TWI423728B - 單串發光二極體燈管的驅動電路 - Google Patents

Description

單串發光二極體燈管的驅動電路

本發明是有關於一種發光二極體(Light-Emitting Diode，簡稱LED)的驅動電路，且特別是有關於一種單串LED燈管的驅動電路，其中單串LED燈管即LED燈管中所有LED採用全部串聯方式耦接。

目前的液晶顯示器(Liquid Crystal Display，簡稱LCD)，例如液晶螢幕(LCD monitor)、液晶電視(LCD TV)、將電腦主機整合在液晶螢幕中的一體機電腦(All-In-One PC)等，已經開始使用LED燈管作為背光。此LED燈管中的LED通常採用串並聯相結合方式耦接，例如LED燈管中的LED採用8組並聯，且每一組由10個LED串聯的方式耦接。LED燈管的驅動電路通過電源轉換器將輸入的低壓直流電壓(如12-19V)升壓為相對較高的直流電壓(如30V-60V)以提供LED燈管工作所需的供電電壓，這個供電電壓由LED燈管每一組LED串聯個數所決定。

由於目前這種LED燈管並聯組數較多，例如4組並聯、6組並聯、8組並聯等，為了讓每一組LED輸出電流相等，必須採用帶有均流功能的專用積體電路或使用複雜的均流電路，使得LED燈管的驅動電路設計成本較高。另外，目前各個面板廠對LED燈管的輸出輸入端定義各不相同，且LED燈管並聯組數也各不相同，使得LED燈管的驅動電路設計無法標準化且共同性較差，造成人力及設計成本上的浪費。

有鑑於此，本發明的目的就是在提出一種單串LED燈管的驅動電路，其不需要採用帶有均流功能的專用積體電路或使用複雜的均流電 路，且電路設計可標準化而有更好的共用性。

本發明提出一種單串LED燈管的驅動電路，其中單串LED燈管具有輸入端及輸出端。單串LED燈管的驅動電路至少包括調光控制電路、電流迴授電路、脈寬調變(Pulse-Width Modulation，簡稱PWM)控制電路以及推挽式轉換器，其中調光控制電路與電流迴授電路串聯耦接於單串LED燈管的輸出端及接地端之間，PWM控制電路耦接至迴授端且通過迴授端耦接至調光控制電路及電流迴授電路，推挽式轉換器耦接至單串LED燈管的輸入端及PWM控制電路。

調光控制電路接收PWM形式的調光信號，調光信號每一週期包括一開啟期間及一關閉期間。在開啟期間，調光控制電路控制單串LED燈管的輸出端與接地端耦接，電流迴授電路檢測到單串LED燈管的輸出端輸出的燈管電流且據以輸出第一迴授電壓至迴授端，PWM控制電路在接收到第一迴授電壓時輸出相位差180度的兩PWM信號，推挽式轉換器在接收到PWM信號時據以將輸入的第一直流電壓升壓為第二直流電壓以輸出至單串LED燈管的輸入端。在關閉期間，調光控制電路控制單串LED燈管的輸出端與接地端斷開且輸出第二迴授電壓至迴授端，電流迴授電路未檢測到燈管電流而停止輸出第一迴授電壓，PWM控制電路在接收到第二迴授電壓時停止輸出PWM信號，推挽式轉換器在未接收到PWM信號時停止轉換而不再輸出第二直流電壓。

本發明單串LED燈管的驅動電路因採用推挽式轉換器而可將輸入的如12V-19V的低壓/第一直流電壓升壓為200V以上的高壓/第二直流電壓以提供單串LED燈管工作所需的供電電壓，並採用定電流方式控制單串LED燈管的燈管電流及採用PWM調光方式進行單串LED燈管的亮度調節；另外，本發明因採用單串LED燈管，其與現有的冷陰極螢光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，簡稱CCFL)具有相同的輸出輸入端定義，用於接收高壓/第二直流電壓的輸入端及用於輸出燈管 電流提供迴授控制的輸出端，使得驅動電路上在與單串LED燈管耦接的連接器設計可標準化而有更好的共同性，且因不需使用均流電路而只需採用廉價的通用積體電路來控制推挽式轉換器，使得驅動電路設計成本較低。

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1為本發明的單串LED燈管的驅動電路的一實施例電路方塊圖。請參見圖1，單串LED燈管4由多個LED DL1~DLn所組成，這些LED DL1~DLn採用全部串聯方式耦接，即LED DLi的陰極端耦接至LED DL(i+1)的陽極端，i為1~(n-1)中任一正整數，而LED DL1的陽極端為單串LED燈管4的輸入端41，LED DLn的陰極端為單串LED燈管4的輸出端42。單串LED燈管4的驅動電路1包括推挽式轉換器11、調光控制電路12、電流迴授電路13、PWM控制電路14、開關控制電路15以及過壓保護電路16。調光控制電路12與電流迴授電路13串聯耦接於單串LED燈管4的輸出端42及接地端18之間，PWM控制電路14耦接至迴授端17且通過迴授端17耦接至調光控制電路12及電流迴授電路13，推挽式轉換器11耦接至單串LED燈管4的輸入端41及PWM控制電路14，開關控制電路15耦接至PWM控制電路14，過壓保護電路16耦接至單串LED燈管4的輸入端41及PWM控制電路14。

調光控制電路12接收PWM形式的調光信號DIM，調光信號DIM每一週期T包括一開啟期間Ton及一關閉期間Toff(在後面的圖5會有進一步敘述)。在開啟期間Ton，調光控制電路12控制單串LED燈管4的輸出端42與接地端18耦接，電流迴授電路13檢測到單串LED燈管4的輸出端42輸出的燈管電流Ilamp且據以輸出第一迴授電壓Vfb1 至迴授端17，PWM控制電路14在接收到第一迴授電壓Vfb1時輸出相位差180度的兩PWM信號PWM1和PWM2，推挽式轉換器11在接收到PWM信號PWM1和PWM2時據以將輸入的第一直流電壓Vin升壓為第二直流電壓Vout以輸出至單串LED燈管4的輸入端41。在關閉期間Toff，調光控制電路12控制單串LED燈管4的輸出端42與接地端18斷開，且輸出第二迴授電壓Vfb2至迴授端17，電流迴授電路13未檢測到燈管電流Ilamp而停止輸出第一迴授電壓Vfb1，PWM控制電路14在接收到第二迴授電壓Vfb2時停止輸出PWM信號PWM1和PWM2，推挽式轉換器11在未接收到PWM信號PWM1和PWM2時停止轉換而不再輸出第二直流電壓Vout。

另外，開關控制電路15接收開關信號ON/OFF，根據開關信號ON/OFF控制PWM控制電路15是否工作。過壓保護電路16在第二直流電壓Vout大於閾值電壓Vref2時控制PWM控制電路14停止輸出PWM信號PWM1和PWM2(在後面的圖6會有進一步敘述)。

圖2及圖3分別為圖1所示的推挽式轉換器11的第一及第二實施例電路圖。請參見圖2，推挽式轉換器21包括兩功率開關(分別由電晶體Q1和二極體DQ1所組成以及由電晶體Q2及二極體DQ2所組成)、變壓器T1、輸出整流電路(由二極體D1~D4所組成)以及輸出濾波電路(由電感器L1及電容器C1所組成)。變壓器T1初級側兩個繞組的一端耦接以接收第一直流電壓Vin，另一端分別耦接至兩電晶體Q1和Q2的汲極端。兩電晶體Q1和Q2的源極端耦接至接地端18，兩電晶體Q1和Q2的閘極端分別耦接以接收兩相位差180度的PWM信號PWM1和PWM2。兩電晶體Q1和Q2分別由PWM信號PWM1和PWM2控制而交替地導通，使得變壓器T1初級側的兩個繞組之間產生低壓脈衝方波，變壓器T1將初級側低壓脈衝方波以變壓器T1次級圈數與初級圈數比值的倍數升壓成高壓脈衝方波。輸出整流電路將變壓器T1輸出的高壓脈衝 方波整流成高壓脈動直流電壓，此高壓脈動直流電壓最後再通過輸出濾波電路濾成高壓低漣波的第二直流電壓Vout以提供單串LED燈管4工作所需的供電電壓。

請參見圖3，推挽式轉換器31及圖2所示的推挽式轉換器21差異主要在於輸出整流電路。推挽式轉換器21的輸出整流電路是由二極體D1~D4所組成的橋式整流電路，其中二極體D1和D2用於整流，而二極體D3和D4用於續流。推挽式轉換器31的輸出整流電路是由用於整流的二極體D1和D2所組成，再通過變壓器T1次級側中間抽頭耦接至接地端18提供電流路徑用於續流。

圖4為圖1所示的調光控制電路12、電流迴授電路13及PWM控制電路14的一實施例電路圖，圖5為圖4所示的電路的PWM調光控制時序圖。請參見圖4及圖5，調光控制電路22包括第一單向導通元件(由二極體D5所組成)、第一反相電路(由電晶體Q3及電阻器R1~R4所組成)、第二反相電路(由電晶體Q4及電阻器R5和R6所組成)以及開關(由電晶體Q5所組成)。第一反相電路接收調光信號DIM，並輸出與調光信號DIM反相的反相調光信號DIM1，其中調光信號DIM每一週期T包括一開啟期間Ton及一關閉期間Toff。反相調光信號DIM1通過第一單向導通元件耦接至迴授端17，以在開啟期間Ton停止輸出第二迴授電壓Vfb2至迴授端17，在關閉期間Toff輸出第二迴授電壓Vfb2至迴授端17。第二反相電路耦接至第一反相電路，接收反相調光信號DIM1，並輸出與反相調光信號DIM1反相的同相調光信號DIM2。開關與電流迴授電路23串聯耦接於單串LED燈管4的輸出端42及接地端18之間。開關根據同相調光信號DIM2在開啟期間Ton開啟以控制輸出端42通過電流迴授電路23的電阻器R7耦接至接地端18，在關閉期間Toff關閉以控制輸出端42與接地端18斷開。

在開啟期間Ton，調光信號DIM為高準位電壓而使電晶體Q3導通， 電晶體Q3導通會使反相調光信號DIM1為低準位電壓(電壓為零)，進而使電晶體Q4截止，電晶體Q4截止會使同相調光信號DIM2為高準位電壓(電壓為R6/(R5+R6)×Vdc2)，進而使電晶體Q5導通，電晶體Q5導通會使開關開啟而控制輸出端42與接地端18耦接，此時單串LED燈管4的燈管電流Ilamp不為零而會發光(亮)，其中Vdc2為直流電壓。在關閉期間Toff，調光信號DIM為低準位電壓而使電晶體Q3截止，電晶體Q3截止會使反相調光信號DIM1為高準位電壓(電壓為(R3+R4)/(R2+R3+R4)×Vdc1)，進而使電晶體Q4導通，電晶體Q4導通會使同相調光信號DIM2為低準位電壓(電壓為零)，進而使電晶體Q5截止，電晶體Q5截止會使開關關閉而控制輸出端42與接地端18斷開，此時單串LED燈管4的燈管電流Ilamp為零而不會發光(暗)，其中Vdc1為直流電壓。因此，單串LED燈管4在開啟期間Ton亮而在關閉期間Toff暗，當調光信號DIM的頻率在150Hz以上時，人眼將因視覺暫留的影響而感覺不到燈管4的亮暗變化，只能感覺到這個變化的平均值，故可以透過調整亮暗的比例(即調整調光信號DIM的責任週期)來達到調整畫面亮度之調光效果，這種調光方式即稱為PWM調光或突發模式(burst mode)調光。

另外，反相調光信號DIM1先通過電阻器R3和R4分壓成DIM1’再通過二極體D5耦接至迴授端17。在開啟期間Ton，反相調光信號DIM1電壓為零，故反相調光信號DIM1’電壓同樣為零，二極體D5截止，因而停止輸出第二迴授電壓Vfb2至迴授端17。在關閉期間Toff，反相調光信號DIM1電壓為(R3+R4)/(R2+R3+R4)×Vdc1，故反相調光信號DIM1’電壓為R4/(R2+R3+R4)×Vdc1，使二極體D5導通，因而輸出第二迴授電壓Vfb2(電壓為R4/(R2+R3+R4)×Vdc1-Vd5)至迴授端17，其中Vd5為二極體D5導通壓降，且可知電阻器R3和R4用於調整第二迴授電壓Vfb2的迴授量。

電流迴授電路23包括第二單向導通元件(由二極體D6所組成)以及電流檢測器(由電阻器R7所組成)。電流迴授電路23的電流檢測器(由電阻器R7所組成)與調光控制電路22的開關(由電晶體Q5所組成)串聯耦接於單串LED燈管4的輸出端42及接地端18之間。電流檢測器(由電阻器R7所組成)檢測單串LED燈管4的燈管電流Ilamp且據以輸出檢測電壓Vr7，檢測電壓Vr7通過第二單向導通元件耦接至迴授端17，以在開啟期間Ton輸出第一迴授電壓Vfb1至迴授端17，在關閉期間Toff停止輸出第一迴授電壓Vfb1至迴授端17。電流迴授電路23還包括電阻器R8和R9以及電容器C2，其中電阻器R8和R9用於分壓以調整第一迴授電壓Vfb1的迴授量，且通常所選用的電阻器R8和R9的電阻值必須遠大於電流檢測器R7的電阻值，以確保燈管電流Ilamp幾乎全部往電流檢測器R7流過，電容器C2用於濾除高頻雜訊。

在開啟期間Ton，電晶體Q5導通，燈管電流Ilamp不為零而在電流檢測電阻器R7上產生壓降，這個壓降即是與燈管電流Ilamp大小相應的檢測電壓Vr7，使二極體D6導通，因而檢測電壓Vr7先通過電阻器R8和R9分壓成具有適當準位的第一迴授電壓Vfb1(電壓為(Vr7-Vd6)×R9/(R8+R9))再輸出至迴授端17，其中Vd6為二極體D6的導通壓降。在關閉期間Toff，燈管電流Ilamp為零而使檢測電壓Vr7為零，使二極體D6截止，因而停止輸出第一迴授電壓Vfb1至迴授端17。所以，迴授端17的電壓，即迴授端信號FB，在開啟期間Ton等於第一迴授電壓Vfb1(電壓為(Vr7-Vd6)×R9/(R8+R9))，在關閉期間Toff等於第二迴授電壓Vfb2(電壓為R4/(R2+R3+R4)×Vdc1-Vd5)，在本例中第一迴授電壓Vfb1小於第二迴授電壓Vfb2。

PWM控制電路24包括PWM控制器U1、輸出驅動電路241以及電阻電容補償電路(由電阻器R10及電容器C3所組成)。PWM控制器U1例如是TL494積體電路，其第1至第3接腳分別為誤差放大器EA1的非 反相輸入端、反相輸入端及輸出端，其第9及第10接腳分別用於輸出PWM信號PWM1和PWM2。PWM控制器U1包括誤差放大器EA1。誤差放大器EA1具有兩輸入端(即非反相輸入端和反相輸入端)及輸出端，其中一輸入端(即非反相輸入端)耦接至迴授端17，另一輸入端(即反相輸入端)接收參考電壓Vref1。電阻電容補償電路的電阻器R10及電容器C3串聯耦接於誤差放大器EA1的一輸入端(即反相輸入端)及誤差放大器EA1的輸出端之間，使誤差放大器EA1為負迴授架構。

由於誤差放大器EA1為負迴授架構，兩輸入端有虛短路特性，因此在開啟期間Ton將迫使迴授端信號FB(此時其電壓等於第一迴授電壓Vfb1)等於參考電壓Vref1。此時由於燈管電流Ilamp為Vr7/R7且第一迴授電壓Vfb1為(Vr7-Vd6)×R9/(R8+R9)，如此可通過設計參考電壓Vref1的電壓值及電阻器R7的電阻值來達成設定燈管電流Ilamp的電流值。另外，誤差放大器EA1在開啟期間Ton因迴授端17的電壓FB等於參考電壓Vref1而控制PWM控制器U1輸出PWM信號PWM1和PWM2，在關閉期間Toff因迴授端17的電壓FB(此時其電壓等於第二迴授電壓Vfb2)大於參考電壓Vref1而控制PWM控制器U1停止輸出PWM信號PWM1和PWM2。

由於PWM控制器U1輸出的PWM信號PWM1和PWM2可能驅動能力不足而無法驅動圖2或圖3所示的推挽式轉換器21或31中的兩電晶體Q1和Q2，因此PWM控制器U1輸出的PWM信號PWM1和PWM2通常還會通過輸出驅動電路241來加強其驅動能力。

圖6為圖1所示的開關控制電路15、過壓保護電路16及PWM控制電路14的第一實施例電路圖。請參見圖6，PWM控制電路24的PWM控制器U1例如是TL494積體電路而內建有兩個誤差放大器EA1和EA2，其第16及第15接腳分別為誤差放大器EA2的非反相輸入端及反相輸入端，其第12接腳用於接收提供PWM控制器U1工作所需的供電電壓。 PWM控制器U1的誤差放大器EA1用於如圖4及圖5所示的燈管電流Ilamp迴授控制及PWM調光，誤差放大器EA2用於過壓保護。

開關控制電路25包括電晶體Q6和Q7。當開關信號ON/OFF為高準位電壓而表示開啟時，電晶體Q6導通，使電晶體Q7導通，直流電，壓Vdc3可傳送到PWM控制器U1提供其工作所需的供電電壓。當開關信號ON/OFF為低準位電壓而表示關閉時，電晶體Q6截止，使電晶體Q7截止，直流電壓Vdc3無法傳送到PWM控制器U1，PWM控制器U1停止工作，故PWM控制電路24停止工作。開關控制電路25可用來控制單串LED燈管4的驅動電路1是否要工作，在待機省電等模式下關閉驅動電路1，使得LED燈管4停止工作。

過壓保護電路26包括電阻器R11和R12以及電容器C4，其中電阻器R11的一端耦接至單串LED燈管4的輸入端41以接收第二直流電壓Vout，電阻器R11和R12用於分壓以調整第二直流電壓Vout的取樣量，電容器C4用於濾除高頻雜訊干擾。過壓保護電路26將取樣的第二直流電壓Vout輸出到PWM控制器U1的誤差放大器EA2以便與閾值電壓Vref2進行比較。當取樣的第二直流電壓Vout小於閾值電壓Vref2時，表示第二直流電壓Vout沒有過壓，因此控制PWM控制電路24正常工作。當取樣的第二直流電壓Vout大於閾值電壓Vref2時，表示第二直流電壓Vout有過壓，因此控制PWM控制電路24停止輸出PWM信號PWM1和PWM2。過壓保護電路26可提供輸入到LED燈管4的第二直流電壓Vout限制在某一安全電壓以內，以防止當單串LED燈管4或其驅動電路1出現異常問題時造成第二直流電壓Vout過高而可能導致LED燈管4或其驅動電路1燒毀的情況。

圖7為圖1所示的過壓保護電路16及PWM控制電路14的第二實施例電路圖。請參見圖7，PWM控制電路34包括PWM控制器U2、輸出驅動電路341以及電阻電容補償電路(由電阻器R10及電容器C3所組 成)。PWM控制器U2例如是SG3525積體電路而僅內建一個誤差放大器EA1，其第1、第2及第9接腳分別為誤差放大器EA1的反相輸入端、非反相輸入端及輸出端，其第11及第14接腳分別用於輸出PWM信號PWM1和PWM2，其第15接腳用於接收提供PWM控制器U2工作所需的供電電壓。誤差放大器EA1具有兩輸入端(即非反相輸入端和反相輸入端)及輸出端，其中一輸入端(即反相輸入端)耦接至迴授端17，另一輸入端(即非反相輸入端)接收參考電壓Vref1。電阻電容補償電路的電阻器R10及電容器C3串聯耦接於誤差放大器EA1的一輸入端(即反相輸入端)及誤差放大器EA1的輸出端之間，使誤差放大器EA1為負迴授架構。而PWM控制器U2輸出的PWM信號PWM1和PWM2通過輸出驅動電路341來加強其驅動能力，以驅動圖2或圖3所示的推挽式轉換器21或31中的兩電晶體Q1和Q2。

由於PWM控制電路34僅有一個誤差放大器，因此過壓保護電路36除了包括如圖6所示的電阻器R11和R12以及電容器C4之外，還包括運算放大器OP1及電晶體Q8。過壓保護電路36將通過電阻器R11和R12取樣的第二直流電壓Vout輸出到運算放大器OP1以便與閾值電壓Vref2進行比較。當取樣的第二直流電壓Vout小於閾值電壓Vref2時，表示第二直流電壓Vout沒有過壓，運算放大器OP1控制電晶體Q8截止，此時由開關信號ON/OFF決定是否提供直流電壓Vdc3給PWM控制器U2來控制PWM控制器U2或PWM控制電路34是否工作。當取樣的第二直流電壓Vout大於閾值電壓Vref2時，表示第二直流電壓Vout有過壓，運算放大器OP1控制電晶體Q8導通，使開關信號ON/OFF被拉低為低準位電壓而表示關閉，此時開關信號ON/OFF控制PWM控制電路34停止工作。

圖8為本發明的液晶顯示器的一實施例電路方塊圖。請參見圖8，液晶顯示器5包括交流至直流(Alternating-Current to Direct- Current，簡稱AC/DC)轉換器51、主板控制電路52、面板驅動電路53以及如圖1所示的單串LED燈管4及其驅動電路1，其中單串LED燈管4作為液晶顯示器5的背光。液晶顯示器5例如是液晶螢幕、液晶電視、將電腦主機整合在液晶螢幕中的一體機電腦等。AC/DC轉換器51將輸入的交流電壓Vac轉換成不同準位的直流電壓Vin和Vdc4以分別提供驅動電路1和主板控制電路52工作所需的供電電壓。主板控制電路52內建有直流至直流(DC/DC)轉換器將輸入的直流電壓Vdc4轉換成直流電壓Vdc5以提供面板驅動電路53工作所需的供電電壓。主板控制電路52輸出開關信號ON/OFF及調光信號DIM以控制驅動電路1驅動單串LED燈管4，還輸出控制信號LVDS控制面板驅動電路53驅動面板顯示影像資料。

綜上所述，本發明單串LED燈管的驅動電路因採用推挽式轉換器而可將輸入的如12V-19V的低壓/第一直流電壓升壓為200V以上的高壓/第二直流電壓以提供單串LED燈管工作所需的供電電壓，並採用定電流方式控制單串LED燈管的燈管電流及採用PWM調光方式進行單串LED燈管的亮度調節；另外，本發明因採用單串LED燈管，其與現有的CCFL具有相同的輸出輸入端定義，用於接收高壓/第二直流電壓的輸入端及用於輸出燈管電流提供迴授控制的輸出端，使得驅動電路上在與單串LED燈管耦接的連接器設計可標準化而有更好的共同性，且因不需使用均流電路而只需採用廉價的通用積體電路來控制推挽式轉換器，使得驅動電路設計成本較低。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用於限定本發明，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。

1‧‧‧單串LED燈管的驅動電路

11、21、31‧‧‧推挽式轉換器

12、22‧‧‧調光控制電路

13、23‧‧‧電流迴授電路

14、24、34‧‧‧PWM控制電路

15、25‧‧‧開關控制電路

16、26、36‧‧‧過壓保護電路

17‧‧‧迴授端

18‧‧‧接地端

241、341‧‧‧輸出驅動電路

4‧‧‧單串LED燈管

41‧‧‧輸入端

42‧‧‧輸出端

5‧‧‧液晶顯示器

51‧‧‧AC/DC轉換器

52‧‧‧主板控制電路

53‧‧‧面板驅動電路

C1~C4‧‧‧電容器

D1~D6、DQ1、DQ2‧‧‧二極體

DL1~DLn‧‧‧LED

EA1、EA2‧‧‧誤差放大器

L1‧‧‧電感器

OP1‧‧‧運算放大器

Q1~Q8‧‧‧電晶體

R1~R12‧‧‧電阻器

T1‧‧‧變壓器

U1、U2‧‧‧PWM控制器

Ilamp‧‧‧燈管電流

Vac‧‧‧交流電壓

Vdc1~Vdc5‧‧‧直流電壓

Vfb1‧‧‧第一迴授電壓

Vfb2‧‧‧第二迴授電壓

Vin‧‧‧第一直流電壓

Vout‧‧‧第二直流電壓

Vr7‧‧‧檢測電壓

Vref1‧‧‧參考電壓

Vref2‧‧‧閾值電壓

DIM‧‧‧調光信號

DIM1、DIM1’‧‧‧反相調光信號

DIM2‧‧‧同相調光信號

FB‧‧‧迴授端信號

LVDS‧‧‧控制信號

ON/OFF‧‧‧開關信號

PWM1、PWM2‧‧‧PWM信號

T‧‧‧調光週期

Ton‧‧‧開啟期間

Toff‧‧‧關閉期間

圖1為本發明的單串LED燈管的驅動電路的一實施例電路方塊圖。

圖2及圖3分別為圖1所示的推挽式轉換器11的第一及第二實施例電路圖。

圖4為圖1所示的調光控制電路、電流迴授電路及PWM控制電路的一實施例電路圖。

圖5為圖4所示的調光控制電路、電流迴授電路及PWM控制電路的PWM調光控制時序圖。

圖6及圖7分別為圖1所示的開關控制電路、過壓保護電路及PWM控制電路的第一及第二實施例電路圖。

圖8為本發明的液晶顯示器的一實施例電路方塊圖。

1‧‧‧單串LED燈管的驅動電路

11‧‧‧推挽式轉換器

12‧‧‧調光控制電路

13‧‧‧電流迴授電路

14‧‧‧PWM控制電路

15‧‧‧開關控制電路

16‧‧‧過壓保護電路

17‧‧‧迴授端

18‧‧‧接地端

4‧‧‧單串LED燈管

41‧‧‧輸入端

42‧‧‧輸出端

DL1~DLn‧‧‧LED

Ilamp‧‧‧燈管電流

Vfb1‧‧‧第一迴授電壓

Vfb2‧‧‧第二迴授電壓

Vin‧‧‧第一直流電壓

Vout‧‧‧第二直流電壓

Vref1‧‧‧參考電壓

DIM‧‧‧調光信號

FB‧‧‧迴授端信號

ON/OFF‧‧‧開關信號

PWM1、PWM2‧‧‧PWM信號

Claims (8)

1. 一種單串發光二極體燈管的驅動電路，該單串發光二極體燈管具有一輸入端及一輸出端，該單串發光二極體燈管的驅動電路包括：一調光控制電路，接收脈寬調變形式的一調光信號，該調光信號每一週期包括一開啟期間及一關閉期間；一電流迴授電路，與該調光控制電路串聯耦接於該輸出端及一接地端之間，在該開啟期間，該調光控制電路控制該輸出端與該接地端耦接，該電流迴授電路檢測到該單串發光二極體燈管輸出的一燈管電流且據以輸出一第一迴授電壓至一迴授端，在該關閉期間，該調光控制電路控制該輸出端與該接地端斷開且輸出一第二迴授電壓至該迴授端，該電流迴授電路未檢測到該燈管電流而停止輸出該第一迴授電壓；一脈寬調變控制電路，耦接至該迴授端，在接收到該第一迴授電壓時輸出相位差180度的兩脈寬調變信號，在接收到該第二迴授電壓時停止輸出該些脈寬調變信號；以及一推挽式轉換器，耦接至該輸入端及該脈寬調變控制電路，在接收到該些脈寬調變信號時據以將輸入的一第一直流電壓升壓為一第二直流電壓以輸出至該輸入端，在未接收到該些脈寬調變信號時停止轉換而不再輸出該第二直流電壓；其中該脈寬調變控制電路包括：一脈寬調變控制器，包括一誤差放大器，該誤差放大器具有兩輸入端及一輸出端，其中一輸入端耦接至該迴授端，另一輸入端接收一參考電壓，該參考電壓等於該第一迴授電壓且小於該第二迴授電壓，該誤差放大器在該迴授端的電壓等於該參考電壓時控制該 脈寬調變控制器輸出該些脈寬調變信號，在該迴授端的電壓大於該參考電壓時控制該脈寬調變控制器停止輸出該些脈寬調變信號；以及一電阻電容補償電路，耦接於該誤差放大器的一輸入端及該誤差放大器的輸出端之間，使該誤差放大器為負迴授架構；其中該調光控制電路包括：一第一單向導通元件；一第一反相電路，接收該調光信號，並輸出與該調光信號反相的一反相調光信號，該反相調光信號通過該第一單向導通元件耦接至該迴授端，以在該開啟期間停止輸出該第二迴授電壓至該迴授端，在該關閉期間輸出該第二迴授電壓至該迴授端；一第二反相電路，耦接至該第一反相電路，接收該反相調光信號，並輸出與該反相調光信號反相的一同相調光信號；以及一開關，與該電流迴授電路串聯耦接於該輸出端及該接地端之間，根據該同相調光信號在該開啟期間開啟以控制該輸出端與該接地端耦接，在該關閉期間關閉以控制該輸出端與該接地端斷開。
2. 如申請專利範圍第1項所述之單串發光二極體燈管的驅動電路，其中該電流迴授電路包括：一第二單向導通元件；以及一電流檢測器，與該調光控制電路串聯耦接於該輸出端及該接地端之間，檢測該燈管電流且據以輸出一檢測電壓，該檢測電壓通過該第二單向導通元件耦接至該迴授端，以在該開啟期間輸出該第一迴授電壓至該迴授端，在該關閉期間停止輸出該第一迴授電壓至該迴授端。
3. 如申請專利範圍第1項所述之單串發光二極體燈管的驅動電路，更包括一開關控制電路，該開關控制電路耦接至該脈寬調變控制電路，接收一開關信號，根據該開關信號控制該脈寬調變控制電路是否工作。
4. 如申請專利範圍第1項所述之單串發光二極體燈管的驅動電路，更包括一過壓保護電路，該過壓保護電路耦接至該輸入端及該脈寬調變控制電路，在該第二直流電壓大於一閾值電壓時控制該脈寬調變控制電路停止輸出該些脈寬調變信號。
5. 如申請專利範圍第1項所述之單串發光二極體燈管的驅動電路，其中該單串發光二極體燈管適用於一液晶顯示器的背光。
6. 如申請專利範圍第5項所述之單串發光二極體燈管的驅動電路，其中該液晶顯示器包括一液晶螢幕。
7. 如申請專利範圍第5項所述之單串發光二極體燈管的驅動電路，其中該液晶顯示器包括一液晶電視。
8. 如申請專利範圍第5項所述之單串發光二極體燈管的驅動電路，其中該液晶顯示器包括一一體機電腦。