TWI458216B - 具有箝位裝置之發光二極體照明系統 - Google Patents

具有箝位裝置之發光二極體照明系統 Download PDF

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Description

具有箝位裝置之發光二極體照明系統
本發明係關於一種發光二極體照明系統，尤指一種可於內部發光二極體損壞時提供短路保護功能之發光二極體照明系統。
目前的發光二極體照明系統內部通常會包含複數個串聯的發光二極體，而在驅動電壓過大或變化急劇時，往往會造成發光二極體或驅動電路損壞，請參考第1圖，第1圖係為習知技術包含發光二極體之發光二極體照明電路10之示意圖。如第1圖所示，發光二極體照明電路10包含複數串發光二極體16，每一串發光二極體16之第一端係耦接於一電壓源VDC，第二端係耦接至一積體電路14之第一端，且積體電路14之第一端係耦接至一電流源12之第一端，電流源12之第二端係接地。當電壓源VDC的電壓急劇上升並超過一額定電壓時，容易造成發光二極體照明電路10的損壞或故障。由於在積體電路14第一端的電壓係為電壓源VDC的電壓減去該串發光二極體16上所正常工作之發光二極體16的電壓，因此當一串發光二極體16中部分LED損壞而造成短路後，會造成積體電路14第一端的電壓急劇上升而減短使用壽命，甚或超過驅動電路耐壓而造成損壞。若要避免超過積體電路14耐壓造成損壞，積體電路14在製造時會選用高電壓製程，然而，相較於低電壓製程，高電壓製程需要更大的面積，致使積體電路14的面積過大，製造成本也較高。
本發明之一實施例係關於一種發光二極體照明系統，該發光二極體照明系統包含一第一電壓源、一分壓單元、一第一開關、一箝位裝置、複數電流源及一回授電路。該第一電壓源係用以提供一第一電壓，該分壓單元係耦接於該第一電壓源，該第一開關係耦接於該分壓單元與一地端，該箝位裝置係包含複數電晶體，該些電晶體之第一端係分別耦接於一複數組發光二極體之第二端，該些電晶體之控制端係耦接於該分壓單元，該些電流源係分別耦接於該些電晶體之第二端，該回授電路係耦接於該些電晶體之第二端及該複數組發光二極體之第一端。
本發明之另一實施例係關於一種發光二極體照明系統之控制方法，該發光二極體照明系統包含一第一電壓源、一分壓單元、一第一開關、一箝位裝置、一回授電路、複數電流源、複數第二開關及一短路保護控制器，該第一電壓源係用以提供一第一電壓，該分壓單元係耦接於該第一電壓源，該第一開關係耦接於該分壓單元與一地端，該箝位裝置係包含複數電晶體，該些電晶體之第一端係分別耦接於一複數組發光二極體之第二端，該些電晶體之控制端係耦接於該分壓單元，該些電流源係分別耦接於該些電晶體之第二端，該回授電路係耦接於該些電晶體之第二端及該複數組發光二極體之第一端，該些第二開關係分別耦接於該些電流源，且該短路保護控制器包含複數個輸入端及複數個輸出端，該些輸入端係分別耦接於該 些電晶體之第二端，且該些輸出端係分別耦接於該些第二開關之控制端，用以根據該些電晶體之第二端的電位或調光訊號控制該些第二開關開啟或關閉，該方法包含開啟該第一開關以使該分壓單元輸出一分壓至該些電晶體之控制端、關閉該第一開關，及致能該短路保護控制器以偵測該些電晶體之第二端的電位。該短路保護控制器致能的時間係與該第一開關關閉的時間至少部份重疊。
透過本發明實施例，發光二極體照明系統可於其內部有發光二極體損壞時，提供短路保護功能，以增加發光二極體照明系統的使用壽命。此外，本發明發光二極體照明系統所設置之選擇電路可用以自該些電晶體之第二端的電位中選出一最小電壓準位來調整輸出至該複數組發光二極體之電壓準位，而增加發光二極體照明系統之使用壽命。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區別元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區別的基準。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置係耦接於第二裝置，則代表該第一裝置可直接 連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。
下文依本發明發光二極體照明系統特舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍。
請參考第2圖，第2圖係為本發明發光二極體照明系統100之示意圖。如第2圖所示，發光二極體照明系統100包含一第一電壓源VIN、一分壓單元20、一第一開關SW1、複數組發光二極體串列30_1至30_N、一箝位裝置40、一箝位電路50、複數電流源Is_1至Is_N、一回授電路60、複數第二開關SW2_1至SW2_N及一短路保護控制器110。第一電壓源VIN係用以提供一第一電壓V1，分壓單元20係耦接於第一電壓源VIN，第一開關SW1係耦接於分壓單元20與一地端之間，複數組發光二極體串列30_1至30_N中每一組發光二極體係包含複數個串接的發光二極體35，箝位裝置40係包含複數電晶體T1至TN，電晶體T1至TN之第一端係分別耦接於複數組發光二極體串列30_1至30_N之第二端，且電晶體T1至TN之控制端係耦接於分壓單元20，箝位電路50係耦接於電晶體T1至TN之控制端與一地端之間，電流源Is_1至Is_N係分別耦接於電晶體T1至TN之第二端與一地端之間，回授電路60係耦接於電晶體T1至TN之第二端及複數組發光二極體串列30_1至30_N之第一端。雖然在本實施例中以上描述有若干元件耦接至地端，然而，本發明不限於此，例如也可設置為耦接至一低電壓端(相對於第一電壓V1 而言)，或設置為耦接至一負電壓端，在後續的實施例中亦然。
回授電路60包含一選擇電路70、一比較器80及一轉換器90。選擇電路70係耦接於電晶體T1至TN之第二端，用以輸出電晶體T1至TN之第二端中最小的電位。比較器80包含一正輸入端82、一負輸入端84及一輸出端86。正輸入端82係耦接於選擇電路70，負輸入端84係用以接收一參考電壓VR，且輸出端86係用以根據選擇電路70輸出的電位及參考電壓VR來輸出一比較訊號FB。轉換器90係耦接於複數組發光二極體串列30_1至30_N之第一端與比較器80之輸出端86，用以根據比較訊號FB來調整輸出至複數組發光二極體串列30_1至30_N之驅動電壓VOUT 。
第二開關SW2_1至SW2_N係分別耦接於電流源Is_1至Is_N，用以控制電流源Is_1至Is_N是否導通。短路保護控制器110包含複數個輸入端IN_1至IN_N及複數個輸出端OUT_1至OUT_N。輸入端IN_1至IN_N係分別耦接於電晶體T1至TN之第二端，且複數個輸出端OUT_1至OUT_N係分別耦接於第二開關SW2_1至SW2_N之控制端，用以根據電晶體T1至TN之第二端的電位或調光訊號控制第二開關SW2_1至SW2_N之開啟或關閉。調光訊號係指可實質上將第二開關SW2_1至SW2_N開啟、關閉的訊號，亦即控制電流源Is_1至Is_N是否導通，發光二極體串列30_1至30_N的發光亮度可根據第二開關SW2_1至SW2_N被開啟、關閉的責任週期(Duty Cycle)來調整。
分壓單元20包含一第一阻抗22及一第二阻抗24。第一阻抗22係耦接於第一電壓源VIN，且第二阻抗24係耦接於第一阻抗22及地端之間。
在本實施例中，箝位電路50包含一齊納二極體Vz。齊納二極體Vz包含一耦接於電晶體T1至TN之控制端的陰極，及一耦接於地端之陽極。然而，本發明並不限於此，箝位電路50亦可設置為包含其他元件。
請參考第3圖及第4圖，第3圖係為第一實施例對第2圖發光二極體照明系統100進行控制之時序圖。在第3圖中，由上而下依序為第一開關SW1之控制端的電位VSW1 、電晶體T1至TN之控制端的電位VG、電晶體T1之第一端的電位VD1及電晶體T2之第一端的電位VD2、電晶體T1之第二端的電位VS1及電晶體T2之第二端的電位VS2及二極體照明系統100之短路保護功能(SCP)隨時間變化致能及失能之波形。第4圖係為第一實施例控制發光二極體照明系統100之流程圖，其中步驟402至408係對應時段P1，步驟410至414係對應時段P2，說明如下：步驟402：開啟(導通)第一開關SW1，以使分壓單元20輸出一分壓V2至電晶體T1至TN之控制端；步驟404：選擇電路70選取電晶體T1至TN中第二端具有最低電位之電晶體的電位，並將選取之電位輸出至比較器 80；步驟406：比較器80將選擇電路70傳來之電位與參考電壓VR進行比較，以對轉換器90輸出一比較訊號FB；步驟408：轉換器90根據接收到的比較訊號FB調整其責任週期，以調整輸出之驅動電壓VOUT 的準位；步驟410：關閉第一開關SW1，以使分壓單元20輸出第一電壓源VIN輸出的第一電壓V1及箝位電路50輸出之箝位電壓V3中之一較低之電壓；步驟412：致能短路保護控制器110，以偵測電晶體T1至TN之第二端的電位，短路保護控制器110被致能的時間係與第一開關SW1關閉的時間至少部份重疊；步驟414：短路保護控制器110偵測出其他電晶體第二端的準位(例如VS2)超出第二端具有最低準位之電晶體的第二端準位(例如VS1)一預定值時，關閉該電晶體對應的第二開關(例如SW2_2)。
當第一開關SW1係為開啟(turn on)時，分壓單元20會輸出一分壓V2，且所輸出分壓V2之大小可根據第一阻抗的阻抗值、第二阻抗的阻抗值及第一電壓源VIN輸出的第一電壓V1來決定，也就是。在步驟402開啟第一開關SW1時，此時傳至電晶體 T1至TN之控制端之分壓V2會較小，因為電晶體T2之第一端的電位VD2係等於驅動電壓VOUT 的準位減去發光二極體串列30_2中正 常工作之發光二極體的跨壓總和VLED2，且電晶體T1之第一端的電位VD1係等於驅動電壓VOUT 的準位減去發光二極體串列30_1中所有發光二極體的跨壓總和VLED1，因此可知在電晶體T1及T2導通時，電晶體T1之第二端的電位VS1會小於電晶體T2之第二端的電位VS2。接著在步驟404中，選擇電路70會選取電晶體T1至TN中第二端具有最低電位之電晶體的電位並輸出至比較器80之正輸入端82，因此電晶體T1之第二端的電位VS1會被選取以在步驟406中與耦接於負輸入端84之參考電壓VR進行比較，以自輸出端86對轉換器90輸出比較訊號FB。在步驟408中，轉換器90會根據接收到的比較訊號FB調整其責任週期(duty cycle)，當判斷比較訊號FB過大，亦即電晶體T1之第二端的電位VS1大於參考電壓VR時，則調降責任週期，反之則調升責任週期。透過調整轉換器90所輸出之驅動電壓VOUT ，可將電晶體T1之第二端的電位VS1保持在實質上固定的準位(例如VR)。在步驟412中執行發光二極體短路保護功能，亦即致能(enab1e)短路保護控制器110時，會關閉(turn off)第一開關SW1，此時分壓V2會上升，但電晶體T1至TN之控制端所接收到的電壓準位會受到箝位電路50之箝位電壓V3的限制，因此即便分壓單元20輸出之分壓V2的準位係大於箝位電壓V3的準位，電晶體T1至TN之控制端的電壓準位也不會超出箝位電壓V3的準位，而會侷限在箝位電壓V3的準位，也就是VG≦V3，如此可而避免當分壓V2過大時，使電晶體T1至TN之控制端的電位過高，造成電晶體T1至TN的損壞。請注意，本發明中，短路保護控制器110除了具有短路保護功能之外亦具有調光(dimming)功能，其 所具備之功能並不受其名稱所限制。舉例來說，短路保護控制器110可透過輸出端OUT_1至OUT_N將第二開關SW2_1至SW2_N以不同的頻率/責任週期開啟、關閉來對發光二極體串列30_1至30_N進行調光，使發光二極體串列30_1至30_N可據以達到不同的發光亮度。
在本實施例的舉例中，電晶體T1所耦接之發光二極體串列30_1之發光二極體35皆無損壞，電晶體T2所耦接之發光二極體串列30_2之發光二極體35則有部分損壞(短路)，故在第2圖中以少於發光二極體串列30_1之發光二極體數量來表示，但本實施例並不用以限定本發明電晶體所包含發光二極體之數量。
當步驟412致能(enable)短路保護控制器110時，由於短路保護控制器110之複數個輸入端IN_1至IN_N係分別耦接於電晶體T1至TN之第二端，故可偵測電晶體T1至TN之第二端的電位。因發光二極體串列30_1係無發光二極體損壞且發光二極體串列30_2有部分發光二極體損壞(或短路)，故短路保護控制器110會偵測到電晶體T2之第二端的電位比電晶體T1之第二端的電位大超過預定值，所以可偵測到發光二極體串列30_2中有因損壞而形成短路的發光二極體。
在步驟414中，藉由短路保護控制器110偵測電晶體T1至TN之第二端的準位，可以得知發光二極體串列30_1至30_N中是否有 發光二極體串列具有損壞的發光二極體，且由於短路保護控制器110之複數個輸出端OUT_1至OUT_N係分別耦接於第二開關SW2_1至SW2_N之控制端，短路保護控制器110可根據所偵測到之電晶體T1至TN之第二端的電位控制第二開關SW2_1至SW2_N之開啟或關閉，譬如當電晶體T2之第二端的電位VS2比電晶體T1之第二端的電位VS1大超過預定值時，則判斷耦接於電晶體T2的發光二極體串列30_2中有部分發光二極體35損壞，因此短路保護控制器110會關閉電晶體T2對應的第二開關SW2，以提供短路保護，同理，當偵測出發光二極體串列30_1至30_N中有更多組發光二極體串列具有損壞的發光二極體時，停止導通對應的第二開關以對發光二極體照明系統100提供短路保護。在本實施例中，短路保護控制器110被致能的時間與第一開關SW1關閉的時間應為一致或至少部份重疊。
此外，在時段P1中，由於第一開關SW1係開啟(導通)，電晶體T1至TN之控制端的電位VG會等於V2，而，因此電晶體T2之第二端的電位VS2係相當於電晶體T2之控制端的電位VG減去電晶體T2之臨界電壓Vth，電晶體T1之第一端的電位VD1係驅動電壓VOUT 的準位減去發光二極體串列30_1中所有發光二極體的跨壓總和VLED1，電晶體T2之第一端的電位VD2係驅動電壓VOUT 的準位減去發光二極體串列30_2中所有尚未損壞之發光二極體的跨壓總和VLED2。在時段P2中，由於第一開關SW1係關閉(不 導通)，此時電晶體T1至TN之控制端的電位VG會成為第一電壓源VIN輸出的第一電壓V1及箝位電路50輸出之箝位電壓V3中之一較低之電壓，電晶體T2之第二端的電位VS2則如下：當VG-Vth<VD2時，VS2=VG-Vth；當VG-Vth>VD2時，VS2=VS1+△VF=VR+△VF。
然而不論在時段P1或P2，由於第二開關SW2_1至SW2_N係處於開啟(導通)狀態，且電晶體T1之第二端的電位VS1係輸入比較器80的正輸入端82，電晶體T1之第二端的電位VS1皆近似於參考電壓VR。由於在時段P2時，電晶體T1之第二端的電位VS1會實質上等於參考電壓VR，電晶體T2之第二端的電位VS2的準位會相當於(VG-Vth)或是(VR+△VF)，因此二極體照明系統100之短路保護功能致能的時間必需至少部份與時段P2重疊，才能藉由偵測電晶體T1之第二端的電位VS1及電晶體T2之第二端的電位VS2的電位差來判斷是否有短路的發光二極體。
一般來說，因為短路或損壞的發光二極體35的數目無法事先估計，因此難以事先預測(VG-Vth)與VD2何者較大。透過本發明所提供之裝置及方法，當一串發光二極體35中僅有少數顆發光二極體短路時，△VF係較小，且VD2也較小，故通常會是(VG-Vth)>VD2的狀況，而此時VS2=VS1+△VF=VR+△VF。反之，若一串發光二極體35有太多顆LED短路時，△VF會較大，且VD2也較大，故 通常會是(VG-Vth)<VD2的狀況，而VS2將會被箝位在(VG-Vth)。因此，當需要短路保護功能的時候，會將因為發生多顆LED短路的LED2之電壓VS2箝位在(VG-Vth)，且同時考量積體電路電流源Is_1~Is_N的耐壓，選擇適當的VG(V1或是Vz)，就能達到高閘極電壓箝位的效果，積體電路電流源Is_1~Is_N也就能選擇低電壓製程。此時，VD2可能很高，VS2電壓則被clamp在VG-Vth，由電晶體T2承受高壓，這是電晶體T2存在的意義。本發明的重點也是在如何控制電晶體T1~TN，使其在對電壓進行箝位動作時，還能兼顧短路保護功能。
請參考第5圖及第6圖，第5圖係為第二實施例對第2圖發光二極體照明系統100進行控制之時序圖。在第5圖中，由上而下依序為第二開關SW2_1至SW2_N之控制端的電位VSW2 、第一開關SW1之控制端的電位VSW1 、電晶體T1之第一端的電位VD1、電晶體T2之第一端的電位VD2之時序、電晶體T1之第二端的電位VS1、電晶體T2之第二端的電位VS2、及短路保護功能致能隨時間變化之波形。第6圖係為第二實施例控制發光二極體照明系統100之流程圖，說明如下：步驟602：開啟第一開關SW1，以使分壓單元20輸出一分壓V2至電晶體T1至TN之控制端；步驟604：選擇電路70選取電晶體T1至TN中第二端具有最低電位之電晶體的電位，並將選取之電位輸出至比較器80； 步驟606：比較器80將選擇電路70傳來之電位與參考電壓VR進行比較，以對轉換器90輸出一比較訊號FB；步驟608：轉換器90根據接收到的比較訊號FB調整其責任週期，以調整輸出之驅動電壓VOUT 的準位；步驟610：當第二開關SW2_1至SW2_N係開啟時，關閉第一開關SW1，以使分壓單元20輸出第一電壓源VIN輸出的第一電壓V1及箝位電路50輸出之箝位電壓V3中之一較低之電壓；步驟612：致能短路保護控制器110，以偵測電晶體T1至TN之第二端的電位，短路保護控制器110被致能的時間係與第一開關SW1關閉的時間至少部份重疊；步驟614：短路保護控制器110偵測出其他電晶體第二端的準位超出第二端具有最低準位之電晶體的第二端準位一預定值時，關閉第二端具有最低準位之電晶體對應之第二開關。
在第二實施例之時段P3中，由於第一開關SW1係開啟(導通)， 電晶體T1至TN之控制端的電位VG會等於V2，而， 且第二開關SW2_1至SW2_N係處於關閉(不導通)狀態，因此電晶體T1及T2之第二端的電位VS1及VS2的準位會等於電晶體T1至TN之控制端的電位VG(此時VS1不用等於VR是因為整個LED照明系統無電流輸出，是無負載狀態，此時因VOUT上通常有大電容 維持住VOUT值不往下掉，LED又因無電流、兩端跨壓急速下降，T1至TN的source電壓VS1至VSN會上升，上升至VG以後就停止，Source電壓不會高於Gate電壓)，因為發光二極體上無電流流通，跨壓總和很小，因此發光二極體串列30_1、30_2分別只有因漏電流產生的小跨壓VLED1,LK、VLED2,LK，所以電晶體T1之第一端的電位VD1係為VOUT-VLED1,LK，很接近VOUT，電晶體T2之第一端的電位VD2係為VOUT-VLED2,LK，也很接近VOUT。在時段P4時，第二開關SW2_1至SW2_N係改為開啟(導通)狀態，因此電晶體T1之第二端的電位VS1會實質上等於參考電壓VR，電晶體T2之第二端的電位VS2會等於電晶體T2之控制端的電位VG減去電晶體T2之臨界電壓Vth，電晶體T1之第一端的電位VD1會由接近VOUT值降至驅動電壓VOUT 的準位減去發光二極體串列30_1中所有發光二極體的跨壓總和VLED1，電晶體T2之第一端的電位VD2會由接近VOUT值降至驅動電壓VOUT 的準位減去發光二極體串列30_2中所有尚未損壞之發光二極體的跨壓總和VLED2。在時段P5中，由於第二開關SW2_1至SW2_N仍處於開啟(導通)狀態，第一開關SW1會關閉，電晶體T1至TN之控制端的電位VG會變成第一電壓源VIN輸出的第一電壓V1及箝位電路50輸出之箝位電壓V3中之一較低之電壓，電晶體T1之第二端的電位VS1會實質上等於參考電壓VR，電晶體T2之第二端的電位VS2的準位會相當於參考電壓VR的準位加上VD2與VD1之間的電壓差△VF。由於在時段P5時，電晶體T1之第二端的電位VS1會實質上等於參考電壓VR，電晶體T2之第二端的電位VS2的準位會相當於參考電壓 VR的準位加上VD2與VD1之間的電壓差△VF，因此二極體照明系統100之短路電流保護功能致能的時間必需至少部份與時段P5重疊，才能藉由偵測電晶體T1之第二端的電位VS1及電晶體T2之第二端的電位VS2的電位差來判斷是否有短路的發光二極體。
時段P4、P5在功能上與時段P1、P2相似，差別在於時段P3時照明系統在進行調光，亦即，時段P3時發光二極體35並不會發光(此時無電流流過)，而在時段P4、P5時發光二極體35則會發光(此時有電流流過)，而時段P4與時段P5之間的差別在於短路保護功能係於時段P5進行。此外，第二開關SW2_1至SW2_N可另用以調光(dimming)，調光的方式可利用發光二極體35的導通與關閉時間比例產生一平均電流及/或一平均亮度，因此會在發光二極體35導通時進行短路保護功能的週期性偵測，也就是第二開關SW2_1至SW2_N係開啟時。
在第二實施例中，發光二極體照明系統100係設置為只有當第二開關SW2_1至SW2_N均於開啟狀態時，才週期性地致能短路保護控制器110，以週期性地偵測電晶體T1至TN之第二端的電位。透過第二實施例的設置，發光二極體照明系統100不必持續致能短路保護控制器110，如此可進一步節省發光二極體照明系統100的功率消耗。
由第5圖可知，關閉第一開關SW1係於第二開關SW2_1至 SW2_N皆開啟時執行。另外，在本發明實施例中，對第二開關SW2_1至SW2_N的開啟、關閉包含同步(synchronous)與非同步(asynchronous)，而非同步對第二開關SW2_1至SW2_N亦包含依序開啟、關閉第二開關SW2_1至SW2_N，例如以固定相位差的方式逐個對第二開關SW2_1至SW2_N進行開啟、關閉，而其中順序不限定為必須按照SW2_1、SW2_2、...、SW2_N的順序。
透過本發明實施例，發光二極體照明系統100可於其內部有發光二極體損壞時，提供短路保護功能，以增加發光二極體照明系統100的使用壽命。此外，本發明發光二極體照明系統100所設置之選擇電路70可用以自電晶體T1至TN之第二端的電位VS1至VSN中選出一最小電壓準位來調整輸出至複數組發光二極體串列30_1至30_N之電壓準位，而增加發光二極體照明系統的效率，也增加發光二極體照明系統100的使用壽命。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10‧‧‧發光二極體照明電路
12‧‧‧電流源
14‧‧‧積體電路
16、35‧‧‧發光二極體
20‧‧‧分壓單元
30_1至30_N‧‧‧發光二極體串列
40‧‧‧箝位裝置
50‧‧‧箝位電路
60‧‧‧回授電路
70‧‧‧選擇電路
80‧‧‧比較器
82‧‧‧正輸入端
84‧‧‧負輸入端
86‧‧‧輸出端
90‧‧‧轉換器
100‧‧‧發光二極體照明系統
110‧‧‧短路保護控制器
FB‧‧‧比較訊號
Is_1至Is_N‧‧‧電流源
OUT_1至OUT_N‧‧‧輸出端
SW1‧‧‧第一開關
SW2_1至SW2_N‧‧‧第二開關
T1至TN‧‧‧電晶體
P1、P2、P3、P4、P5‧‧‧時段
V1‧‧‧第一電壓
V2‧‧‧分壓
V3‧‧‧箝位電壓
VD1、VD2、VDN、VS1、VS2、VSN、VSW1、VSW2‧‧‧電位
VDC‧‧‧電壓源
VGL‧‧‧低閘極準位
VGH‧‧‧高閘極準位
VIN‧‧‧第一電壓源
VLED1、VLED2‧‧‧跨壓總和
VLED1,LK、VLED2,LK‧‧‧小跨壓
Vth‧‧‧臨界電壓
VR‧‧‧參考電壓
VOUT‧‧‧驅動電壓
△VF‧‧‧電壓差
402至414、602至614‧‧‧步驟
第1圖係為習知技術包含發光二極體之發光二極體照明電路之示意圖。
第2圖係為本發明發光二極體照明系統之示意圖。
第3圖係為第一實施例對第2圖發光二極體照明系統進行控制之時 序圖。
第4圖係為第一實施例控制第2圖發光二極體照明系統之流程圖。
第5圖係為第二實施例對第2圖發光二極體照明系統進行控制之時序圖。
第6圖係為第二實施例控制第2圖發光二極體照明系統之流程圖。
35‧‧‧發光二極體
20‧‧‧分壓單元
30_1至30_N‧‧‧發光二極體串列
40‧‧‧箝位裝置
50‧‧‧箝位電路
60‧‧‧回授電路
70‧‧‧選擇電路
80‧‧‧比較器
82‧‧‧正輸入端
84‧‧‧負輸入端
86‧‧‧輸出端
90‧‧‧轉換器
100‧‧‧發光二極體照明系統
110‧‧‧短路保護控制器
FB‧‧‧比較訊號
Is_1至Is_N‧‧‧電流源
OUT_1至OUT_N‧‧‧輸出端
SW1‧‧‧第一開關
SW2_1至SW2_N‧‧‧第二開關
T1至TN‧‧‧電晶體
V1‧‧‧第一電壓
V2‧‧‧分壓
V3‧‧‧箝位電壓
VD1、VD2、VDN、VS1、VS2、VSN、VSW1、VSW2‧‧‧電位
VIN‧‧‧第一電壓源
VLED1、VLED2‧‧‧跨壓總和
VR‧‧‧參考電壓
VOUT‧‧‧驅動電壓

Claims (12)

  1. 一種具有箝位裝置之發光二極體照明系統，包含：一第一電壓源，用以提供一第一電壓；一分壓單元，耦接於該第一電壓源；一第一開關，耦接於該分壓單元與一地端；一箝位裝置，包含複數電晶體，該些電晶體之第一端係分別耦接於複數組發光二極體之第二端，該些電晶體之控制端係耦接於該分壓單元；複數電流源，分別耦接於該些電晶體之第二端；複數第二開關，分別耦接於該些電流源；一短路保護控制器，包含：複數個輸入端，分別耦接於該些電晶體之第二端；及複數個輸出端，分別耦接於該些第二開關之控制端，用以根據該些電晶體之第二端的電位分別控制該些第二開關開啟或關閉；及一回授電路，耦接於該些電晶體之第二端及該複數組發光二極體之第一端。
  2. 如請求項1所述之發光二極體照明系統，另包含一箝位電路，耦接於該些電晶體之控制端。
  3. 如請求項1所述之發光二極體照明系統，其中該回授電路包含：一選擇電路，耦接於該些電晶體之第二端，用以輸出該些電晶 體之第二端中最小的電位；一比較器，包含：一正輸入端，耦接於該選擇電路；一負輸入端，用以接收一參考電壓；及一輸出端，用以根據該選擇電路輸出的電位及該參考電壓輸出一比較訊號；及一轉換器，耦接於該複數組發光二極體之第一端與該比較器之輸出端，用以根據該比較訊號，調整輸出至該複數組發光二極體之電壓準位。
  4. 如請求項1所述之發光二極體照明系統，其中該分壓單元包含：一第一阻抗，耦接於該第一電壓源；及一第二阻抗，耦接於該第一阻抗及該地端之間。
  5. 如請求項2所述之發光二極體照明系統，其中該箝位電路包含：一齊納二極體，包含一耦接於該些電晶體之控制端的陰極，及一耦接於該地端之陽極。
  6. 一種具有箝位裝置之發光二極體照明系統之控制方法，該發光二極體照明系統包含一第一電壓源、一分壓單元、一第一開關、一箝位裝置、複數電流源、一回授電路、複數第二開關及一短路保護控制器，該第一電壓源係用以提供一第一電壓，該分壓單元係耦接於該第一電壓源，該第一開關係耦接於該分壓 單元與一地端，該箝位裝置係包含複數電晶體，該些電晶體之第一端係分別耦接於複數組發光二極體之第二端，該些電晶體之控制端係耦接於該分壓單元，該些電流源係分別耦接於該些電晶體之第二端，該回授電路係耦接於該些電晶體之第二端及該複數組發光二極體之第一端，該些第二開關係分別耦接於該些電流源，且該短路保護控制器包含複數個輸入端及複數個輸出端，該些輸入端係分別耦接於該些電晶體之第二端，且該些輸出端係分別耦接於該些第二開關之控制端，用以根據該些電晶體之第二端的電位分別控制該些第二開關開啟或關閉，該方法包含：開啟該第一開關，以使該分壓單元輸出一分壓至該些電晶體之控制端；關閉該第一開關，以使該分壓單元輸出該第一電壓源輸出的該第一電壓及一箝位電路中之一較低之電壓；致能該短路保護控制器，以偵測該些電晶體之第二端的電位；及該短路保護控制器根據該些電晶體之第二端的電位關閉至少一第二開關，以停止導通該至少一第二開關；其中該短路保護控制器致能的時間係與該第一開關關閉的時間至少部份重疊。
  7. 如請求項6所述之方法，其中該發光二極體照明系統另包含一箝位電路，耦接於該些電晶體之控制端，其中當該第一開關被關閉時，該分壓單元係輸出該第一電壓源輸出的第一電壓及該 箝位電路輸出之箝位電壓中較低之電壓以控制該些電晶體。
  8. 如請求項6所述之方法，其中當該些第二開關係於關閉狀態時，該第一開關係於開啟狀態。
  9. 如請求項6所述之方法，另包含非同步開啟及關閉該些第二開關，其中關閉該第一開關係於該些第二開關皆開啟時執行。
  10. 如請求項9所述之方法，其中非同步開啟及關閉該些第二開關係為依序開啟及關閉該些第二開關。
  11. 如請求項6所述之方法，其中當該些第二開關係於開啟狀態時，該短路保護控制器係週期性地被致能，以週期性地偵測該些電晶體之第二端的電位。
  12. 如請求項6所述之方法，其中該回授電路包含一選擇電路、一比較器及一轉換器，該選擇電路係耦接於該些電晶體之第二端，該比較器包含一耦接於該選擇電路之正輸入端、一用以接收一參考電壓之負輸入端及一輸出端，該轉換器係耦接於該複數組發光二極體之第一端與該比較器之輸出端，該方法包含：該選擇電路輸出該些電晶體之第二端中最小的電位；該比較器根據該選擇電路輸出的電位及該參考電壓輸出一比較訊號；及 該轉換器根據該比較訊號調整輸出至該複數組發光二極體之電壓準位。
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