. LED driver circuit
US8541958B2 (en) 2010-03-26 2013-09-24 Ilumisys, Inc. LED light with thermoelectric generator
US8540401B2 (en) 2010-03-26 2013-09-24 Ilumisys, Inc. LED bulb with internal heat dissipating structures
CA2794512A1 (en) 2010-03-26 2011-09-29 David L. Simon Led light tube with dual sided light distribution
US8454193B2 (en) 2010-07-08 2013-06-04 Ilumisys, Inc. Independent modules for LED fluorescent light tube replacement
US8596813B2 (en) 2010-07-12 2013-12-03 Ilumisys, Inc. Circuit board mount for LED light tube
KR101675856B1 (ko) * 2010-08-31 2016-11-15 엘지디스플레이 주식회사 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치 및 그의 구동방법
JP5132749B2 (ja) * 2010-10-07 2013-01-30 三菱電機株式会社 光源点灯装置及び照明器具
WO2012058556A2 (en) 2010-10-29 2012-05-03 Altair Engineering, Inc. Mechanisms for reducing risk of shock during installation of light tube
US8870415B2 (en) 2010-12-09 2014-10-28 Ilumisys, Inc. LED fluorescent tube replacement light with reduced shock hazard
US9072171B2 (en) 2011-08-24 2015-06-30 Ilumisys, Inc. Circuit board mount for LED light
US8884867B2 (en) * 2011-12-05 2014-11-11 Apple Inc. Efficient backlight short circuit protection
WO2013131002A1 (en) 2012-03-02 2013-09-06 Ilumisys, Inc. Electrical connector header for an led-based light
WO2014008463A1 (en) 2012-07-06 2014-01-09 Ilumisys, Inc. Power supply assembly for led-based light tube
US9271367B2 (en) 2012-07-09 2016-02-23 Ilumisys, Inc. System and method for controlling operation of an LED-based light
TWI450631B (zh) * 2012-08-14 2014-08-21 Univ Nat Cheng Kung 具補償電容組之發光二極體驅動電路
KR102103249B1 (ko) 2013-01-08 2020-04-23 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 그것을 포함하는 표시 장치
US9285084B2 (en) 2013-03-14 2016-03-15 Ilumisys, Inc. Diffusers for LED-based lights
US9267650B2 (en) 2013-10-09 2016-02-23 Ilumisys, Inc. Lens for an LED-based light
EP3097748A1 (en) 2014-01-22 2016-11-30 iLumisys, Inc. Led-based light with addressed leds
KR101487321B1 (ko) * 2014-03-13 2015-02-04 주식회사 이티스 엘이디 가로등 조도 자동 조절장치
US9510400B2 (en) 2014-05-13 2016-11-29 Ilumisys, Inc. User input systems for an LED-based light
US10161568B2 (en) 2015-06-01 2018-12-25 Ilumisys, Inc. LED-based light with canted outer walls
KR102342546B1 (ko) 2015-08-12 2021-12-30 삼성전자주식회사 Led 구동 장치, 조명 장치 및 전류 제어 회로
CN105407570A (zh) * 2015-11-24 2016-03-16 芜湖锐芯电子科技有限公司 一种具有驱动升级的led灯具模块
FR3046329B1 (fr) * 2015-12-24 2019-12-13 STMicroelectronics (Alps) SAS Dispositif de commande d'une diode
CN105898918A (zh) * 2016-05-03 2016-08-24 电子科技大学 一种用于线性恒流驱动led的过压保护电路
CN111796150B (zh) * 2019-04-08 2023-09-22 华润微集成电路(无锡)有限公司 占空比检测电路及占空比检测方法
CN110536506B (zh) * 2019-07-26 2021-04-02 浙江大华技术股份有限公司 Led频闪爆闪电路

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6023178A (en) * 1997-04-09 2000-02-08 Yokogawa Electric Corporation Pulse width control IC circuit and switching power supply unit
DE19900153A1 (de) * 1998-01-05 1999-07-15 Int Rectifier Corp Integrierte Gate-Treiberschaltung
JP3473509B2 (ja) * 1999-07-16 2003-12-08 三菱電機株式会社 スイッチングレギュレータ
US6657399B2 (en) * 2001-01-26 2003-12-02 International Rectifier Corporation Self-oscillating circuit for driving high-side and low-side switching devices with variable width pulses
US6969959B2 (en) * 2001-07-06 2005-11-29 Lutron Electronics Co., Inc. Electronic control systems and methods
US6643158B2 (en) * 2001-10-31 2003-11-04 Mobility Electronics, Inc. Dual input AC/DC to programmable DC output converter
JP4209730B2 (ja) * 2003-07-22 2009-01-14 東光株式会社 スイッチング定電流電源装置
JP2005067457A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Denso Corp 車両用照明制御装置
US7061215B2 (en) * 2003-10-02 2006-06-13 Intersil Americas Inc. Cascadable current-mode regulator
JP3600915B1 (ja) 2003-10-09 2004-12-15 ローム株式会社 スイッチング電源装置及び表示装置付き電子機器
JP4387170B2 (ja) * 2003-11-27 2009-12-16 株式会社リコー スイッチングレギュレータ
CN100399689C (zh) * 2004-04-27 2008-07-02 株式会社理光 开关调整器以及开关调整器的输出电压切换方法
JP4463635B2 (ja) * 2004-07-20 2010-05-19 株式会社リコー スイッチングレギュレータ、スイッチングレギュレータを使用した電源回路及びスイッチングレギュレータを使用した二次電池の充電回路
JP2006049445A (ja) 2004-08-02 2006-02-16 Nec Access Technica Ltd ボタン照明点灯回路の制御方法及びボタン照明点灯回路
JP2006211762A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Sharp Corp レギュレータ及びこれを備えた電子機器

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