TWI377870B - Driving apparatus and related method for light emitting module - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於驅動發光模組之技術，尤指一種提供定電流 來驅動發光模組的驅動裝置及其驅動方法。 【先前技術】 以發光二極體（LED)作為發光源的應用越來越普遍 ，例如， 傳統液晶顯示面板之背光模組多半是以冷陰極螢光燈管（c〇ld cathodefhi〇rescenUamp，CCFL)來作為光源，如今，隨著發光二 極體的發光效率不斷提升且成本日益降低，發光二極體逐漸有取 代冷陰極螢光燈管來作為背光模組光源的趨勢。 在習知技術中，常會將多顆發光二極體串聯成一串列，以減 少所需的驅動電路數量及降低發光二極體的總驅動電流大小，然 而，由於製程上的偏差，很難確保不同串列中的所有發光二極體 都有完全一致的元件參數，此外，溫度等環境因素也可能會影響 到發光二極體的元件參數。舉例而言，不同發光二極體彼此間的 順向電壓（forwardvoltage，VF)經常會有些許的差異，所以，將 多顆發光二極體串聯成一串列的架構會等效地將同一串列中所有 發光二極體的順向電壓誤差累加起來，而不同發光二極體串列所 累加的總順向電壓誤差通常也會有所不同。 在此情況下，即使施加相同的驅動電壓予不同的發光二極體 1377870 串列’流經侧發光二極體串列的電流也會因每 極 列所累加_順向電壓誤差不同而有所不同，如此一來，發光二 極體串列彼此間將因導通電流;一致而有不同的亮度。因此，利 用發光二極體串列作為液晶顯示面板之背光模組的光源時，常會 導致液晶_面板因背辆、亮度不均自而有色狗（Mum)的不 良現象。 【發明内容】 因此本發明的目的之—在於提供_伽定電絲驅動發光模 組的驅動裝置及其驅動方法，以解決上述問題。 本發明揭露一種發光模組之驅動裝置，用來根據一第一輸入 賴與n人電壓產生-驅動較至該發光模組。該驅動裝 置包含有一放大器、一第一迴路電路以及一第二迴路電路。該放 大器包含有一第一輸入端、一第二輸入端與一輸出端；該第一迴 授電路，用來依據該放大器所產生之一輸出電壓與該第一輸入電 壓決定輸入至該第一輸入端之一第一迴授電壓；該第二迴授電 路，用來依據該放大器所產生之該輸出電壓與該第二輸入電壓決 定輸入至該第二輸入端之一第二迴授電壓。 本發明另揭露一種發光模組之驅動方法，用來根據一第— 輸入電壓與一第二輸入電壓產生一驅動電流至該發光模組。該驅 動方法包含有：提供包含有一第一輸入端、一第二輸入端與一輸 1377870 出端之一放大器’並將該第二輸入端電連接至該發光模組；依據 該放大器所產生之一輸出電壓與該第一輸入電壓決定輸入至該第 一輸入端之一第一迴授電壓；以及依據該放大器所產生之該輸出 電壓與該第二輸入電壓決定輸入至該第二輸入端之一第二迴授電 壓0 【實施方式】 • 在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱 特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能 會用不同的名詞來稱呼同樣的元件^本說明書及後續的申請專利 範圍並不以名稱的差異來作為區別元件的方式，而是以元件在功 能上的差異來作為區別的基準。在通篇說明書及後續的請求項當 中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但 不限定於」。另外，「電連接」一詞在此係包含任何直接及間接的 Φ 電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置電連接於一第二裝 置’則代表該第一裝置可直接連接於該第二裝置，或透過其他裝 置或連接手段間接地連接至該第二裝置。 清參照第1圖’第1圖為依據本發明之第一實施例用來驅動 發光模組110之驅動裝置100的示意圖。如第1圖所示，驅動裝 置100係用來驅動發光模組110,驅動裝置100可以運用於液晶顯 示器之背光模組中，而發光模組110包含有至少一發光二極體用 以提供液晶面板所需之光源’請注意’本實施例係以一發光二極 8 1377870 +F+ (3) K3 所以，經由方程式（1)、（2)、（3)，驅動電流I便如下所示· v2-v. Λ丨— V -Κ+ttR^ (4) 在本發明中’選用第一阻抗Rl之阻抗值等於第二阻抗h之阻 抗值（Ri=R：2)’以及第三阻抗&之阻抗值等於第四阻抗匕之阻 抗值（R3=R4)，然而，這僅是本發明一較佳實施例，並非本發明 之限制。將R!= K_2以及&= R4帶入方程式（4)，便可得到： 由此可知，驅動電流I僅與第一輸入電壓Vl、第二輸入電壓 V2以及第一阻抗艮之阻抗值相關’而與發光模組11〇本身阻抗大 小無關。 請再次參照第1圖，在本實施例中，驅動裝置100輸出驅動 電流I來驅動發光模組11〇，而第三迴授電路128則包含有一第五 阻抗Rs，所以，當驅動電流I流過第五阻抗r5，便產生第三迴授 訊號S，接著，誤差放大器132比較第三迴授訊號s以及驅動電 流設定模組136所設定之參考訊號sr以產生比較訊號Sc，最後， (S ) 11 荨；接地電壓如此一來，驅動電流/ = |，亦即控制第二輸入電

尺I 壓v2以及第-p且抗阻抗值，便可得到驅動電w，此一組態 雖然無法利用迴授機制來動態調整驅動電流I之大小，然而亦可達 到提供電流來驅動發光模組11G的目的，亦屬本發明之範_。 請參照第2圖，第2圖為依據本發明之第二實施用來驅動發 光模組110之驅動裝置2〇〇的示意圖。請注意，第2圖之元件與 第1圖中之疋件大部分相同，其驅動光源模組之方法也相同，唯 一的差異是另增加-脈波寬度調變器24G來取代驅動電流設定模 組136，以經由脈波寬度調變機制來控制發光模組u〇之亮度。如 第2圖所示，脈波寬度調變器24〇電連接於第二迴授電路126，用 來&供一脈波寬度調變訊號來調整第二輸入電壓V〗，以進一步調 整驅動電流I (如方程式⑶：/ = i^l所示）的鮮，來驅動發光 模組110之亮度。舉例來說，驅動電路200依據一驅動電流.1來驅 動發光模組110 ’當以驅動電流ί來驅動發光模組110時，則驅動 電流I即定義發光模組110的亮度（例如灰階值255)，為了維持 發光模組110的亮度對應灰階值255,則驅動電路2〇〇會不斷地以 驅動電流I (亦即第二輸入電壓％維持不變）為基準來驅動發光 模組110，然而，當一使用者欲調整發光模組110的亮度時，例如 降低壳度為原先亮度一半時，則對於脈衝型調光模式（Burstm〇de) 而5，驅動電路200仍依據驅動電流I (亦即第二輸入電麼γ2仍 維持不變）來驅動發光模組11〇，但是卻改變驅動的時間，例如， 1377870 每1/200秒中，驅動電路200僅使用1/400秒的時間來驅動發光模 組110,亦即對驅動電流I而言，其可視為頻率200Hz，而工作週 期（duty cycle)為50%，亦即對驅動電路200來說，其係等效地 以0.5*1的電流值來定義發光模組no的亮度，因此便可降低發光 模組110的亮度’所以脈波型調光模式係調整一驅動電流I於一預 定頻率（例如200Hz)下的工作週期來等效地改變其電流值，因 此便可進一步地改變相對應的亮度設定值。 相較於習知技術，本發明亦可用來作區塊控制而且電路更加 簡化’不但可降低成本，且驅動電流會更加穩定而不會隨著負載 變動而變，如此一來，背光源的亮度即更趨一致。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範 圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖為依據本發明第一實施例用來驅動發光模組之驅動裝置的 示意圖。 第2圖為依據本發明之第二實施用來驅動發光模組之驅動裝置的 示意圖》 【主要元件符號說明】 Π〇 發光模組 14 1377870 100、200 122

4 6·8 ο 2 4 6 ο 22233334 1* IX 11 1* 1 11 1X 驅動裝置 放大器 第一迴授電路 第二迴授電路 第三迴授電路 迴授控制電路 誤差放大器 電流補償器 驅動電流設定模組 脈波寬度調變器 15

Claims (1)

1377870 ' . 日修正替換頁 十、申請專利範圍： 〜— 1. 一種發光模組之驅動裝置’用來根據一第一輸入電壓與—第二輪 入電壓產生一驅動電流至該發光模組，該驅動裝置包含有.） 一放大器’包含有一第一輸入端、一第二輸入端與-輸出端， 用以根據一第一迴授電壓以及一第二迴授電壓產生—輪， 出電壓，該第二輸入端係電連接於該發光模組； 』 一第一迴授電路，電連接於該第一輸入電壓、該第—輸入蠕與 該輸出端，用來依據該放大器所產生之該輪出電壓與該^ 一輸入電壓決定輸入至該第一輸入端之該第一迴授電^· -第二迴授電路’電連接於該第二輸人電壓、該第二輪入端輿 該輸出端，用來依據該放大器所產生之該輸出電壓與該第、 二輸入電壓決定輸入至該第二輸入端之該第二迴授電壓. 一第三迴魏路，接於該發光模組，絲依_驅動= 產生一第三迴授訊號；以及 w 一迴授控制電路，電連接於該第三迴授電路以及該第一迴授電 路，用來依據該第三迴授訊號調整該第一輸入電壓以調整 該驅動電流的大小。 2.如申請專利細第丨項所述之驅動裝置，其巾該第二迴授電 含有： ^ 一第一阻抗，其一端係電連接於該第二輸入端，以及其另—端 係用來接收該第二輸入電壓；以及 一第二阻抗，電連接於該第二輸入端以及該輸出端；以及 1377870 、 101年8月3日修正替換頁 該第一迴授電路包含有： 一第二阻抗，其一端係電連接於該第一輸入端，以及其另一端 係用來接收該第-輸入電壓；以及 -第四阻抗，電連接於該第—輸人端以及該輸出端。 3. 如申請專利範圍第2項所述之驅動裝置，其中該第一阻抗之阻抗 值係等於該第二阻抗之阻抗值，以及第三阻抗之阻抗值係等於 該第四阻抗之阻抗值。 4. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該迴授控制電路 包含有： 一 5吳差放大器，用來比較該第三迴授訊號以及一參考訊號以產 生一比較訊號；以及 -電流補償H，電連接⑽縣放大器，聽接收該比較訊號 以決定該第一輸入電壓。 5. 如申請專利範圍第4項所述之驅動裝置，其更包含有： 一驅動電流設定模組，電連接於該誤差放大器，用來調整該參 考訊號以控制該驅勤電流的大小。 6. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其更包含有· 一脈波寬度調變器，電連接於該第二迴授電路，用來提供一脈 波寬度調變訊號來調整該第二輸入電塵。 17 1377870 1〇1年Μ 3日修正替換頁 置於一液晶顯 7.如申請專利範圍第丨項所述之驅動裝置，其係設置於一 示盗之一背光模組中。 8.如申請專利範圍第！項所述之驅動裝置，其中該發光模組係為 發光一極體模組，其具有至少一發光二極體。 9·-種發紐組之驅動方法，絲根據—第—輸人賴與一第二輸 入電壓產生一驅動電流至該發光模組，該驅動方法包含有：J 提供包含有-第-輸人端、-第二輸人端與—輸出端之一放大 器，並將該第二輸入端電連接至該發光模組，該放大器用 以根據一第一迴授電壓以及一第二迴授電壓產生一輸出 電壓； 依據該放大器所產生之該輸出電壓與該第一輸入電壓決定輸 入至該第一輸入端之該第一迴授電壓； 依據該放大為所產生之該輸出電麼與該第二輸入電壓決定輸 入至該第二輸入端之該第二迴授電壓； 依據該驅動電流產生一第三迴授訊號；以及 依據該第三迴授訊號調整該第一輸入電壓以調整該驅動電流 的大小。 10.如申請專利範圍第9項所述之驅動方法，其中依據該第三迴授 訊號調整該第一輸入電壓之步驟更包含有： 1377870 101年8月3日修正替換頁 比較該第三迴授訊號以及一參考訊號以產生一比較訊號；以及 依據該比較訊號以決定該第一輸入電壓。 11. 如申請專利範圍第10項所述之驅動方法，其更包含有： 調整該參考訊號以控制該驅動電流的大小。 12. 如申請專利範圍第9項所述之驅動方法，其更包含有： 提供一脈波寬度調變訊號來調整該第二輸入電壓。 13. 如申請專利範圍第9項所述之驅動方法，其中該發光模組係為 一發光二極體模組，其具有至少一發光二極體。 19