TWI396470B - 發光二極體顯示燈之驅動系統與方法 - Google Patents

Description

發光二極體顯示燈之驅動系統與方法

本發明係有關於驅動顯示燈，尤其是關於發光二極體(Light emitting diodes,LED)顯示燈之驅動系統及其方法。

全球對於照明的需求度高，而由於能量成本增加，提高運用能量效率愈形重要。發光二極體的使用壽命長，且相較於白熱燈與螢光燈，具有較高的產光效率。然而，在LED照明顯示工具的利用上，向來有流明(lumen)費用偏高的問題。雖然因LED照度之增進使價格有所改善，但驅動電路及電源供應的需求，仍使得流明的價格居高不下，因而造成LED顯示燈在推廣上的阻礙。故，一般習用者係無法符合使用者於實際使用時之所需。

本發明係發光二極體顯示燈之驅動系統與方法。於一實施例中，本發明包含一電子電路以供應一發光二極體顯示燈之一電源電流(power current)。該電子電路包含一邏輯驅動電路、一電壓控制震盪器(voltage controlled oscillator,VCO)、一電源開關、及一第一電流感測器。該電壓控制震盪器係耦接以接收一第一參考電壓，並耦接以提供一第一邏輯控制訊號至該邏輯驅動電路。

該第一邏輯控制訊號包含一啟動元件(activation component)。該電源開關具有一第一端子與第二端子耦接以傳 送電源電流至LED顯示燈；以及一控制端子耦接以接收來自邏輯驅動電路之功率控制訊號。該功率控制訊號包含一第一元件與一第二元件，該第一電流感測器係係耦接以感測通過電源開關之尖峰電流，並耦接以提供一第二邏輯控制訊號至該邏輯驅動電路。當該尖峰電流達到一第一數值時，該第二邏輯控制訊號係包含一關閉元件(deactivation component)。

該邏輯驅動電路提供第一元件至電源開關，並隨之以其關閉電源開關。該第一元件係對應電壓控制震盪器，該電壓控制震盪器提供啟動元件至邏輯驅動電路。該邏輯驅動電路提供該第二元件至電源開關，並隨之以其開啟電源開關。該第二元件對應該電流感測器，該電流感測器提供關閉元件至邏輯驅動電路。該第一參考電壓控制由電壓控制震盪器所提供之第一邏輯控制訊號的頻率。

於一實施例中，該邏輯驅動電路包含一設定/重置拴鎖(set/reset latch)。

於一實施例中，該電子電路進一步包含一變壓器，該變壓器包含一初級繞組(primary winding)以及一次級繞組(secondary winding)。該初級繞組具一第一端子耦接一電源，及一第二端子耦接電源開關之第一端子。該次級繞組具一第一端子與一第二端子耦接以供應電源電流給LED顯示燈。

於一實施例中，該電源開關包含多個金氧半場效電晶體(Metal>->Oxide>->Semiconductor Field>->Effect Transistor,MOSFET)裝置，在一積體電路上並聯耦接。該電流感測器包含一感測MOSFET，與該多個MOSFET裝置中至少一個MOSFET匹配。該感測MOSET具一第一端子耦接電 源開關的第一端子；一第二端子；及一控制端子耦接電源開關之控制端子。該感測MOSFET之第二端子提供一感測電流，對應到通過電源開關之尖峰電流。

於一實施例中，該電子電路進一步包含一第二電流感測器及一比較電路(comparison circuit)。該第二電流感測器耦接以感測流過LED顯示燈之電源電流，並耦接以提供第一參考電壓，該第一參考電壓係對應該電源電流。該比較電路耦接以比較第一參考電壓與第二參考電壓，並提供一致能訊號(enable signal)給電壓控制震盪器。一旦第一參考電壓低於第二參考電壓，便啟動該電壓控制震盪器。

於一實施例中，該電子電路進一步包含一變壓器及一平均電路。該變壓器包含一初級繞組、一次級繞組、及一輔助繞組。該初級繞組具一第一端子及一第二端子，該第一端子耦接一電源，而該第二端子耦接該電源開關之第一端子。該次級繞組具一第一端子以及一第二端子，耦接以供應電源電流至LED顯示燈。該輔助繞組具一第一端子及一第二端子。該平均電路耦接以自輔助繞組之第一端子與第二端子接收一感測電流，並耦接以提供第一參考電壓。該輔助繞組及該平均電路係構成該第二電流感測器。

於一實施例中，該電子電路進一步包含一變壓器、一光電晶體(phototransistor)、及一平均電路。該變壓器包含一初級繞組及一次級繞組。該初級繞組具一第一端子及第二端子，該第一端子耦接一電源，而該第二端子耦接該電源開關之第一端子。

該次級繞組具一第一端子及第二端子，耦接以供應該電源 電流至耦接為一列之複數個LED。該光電晶體具一第一端子、一第二端子、及一控制端子。該控制端子係耦接以接收一第一光源，該第一光源係來自該耦接為一列之複數個LED中至少一LED。

該平均電路係耦接以自該光電晶體之第一及第二端子接收一感測電流，並耦接以提供第一參考電壓。該光電晶體與該平均電路係構成該第二電流感測器，該第二感測電流係對應該電源電流。該LED顯示燈係包含該複數個LED中至少一LED。

於一實施例中，該複數個LED中之一LED係發出該第一光源，且該LED與該光電晶體係構成一光絕緣器(opto-isolator)裝置。

於一實施例中，本發明包含一驅動顯示燈的方法，包括關閉一電源開關、感測一高峰電流、及開啟開關。該電源開關的關閉係週期性(periodically)發生，且發生於一第一週期的第一部份。關閉後隨即輸送電源電流至LED顯示燈。通過電源開關之高峰電流係被感測。當該高峰電流達到一第一數值時，電源開關被開啟，電源開關之開啟係發生在第一週期末端部份之前。

於一實施例中，該電源電流之輸送包括將通過電源開關之開關電流(switching current)轉換為一通過LED顯示燈之電源電流，此轉換將電源與LED顯示燈電性隔絕。

於一實施例中，本方法進一步包括感測與轉換感測電流、調節第一週期、比較參考電壓、及選擇性地將電源開關之關閉予以禁能(disabling)。該電源電流經感測後產生一感測電源電流，該感測電源電流轉換為一第一參考電壓，具有一第一數 值，與一平均電源電流相對應。該第一週期係根據該第一參考電壓之第一數值調整。

該第一參考電壓係與一具一第一數值之第二參考電壓比較。當該第一參考電壓之第一數值超出該第二參考電壓之第一數值時，該電源開關之關閉係選擇禁能。選擇性地將電源開關之關閉禁能可降低平均電源電流，並致使第一參考電壓調整，以便該第一參考電壓之第一數值可與第二參考電壓的第一數值匹配。

於一實施例中，該電源電流之感測係包括將通過LED顯示燈之電源電流轉換為感測電源電流，其中，該電源電流之轉換係將電源與LED顯示燈電性隔絕。

於一實施例中，該電源電流感測，包括感測多數發光二極體中至少一發光二極體的光源，產生一感測光源，並轉換該感測光源為感測電源電流，光源感測將電源與LED顯示燈電性隔絕。

請參閱『第1圖』所示，係本發明一較佳實施例之電子電路示意圖。如圖所示電子電路100包含一邏輯驅動電路101、一VCO102、一電源開關103、一電流感測器104、一變壓器106、一二極體116、及一LED顯示燈109。該電源開關103可為一電晶體，例如一NMOS裝置，一PMOS或一IGBT(isolated gate bipolar transistor)。該電源開關103可具一MOSFET裝置，或多個MOSFET裝置。

該電源開關103係耦接以輸送一電源電流(power current)至一顯示燈，該顯示燈包含耦接為一列之複數個LED，此處為LED顯示燈109。該電源開關103具一第一端子、一第二端子、及一控制端子。該電源開關103之第一端子係與該變壓器106初級繞組(primary winding)107之一第一端子耦接。

該變壓器106初級繞組107之第二端子係與電容器110之一第一端子耦接，且與電源供應器(VS)之一第一端子耦接。該電源開關103之第二端子係與電容器110之第二端子耦接，且與電源供應器之第二端子耦接。於本實施例中，該電源供應器之第二端子也同時接地。

當電源開關103週期性轉換時，該變壓器106之次級繞組108係輸送一電源電流至LED顯示燈109。該二極體116具一第一端子與該次級繞組108之第一端子耦接；及一第二端子與該LED顯示燈109之第一端子及電容器115之第一端子耦接。該次級繞組108之第二端子係與該LED顯示燈109之第二端子與電容器115之第二端子耦接。

該電源開關103之控制端子係耦接以接收來自邏輯驅動電路101之一電源控制訊號。該電源控制訊號包含一第一元件與一第二元件，該第一元件係關閉電源開關103，而該第二元件係開啟電源開關103。該邏輯驅動電路101可包含一拴鎖，例如一設定/重置拴鎖，或一具預設輸入(preset input)及清除輸入(clear input)之JK拴鎖。

該邏輯驅動電路101之一輸入係與該VCO102之一輸出耦接。於此實施例中，該VCO102係產生一方形波， 該方形波之頻率係被端子105之一第一參考電壓所支配。於此實施例中，一第一邏輯控制訊號係該方形波，而一啟動元件係該方形波之一上升邊緣(rising edge)，該啟動元件係設定該邏輯驅動電路101內之一栓鎖。

對應於該設定栓鎖，該邏輯驅動電路101提供電源控制訊號之第一元件以關閉電源開關103。該電源控制訊號之第一元件可為一電壓或一電流以關閉電源開關103。該電源開關103之關閉係讓一電流為一變壓器106之初級繞組107充電。

此一方式在該次級繞組108中產生一電源電流通過LED顯示燈109。該電流感測器104係耦接以提供一第二邏輯控制訊號至該邏輯驅動電路101。該電流感測器104可為一感測電晶體，或可採用一感測電阻器。當該電流感測器104感測一具一第一數值之高峰電流時，該第二邏輯控制訊號係包含一關閉(deactivation)元件。

於本實施例中，該關閉元件在邏輯驅動電路101內重置一拴鎖，為對應該重置拴鎖，該邏輯驅動電路101係提供該電源控制訊號之第二元件以開啟電源開關103。此導致通過變壓器的電流減少，而來自電容器115之額外電流(additional current)有助於維持一通過LED顯示燈109之穩定的平均電流。該電源開關103係在VCO102訊號之下一個上升邊緣(next rising edge)再度開啟。而電容器110有助於維持一穩定的參考電壓。

該電子電路100進一步包含一第二電流感測器111及一比較器112。該第二電流感測器111係感測輸送至 LED顯示燈109之電源電流i2，並提供第一參考電壓至VCO102。該第一參電壓係與該電源電流相應。該第一參考電壓支配(governs)VCO102之頻率，因而也支配電源開關103之轉換頻率。比較器112具一反向端子耦接以接收第一參考電壓；及一非反向端子(non-inverting terminal)耦接以接收一第二參考電壓。

該比較器112之一輸出係耦接以提供一致能訊號至該VCO102，一旦該第一參考電壓小於該第二參考電壓，即致能該VCO102。因此，該第一參考電壓升高，並增高該VCO之頻率、該S1之轉換頻率、及該平均電源電流。該平均電源電流將一直增加直到該相應之第一參考電壓數值超出該第二參考電壓數值。

此時，該比較器將選擇禁能該VCO102，及隨後之電源開關103的轉換，如此一來，該平均電源電流便會降低。此致該第一參考電壓值調整，使其數值與第二參考電壓數值匹配。

匹配程度係視數個因子決定，包括比較器112之輸入偏移電壓(input offset voltage)。該VCO102、該邏輯驅動電路101、該電源開關103、該變壓器106、該二極體116、該LED顯示燈109、及該第二電流感測器111係構成一平均電源電流控制迴路(即一電流控制迴路)。

該平均電源電流迴路係控制通過LED顯示燈109之平均電流。該邏輯驅動電路101、該VCO102、該電源開關103、該電流感測器104、該第二電流感測器111、及該比較器112係可在一整合式微晶片(integrated microchip)上製造。

請參閱『第2圖』所示，係第1圖中高峰電流相關控制訊號之示意圖。如圖所示：訊息示意圖200包含一VCO輸出訊號201波型；一通過電源開關103之高峰電流202波型；一包含一第一元件206及一第二元件209之電源控制訊號203波型；及，該第一電流感測器104產生之高峰感測輸出訊號(peak sense out signal)204波型。該VCO輸出訊號201於此實施例中係一第一邏輯控制訊號，且一觸發元件205係該第一邏輯控制訊號之上升邊緣。

該高峰感測輸出訊號204於此實施例中係第二邏輯控制訊號，且一反觸發元件208係該第二邏輯控制訊號之上升邊緣。對應於該觸發元件205，該邏輯驅動電路101係產生該電源控制訊號203之第一元件206以關閉電源開關103。此致使該高峰電流202開始為該初級繞组107充電，而高峰電流係轉換為一通過次級繞組108之電流。

高峰電流202會增加直到該訊號達到一第一數值207。達到該第一數值207後，該第一電流感測器104係提供第二邏輯控制訊號之反觸發元件208，即高峰感測輸出訊號204，至邏輯驅動電路101。對應於該反觸發元件208，該邏輯驅動電路101係產生該電源控制訊號之第二元件以開啟該電源開關103。

如此係停止電流210之流動，且使電流減少。此一電源開關103之切換係在每一後續週期以一類似方式持續進行。於本例中，該電子電路100係在一斷續電流模式下操作。該電流之斜率係視各類因子而定，包括電容器110之特 性及變壓器106初級繞組107之特性。

請參閱『第3圖』所示，係本發明一較佳實施例之方法示意圖300。如圖所示：於步驟301，一電源開關係在一第一週期週期性地關閉。該開關之週期性地切換係自一電源傳送一電源電流至一LED顯示燈。該電源電流之傳送可包含將一通過該電源開關之切換電流轉換為通過LED顯示燈之電源電流。

該轉換係將電源與LED燈電性隔絕。該轉換可為一變壓器，其可調控該切換電流。該開關之關閉可包含一VCO或是將訊號轉換為一振盪波型，例如一方形波，之類似電路。

於步驟302，一通過該電源開關之高峰電流係被感測，該感測之完成可藉直接量測若干小電阻間之電壓，或藉關閉(tapping off)一與該通過電源開關之高峰電流成比例之感測電流。

於步驟303，當該高峰電流達到一第一數值時，該電源開關係開啟。該開關之開啟係發生於該第一週期之一末端部分之前。

於步驟304，該電源電流係被感測，產生一感測電源電流。此一感測電源電流可將一用來隔絕電源供應器之變壓器的輔助繞組加以關閉。

於步驟305，該感測電源電流係轉換為一第一參考電壓，該第一參考電壓具有一第一數值對應一平均電源電流。該感測電源電流可被整合以獲得一平均數值。該轉換可包含將該通過LED燈之電源電流轉變為該感測電源電流。

該電源電流之轉換係將電源與LED顯示燈電性隔絕。該 電源電流之感測可包括自該複數個LED中至少一個LED感測光線。該LED顯示燈包括複數個LED。該所產生之感測光線可被轉換為感測電源電流。該光線之感測係將電源與LED顯示燈電性隔絕。

於步驟306，該第一週期係根據該第一參考電壓之第一數值做調整。

於步驟307，該第一參考電壓係與具一第一數值之第二參考電壓比較。

於步驟308，當該第一參考電壓之第一數值超出該第二參考電壓之第一數值，該電源開關之關閉係選擇性地禁能。該電源開關之關閉的選擇性地禁能係降低該平均電源電流，並致使該第一參考電壓調整，使得第一參考電壓之第一數值與第二參考電壓之第一數值匹配。

請參閱『第4圖』所示，係本發明另一較佳實施例之電子電路示意圖。如圖所示：積體電子電路400包含一積體電子電路420，該積體電子電路420包含一功率電晶體401、一感測電晶體402、一驅動器電路403、一RS觸發電路404、一VCO405、一延遲比較器406、一第一參考電壓節點410、一5V LDO調節器411、及一40V LDO調節器412，而該5V LDO調節器411係連接一過電壓鎖定(over voltage lockout)以及一過溫保護(over temperature protection)電路409。

一交流電源414係供應電源至該積體電子電路420，此電源可為110V或220V，為大部份住家或商業大樓所使用。一全波整流器413係供應一未調節直流電壓給該40V LDO調節器412，以提供一適合該5V LDO調節器411之低調節電壓，再供應電源給積體電子電路420中之其他電路。

該40V LDO調變器412所提供之調節40V係用以驅動該功率電晶體401與該感測電晶體402。於本實施例中，該5V LDO調變器411被分配器電路419縮減(reduced)，並在該第一參考電壓節點410提供該第一參考電壓。此一第一參考電壓係設定頻率，並因此設定VCO405之週期。該VCO405係提供一第一邏輯控制訊號給該RS觸發電路404。

於本實施例中，該第一邏輯控制訊號之上升邊緣係設定該觸發器，該觸發器係產生一訊號給該驅動器電路403以關閉該功率電晶體401。該功率電晶體401可包含複數個並聯耦接之匹配電晶體，該些匹配電晶體係具匹配幾何構造，且該感測電晶體402可為一獨立電晶體，亦匹配該匹配電晶體之幾何構造。

感測電晶體402與功率電晶體401係接收相似之刺激源(stimulus)至其汲極端子與閘極端子。自該感測電晶體402之第一端子流至第二端子之該高峰電流係對應自該功率電晶體401之第一端子流至第二端子之高峰電流。該電流感測電晶體402及電流感測電路407係感測流經功率電晶體401之高峰電流。

該電流感測電路407係提供一訊號至該限流電路408(current limit circuit)，而當通過該功率電晶體401之電流達到一第一數值時，該限流電路408將提供一第二邏輯控 制訊號至RS觸發電路404。該RS觸發電路404對應於該第二邏輯控制訊號係提供一訊號以關閉該驅動器電路403，並接著關閉該功率電晶體且無實質電流流動。

該電源開關之切換，即開啟與關閉，係使變壓器415之一初級繞組將該電流轉換為一次級繞組之電源電流以供應電源至LED顯示燈416。於本實施例中，該LED顯示燈416係包含耦接為一列之複數個LED，該變壓器415係將該交流電源414與該LED顯示燈416隔離。該第一參考電壓之數值係設定輸送至該LED顯示燈416之平均電源電流，且以此一方式，該積體電子電路400係提供一電流以驅動該LED顯示燈416。

請參閱『第5圖』所示，係本發明另一較佳實施例之電子電路示意圖。如圖所示：電子電路500包含一積體電子電路520。該積體電子電路520包含一功率電晶體501，該功率電晶體501具一第一端子、一第二端子、及一控制端子；一感測電晶體502，該感測電晶體502具一第一端子、一第二端子、及一控制端子；一驅動器電路503；一RS觸發電路504；一VCO505；一延遲比較器506；一第一參考電壓節點510；一5v LDO調變器511，連接一過電壓鎖定與一過溫保護電路509；以及一40V LDO調變器512。

交流電源514係供應電源至積體電子電路520，此一電源可為110V或220V，為大部份住家或商業大樓所使用。全波整流器513係提供一未調節直流電壓給40V LDO調節器512以提供一適合5V LDO調節器511之低調節電 壓，再供應電源至積體電路520內之其他電路。

該40V LDO調節器512所提供之調節電壓40V，係用來驅動該功率電晶體501及該感測電晶體502。於本實施例中，5V LDO調節器511之輸出係繞過電容器522，而第二電流感測器電路519係在第一參考電壓節點510提供第一參考電壓。此一第一參考電壓係設定頻率，並因而設定VCO505之週期，該VCO505係提供一第一邏輯控制訊號至RS觸發電路504。於本實施例中，該第一邏輯控制訊號之上升邊緣係設定該觸發器，其產生一訊號給驅動器電路503以關閉該功率電晶體501。

功率電晶體501可由並聯耦接之複數個匹配電晶體所構成，該些匹配電晶體可具匹配幾何結構，且該感測電晶體502可為一獨立電晶體，亦匹配該匹配電晶體之幾何結構。感測電晶體502與功率電晶體501係接收相似之刺激源至其汲極端子及閘極端子，自感測電晶體502第一端子流至第二端子之高峰電流係對應於自功率電晶體501第一端子流至第二端子之高峰電流。

該感測電晶體502與電流感測電路507係感測通過功率電晶體501之高峰電流。該電流感測電路507係提供一訊號至限流電路508，當通過功率電晶體之電流達到一第一數值時，該限流電路508係提供一第二邏輯控制訊號至該RS觸發電路504，而該RS觸發電路504對應於第二邏輯控制訊號係提供一訊號以關閉該驅動器，且隨之關閉該功率電晶體501並無實質電流流動。

該功率電晶體之切換，即開啟與開關，係讓變壓器515 之初級繞組能將該電流轉變為次級繞組上之一電源電流，以提供電源予LED顯示燈516。於本實施例中，該LED顯示燈516係包含耦接為一列之複數個LED。於本實施例中，該變壓器亦包含一輔助繞組521，其提供一電流對應於該提供予LED顯示燈516之電源電流。該輔助繞組521及該第二電流感測器電路519係提供一第一參考電壓對應於該通過LED顯示燈516之平均電源電流。

位於第一參考電壓節點510之第一參考電壓係上升並增加功率轉換之頻率，之後並增加傳輸至LED顯示燈516之平均電源電流。延遲比較器506係比較該第一參考電壓與一第二參考電壓。當該第一參考電壓之第一數值超出該第二參考電壓之第一數值時，該比較器係傳送一訊號以禁能該VCO505。

該第二參考電壓之數值係設定該傳送至LED顯示燈516之平均電源電流，且以此一方式，該電子電路500係提供一調節電流以驅動該LED顯示燈516。該變壓器515係將該交流電源514與該LED顯示燈516隔離。

請參閱『第6圖』所示，係本發明另一較佳實施例之電子電路示意圖。如圖所示：電子電路600係包括一積體電子電路620，該積體電子電路620係包含一功率電晶體601，具一第一端子、一第二端子及一控制端子；一感測電晶體602，具一第一端子、一第二端子及一控制端子；一驅動電路603；一RS觸發電路604；一VCO605；一延遲比較器606；一第一參考電壓節點610；一5V LDO調節器611，連接一過電壓鎖定與一過溫保護電路609；以及一 40V LDO調節器612。

一交流電源614係供應電源予該積體電子電路620，此一電源可為110V或220V，為大部份住家或商業大樓所使用。一全波整流器613係提供一未調節直流電壓給40V LDO調節器612以提供一適合該5V LDO調節器611之低調節電壓，再供應電源至該積體電子電路620內之其他電路。

該40V LDO調節器612所提供之調節電壓40V，係用來驅動該功率電晶體601與該感測電晶體602。於本實施例中，5V LDO調節器611之輸出係繞過電容器622，而第二電流感測器電路619係在第一參考電壓節點610提供第一參考電壓。此一第一參考電壓係設定頻率，並因而設定VCO605之週期。

該VCO605係提供一第一邏輯控制訊號至RS觸發電路604。於本實施例中，該第一邏輯控制訊號之上升邊緣係設定該觸發器，其係產生一訊號予該驅動電路603以關閉該功率電晶體601。該功率電晶體601係可由並聯耦接之複數個匹配電晶體所構成，該些匹配電晶體可具匹配幾何結構，且該感測電晶體602可為一獨立電晶體，亦與該匹配電晶體之幾何結構相匹配。

感測電晶體602與功率電晶體601係接收相似之刺激源至其汲極端子及閘極端子，自感測電晶體602第一端子流至第二端子之高峰電流係與自功率電晶體601第一端子流至第二端子之高峰電流相對應。該感測電晶體602與電流感測電路607係感測通過功率電晶體601之高峰電流。

該電流感測電路607係提供一訊號至限流電路608，當通過功率電晶體之電流達到一第一數值時，該限流電路608係提供一第二邏輯控制訊號至該RS觸發電路604，而該RS觸發電路604對應於該第二邏輯控制訊號係提供一訊號以關閉驅動器，並接著關閉該功率電晶體601且無實質電流流動。

該功率電晶體之切換，即開啟與開關，係讓變壓器615之初級繞組能將該電流轉變為次級繞組上之一電源電流，以提供電源予LED顯示燈616。於本實施例中，該LED顯示燈616係包含耦接為一列之複數個LED。於本實施例中，該電路亦包含一光耦接器(opto-coupler)621，其具一光電晶體以感測與提供予LED顯示燈616之電源電流相對應之一電流。

該光電晶體及一第二感測器電路係形成第二感測器，並提供一第一參考電壓對應於通過LED顯示燈616之平均電源電流，而該第二感測器電路係包含一來自5V LDO調節器611之5V電源電壓；一電阻器623；及一電容器622。該第一參考電壓係上升並增加功率轉換之頻率，之後並增加傳送至LED顯示燈616之平均電源電流。

延遲比較器606係比較該第一參考電壓與一第二參考電壓。當第一參考電壓之第一數值超出第二參考電壓之第一數值時，該比較器係傳送一訊號以禁能該VCO605。該第二參考電壓之數值係設定傳送至LED顯示燈之平均電源電流，且以此一方式，該電子電路600係提供一調節電流以驅動該LED顯示燈616。該變壓器615與光耦接器621 (opto-isolator)係將該交流電源614與該LED顯示燈616隔絕。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

100‧‧‧電子電路

101‧‧‧邏輯驅動電路

102‧‧‧電壓控制震盪器(VCO)

103‧‧‧電源開關

104‧‧‧電流感測器

105‧‧‧端子

106‧‧‧變壓器

107‧‧‧初級繞組

109‧‧‧LED顯示燈

108‧‧‧次級繞組

110‧‧‧電容器

111‧‧‧第二電流感測器

112‧‧‧比較器

115‧‧‧電容器

116‧‧‧二極體

200‧‧‧訊息示意圖

201‧‧‧VCO輸出訊號

202‧‧‧高峰電流

203‧‧‧電源控制訊號

204‧‧‧高峰感測輸出訊號

205‧‧‧觸發元件

206‧‧‧第一元件

207‧‧‧第一數值

208‧‧‧反觸發元件

209‧‧‧第二元件

210‧‧‧電流

300‧‧‧範例步驟

步驟301~步驟308

400‧‧‧積體電子電路

401‧‧‧功率電晶體

402‧‧‧感測電晶體

403‧‧‧驅動器電路

404‧‧‧RS觸發電路

405‧‧‧VCO

406‧‧‧延遲比較器

407‧‧‧電流感測電路

408‧‧‧限流電路

409‧‧‧過電壓鎖定/過溫保護電路

410‧‧‧第一參考電壓節點

411‧‧‧5V LDO調節器

412‧‧‧40V LDO調節器

413‧‧‧全波整流器

414‧‧‧交流電源

415‧‧‧變壓器

416‧‧‧LED顯示燈

419‧‧‧分配器電路

420‧‧‧積體電子電路

500‧‧‧電子電路

501‧‧‧功率電晶體

502‧‧‧感測電晶體

503‧‧‧驅動器電路

504‧‧‧RS觸發電路

505‧‧‧VCO

506‧‧‧延遲比較器

507‧‧‧電流感測電路

508‧‧‧限流電路

509‧‧‧過電壓鎖定/過溫保護電路

510‧‧‧第一參考電壓節點

511‧‧‧5v LDO調變器

512‧‧‧40V LDO調變器

513‧‧‧全波整流器

514‧‧‧交流電源

515‧‧‧變壓器

516‧‧‧LED顯示燈

519‧‧‧第二電流感測器電路

520‧‧‧積體電子電路

521‧‧‧輔助繞組

522‧‧‧電容器

600‧‧‧電子電路

601‧‧‧功率電晶體

602‧‧‧感測電晶體

603‧‧‧驅動電路

604‧‧‧RS觸發電路

605‧‧‧VCO

606‧‧‧延遲比較器

607‧‧‧電流感測電路

608‧‧‧限流電路

609‧‧‧過電壓鎖定/過溫保護電路

610‧‧‧第一參考電壓節點

611‧‧‧5V LDO調節器

612‧‧‧40V LDO調節器

613‧‧‧全波整流器

614‧‧‧交流電源

615‧‧‧變壓器

616‧‧‧LED顯示燈

620‧‧‧積體電子電路

621‧‧‧光耦接器

623‧‧‧電阻器

622‧‧‧電容器

第1圖，係本發明一較佳實施例之電子電路示意圖。

第2圖，係第1圖中高峰電流相關控制訊號之示意圖。

第3圖，係本發明一較佳實施例之方法示意圖。

第4圖，係本發明另一較佳實施例之電子電路示意圖。

第5圖，係本發明另一較佳實施例之電子電路示意圖。

第6圖，係本發明另一較佳實施例之電子電路示意圖。

100‧‧‧電子電路

101‧‧‧邏輯驅動電路

102‧‧‧電壓控制震盪器(VCO)

103‧‧‧電源開關

104‧‧‧電流感測器

105‧‧‧端子

106‧‧‧變壓器

107‧‧‧初級繞組

108‧‧‧次級繞組

109‧‧‧LED顯示燈

110‧‧‧電容器

111‧‧‧第二電流感測器

112‧‧‧比較器

115‧‧‧電容器

116‧‧‧二極體

Claims (20)

1. 一發光二極體(Light emitting diodes,LED)顯示燈之驅動系統，係至少包含：一邏輯驅動電路；一電壓控制振盪器，係耦接以接收一第一參考電壓，及耦接以提供一第一邏輯控制訊號至該邏輯驅動電路，其中，該第一邏輯控制訊號係包含一啟動元件(activation component)；一電源開關，係具一第一端子、一第二端子、及一控制端子，該第一端子與第二端子係耦接以傳送電源電流至LED顯示燈，該控制端子係耦接以接收來自該邏輯驅動電路之一電源控制訊號，其中，該電源控制訊號係包含一第一元件與一第二元件；以及一第一電流感測器，係耦接以感測通過電源開關之一高峰電流，並耦接以提供一第二邏輯控制訊號至該邏輯驅動電路，其中，當高峰電流達到一第一數值時，該第二邏輯控制訊號係包含一關閉元件(deactivation component)；其中，該邏輯驅動電路係提供該電源控制訊號之第一元件至該電源開關，並因而關閉該電源開關，而對應電壓控制振盪器之該第一元件係提供啟動元件至該邏輯驅動電路；其中，該邏輯驅動電路係提供該電源控制訊號之第二元件至該電源開關，且因而開啟該電源開關，而對應第一電流感測器之該第二元件係提供關閉元件至該邏輯驅動電路；並且其中，該第一參考電壓係控制由該電壓控制振盪器所提 供之該第一邏輯控制訊號的頻率。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之發光二極體顯示燈之驅動系統，其中，該邏輯驅動電路、該電壓控制振盪器、該電源開關及該第一電流感測器係整合於一單一晶片上。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之發光二極體顯示燈之驅動系統，其中，該電源開關係一NMOS裝置。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之發光二極體顯示燈之驅動系統，其中，該電源開關係一IGBT。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之發光二極體顯示燈之驅動系統，其中，該邏輯驅動電路係包含一設定/重置拴鎖(set/reset latch)。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之發光二極體顯示燈之驅動系統，其中，該啟動元件係一上升邊緣。
7. 根據申請專利範圍第1項所述之發光二極體顯示燈之驅動系統，其中，該關閉元件係一上升邊緣。
8. 根據申請專利範圍第1項所述之發光二極體顯示燈之驅動系統，其中，該第一電流感測器係包含一感測電阻器。
9. 根據申請專利範圍第1項所述之發光二極體顯示燈之驅動系統，係進一步包含：一變壓器，該變壓器係包含：一初級繞組，具一第一端子及一第二端子，該第一端子係耦接一電源，而該第二端子係耦接該電源開關之第一端子；以及一次級繞組，具一第一端子及一第二端子，耦接以提供電源電流至耦接為一列之複數個LED。
10. 根據申請專利範圍第1項所述之發光二極體顯示燈之驅動系統，其中，該電源開關係包含多數金氧半場效電晶體(Metal>->Oxide>->Semiconductor Field>->Effect Transistor,MOSFET)裝置並聯耦接於一積體電路上；其中，該第一電流感測器係包含一感測MOSFET與該多數MOSFET裝置中至少一個MOSFET裝置匹配，而該感測MOSFET具一第一端子、一第二端子、及一控制端子，該第一端子係耦接該電源開關之第一端子，該控制端子係耦接該電源開關之控制端子；並且其中，該感測MOSFET係自該感測MOSFET之第二端子提供一感測電流，而該感測電流係與通過該電源開關之電流相對應。
11. 根據申請專利範圍第1項所述之發光二極體顯示燈之驅動系統，係進一步包含：一第二電流感測器，係耦接以感測通過LED顯示燈之電源電流，並耦接以提供第一參考電壓，而該第一參考電壓係與該電源電流相對應；以及一比較電路，係耦接以比較該第一參考電壓與一第二參考電壓，並提供一致能訊號(enable signal)至該電壓控制震盪器，其中，一旦該第一參考電壓低於該第二參考電壓時，該控制震盪器係被致能。
12. 根據申請專利範圍第11項所述之發光二極體顯示燈之驅動系統，係進一步包含： 一變壓器，該變壓器係包含：一初級繞組，係具一第一端子及一第二端子，該第一端子係耦接一電源，而該第二端子係耦接該電源開關之第一端子；一次級繞組，係具一第一端子與第二端子耦接以供應該電源電流予耦接為一列之複數個LED；一輔助繞組，具一第一端子及一第二端子；以及一平均電路，係耦接以接收來自該輔助繞組之第一端子與第二端子的感測電流以提供第一電壓；其中，該輔助繞組及該平均電路係形成第二電流感測器；並且其中，該感測電流係與該電源電流相對應。
13. 根據申請專利範圍第11項所述之發光二極體顯示燈之驅動系統，係進一步包含：(a)一變壓器，該變壓器係包含：(i)一初級繞組，具一第一端子及一第二端子，該第一端子係耦接一電源，而該第二端子係耦接該電源開關之第一端子；以及(ii)一次級繞組，具一第一端子與第二端子，耦接以供應該電源電流予該LED顯示燈中耦接為一列之複數個LED；(b)一光電晶體(phototransistor)，具一第一端子、一第二端子、及一控制端子，耦接以接收來自耦接為一列之複數個LED中至少一LED之一第一光源；以及(c)一平均電路，係耦接以接收來自光電晶體之第一 端子與第二端子之一感測電流，並耦接以提供該第一參考電壓；其中，該光電晶體與該平均電路係形成該第二電流感測器；並且其中，該感測電流係應於該電源電流。
14. 根據申請專利範圍第13項所述之發光二極體顯示燈之驅動系統，其中，該複數個LED中之一LED係散發該第一光源，且該LED與該光電晶體係形成一光絕緣器(opto-isolator)裝置。
15. 一發光二極體顯示燈之驅動方法，係至少包含以下步驟：週期性地關閉一電源開關，該關閉係發生於一第一週期之一第一部份；感測一通過電源開關之高峰電流；以及當該高峰電流達到一第一數值時，開啟該電源開關，其中，該開關之開啟係發生於第一週期的末端部份前；其中，該電源開關之開啟與關閉係傳輸一電源電流至該LED顯示燈；並且其中，該第一週期係依該電源電流而改變。
16. 根據申請專利範圍第15項所述之發光二極體顯示燈之驅動方法，其中，該電源電流之傳送至少包含以下步驟：將通過該電源開關之切換電流變換為通過該LED顯示燈之電源電流；其中，該轉換係將該電源與該LED顯示燈電性隔絕。
17. 根據申請專利範圍第15項所述之發光二極體顯示燈之驅動方法，係進一步包含以下步驟： 感測該電源電流，以產生一感測電源電流；轉換該感測電源電流為一第一參考電壓，該第一參考電壓具一第一數值對應於一平均電源電流；根據該第一參考電壓之第一數值調整該第一週期；比較該第一參考電壓與一第二參考電壓，該第二參考電壓具一第一數值；以及當該第一參考電壓之第一數值超出該第二參考電壓之第一數值，選擇性地禁能該電源開關之關閉；其中，該電源開關之關閉的選擇性禁能係降低該平均電源電流，並致使該第一參考電壓調整，讓該第一參考電壓之第一數值與該第二參考電壓之第一數值匹配。
18. 根據申請專利範圍第17項所述之發光二極體顯示燈之驅動方法，其中，該電源電流之輸送係至少包含以下步驟：將通過該電源開關之切換電流變換為通過該LED顯示燈之電源電流；其中，該切換電流之變換係將該電源與該LED顯示燈電性隔絕。
19. 根據申請專利範圍第17項所述之發光二極體顯示燈之驅動方法，其中，該電源電流之感測係至少包含以下步驟：將通過該LED顯示燈之電源電流轉換為該感測電源電流；其中，該電源電流之變換係將該電源與該LED顯示燈電性隔絕。
20. 根據申請專利範圍第17項所述之發光二極體顯示燈之驅動方法，其中，該電源電流之感測係至少包含以下步驟： 感測來自該複個LED中至少一LED之光線以產生一感測光線；以及將該感測光線轉換為該感測電源電流；其中，該光線之感測係將該電源與該LED顯示燈電性隔絕。