TWI446825B - 偵測電路 - Google Patents

Description

偵測電路

本發明是有關於一種電路，且特別是有關於一種偵測電路。

發光二極體是一種半導體光源。發光二極體常用作各類裝置的指示燈，也可用於照明。早期發光二極體只能發射低亮度的紅光，然現今而言，發光二極體可用來發出高亮度的可見光、紫外光及紅外光。

於多通道發光二極體應用上，常常只有部分的通道被使用，舉例來說，可能只有五個通道連接到一顆六通道之發光二極體驅動器。然而，發光二極體驅動器中若只有某些通道(即，非全部通道)連接發光二極體，在執行開路偵測時，發光二極體驅動器之功能會出現問題，而此不利於電路設計。

因此，本發明之一態樣是在提供一種偵測電路，其可適用在發光二極體驅動器，或是廣泛地運用在相關之技術環節。於使用上，此偵測電路可用來偵測發光二極體開路。

依據本發明一實施例，一種偵測電路包括一電流源、一電壓電流轉換器以及一電流比較器。電壓電流轉換器耦接電流源以及一參考電壓，電流比較器耦接電流源、電壓電流轉換器以及一穩定電流。電壓電流轉換器可藉由比較參考電壓與一偵測端之一輸入電壓以自電流源取得一接收電流，電流比較器可比較穩定電流與一基於接收電流之一輸出電流以輸出一輸出電壓。

當偵測端開路時，則輸入電壓基本上等於參考電壓，因此接收電流相對較低，使輸出電壓為一相對低電壓。相反地，當偵測端電性連接至一發光二極體之輸入端時，則輸入電壓大於參考電壓，因此接收電流相對較高，使輸出電壓為一相對高電壓。

以下將以實施方式對上述之說明作詳細的描述，並對本發明提供更進一步的解釋。

為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。

於實施方式與申請專利範圍中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或複數個。

於本文中涉及『耦接(coupled with)』之描述，其可泛指一元件透過其他元件而間接連通至另一元件，或是一元件無須透過其他元件而直接連通至另一元件。

本文中所使用之『約』、『大約』或『大致』係用以修飾任何可些微變化的數量，但這種些微變化並不會改變其本質。於實施方式中若無特別說明，則代表以『約』、『大約』或『大致』所修飾之數值的誤差範圍一般是容許在百分之二十以內，較佳地是於百分之十以內，而更佳地則是於百分五之以內。

第1圖是依照本發明之一種發光二極體驅動器的方塊圖。如第1圖所示，發光二極體驅動器包括偵測電路100。於使用上，偵測電路100可偵測一偵測端之輸入電壓VIN，並輸出一偵測結果。處理單元300可根據偵測結果來判斷此偵測端開路與否。

於一實施例中，處理單元300與偵測電路100可整合於發光二極體驅動器中：於另一實施例中，處理單元300可設置在偵測電路100中；於又一實施例中，處理單元300為一外部裝置，並電性連接至偵測電路100，熟習此項技藝者應視當時需要彈性選擇處理單元之設計方式。實務上，處理單元300可為硬體、軟體與/或韌體，或上述之組合。

參照第2圖，第2圖是依照本發明一實施例所繪示之第1圖之偵測電路100的電路圖。如第2圖所示，偵測電路100包括電壓電流轉換器110、電流源120以及電流比較器130。電壓電流轉換器110可藉由比較參考電壓VSS與偵測端之輸入電壓VIN，以自電流源120取得一接收電流I3。電流比較器130可比較穩定電流k*j*IB與一基於接收電流I3之一輸出電流n*I3，經由電壓輸出端OD1以輸出一輸出電壓。

當偵測端開路時，則輸入電壓VIN基本上等於參考電壓VSS，因此接收電流I3相對較低，例如零電流，使輸出電壓為一相對低電壓。相反地，當偵測端電性連接至一發光二極體之輸入端時，則輸入電壓VIN大於參考電壓VSS，因此接收電流I3相對較高，使輸出電壓為一相對高電壓。

再者，偵測電路100包括觸發電路150，觸發電路150耦接電流比較器130之電壓輸出端OD1，觸發電路150可基於相對高電壓以輸出第一邏輯位準，或基於相對低電壓以輸出第二邏輯位準。於一實施例中，第一邏輯位準為邏輯1，第二邏輯位準為邏輯0；或者，於另一實施例中，第一邏輯位準為邏輯0，第二邏輯位準為邏輯1。

於一或多個實施例中，處理單元300可設置於偵測電路100中，並且連接至觸發電路150之輸出端OPENDET。因此，當接收到第一邏輯位準時，處理單元300判定偵測端電性連接至發光二極體之輸入端；當接收到第二邏輯位準時，處理單元300判定偵測端開路或偵測端無連接到發光二極體之輸入端。

電流源120包括第一電流鏡122與電流供應電路124。第一電流鏡122可提供第一電流I1以及第二電流I2進入電壓電流轉換器110。電流供應電路124可提供第三電流I3以作為前述之接收電流I3進入電壓電流轉換器110。

電壓電流轉換器110包括第一P型金氧半導體MPI1、第一N型金氧半導體MN1、第二P型金氧半導體MPI2以及第二N型金氧半導體MN2。在結構上，第一N型金氧半導體MN1連接第一P型金氧半導體MPI1，第二P型金氧半導體MPI2連接偵測端，第二N型金氧半導體MN2連接第二P型金氧半導體MPI2。於使用時，第一P型金氧半導體MPI1用以接收參考電壓VSS，第一N型金氧半導體MN1用以取得對參考電壓VSS反應之第一電流I1，第二N型金氧半導體MN2用以取得對偵測端之輸入電壓VIN反應之第二電流I2、第三電流I3，其中第二電流I2加上第三電流I3基本上等於第一電流I1。

當偵測端電性連接至一發光二極體之輸入端時，則輸入電壓VIN大於參考電壓VSS，因此第一電流I1大於第二電流I2，第三電流(接收電流)I3高於零電流，使電壓輸出端OD1之輸出電壓為一相對高電壓。相反地，當偵測端開路時，則輸入電壓VIN基本上等於參考電壓VSS，因此第一電流I1基本上等於第二電流I2，第三電流(接收電流)I3基本上為零電流，使電壓輸出端OD1之輸出電壓為一相對低電壓。

於本實施例中，第一P型金氧半導體MPI1之汲極連接第一P型金氧半導體MPI1之閘極，使負供應電壓VSS得以作為前述之參考電壓。或者，於其他實施例中，第一P型金氧半導體MPI1之汲極無連接第一P型金氧半導體MPI1之閘極，採用額外的參考電壓施予至第一P型金氧半導體MPI1之閘極。

電壓電流轉換器110可包括第一限流電阻R1與第二限流電阻R2。第一限流電阻R1耦接第一N型金氧半導體MN1，第二限流電阻R2耦接第二N型金氧半導體MN2。

第一電流鏡122包括第三P型金氧半導體MP3與第四 P型金氧半導體MP4。第三P型金氧半導體MP3用以提供第一電流I1進入第一N型金氧半導體MN1；第四P型金氧半導體MP4用以提供第二電流I2進入第二N型金氧半導體MN2。

電流供應電路124包括第五P型金氧半導體MP5。第五P型金氧半導體MP5用以當第一電流I1大於第二電流I2時，提供第三電流I3。

電流比較器130包括第六P型金氧半導體MP6與第三N型金氧半導體MN3。第六P型金氧半導體MP6以及第五P型金氧半導體MP5構成第二電流鏡，使第六P型金氧半導體MP6可提供輸出電流n*I3，輸出電流n*I3正相關於第三電流(接收電流)I3。第三N型金氧半導體MN3可提供穩定電流k*j*IB，並且經由電壓輸出端OD1連接至第六P型金氧半導體MP6，電壓輸出端OD1用以輸出輸出電壓。

再者，電流偏壓電路160連接第四N型金氧半導體MN4，第四N型金氧半導體MN4耦接第三N型金氧半導體MN3以構成第三電流鏡。於使用上，電流偏壓電路160用以提供參考電流j*IB進入第四N型金氧半導體MN4，使第三N型金氧半導體MN3用以提供穩定電流k*j*IB，穩定電流k*j*IB正相關於參考電流j*IB。

電流偏壓電路160包括第七P型金氧半導體MBP7、第八P型金氧半導體MBP8與第九P型金氧半導體MBP9。第七P型金氧半導體MBP7用以提供參考電流j*IB進入第四N型金氧半導體MN4，第八P型金氧半導體MBP8用以提供第一偏壓電流IBIAS1給電壓電流轉換器110之第一P型金氧半導體MPI1，第九P型金氧半導體MBP9用以提供第二偏壓電流IBIAS2給電壓電流轉換器110之第二P型金氧半導體MPI2。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，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，當可作各種之更動與潤飾，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。

100．．．偵測電路

110．．．電壓電流轉換器

120．．．電流源

122．．．第一電流鏡

124．．．電流供應電路

130．．．電流比較器

150．．．觸發電路

160．．．電流偏壓電路

300．．．處理單元

I1．．．第一電流

I2．．．第二電流

I3．．．第三電流(接收電流)

IBIAS1．．．第一偏壓電流

IBIAS2．．．第二偏壓電流

j*IB．．．參考電流

k*j*IB．．．穩定電流

MN1．．．第一N型金氧半導體

MN2．．．第二N型金氧半導體

MN3．．．第三N型金氧半導體

MN4．．．第四N型金氧半導體

MPI1．．．第一P型金氧半導體

MPI2．．．第二P型金氧半導體

MP3．．．第三P型金氧半導體

MP4．．．第四P型金氧半導體

MP5．．．第五P型金氧半導體

MP6．．．第六P型金氧半導體

MBP7．．．第七P型金氧半導體

MBP8．．．第八P型金氧半導體

MBP9．．．第九P型金氧半導體

n*I3．．．輸出電流

OD1．．．電壓輸出端

R1．．．第一限流電阻

R2．．．第二限流電阻

VIN．．．輸入電壓

VSS．．．參考電壓

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖是依照本發明之一種發光二極體驅動器的方塊圖；

第2圖是依照本發明一實施例所繪示之第1圖之偵測電路的電路圖。

100．．．偵測電路

110．．．電壓電流轉換器

120．．．電流源

122．．．第一電流鏡

124．．．電流供應電路

130．．．電流比較器

150．．．觸發電路

160．．．電流偏壓電路

300．．．處理單元

I1．．．第一電流

I2．．．第二電流

I3．．．第三電流(接收電流)

IBIAS1．．．第一偏壓電流

IBIAS2．．．第二偏壓電流

j*IB．．．參考電流

k*j*IB．．．穩定電流

MN1．．．第一N型金氧半導體

MN2．．．第二N型金氧半導體

MN3．．．第三N型金氧半導體

MN4．．．第四N型金氧半導體

MPI1．．．第一P型金氧半導體

MPI2．．．第二P型金氧半導體

MP3．．．第三P型金氧半導體

MP4．．．第四P型金氧半導體

MP5．．．第五P型金氧半導體

MP6．．．第六P型金氧半導體

MBP7．．．第七P型金氧半導體

MBP8．．．第八P型金氧半導體

MBP9．．．第九P型金氧半導體

n*I3．．．輸出電流

OD1．．．電壓輸出端

R1．．．第一限流電阻

R2．．．第二限流電阻

VIN．．．輸入電壓

VSS．．．參考電壓

Claims (12)

1. 一種偵測電路，包含：一電流源；一電壓電流轉換器，耦接該電流源以及一參考電壓，該電壓電流轉換器藉由比較該參考電壓與一偵測端之一輸入電壓，以自該電流源取得一接收電流；以及一電流比較器，耦接該電流源、該電壓電流轉換器以及一穩定電流，該電流比較器用以比較該穩定電流與一基於該接收電流之一輸出電流，以輸出一輸出電壓，其中當該輸入電壓大於該參考電壓時，則該接收電流相對較高，使該輸出電壓為一相對高電壓；當該輸入電壓基本上等於該參考電壓時，則該接收電流相對較低，使該輸出電壓為一相對低電壓。
2. 如請求項1所述之偵測電路，更包含：一觸發電路，耦接該電流比較器，該觸發電路係基於該相對高電壓以輸出一第一邏輯位準，或基於該相對低電壓以輸出一第二邏輯位準。
3. 如請求項1所述之偵測電路，其中該電流源包含：一第一電流鏡，用以提供一第一電流以及一第二電流進入該電壓電流轉換器；以及一電流供應電路用以提供一第三電流以作為該接收 電流進入該電壓電流轉換器。
4. 如請求項3所述之偵測電路，其中該電壓電流轉換器包含：一第一P型金氧半導體，用以接收該參考電壓；一第一N型金氧半導體，連接該第一P型金氧半導體，用以取得對該參考電壓反應之該第一電流；一第二P型金氧半導體，連接該偵測端；以及一第二N型金氧半導體，連接該第二P型金氧半導體，用以取得對該偵測端之該輸入電壓反應之該第二、第三電流，其中該第二電流加上該第三電流基本上等於該第一電流。
5. 如請求項4所述之偵測電路，其中當該輸入電壓大於該參考電壓時，該第一電流大於該第二電流，使該輸出電壓為一相對高電壓；當該輸入電壓基本上等於該參考電壓時，該第一電流基本上等於該第二電流，使該輸出電壓為一相對低電壓。
6. 如請求項5所述之偵測電路，更包含：一觸發電路，耦接該電流比較器，該觸發電路係基於該相對高電壓以輸出一第一邏輯位準，或基於該相對低電壓以輸出一第二邏輯位準。
7. 如請求項4所述之偵測電路，其中該電壓電流轉換器更包含：一第一限流電阻，耦接該第一N型金氧半導體；以及一第二限流電阻，耦接該第二N型金氧半導體。
8. 如請求項4所述之偵測電路，其中該第一電流鏡包含：一第三P型金氧半導體，用以提供該第一電流進入該第一N型金氧半導體；以及一第四P型金氧半導體，用以提供該第二電流進入該第二N型金氧半導體。
9. 如請求項8所述之偵測電路，其中該電流供應電路包含：一第五P型金氧半導體，用以當該第一電流大於該第二電流時，提供該第三電流。
10. 如請求項9所述之偵測電路，其中該電流比較器包含：一第六P型金氧半導體，用以提供該輸出電流，其中該第六P型金氧半導體以及該第五P型金氧半導體構成一第二電流鏡；以及一第三N型金氧半導體，用以提供該穩定電流，並且經由一電壓輸出端連接至該第六P型金氧半導體，該電壓 輸出端用以輸出該輸出電壓。
11. 如請求項10所述之偵測電路，更包含：一第四N型金氧半導體，耦接該第三N型金氧半導體以構成一第三電流鏡；以及一電流偏壓電路，用以提供一參考電流進入該第四N型金氧半導體，使該第三N型金氧半導體提供該穩定電流，該穩定電流正相關於該參考電流。
12. 如請求項11所述之偵測電路，其中該電流偏壓電路包含：一第七P型金氧半導體，用以提供該參考電流進入該第四N型金氧半導體；一第八P型金氧半導體，用以提供一第一偏壓電流給該第一P型金氧半導體；以及一第九P型金氧半導體，用以提供一第二偏壓電流給該第二P型金氧半導體。