TWI415518B - 發光元件驅動電路、發光元件陣列控制器及其控制方法 - Google Patents

Description

發光元件驅動電路、發光元件陣列控制器及其控制方法

本發明係有關一種發光元件驅動電路、發光元件陣列控制器、及發光元件陣列控制方法，特別是指一種減少晶片接腳且不降低功率使用效率之發光元件陣列控制器與控制方法，及使用該發光元件陣列控制器之發光元件驅動電路。

目前常用之發光元件為發光二極體(LED)，在大尺寸應用中，經常將LED安排成陣列，作為背光源。為控制與供電給LED陣列，如第1圖所示，LED驅動電路中需要一個LED陣列控制器10，其控制一功率供應級60，以供給固定電流給LED陣列中每一個LED串。LED陣列控制器10通常為一個積體電路(integrated circuit,IC)晶片。

詳言之，如第1圖所示，功率供應級60受LED陣列控制器10所控制，而將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vout，提供予LED陣列40。LED陣列40包含複數個LED串CH1-CHn，每個LED串包含複數個串連的LED。LED串CH1-CHn之一端共同電性連接於功率供應級60，另一端則個別電性連接於對應的電流源之一端。各電流源分別控制對應LED串上的電流，以使各LED發光平均一致。

目前在許多應用場合中，LED陣列控制器10需要驅動高功率的LED，其功率例如為1至3瓦，電流例如為300毫安培至1安培。在這種高功率應用中，由於散熱、以及大尺寸晶片的成本問題，因此如第1圖所示，無法將電流源中的電晶體整合在晶片內部而必須設置在外部。在此情況下，如電流源之電晶體為金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)，則LED陣列控制器10需要為每個LED通道提供三個接腳，分別電性連接至外部MOSFET的源極、閘極、和汲極，其中源極和閘極係為電流源基本結構所需，而汲極訊號也必須傳送至晶片內部，以回授控制決定適當的輸出電壓Vout。

第2圖示出另一先前技術，其相對於第1圖的差異在於電流源中的電晶體使用PNP雙極電晶體(bipolar junction transistor,BJT)而非MOSFET。由於萃取回授訊號的位置不同，因此這種架構對每一LED通道，只需要設置兩個接腳。但此種架構的缺點是，電流源的電壓降(voltage dropout)相當大，在PNP雙極電晶體集極與射極間的壓降大於0.8伏特，其功率使用效率不佳。

有鑑於此，本發明即針對上述先前技術之不足，提出一種發光元件驅動電路、發光元件陣列控制器及其控制方法，可減少IC晶片接腳又可保持較高的功率使用效率。

本發明目的之一在提供一種發光元件驅動電路。

本發明的再一目的在提供一種發光元件陣列控制電路。

本發明的另一目的在提供一種發光元件陣列控制方法。

為達上述之目的，就其中一個觀點言，本發明提供了一種，用以驅動一發光元件陣列，該發光元件陣列包含複數個發光元件串，該發光元件驅動電路包含：一功率供應級，以提供一輸出電壓給該複數發光元件串，其中各發光元件串的一端共同耦接於該輸出電壓；與發光元件串數目對應的電晶體，分別與各發光元件串的另一端耦接，該電晶體為場效電晶體或NPN雙極電晶體，具有一電流流入端、一電流流出端、與一控制端；與發光元件串數目對應的電阻，分別與電晶體之電流流出端耦接；一功率供應級控制器，與該功率供應級耦接，以控制該功率供應級；至少與電晶體數目對應的運算放大器，其分別比較自該電流流出端萃取的訊號與第一參考訊號，並產生運算放大器輸出訊號，控制對應電晶體的控制端；一最高電壓選擇電路，其接收運算放大器輸出訊號，並選擇最大值輸出；以及一誤差放大器，與該最高電壓選擇電路耦接，以比較該運算放大器輸出訊號最大值與第二參考訊號，並根據比較結果產生一誤差放大訊號，用以輸入該功率供應級控制器，以控制該功率供應級。

在其中一種較佳之實施型態中，發光元件驅動電路更包括複數個過電壓除外電路，以篩除超過預設範圍之運算放大器輸出訊號，並將未篩除的運算放大器輸出訊號傳送給最高電壓選擇電路。

就另一個觀點言，本發明提供了一種發光元件陣列控制器，其控制一功率供應級，以提供一輸出電壓給一發光元件陣列，該發光元件陣列包含複數個發光元件串，各發光元件串的一端共同耦接於該輸出電壓，另一端分別耦接於一對應之電晶體，該電晶體具有一電流流入端、一電流流出端、與一控制端，該發光元件陣列控制器包含：一功率供應級控制器，與該功率供應級耦接，以控制該功率供應級；至少對應於發光元件串數目的第一接腳與至少對應於發光元件串數目的第二接腳，其中該第一接腳可供與對應電晶體之控制端耦接，第二接腳可供與對應電晶體之電流流出端耦接；至少對應於發光元件串數目的運算放大器，其分別比較自對應之第二接腳接收的訊號與第一參考訊號，並產生運算放大器輸出訊號，於對應之第一接腳輸出；一最高電壓選擇電路，其接收運算放大器輸出訊號，並選擇最大值輸出；以及一誤差放大器，與該最高電壓選擇電路耦接，以比較該運算放大器輸出訊號最大值與第二參考訊號，並根據比較結果產生一誤差放大訊號，用以輸入該功率供應級控制器，以控制該功率供應級。

在其中一種較佳之實施型態中，發光元件陣列控制器更包括複數個過電壓除外電路，以篩除超過預設範圍之運算放大器輸出訊號，並將未篩除的運算放大器輸出訊號傳送給最高電壓選擇電路。

就另一個觀點言，本發明提供了一種發光元件陣列控制方法，用以控制一發光元件陣列，該發光元件陣列包含複數個發光元件串，該發光元件陣列控制方法包含：提供一輸出電壓給該複數發光元件串的一端；提供與發光元件串數目對應的電晶體，分別與各發光元件串的另一端耦接，其中該電晶體為場效電晶體或NPN雙極電晶體，具有一電流流入端、一電流流出端、與一控制端；比較該電流流出端的電壓與第一參考訊號，以控制對應電晶體的控制端；自至少一部分電晶體的控制端中，選擇電壓最大值；以及比較該最大值與第二參考訊號，並根據比較結果調變該輸出電壓。

所述發光元件例如但不限於為白光LED、有色LED、有機LED。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

請參閱第3A圖，顯示本發明的發光元件驅動電路。目前常用之發光元件為發光二極體(LED)，因此以下將以LED為例作說明。如第3A圖所示，發光元件驅動電路中包含LED陣列控制器20，以控制複數個LED串CH1-CHn。LED陣列控制器20可能為單一晶片或多顆IC晶片加上獨立元件(discrete devices)。在LED陣列控制器20中具有功率供應級控制器21，以控制功率供應級60，將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vout，提供予LED陣列40。此功率供應級60例如可為但不限於第4A-4G圖中之降壓、升壓、升降壓、反壓、返馳電路等。功率供應級控制器21有各種控制功率供應級60的方式，舉例而言，其可自誤差放大器23接收一誤差放大訊號，並比較此誤差放大訊號與一斜坡信號(ramp signal)；根據比較結果，功率供應級控制器21產生一或多個PWM訊號，以控制功率供應級60中之一或多個功率電晶體(如第4A-4G圖中所示)。以上所述為定頻的PWM控制方式，但亦可採取變頻的脈頻調變(pulse frequency modulation,PFM)控制方式等。在某些應用中，該第4A-4G圖中所示之功率電晶體可整合於LED陣列控制器20中；在其他的應用中，功率電晶體設置於LED陣列控制器20外部。

LED陣列40包含n個LED串，每串LED包含至少一個LED。該n個LED串一端共同電性連接於功率供應級60所提供之輸出電壓Vout，另一端則分別電性連接於對應之電流源，該電流源提供對應之LED通道一穩定之LED電流。每一電流源包括位於IC晶片內部的運算放大器OP1-OPn，以及位於晶片外部的電晶體Q1-Qn和電阻R1-Rn。本發明中，電晶體Q1-Qn可為NMOSFET，NPN BJT，N-JFET(接面場效電晶體)或其他類型的FET；本發明的特點之一在於，雖然使用這些類型的電晶體而非第2圖先前技術所示的PNP BJT，但IC晶片為每一LED通道只需要設置兩個接腳，且由於並非使用PNP BJT，因此有較佳的功率使用效率。如圖所示，每一通道所需的接腳數目為二，其一控制對應電晶體的控制端(在圖示N型FET的情況下為閘極，在NPN BJT的情況下為基極，在多數應用情況下只需在NPN BJT的基極串接一電阻，而從這電阻另一端取得的電壓其功效即等效於FET的閘極電壓，且可以同樣方式使用於本發明之電路中，此基極電阻可置於IC內部或外部。因為存在如此簡單的等效關係，以下說明僅以NMOSFET圖示與閘極電壓為實施例，這並非自限其權利範圍。)，另一接腳自電晶體的下端(在圖示N型FET的情況下為源極，在NPN BJT的情況下為射極)萃取訊號。

電流源之操作方式說明如下，以LED串CH1為例，並假設電晶體Q1為NMOSFET，通過電晶體Q1的LED電流I(LED)流經電阻R1，在電阻R1上產生電壓差，即源極電壓Vs1；電流源以此源極電壓Vs1為回授訊號，輸入運算放大器OP1，運算放大器OP1比較電壓Vs1與參考訊號Vb，並根據比較結果控制電晶體Q1的閘極電壓Vg1，最終源極電壓Vs1將平衡至Vb，使LED電流I(LED)調整至目標值。換言之，各電流源構成一個局部回授控制迴路，藉由適應性地調整閘極電壓Vg1-Vgn，以將各通道的LED電流調整至目標值，其中因各運算放大器接收相同的參考訊號Vb，因此各局部回授控制迴路可控制使所有LED通道皆有大致相同之LED電流。

請繼續參閱第3A圖，除控制LED電流的局部回授控制迴路外，本發明另提供一整體回授控制迴路，以調整輸出電壓Vout至適當值，使各LED通道中的電流源可以正常工作。為達成此目的，本發明中並非如先前技術般自電晶體Q1的上端(在圖示N型FET的情況下為汲極，在NPN BJT的情況下為集極)取回授訊號，而是自電晶體Q1的控制端取回授訊號，在圖示N型FET的情況下係取自閘極，在NPN BJT的情況下係取自基極電阻遠端(以下簡稱為基極)。如圖所示，由於回授訊號係取自閘極，因此可自IC晶片內部擷取訊號，而不必如第1圖先前技術為每一通道再多設置一個接腳。

此整體回授控制迴路調整輸出電壓Vout的操作方式說明如下。最高電壓選擇電路25選擇閘極電壓Vg1-Vgn中之最大值。閘極電壓越高，表示參考訊號Vb與對應源極電壓之差值越大，也就表示對應電流源的電流越低，這表示該電流源的跨壓不足，使其不能正常工作控制電流。自閘極電壓Vg1-Vgn中選取最大值，即選取各電流源中跨壓最低者，輸入誤差放大器23，用來與參考電壓Vref比較，以產生誤差放大訊號提供給功率供應級控制器21。功率供應級控制器21和誤差放大器23之間傳送誤差放大訊號的方式可以為直接經線路連接，或間接透過光耦合的方式傳遞訊號。功率供應級控制器21根據誤差放大訊號控制功率供應級60，以調整輸出電壓Vout，拉高最低跨壓電流源的汲極電壓。當閘極電壓Vg1-Vgn中之最大值與與參考電壓Vref間的關係達到平衡時，表示各電流源都已進入正常工作狀態，此時各串LED的電流都已正常受控為所欲的數值。

閘極電壓Vg1-Vgn由對應之過電壓除外電路OVX 31-3n分別「過濾」，其目的在於將非使用中或不正常操作的LED通道篩除，以避免整體回授控制迴路根據不正常的閘極電壓訊號而不斷拉升輸出電壓Vout，造成電路損壞。例如，若LED通道CH1未使用，或原應與源極連接的接腳短路接地(電壓Vs1為0)，或LED串中之任何LED損壞以致LED串斷路，將使參考訊號Vb與源極電壓Vs1之差值高到導致運算放大器OP1輸出之閘極電壓Vg1高於正常值(超出預設的閘極電壓範圍)；在此情況下，過電壓除外電路OVX 31將會剔除Vg1，使其不會被輸入最高電壓選擇電路25，使整體回授控制迴路僅根據其他正常的LED通道來回授控制輸出電壓Vout。舉例而言，過電壓除外電路OVX 31例如可為如第3B圖所示之電路，其將一相關於閘極電壓Vg1或相關於LED通道CH1電流之訊號，與一除外參考電壓Vox作比較。當比較結果顯示LED通道CH1處在不正常操作狀況時，過電壓除外電路OVX 31將會斷開開關SW1，使Vg1不會被輸入最高電壓選擇電路25。此相關於閘極電壓Vg1或相關於LED通道CH1電流之訊號，可自節點Vg1或Vs1取得。過電壓除外電路OVX 31的其他實施例將在後文中進一步敘述。

在第3A圖所示的電路，可以應用於第一級或第二級的LED控制器中。所謂第一級LED控制器係指輸入電壓Vin直接來自未經過電壓調節的電源，例如來自電池，或來自交流電源轉換產生的直流電，該電壓可能有較大的位準變化；第二級LED控制器係指電源先經過電壓調節後，以該調節過的穩定電壓作為輸入電壓Vin。第5圖所示即為兩階段架構，本發明之於LED陣列控制器20作為第二級的控制器。第6圖則是將本發明應用作為第一級LED控制器，所示的架構是無隔絕架構(non-isolated scheme)，其中回授訊號是以電子線路方式傳送給功率供應級控制器21。第7圖所示同樣是將本發明應用作為第一級LED控制器，但其中所示為隔絕式架構(isolated scheme)，LED陣列控制器20包含二次側LED陣列控制器20A與一次側電路20B兩部份，此種架構需用到光耦合電路(opto-coupler)，以將誤差放大訊號傳送至一次側電路20B的PWM控制器(PWM)，用以控制功率開關，調整輸出電壓Vout。以上各架構中，LED陣列控制器20可能整合為單顆或多顆IC晶片，但不論是何種情況，本發明均可減少IC晶片所需的接腳。

以下說明局部回授控制迴路和整體回授控制迴路的相對關係。局部回授控制迴路係用以調整LED電流，而整體回授控制迴路係用以調整輸出電壓Vout。在本發明中，較佳地，宜使局部回授控制迴路相對於整體回授控制迴路具有較高的反應速度(較高的頻寬)。在此安排下，利用本發明，可將輸出電壓Vout自動地平衡至使每一LED通道正常運作的最小需求電壓。換言之，LED通道的電流源電壓降可維持在最低的程度，使功率使用效率達到最佳。

首先說明具有最高閘極電壓的LED通道(關鍵通道)的情況。在一LED通道中，汲源極電壓Vds等於輸出電壓Vout減去LED串中所有LED的電壓降總合，再減去源極電壓Vs，亦即

Vds=Vout-(該串LED總壓降)-Vs

其中，Vs為一常數，並且，針對某一特定LED串而言，在一特定通道電流I(LED)與一特定溫度下，LED總壓降亦為一常數。

第8圖舉例顯示一典型的場效電晶體特性曲線；第9圖示出，以閘源極電壓Vgs的不同數值為x軸，電晶體導通電阻Rds、與在不同汲源極電壓Vds1-Vds3下的對應汲極電流Id1-Id3的特性曲線。第10圖顯示：以兩虛線交點為局部和整體回授控制迴路的調整目標點(Vout=Vout0，且LED通道電流Id=I(LED)；此時，Vout0為使關鍵通道電流源可正常工作之最小值，亦即使關鍵通道之閘極電壓Vg和通道電流Id都處於正常狀態下的最低Vout)。若電路操作於較粗之特性曲線(在本例中為Vds2特性曲線)上方或左方，表示輸出電壓Vout太高，需要調降；若電路操作於該特性曲線下方或右方，則表示輸出電壓Vout太低，需要調高。

參考第3A與11圖，假設LED通道CH1為關鍵通道、電路工作在Vout>Vout0狀況、且該通道電流太高(第一起始點S1)或太低(第二起始點S2)。因局部回授控制迴路(用以調整通道電流)的反應速度較快，調整程序A1或A2會先發生，由局部回授控制迴路調整源極電壓Vs1至Vb，使I(LED)=Vb/R1，而先將通道電流調整至目標值I(LED)。接著，反應速度較程序A1及程序A2慢的整體回授控制迴路，透過調整Vout至Vout0，逐步調整Vg至Vref(程序B1或程序B2)。在程序B1或程序B2中，局部回授控制迴路仍舊保持控制I(LED)於目標值Vb/R1上，而閘極電壓Vg1則因應Vout而改變，最後Vg1被調整至目標值Vref，且Vout也適當地被調整至目標值Vout0。

第12圖顯示電路處於Vout<Vout0的狀況。假設電路開始時操作於第三起始點S3，由於局部回授控制電路的反應速度較快，此電路調整的程序為S3→ A3→ B3，並達到最佳工作點。此程序類似於前述第11圖的調整程序S1→ A1→ B1與S2→ A2→ B2；但閘極電壓Vg1在程序A3中會先超出參考電壓Vref，補償輸出電壓Vout之不足，以先使通道電流Id達到I(LED)，然後當Vout被妥善地調整至Vout0，閘極電壓Vg1再回到Vref的值。

第12圖中另顯示電路開始於第四起始點S4的例子，在本例中假設運算放大器OP1之輸出最高極限值為Vgmax。此時於程序A4中，局部回授控制電路雖已將閘極電壓Vg1調整至其最高極限值Vgmax，仍無法調整LED通道電流至目標值I(LED)=Vb/R1；這表示Vout遠低於Vout0。局部回授控制迴路僅能將閘極電壓Vg1保持在Vgmax，而在程序B4中，整體回授控制迴路逐步調整提高Vout，使其向Vout0接近，終至達到一工作點，使局部回授控制迴路可在Vg=Vgmax的情況下，有效調整使Id=I(LED)=Vb/R1。在此工作點，Vout仍低於Vout0，因此整體回授控制迴路仍在逐步調整Vout，亦即接著進行程序C4，最後達到最佳工作點：Id=I(LED)=Vb/R1，Vg1=Vref，以及Vout=Vout0。

以上說明關鍵通道之局部回授控制迴路和整體回授控制迴路如何運作；接下來請參考第13圖，說明在所有LED通道中的運作情形。最高電壓選擇電路25選擇閘極電壓Vg1-Vgn中，電壓最高的一個(例如為，Vg1)。整體回授控制迴路利用此選取的Vg1來調整Vout，所以此最高電壓Vg1會被平衡在Vref。該具有最高閘極電壓的LED通道會表現的如上述第11與12圖所示。

其他LED通道的閘極電壓Vg2-Vgn低於最高電壓Vg1，因此低於Vref。這表示這些通道中電晶體Q2-Qn的汲源極電壓將會高於電晶體Q1的汲源極電壓，因此，LED通道CH2-CHn將會更易於調整至適當的個別Vg及Vds；當Vout根據關鍵通道閘極電壓Vg1而調整至為最佳之最低值時，每一LED通道都會有足夠的電流流過。

再請參考第14圖，以第一LED通道CH1為例，過電壓除外電路OVX 31可設計成：當Vg1保持停留在Vgmax、或保持接近Vgmax(如圖示Vgmax-ΔV1)一段時間後，且其他LED通道CH2-CHn之閘極電壓Vg2-Vgn中至少一個或一些已達到Vref、或已達到較Vref略低之值(如圖示Vref-ΔV2~Vref-ΔVn，其中ΔV2~ΔVn可相同或不同)時，切斷開關SW1。如此可更精密地排除不正常通道的閘極電壓訊號。以上概念有多種實現方式，如圖所示例如可使用比較器141-14n、邏輯電路150(包含或閘151與及閘152)來達成。第14圖中，僅需閘極電壓Vg2-Vgn中至少一個達到Vref或較Vref略低之值，或閘151即會輸出高位準；但亦可改變為：使其需要兩個或更多的閘極電壓Vg2-Vgn達到Vref(或較Vref低一固定值)，才輸出高位準，此時邏輯電路150需要設計成較複雜的電路。

以上各實施例中，參考電壓Vref宜設定至一足夠大的值，以在通道電流Id=I(LED)=Vb/R的時候，使電流源的電晶體工作於深線性區。此外，Vref設定值建議低於場效電晶體的遷移飽和區(mobility saturation region)，以避免可能發生的回授控制迴路不穩定狀況。

在以上安排下，最高電壓選擇電路25的作用除了能因應各LED串中LED壓降的不同、使輸出電壓Vout為滿足所有通道需求的最佳最低值外，同樣機制亦可因應解決電流源的電晶體彼此間的參數差異。

運算放大器OP1-OPn的增益宜夠高，以使LED通道電流的目標值I(LED)有較佳的準確度與匹配性。

以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化。例如，各實施例中圖示直接連接的兩電路或元件間，可插置不影響主要功能的其他電路或元件；說明書文字中所稱之LED，其範圍應包含所有類型的發光二極體，如白光LED、有色LED、有機LED等等。因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。

10,20．．．LED陣列控制器

20A．．．二次側LED陣列控制器

20B．．．一次側電路

21．．．功率供應級控制器

23．．．誤差放大器

25．．．最高電壓選擇電路

31,32,3n．．．過電壓除外電路

40．．．LED陣列

60．．．功率供應級

141,142,14n．．．比較器

150．．．邏輯電路

151．．．或閘

152．．．及閘

CH1,CH2,CHn．．．LED串(LED通道)

OP1,OP2,OPn．．．運算放大器

Q1,Q2,Qn．．．電晶體

S1．．．第一起始點

S2．．．第二起始點

S3．．．第三起始點

S4．．．第四起始點

A1,A2,A3,A4．．．調整程序

B1,B2,B3,B4．．．調整程序

C4．．．調整程序

SW1．．．開關

Id,Id1,Id2,Id3 ．．．通道電流

I(LED) ．．．LED電流(目標值)

Vin ．．．輸入電壓

Vout,Vout0 ．．．輸出電壓

Vovx ．．．除外參考電壓

Vref ．．．參考電壓

Vb ．．．參考訊號

Vd1,Vd2,Vdn ．．．汲極電壓

Vg1,Vg2,Vgn ．．．閘極電壓

Vs1,Vs2,Vsn ．．．源極電壓

R1,R2,Rn ．．．電阻

Rds ．．．導通電阻

Vds,Vds1-Vds4 ．．．汲源極電壓

Vgs,Vgs1 ．．．閘源極電壓

Vgmax ．．．閘極電壓最高極限值

ΔV1,ΔV2,ΔVn ．．．電壓差

第1圖示出先前技術之LED控制器的示意電路圖。

第2圖示出另一先前技術之LED控制器的示意電路圖。

第3A圖示出本發明的第一實施例的示意電路圖。

第3B圖以示意電路圖顯示過電壓除外電路的一個實施例。

第4A-4G圖舉例示出數個功率供應級之示意電路圖。

第5-7圖舉例示出以交流電源為輸入電源之三個實施例。

第8圖示出典型之場效電晶體特性曲線。

第9圖示出閘源極電壓、導通電阻、汲源極電壓和汲極電流的相互關係。

第10圖顯示局部和整體回授控制迴路的調整目標點分別為Id=I(LED)與Vout=Vout0。

第11-13圖顯示調整至目標點的調整程序。

第14圖以示意電路圖顯示過電壓除外電路的另一實施例。

20．．．LED陣列控制器

21．．．功率供應級控制器

23．．．誤差放大器

25．．．最高電壓選擇電路

31,32,3n．．．過電壓除外電路

CH1,CH2,CHn．．．LED串(LED通道)

OP1,OP2,OPn．．．運算放大器

Q1,Q2,Qn．．．電晶體

R1,R2,Rn．．．電阻

Vin ．．．輸入電壓

Vout ．．．輸出電壓

Vref ．．．參考訊號

Vb ．．．參考訊號

Vd1,Vd2,Vdn ．．．汲極電壓

Vg1,Vg2,Vgn ．．．閘極電壓

Vs1,Vs2,Vsn ．．．源極電壓

Claims (7)

1. 一種發光元件驅動電路，用以驅動一發光元件陣列，該發光元件陣列包含複數個發光元件串，該發光元件驅動電路包含：一功率供應級，以提供一輸出電壓給該複數發光元件串，其中各發光元件串的一端共同耦接於該輸出電壓；與發光元件串數目對應的電晶體，分別與各發光元件串的另一端耦接，該電晶體為場效電晶體或NPN雙極電晶體，具有一電流流入端、一電流流出端、與一控制端；與發光元件串數目對應的電阻，分別與電晶體之電流流出端耦接；一功率供應級控制器，與該功率供應級耦接，以控制該功率供應級；至少與電晶體數目對應的運算放大器，其分別比較自該電流流出端萃取的訊號與第一參考訊號，並產生運算放大器輸出訊號，控制對應電晶體的控制端；一最高電壓選擇電路，其接收運算放大器輸出訊號，並選擇最大值輸出；一誤差放大器，與該最高電壓選擇電路耦接，以比較該運算放大器輸出訊號最大值與第二參考訊號，並根據比較結果產生一誤差放大訊號，用以輸入該功率供應級控制器，以控制該功率供應級；以及複數個過電壓除外電路，分別與對應之運算放大器的輸出端耦接，以篩除超過預設範圍之運算放大器輸出訊號，並將未篩除的運算放大器輸出訊號傳送給最高電壓選擇電路。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中各過電壓除外電路包括：一比較器，將與對應電晶體控制端電壓或流過該對應電晶體之電流相關的訊號，和第三參考訊號比較，以決定是否將運前述算放大器輸出訊號傳送給最高電壓選擇電路。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中各過電壓除外電路包括：第一比較器，將與對應電晶體控制端電壓相關的訊號，和代表一最大值的參考訊號比較；複數第二比較器，分別將與其他電晶體控制端電壓相關的訊號，和第二參考訊號或第二參考訊號減一差值相比較；以及一邏輯電路，根據第一比較器與第二比較器的輸出，決定是否將運前述算放大器輸出訊號傳送給最高電壓選擇電路。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中各運算放大器與對應之電晶體構成一局部回授控制迴路，且功率供應級、發光元件陣列、最高電壓選擇電路、誤差放大器、功率供應級控制器構成一整體回授控制迴路，其中該局部回授控制迴路之反應速度高於整體回授控制迴路之反應速度。
5. 一種發光元件陣列控制器，其控制一功率供應級，以提供一輸出電壓給一發光元件陣列，該發光元件陣列包含複數個發光元件串，各發光元件串的一端共同耦接於該輸出電壓，另一端分別耦接於一對應之電晶體，該電晶體具有一電流流入端、一電流流出端、與一控制端，該發光元件陣列控制器包含：一功率供應級控制器，與該功率供應級耦接，以控制該功率供應級； 至少對應於發光元件串數目的第一接腳與至少對應於發光元件串數目的第二接腳，其中該第一接腳可供與對應電晶體之控制端耦接，第二接腳可供與對應電晶體之電流流出端耦接；至少對應於發光元件串數目的運算放大器，其分別比較自對應之第二接腳接收的訊號與第一參考訊號，並產生運算放大器輸出訊號，於對應之第一接腳輸出；一最高電壓選擇電路，其接收運算放大器輸出訊號，並選擇最大值輸出；一誤差放大器，與該最高電壓選擇電路耦接，以比較該運算放大器輸出訊號最大值與第二參考訊號，並根據比較結果產生一誤差放大訊號，用以輸入該功率供應級控制器，以控制該功率供應級；以及複數個過電壓除外電路，分別與對應之運算放大器的輸出端耦接，以篩除超過預設範圍之運算放大器輸出訊號，並將未篩除的運算放大器輸出訊號傳送給最高電壓選擇電路。
6. 如申請專利範圍第5項所述之發光元件陣列控制器，其中各過電壓除外電路包括：一比較器，將與對應電晶體控制端電壓或流過該對應電晶體之電流相關的訊號，和第三參考訊號比較，以決定是否將運前述算放大器輸出訊號傳送給最高電壓選擇電路。
7. 如申請專利範圍第5項所述之發光元件陣列控制器，其中各過電壓除外電路包括：第一比較器，將與對應電晶體控制端電壓相關的訊號，和代表一最大值的參考訊號比較； 複數第二比較器，分別將與其他電晶體控制端電壓相關的訊號，和第二參考訊號或第二參考訊號減一差值相比較；以及一邏輯電路，根據第一比較器與第二比較器的輸出，決定是否將運前述算放大器輸出訊號傳送給最高電壓選擇電路。