TWI383346B - 光源驅動電路及其控制方法 - Google Patents

Description

光源驅動電路及其控制方法

本發明是有關於一種光源驅動電路及其控制方法，且特別是有關於一種偵測每一光源是否正常運作，並且將無法正常運作之光源短路的光源驅動電路及其控制方法。

圖1繪示為習知之背光裝置。請參照圖1，習知之背光裝置包含發光模組105和電阻107。當電源供應器103提供發光模組105運作所需的電壓時，則會產生一工作電流I₁ 流經發光模組105和電阻107。

圖2繪示為另一習知之背光裝置。請參照圖2，此背光裝置包含兩個發光模組202a和202b、開關205a和205b以及電流鏡209。其中，發光模組202a和202b的一端耦接至電源供應器103，另一端分別透過開關205a和205b耦接至電流鏡209。當電源供應器103分別提供發光模組202a和202b運作所需的電壓且開關205a和205b為導通狀態時，則會產生相對應之工作電流I₂ 和I₃ 。

在圖1和圖2中，發光模組105、202a和202b，包含多數個串接之發光二極體。然而，發光二極體可能會因為製程或其他因素產生短路或開路的情況。因此，當發光模組中有一個或多數個以上的發光二極體產生開路的情況時，則會造成發光模組無法被點亮的情況產生，使得整體之亮度急遽降低。此外，當發光模組中有一個或多數個以上發光二極體產生短路時，也會降低整體的亮度。

因此，本發明的目的就是在提供一種光源驅動電路，用以偵測每個光源之工作參數，並依據工作參數來判斷這些光源是否正常工作。

從另一觀點來看，本發明的目的就是在提供一種光源驅動電路的控制方法，將無法正常工作之光源短路，並依據偵測之工作參數來調整光源之亮度。

本發明提供一種光源驅動電路，適用於驅動多數個串接的光源。光源驅動電路包括驅動模組、多數個第一開關、偵測單元和控制單元。其中，多數個第一開關分別耦接至對應的光源，而驅動模組則用以驅動每個光源。此外，偵測單元耦接至驅動模組，用以偵測光源的工作參數，並將偵測結果傳送至控制單元。而控制單元依據工作參數而決定這些第一開關的導通狀態。

從另一觀點來看，本發明提供一種光源驅動電路的控制方法。光源驅動電路的控制方法包括驅動多數個光源，並量測這些光源之工作參數，當無法量測到此工作參數時，則依序短路這些光源，以判斷無法正常運作之光源。此外，將無法正常運作之光源持續短路，並依據最新的工作參數來調整這些光源之亮度。

由於本發明所提供的光源驅動電路可以偵測每一個光源的工作參數，並藉由工作參數來判斷這些光源是否正常運作。當有部分光源無法正常運作時，本發明會依序短路這些光源來找尋無法正常工作之光源，並將無法正常工作之光源持續短路。此外，依據最新偵測之工作參數來調整光源的亮度。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖3繪示為依照本發明之一較佳實例的一種發光裝置之電路圖。請參照圖3，發光裝置300包括發光模組303a和303b與光源驅動電路307。其中，發光模組303a和303b包含多數個串接的光源，例如發光二極體330~339。而發光二極體的陰極端分別耦接至下一個發光二極體的陽極端，且第一個發光二極體330和336的陽極端用以接收一電壓源，最後一個發光二極體334和339的陰極端耦接至光源驅動電路307。特別的是，本發明所提供的光源驅動電路307還可以偵測發光模組303a和303b是否正常運作。

請繼續參照圖3，光源驅動電路307包括多數個開關312a~312f、驅動模組309、控制單元320以及偵測單元326。其中，驅動模組309用以驅動發光模組303a和303b中的每一個光源。而偵測單元326耦接至驅動模組309，藉以偵測每一個發光模組303a和303b的工作參數，並將偵測結果傳至控制單元320。

在本發明中，開關312a~312f之部分會耦接至發光模組303a，而另一部分則耦接發光模組303b。例如，開關312a的兩端分別耦接至發光二極體330的陽極端和陰極端。藉此，驅動電路307就可以利用開關312a~312f的導通與否來判斷發光模組中303a和303b的光源是否正常運作，而詳細的說明在以下各段將有詳細地敘述。

本實施例之驅動模組309包含開關315a和315b、電流鏡317以及脈寬調變單元319。其中，電流鏡317耦接至發光模組303a和303b，並分別產生一電流訊號至對應的發光模組303a和303b。而開關315a和315b配置於發光模組303a和303b與電流鏡317之間，並依據脈寬調變單元319產生的控制訊號來決定是否將其導通，藉此決定是否將電流訊號傳送至發光模組303a和303b。

此外，本實施例之光源驅動電路307更包括一類比數位轉換器(ADC)323，配置於控制單元320和偵測單元326之間。類比數位轉換器323的主要功能是將偵測單元326產生的類比偵測訊號轉換成數位偵測訊號，並傳送至控制單元320。

請繼續參照圖3，當電源供應器301提供發光模組303a和303b運作所需的電源，且開關315a和315b為導通時，此時會產生相對應之工作電流Ia和Ib會分別流經發光模組303a和303b所包含的每一個發光二極體330~339、開關315a和315b和電流鏡317。此外，偵測單元326會分別偵測節點N1和N2的工作參數，並傳送偵測結果至類比數位轉換器323，藉由類比數位轉換器323將類比偵測訊號轉換成數位偵測訊號，再傳送至控制單元320。在本實施例中，工作參數可以為電流訊號或電壓訊號。

若發光模組303a包含的發光二極體330~334其中至少有一個發光二極體發生開路的情況時，則偵測單元326將無法偵測出任何的工作參數。當控制單元320接收到此偵測結果時，則會產生控制訊號來控制開關312a~312c是否導通，藉此找出無法正常工作之發光二極體，並且導通無法正常工作之發光二極體所對應之開關，使得發光模組303a能持續運作。

表一列出當發光模組303a中有一個發光二極體無法正常工作時，控制單元320可以先依序導通開關312a~312c來偵測是哪個發光二極體無法正常運作，例如表一所示。在表1中，”0”代表對應的開關不導通，而”1”代表對應的開關導通。

依據表一，將開關312a切換至導通狀態且開關312b和312c切換至不導通狀態。此時，若偵測單元326可以偵測到發光模組303a的工作參數，則代表發光二極體330為開路狀態。也就是說，發光二極體330無法正常運作。相對地，若偵測單元326仍無法偵測到發光模組303a的工作參數，則表示發光二極體330仍正常工作。以此類推，本發明可以藉由切換每個開關，而得知是哪個發光二極體無法正常運作。

假設，當依序將所有的開關導通後，偵測單元326仍無法偵測到發光模組303a的工作參數時，表示可能有一個以上的發光二極體無法正常運作。因此，本發明就可以進行表二所列出的偵測模式，就是依序將兩個開關同時導通，以判斷是哪一個發光二極體無法正常運作。在表二中，則列出了兩個開關同時導通的排列組合。以此類推，若是利用表二的模式還無法偵測到工作參數時，就可以依序倒通三、四…N個開關同時導通，直至能夠量測到工作參數為止。在上述中，N為正整數。

在本發明中，當偵測到無法正常運作的發光二極體時，就使無法正常運作的發光二極體之對應開關持續短路。例如，當偵測出發光二極體330無法正常運作，就使將開關312a持續導通。藉此，整個發光裝置還是可以正常運作。

請繼續參照圖3，本實施例將無法正常工作的發光二極體之對應開關切換至導通時，會使得對應之發光模組與驅動模組309互相耦接之節點(例如N1或N2)的電壓升高。例如，當判斷發光二極體330無法正常工作而將開關312a導通時，則發光模組330a與驅動模組309所耦接之節點N1的電壓就會上升。同樣的情形，也會發生在發光模組303a中任一發光二極體因製程或其他因素影響，而產生短路的情況。其中，發光模組與驅動模組309互相耦接之節點(例如N1或N2)上的電壓V，可以利用以下的數學式來表示：V＝Vrp＋nV_F (1)

其中，電壓Vrp為發光模組303a和303b中所有發光二極體皆正常運作的情況下，節點N1和N2的電壓，V_F 是發光二極體的順向導通電壓，n為發光二極體短路的數目。從第(1)式可知，節點電壓V與發光二極體短路的數目有關。

由於當發光模組中任一發光二極體發生短路或是任一發光二極體因為開路而將其對應之開關導通時，都會使得發光模組303a或/和303b的亮度降低。因此，控制單元320可以利用第(1)式而產生一控制訊號至脈寬調變單元319，以控制脈寬調變單元319所輸出的脈寬調變訊號，來決定開關315a和315b導通的時間。藉此，就可以使得發光模組303a和303b的亮度大致上相同。

雖然上述的實施例揭露了發光模組的形式，然而熟知此一技藝者當知，以上的敘述及圖式僅是為使說明能夠便捷而提出，並不是用來限定本發明。在本發明中，發光模組303a和303b所包含之光源當不限於三個，可視其需要增加光源數目。

圖4繪示為依照本發明另一實例的一種發光裝置之電路圖。請參照圖4，其中與圖3之發光裝置有相同編號或相同名稱的功能方塊，代表相同的功能與工作原理。本實施例之發光裝置400與第一實施例不同處，為驅動模組403包含切換單元410和多數個電阻420~438。其中，每一個電阻420~438具有不相同的電阻值，而切換單元410用以接收控制單元320產生之控制訊號，並依據此一控制訊號來將發光模組303a和303b選擇性地耦接至電阻420~438其中之一。

請繼續參照圖4，發光裝置400之驅動模組403會先耦接至一預設電阻，當電源供應器301提供一固定電壓源至發光模組303a和303b時，會產生一對應之工作電流Ia和Ib流經發光模組303a和303b與其對應之預設電阻。此時，偵測單元326會測得一工作參數，並產生一偵測訊號至類比數位轉換器323，將此偵測訊號轉換成數位訊號後傳送至控制單元320。藉此控制單元320會依據此一偵測訊號產生一控制訊號至切換單元410，藉由切換單元410來選擇一適當的電阻420~438，使得發光模組303a和303b之發光亮度大致上相同。

此外，工作電流Ia和Ib的大小與耦接的電阻420~438有關，因此，可以藉由切換單元410選擇發光模組所耦接的電阻值，來控制工作電流Ia和Ib的大小，使得顯示畫面的亮度能符合使用者所需。

另外，當發光模組303a和303b所包含之光源產生短路或斷路的情況時，可以依據圖3之說明來找出無法正常工作之發光二極體，並將其對應之開關短路。接著，控制單元320會產生一控制訊號，使得切換單元410切換發光模組耦接接至適當的電阻，藉此調整發光模組的發光亮度。此外，在本實施例中，控制單元320可以藉由判斷發光模組303a和303b所耦接之電阻的電阻值大小，來判斷在每一發光模組303a和303b中是否有發光二極體無法正常運作。

圖5繪示為依照本發明之一較佳實例的一種光源驅動電路的控制方法之步驟流程圖。請參照圖5，本實施例之光源驅動電路的控制方法包括驅動發光裝置中的每一個光源(S501)。

本發明所適用之發光裝置，可以例如圖3或圖4所示，包含多數個串接的光源。當這些光源被驅動時，可以量測到一工作參數。若此時無法量測到光源的工作參數，則表示發光裝置內至少有一光源發生異常情況，使得發光裝置無法正常運作。

本實施例之光源驅動電路的控制方法可以偵測出無法正常運作之光源。其中，判斷無法正常運作之光源可以為依序短路每一個光源(S507)。當這些光源其中之一被短路時，則會判斷是否能偵測到其工作參數，若此時可以偵測到其對應之工作參數，則持續短路該光源(S509)，使得發光裝置能正常運作。相對地，若無法偵測得到一工作參數，則依序將下一個光源短路，並重複步驟S504~S509。

當依序將每個光源短路之後，仍無法偵測到光源之工作參數，則表示至少有二個光源無法正常工作。接著，列出在這些光源中僅有二個光源短路的情況，依據這些情況來尋找無法正常運作之光源。

若此時仍無法偵測出工作參數，則表示至少有三個以上之光源同時無法正常運作。因此，可以依序同時短路三、四...N個光源，直到能偵測到一工作參數。其中，N為正整數。此時，本實施例已將所有無法正常運作之光源找出並持續將其短路，使得發光裝置能正常運作。

當把所有無法正常運作之光源短路後，則會造成發光裝置的亮度降低。此外，若是光源本身因製程或其他因素產生短路的情況，也會降低發光裝置的亮度。因此，光源驅動電路可以依據最新偵測到之工作參數來調整這些光源的亮度(S512)。本實施例之工作參數為這些光源的工作電壓，當光源的工作電壓超過一正常值時，則會調降這些光源的亮度。

綜上所述，本實施例提出一光源驅動電路可以藉由依序短路每一個光源，來找出無法正常工作之光源並將其持續短路，使得發光裝置能持續運作。此外，本實施例之光源驅動電路可以依據光源之工作參數來調整其亮度，使得顯示畫面的亮度不會因部分之光源短路而造成亮度降低。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

103、301．．．電源供應器

105、202a、202b、303a、303b．．．發光模組

107、420~438．．．電阻

205a、205b、312a~312f、315a、315b．．．開關

209、317．．．電流鏡

300．．．發光裝置

307．．．光源驅動電路

309、403．．．驅動模組

319．．．脈寬調變單元

320．．．控制單元

323．．．類比數位轉換器

326．．．偵測單元

330~339．．．發光二極體

410．．．切換單元

I₁ 、I₂ 、I₃ 、I_a 、I_b ．．．電流

N1、N2．．．節點

S501、S504、S507、S509、S512．．．發光裝置的控制步驟

圖1繪示為習知之背光裝置。

圖2繪示為另一習知之背光裝置。

圖3繪示為依照本發明之一較佳實例的一種發光裝置之電路圖。

圖4繪示為依照本發明另一實例的一種發光裝置之電路圖。

圖5繪示為依照本發明之一較佳實例的一種發光裝置的控制方法之步驟流程圖。

300．．．發光裝置

301．．．電源供應器

303a、303b．．．發光模組

307．．．光源驅動電路

309．．．驅動模組

312a~312f、315a、315b．．．開關

317．．．電流鏡

319．．．脈寬調變單元

320．．．控制單元

323．．．類比數位轉換器

326．．．偵測單元

330~339．．．發光二極體

I_a 、I_b ．．．電流

V．．．節點電壓

Claims (14)

1. 一種光源驅動電路，適於驅動多數個串接的光源，包括：一驅動模組，用以驅動該些光源；多數個第一開關，用以分別對應耦接該些光源；一偵測單元，耦接該驅動模組，用以偵測該些光源之一工作參數；以及一控制單元，耦接該偵測單元與該驅動模組，依據該工作參數而控制該些第一開關以及該驅動模組，藉以分別決定該些第一開關的導通狀態。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光源驅動電路，其中該些光源為多數個發光二極體。
3. 如申請專利範圍第2項所述之光源驅動電路，其中每一該些發光二極體的陰極端都耦接至下一發光二極體的陽極端，而第一個發光二極體的陽極端耦接一電壓源，且最後一個發光二極體的陰極端則耦接該驅動模組。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光源驅動電路，其中該驅動模組包括：一電流鏡，耦接該些光源，用以產生多數個電流訊號給該些光源；一第二開關，依據一控制訊號來決定是否將該電流訊號導通至該些光源；以及一脈寬調變單元，依據該控制單元而產生該控制訊號給該第二開關。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光源驅動電路，其中該驅動模組包括：多數個電阻，具有不同的電阻值；以及一切換單元，用以將該些光源選擇性地耦接至該些電阻其中之一。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光源驅動電路，更包括一類比數位轉換器，用以將該偵測單元之輸出轉換成數位訊號給該控制單元。
7. 如申請專利範圍第1項所述之光源驅動電路，其中該偵測單元用以偵測該些光源之工作電壓。
8. 如申請專利範圍第1項所述之光源驅動電路，其中該偵測單元用以偵測該些光源之工作電流。
9. 一種光源驅動電路的控制方法，包括下列步驟：驅動多數個光源，並量測該些光源之一工作參數；當無法量測到該工作參數時，則依序短路該些光源，以判斷無法正常運作之光源；以及使無法正常運作之光源持續短路，並依據最新的工作參數來控制該些光源的驅動，藉以調整該些光源之亮度。
10. 如申請專利範圍第9項所述之光源驅動電路的控制方法，其中判斷無法正常運作之光源的步驟，包括下列步驟：當該些光源至少其中之一被短路時，則判斷是否偵測到該工作參數；當該些光源至少其中之一被短路而無法量測到該工作 參數時，則將下一光源短路；以及當該些光源至少其中之一被短路而量測到該工作參數時，則判斷被短路之光源無法正常運作，而使該光源保持短路的狀態。
11. 如申請專利範圍第9項所述之光源驅動電路的控制方法，其中該工作參數為該些光源之工作電壓。
12. 如申請專利範圍第11項所述之光源驅動電路的控制方法，其中當該工作電壓超過一正常值時，則調升該些光源的亮度。
13. 如申請專利範圍第9項所述之光源驅動電路的控制方法，當將每一該些光源短路後還未量測到該工作參數，則依序短路該些光源之部分，以偵測無法正常運作之光源。
14. 如申請專利範圍第9項所述之光源驅動電路的控制方法，其中該工作參數為電流訊號。