TWI393092B - 背光驅動電路及光源驅動單元 - Google Patents

Description

背光驅動電路及光源驅動單元

本發明係關於一種背光驅動電路及其光源驅動單元。

被動發光式顯示裝置特別係液晶顯示裝置之普及，使得背光模組得到越來越廣泛之應用。背光模組之光源一般係冷陰極螢光燈管、白光發光二極體或三色發光二極體。其中，應用三色發光二極體作為光源之背光模組，因其能產生很高之色彩飽和度而逐漸得到應用。

請參閱圖1，係一種先前技術背光驅動電路之電路結構示意圖。該背光驅動電路1包括一控制電路11、三恒流電路12、複數紅光發光二極體13、複數綠光發光二極體14及複數藍光發光二極體15。

該複數紅光發光二極體13、複數綠光發光二極體14及複數藍光發光二極體14分別串聯連接，並且，每一串聯之單色發光二極體13、14、15由一恒流電路12驅動。該控制電路11根據該背光驅動電路1所需要之混合光之色彩及亮度，向該三恒流電路12分別輸出相應控制訊號。該恒流電路12根據該控制訊號產生並輸出相應恒定電流驅動對應之發光二極體13、14、15。

惟，該發光二極體13、14或15會發生老化現象，則在同樣之電流驅動下，發光二極體13、14或15二端之電壓會隨著使用時間之增加而變化，從而造成發光二極體13、14或15輸出功率之變化，進而引起發光二極體13、 14或15發光強度之改變。而且該紅光發光二極體13、綠光發光二極體14及藍光發光二極體14之老化速度都不相同，進而該背光驅動電路1工作一段時間後，三色光混光比例變化，其輸出之混合光會出現色偏現象。

有鑑於此，提供一種改善色偏現象之背光驅動電路實為必要。

同時，提供一種應用於該背光驅動電路之光源驅動單元亦為必要。

一種背光驅動電路，其包括至少二發出不同色光之光源驅動單元。每一光源驅動單元包括一恒流電路、一光源、一反饋控制模塊及一檢測模塊。該恒流電路輸出一驅動訊號驅動該光源，該檢測模塊檢測該光源之電量訊號，並形成相應反饋訊號輸出至該反饋控制模塊。該反饋控制模塊根據該反饋訊號得到該光源之輸出功率參數，並根據該光源之輸出功率參數輸出相應控制訊號調節該恒流電路輸出之驅動訊號。

一種背光驅動電路，其包括至少二發出不同色光之光源驅動單元。每一光源驅動單元包括一恒流電路、一光源、一反饋控制模塊及一檢測模塊。該恒流電路輸出一驅動訊號驅動該光源發光。該檢測模塊檢測該光源之電量訊號，並形成反饋訊號。該反饋控制模塊對該反饋訊號進行處理，並產生相應控制訊號調節該恒流電路輸出恒定功率。

一種光源驅動單元，其包括一恒流電路、一光源、一 反饋控制模塊及一檢測模塊。該恒流電路輸出一驅動訊號驅動該光源發光。該檢測模塊檢測該光源之電量訊號，並形成反饋訊號。該反饋控制模塊根據該反饋訊號得到該光源之輸出功率參數，並根據該光源之輸出功率參數輸出相應控制訊號調節該恒流電路輸出之驅動訊號。

一種光源驅動單元，其包括一恒流電路、一光源、一反饋控制模塊及一檢測模塊。該恒流電路輸出一驅動訊號驅動該光源發光。該檢測模塊檢測該光源之電量訊號，並形成反饋訊號。該反饋控制模塊對該反饋訊號進行處理，並產生相應控制訊號調節該恒流電路輸出恒定功率。

相較於先前技術，本發明之背光驅動電路之每一光源驅動單元包括該檢測模塊及該反饋控制模塊。該檢測模塊檢測該光源之電量訊號，並形成反饋訊號，該反饋控制模塊根據該檢測模塊之反饋訊號控制該恒流模塊，使該光源之輸出功率恒定，進而使該至少二光源驅動單元輸出光線形成之混合光之顏色穩定，改善該背光驅動電路輸出之混合光之色偏。

請參閱圖2，係本發明背光驅動電路第一實施方式之電路結構示意圖。該背光驅動電路2包括三光源驅動單元21。通常地，該三光源驅動單元21分別發出紅、綠、藍三種色光。每一光源驅動單元21之電路結構基本相同。以下以其中發出紅色光之光源驅動單元21為例說明該背光驅動電路2之電路結構及其工作原理。

該光源驅動單元21包括一反饋控制模塊27、一恒流電路24、一光源25及一檢測模塊26。其中，該反饋控制模塊27包括一存儲單元22及一驅動控制器23。該恒流電路24產生驅動訊號驅動該光源25。該檢測模塊26檢測該光源25之電量訊號，並形成相應反饋訊號輸出至該反饋控制模塊27。該反饋控制模塊27根據該反饋訊號而輸出控制訊號調節該恒流電路24輸出之驅動訊號。

該存儲單元22包括一存儲資料輸出端221。該存儲單元22內存儲一初始電流參數及一參考功率參數。

該驅動控制器23包括一資料讀取端231、一控制輸出端232、一電壓反饋訊號輸入端233及一電流反饋訊號輸入端234。該驅動控制器23內部包括一乘法器235及一比較控制電路236。該資料讀取端231連接該存儲單元22之存儲資料輸出端221。

該恒流電路24包括一控制輸入端241及一恒定電流輸出端242。該控制輸入端241電連接該驅動控制器23之控制輸出端232。

該光源25由串聯之複數紅光發光二極體構成。該恒流電路24之恒定電流輸出端242電連接該光源25。

該檢測模塊26包括一電壓反饋訊號輸出端261及一電流反饋訊號輸出端262。該檢測模塊26內部包括一電壓檢測器263、一電流檢測器264及二類比/數位轉換器265。該反饋訊號輸出端261電連接該驅動控制器23之電壓反饋訊號輸入端233。該電流反饋訊號輸出端262電連接該驅 動控制器23電流反饋訊號輸入端234。

該光源驅動單元21上電後，該驅動控制器23讀取該存儲單元22所存儲之初始電流參數，並根據該初始電流參數產生相應之控制訊號。該控制訊號從該控制輸出端232輸出。

該恒流電路24接收該控制訊號，並根據該控制訊號產生相應之恒定電流驅動該光源25。

該檢測模塊26之電壓檢測器263檢測該光源二端之電壓值，並根據該電壓值產生相應標準電壓值。該電流檢測器264檢測流過該光源25之電流值，並根據該電流值轉換出相應標準電壓值。該二類比/數位轉換器265分別將該電壓檢測器263及該電流檢測器264輸出之標準電壓值轉換成相應之電壓數位參數及電流數位參數，並分別作為電壓反饋訊號及電流反饋訊號從該電壓反饋訊號輸出端261及該電流反饋訊號輸出端262輸出。

該驅動控制器23之乘法器235接收分別從該電壓反饋訊號輸入端233及該電流反饋訊號輸入端234輸入之電壓數位參數及電流數位參數，並將該電壓數位參數與電流數位參數相乘得出相應之光源25之輸出功率參數。該比較控制電路236從該存儲單元22讀取參考功率參數。該比較控制電路236同時接收該乘法器輸出之輸出功率參數，並將該輸出功率參數與該參考功率參數作比較。根據該比較結果，向該恒流電路24輸出相應控制訊號。

該恒流電路24根據控制訊號調節該恒定電流輸出端 242輸出電流值之大小，從而，調節該光源25之輸出功率，使該光源25之輸出功率對應該參考功率參數。

相較於先前技術，當該光源25之發光二極體因老化而發生發光強度變化時，該光源驅動單元21藉由該檢測模塊26檢測反饋該光源25兩端之電壓及流過該光源25之電流，並藉由該驅動控制器23根據該光源25兩端之電壓及流過該光源25之電流得出該光源25之輸出功率，比較該光源25之輸出功率與該參考輸出功率，以控制該恒流電路24輸出，從而使該光源25之輸出功率保持不變。因此，應用該光源驅動單元21的背光模組之發光亮度不會因光源25之老化而降低。另，該光源驅動單元21直接使所檢測到至該光源25輸出功率與設定之參考功率作比較，作為調節該恒流電路24輸出之基礎，使該驅動控制器23對光源25輸出功率之控制更直接，更準確。

該背光驅動電路2之發綠色光及發藍色光之光源驅動單元21之電路結構與上述發紅色光之光源驅動單元21基本相同，其區別在於：光源25不同，發綠色光與發藍色光的光源驅動單元21之光源25分別係串聯之綠光發光二極體或串聯之藍光發光二極體；存儲單元22所存儲之資料有差別，由於要使該背光驅動電路2發出所需顏色與亮度之混合光(通常為白光)，該紅光、綠光及藍光光源25之輸出功率將會不相同，因而，該三存儲單元22將存儲不同初始電流參數及參考功率參數。

相較於先前技術，該背光驅動電路2之發紅光、發綠 色光及發藍色光之光源驅動單元21之輸出功率分別保持不變。進而使該背光驅動電路2發出之混合光不會出現色偏現象。

請參閱圖3，係本發明背光驅動電路第二實施方式之電路結構示意圖。該第二實施方式之背光驅動電路3與該第一實施方式之背光驅動電路2基本相同，其區別在於：該檢測模塊36只包括一電壓檢測器363及一類比/數位轉換器365。該電壓檢測器363檢測該光源35二端之電壓值，並根據該電壓值產生相應標準電壓值。該類比/數位轉換器365將該電壓檢測器363輸出之標準電壓值轉換成相應之電壓數位參數，並作為電壓反饋訊號輸出至該驅動控制器33。

該驅動控制器33進一步包括一電流資料存儲單元337。該比較控制電路336在產生控制訊號同時產生與該控制訊號相對應之電流數位參數存儲於該電流資料存儲單元337。該乘法器335接收從該檢測模塊36反饋回來之電壓數位參數，同時從該電流資料存儲單元337讀取該電流數位參數，並使該電壓數位參數及該電流數位參數相乘得到該光源35之輸出功率參數。該輸出功率參數再被輸出至該比較控制電路336而與該參考功率參數作比較。

相較於第一實施方式之背光驅動電路2，該背光驅動電路3，減少了電流檢測器之使用，因而簡化該背光驅動電路之結構，降低成本。

惟，然而，本發明並不限於上述實施方式所述，如該 背光驅動電路亦可進一步包括一控制器，該控制器根據該背光驅動電路輸出混合光之不同顏色或亮度需要而向該三個光源驅動單元之存儲單元寫入不同之參考功率參數，從而控制混合光之顏色或亮度；該回饋控制電路亦可應用微型處理器經編程後得到；該光源亦可係並聯之色光發光二極體構成；為混合光之不同顏色需要，該背光驅動電路2亦可包括二光源驅動單元、三光源驅動單元、四光源驅動單元或更多光源驅動單元，該光源亦可應用其他色光之發光二極體組成。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

1、2、3‧‧‧背光驅動電路

21‧‧‧光源驅動單元

22‧‧‧存儲單元

12、24‧‧‧恆流電路

25、35‧‧‧光源

26、36‧‧‧檢測模塊

23‧‧‧驅動控制器

27‧‧‧反饋控制模塊

221‧‧‧存儲資料輸出端

233‧‧‧電壓反饋訊號輸入端

232‧‧‧控制輸出端

234‧‧‧電流反饋訊號輸入端

235‧‧‧乘法器

261‧‧‧電壓反饋訊號輸出端

241‧‧‧控制輸入端

262‧‧‧電流反饋訊號輸出端

242‧‧‧恆定電流輸出端

265、365‧‧‧類比/數位轉換器

264‧‧‧電流檢測器

337‧‧‧電流資料存儲單元

231‧‧‧資料讀取端

236、336‧‧‧比較控制電路

263、363‧‧‧電壓檢測器

11‧‧‧控制電路

13‧‧‧紅光發光二極體

14‧‧‧綠光發光二極體

15‧‧‧藍光發光二極體

圖1係一種先前技術背光驅動電路之電路結構示意圖。

圖2係本發明背光驅動電路第一實施方式之電路結構示意圖。

圖3係本發明背光驅動電路第二實施方式之電路結構示意圖。

2‧‧‧背光驅動電路

21‧‧‧光源驅動單元

22‧‧‧存儲單元

24‧‧‧恆流電路

25‧‧‧光源

26‧‧‧檢測模塊

23‧‧‧驅動控制器

27‧‧‧反饋控制模塊

221‧‧‧存儲資料輸出端

231‧‧‧資料讀取端

232‧‧‧控制輸出端

233‧‧‧電壓反饋訊號輸入端

241‧‧‧控制輸入端

234‧‧‧電流反饋訊號輸入端

242‧‧‧恆定電流輸出端

261‧‧‧電壓反饋訊號輸出端

263‧‧‧電壓檢測器

262‧‧‧電流反饋訊號輸出端

264‧‧‧電流檢測器

265‧‧‧類比/數位轉換器

235‧‧‧乘法器

236‧‧‧比較控制電路

Claims (22)

1. 一種背光驅動電路，其包括：至少二光源驅動單元，每一光源驅動單元包括：一光源；一恒流電路，其輸出一驅動訊號驅動該光源發光；一檢測模塊，其檢測該光源之電量訊號，並相應輸出一反饋訊號；及一反饋控制模塊，其接收該反饋訊號，根據該反饋訊號得到該光源之輸出功率參數，並根據該光源之輸出功率參數輸出相應控制訊號調節該恒流電路輸出之驅動訊號，該反饋控制模塊包括一比較控制電路，該比較控制電路使該光源之輸出功率參數與一參考功率參數比較，並根據比較結果產生相應控制訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光驅動電路，其中，該反饋控制模塊進一步包括一存儲單元，該存儲單元存儲該參考功率參數。
3. 如申請專利範圍第2項所述之背光驅動電路，其中，該檢測模塊包括一電壓檢測器、一電流檢測器及二類比/數位轉換電路，該電壓檢測器檢測該光源二端之電壓，並產生相應標準電壓值，該電流檢測器檢測流過該光源之電流，並產生相應標準電壓值，該二類比/數位轉換電路分別將該電壓檢測器及該電流檢測器產生之標準電壓值轉換為電壓數位參數及電流數位參數輸出至該反 饋控制模塊。
4. 如申請專利範圍第3項所述之背光驅動電路，其中，該反饋控制模塊進一步包括一乘法器，該乘法器使該電壓數位參數及電流數位參數相乘以得到該光源輸出功率參數。
5. 如申請專利範圍第2項所述之背光驅動電路，其中，該反饋控制模塊進一步包括一電流資料存儲單元，該比較控制電路產生控制訊號之同時產生相應電流數位參數，並存儲於該電流資料存儲單元。
6. 如申請專利範圍第5項所述之背光驅動電路，其中，該檢測模塊檢測該光源二端之電壓，並產生相應電壓數位參數作為反饋訊號輸出至該反饋控制模塊。
7. 如申請專利範圍第6項所述之背光驅動電路，其中，該反饋控制模塊進一步包括一乘法器，該乘法器將該電流資料存儲單元存儲之電流數位參數與該檢測模塊產生之電壓數位參數相乘而得到該光源之輸出功率參數。
8. 如申請專利範圍第7項所述之背光驅動電路，其中，該檢測模塊包括一電壓檢測器及一類比/數位轉換電路，該電壓檢測電路檢測該光源二端之電壓值，並對應產生相應之標準電壓值，該類比/數位轉換電路將該標準電壓值轉換成電壓數位參數輸出。
9. 如申請專利範圍第2項至8項中任意一項所述之背光驅動電路，其中，該背光驅動電路進一步包括一控制器， 該控制器根據該背光驅動電路輸出混合光之不同顏色或亮度需要而向至少二光源驅動單元之存儲單元寫入不同之參考功率參數，從而控制混合光之顏色或亮度。
10. 如申請專利範圍第2項至8項中任意一項所述之背光驅動電路，其中，該光源係一發光二極體陣列。
11. 一種背光驅動電路，其包括：至少二光源驅動單元，每一光源驅動單元包括：一光源；一恒流電路，其輸出一驅動訊號驅動該光源發光；一檢測模塊，其檢測該光源之電量訊號，並形成反饋訊號；及一反饋控制模塊，其對該反饋訊號進行處理，並產生相應控制訊號，調節該恒流電路輸出恒定功率，該反饋控制模塊包括一比較控制電路，該比較控制電路使該光源之輸出功率參數與一參考功率參數比較，並根據比較結果產生相應控制訊號。
12. 如申請專利範圍第11項所述之背光驅動電路，其中，該反饋控制模塊進一步包括一存儲單元，該存儲單元存儲該參考功率參數。
13. 如申請專利範圍第12項所述之背光驅動電路，其中，該檢測模塊包括一電壓檢測器、一電流檢測器及二類比/數位轉換電路，該電壓檢測器檢測該光源二端之電壓，並產生相應標準電壓值，該電流檢測器檢測流過該光源 之電流，並產生相應標準電壓值，該二類比/數位轉換電路分別將該電壓檢測器及該電流檢測器產生之標準電壓值轉換為電壓數位參數及電流數位參數輸出至該反饋控制模塊。
14. 如申請專利範圍第13項所述之背光驅動電路，其中，該反饋控制模塊進一步包括一乘法器，該乘法器使該電壓數位參數及電流數位參數相乘以得到該光源輸出功率參數。
15. 如申請專利範圍第12項所述之背光驅動電路，其中，該反饋控制模塊進一步包括一電流資料存儲單元，該比較控制電路產生控制訊號之同時產生相應電流數位參數，並存儲於該電流資料存儲單元。
16. 如申請專利範圍第15項所述之背光驅動電路，其中，該檢測模塊檢測該光源二端之電壓，並產生相應電壓數位參數作為反饋訊號輸出至該反饋控制模塊。
17. 如申請專利範圍第16項所述之背光驅動電路，其中，該反饋控制模塊進一步包括一乘法器，該乘法器將該電流資料存儲單元存儲之電流數位參數與該檢測模塊產生之電壓數位參數相乘而得到該光源之輸出功率參數。
18. 如申請專利範圍第17項所述之背光驅動電路，其中，該檢測模塊包括一電壓檢測器及一類比/數位轉換電路，該電壓檢測電路檢測該光源二端之電壓值，並對應產生相應之標準電壓值，該類比/數位轉換電路將該標準 電壓值轉換成電壓數位參數輸出。
19. 如申請專利範圍第12項至18項中任意一項所述之背光驅動電路，其中，該背光驅動電路進一步包括一控制器，該控制器根據該背光驅動電路輸出混合光之不同顏色或亮度需要而向至少二光源驅動單元之存儲單元寫入不同之參考功率參數，從而控制混合光之顏色或亮度。
20. 如申請專利範圍第12項至18項中任意一項所述之背光驅動電路，其中，該光源係一發光二極體陣列。
21. 一種光源驅動單元，其包括：一光源；一恒流電路，其輸出一驅動訊號驅動該光源發光；一檢測模塊，其檢測該光源之電量訊號，並相應輸出一反饋訊號；及一反饋控制模塊，其接收該反饋訊號，根據該反饋訊號得到該光源之輸出功率參數，並根據該光源之輸出功率參數輸出相應控制訊號調節該恒流電路輸出之驅動訊號，該反饋控制模塊包括一比較控制電路，該比較控制電路使該光源之輸出功率參數與一參考功率參數比較，並根據比較結果產生相應控制訊號。
22. 一種光源驅動單元，其包括：一光源；一恒流電路，其輸出一驅動訊號驅動該光源發光； 一檢測模塊，其檢測該光源之電量訊號，並形成反饋訊號；及一反饋控制模塊，其對該反饋訊號進行處理，並產生相應控制訊號，調節該恒流電路輸出恒定功率，該反饋控制模塊包括一比較控制電路，該比較控制電路使該光源之輸出功率參數與一參考功率參數比較，並根據比較結果產生相應控制訊號。