TWI480849B

TWI480849B - 具內嵌式回饋之串列照明介面

Info

Publication number: TWI480849B
Application number: TW101146260A
Authority: TW
Inventors: Richard K Williams; Angelo Kevin D; David A Brown
Original assignee: Advanced Analogic Tech Inc
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2015-04-11
Also published as: WO2013086154A1; US9220139B2; TW201335928A; CN104115564A; US20130147371A1; KR20140102284A; US20130147370A1; US9210753B2; US9295123B2; US9288861B2; US20130147372A1; CN104115564B; CN106851901B; US20130147375A1; US20160198533A1; CN106851901A; HK1198407A1; US9622310B2

Description

具內嵌式回饋之串列照明介面

本發明係關於用於在照明及顯示器應用中驅動LED之半導體裝置及電路以及方法。

本申請案主張2011年12月8日提出申請之第61/568,545號臨時申請案之優先權，該臨時申請案以全文引用方式併入本文中。

本申請案係關於以下申請案，該等申請案中之每一者以全文引用方式併入本文中：2012年1月9日提出申請、標題為「Low Cost LED Driver with Integral Dimming Capability」之第13/346,625號申請案；2012年1月9日提出申請、標題為「Low Cost LED Driver with Improved Serial Bus」之第13/346,647號申請案。

在照明應用中愈來愈多地使用LED來替換燈及燈泡，包含在彩色液晶顯示器(LCD)及高清晰度電視(HDTV)中提供白色光作為一背光。為背後照明一彩色LCD面板，LED串可包括白色LED或經調整以藉助可控制色彩溫度產生白色光之紅色、綠色及藍色LED之組合。雖然此等LED可用於均勻地照明整個顯示器，但藉由採用各自經驅動至對應於特定LED串照射的顯示器之彼部分之不同電流及亮度位準之多個LED串來改良該顯示器之效能、對比度、可靠性及功率效率。術語「局部調光」指代能夠達成此不均勻背光亮度之背後照明系統。電力節省可比採用均勻背光之LCD 之電力節省高達50%。使用局部調光，LCD對比度比率可達到電漿TV之彼對比度比率。

為控制自每一LED串發射之光之亮度及均勻性，必須採用特殊電子驅動器電路以精確地控制LED電流及電壓。舉例而言，串聯連接之一串「m」個LED需要等於大約3.1至3.5(通常3.3)乘以「m」之一電壓以一致地操作。將此必要電壓供應至一LED串通常需要稱作一DC轉DC轉換器或切換模式電源供應器(SMPS)之一步升或步降電壓轉換器及調節器。當若干個LED串自一單個SMPS供電時，電源供應器之輸出電壓必須超過該等LED串中之任一者所需之最高電壓。由於不可先驗地 知曉所需最高正向電壓，因此LED驅動器IC必須足夠智慧以使用回饋動態地調整電源供應器電壓。若需要兩個或兩個以上電源供應器電壓，則需要一個以上回饋信號。

在RGB背後照明之情形中，電壓回饋要求甚至更複雜，此乃因紅色、綠色及藍色LED具有顯著不同正向電壓且不可共用一共同電源供應器軌。而是，RGB LED串需要分別各自具有單獨回饋信號以將其各別電源供應器電壓動態地調整至恰當位準之三個不同供應電壓+V_RLED 、+V_GLED 及+V_BLED 。舉例而言，一串串聯之30個紅色LED需要超過66 V之一供應以恰當地操作，而30個藍色LED可需要超過96 V之一供應，且30個綠色LED需要大於108 V之一供應。

除將恰當電壓提供至LED串之外，背光驅動器亦必須將每一串中所傳導之電流I_LED 精確地控制至±2%之一容限。準確電流控制係有必要的，此乃因一LED之亮度與流動穿過其之電流成比例，且任何實質串至串電流不匹配將隨著LCD之亮度之一變化而明顯。除控制電流以外，局部調光亦需要對LED照射之精確脈衝控制(在時序及持續時間兩者上)以便使每一背光區、帶或塊之亮度與LCD螢幕中之對應影像同步化。

另一複雜性係，白色LED之色彩溫度隨電流而變化。作為一實例，傳導30 mA達100%之時間之一白色LED串在亮度上理想地等效於以一50%作用時間因數脈衝接通及關斷的攜載60 mA之相同LED串。然而，即使在相同亮度下，色彩溫度亦將不相同。因此，準確地設定及維持每一串中之電流對達成用於一彩色LCD面板之一均勻白色背光至關重要。

在RGB背後照明之情形中，平衡電流甚至更複雜，此乃因紅色、藍色及綠色LED之光度(亦即，光輸出或亮度)實質上不同。舉例而言，與藍色LED相比，紅色LED針對相同LED電流產生較少光。差異係可理解的，此乃因用於製作不同色彩之LED之半導體材料及製造製程顯著不同。

如此背景章節中將展示，局部調光之已知解決方案限制顯示器亮度且遭受高解決方案成本。舉例而言，整合LED驅動器控制電路與高電壓電流槽電晶體之多個通道之早期嘗試係有疑問的，此乃因LED串之正向電壓中之一不匹配導致過多電力耗散及過熱。證明藉由降低LED電流及限制一串中之LED之數目(以用於較佳通道間電壓匹配)最小化電力耗散之嘗試不經濟，從而需要更多個LED及LED驅動之更大數目個通道。因此，LED背光驅動之完全整合方法已限制於小顯示面板或極昂貴的「高端」HDTV。

減小使用多晶片方法之總顯示器背光成本之後續嘗試已犧牲必要特徵、功能性及甚至安全性。

舉例而言，圖1中所展示之驅動LED之多晶片解決方案包括驅動多個離散電流槽DMOSFET 4及高電壓保護裝置3之一介面IC 6。該背光系統包括十六個LED串2A至2Q(共同稱作LED串2)，其中LED串2A至2Q中之每一者含有在長度上介於自2個至60個LED之範圍內之「m」個串聯連接之LED。(注意，串聯2A至2Q中已省略字母「O」以避免與數字0混淆)。每一LED串使其電流分別由離散電流槽DMOSFET 4A至4Q中之一者控制。介面IC 6回應於透過一高速度、昂貴、SPI匯流排介面11自一背光微控制器(μC)7傳遞之指令而設定每一LED串中之電流。微控制器μC 7自一純量IC 8接收視訊及影像資訊以便判定每一LED串所需之恰當照明位準。

如所展示，每一LED串2A至2Q由一切換模式電源供應器(SMPS)9所產生之一共同LED電源供應器軌12供電，共同LED電源供應器軌12具有透過來自介面IC 6之回饋回應於一電流感測回饋(CSFB)信號10而產生之一電壓+V_LED 。供應電壓隨串聯連接之LED之數目「m」而變化且可介於自特針對十個LED之35伏直至40個LED之串之150伏。可自AC幹線或另一選擇係自另一輸入(諸如，一+24 V輸入)給 SMPS 9供電。

SMPS 9通常包括在硬切換或在準諧振模式中操作之一返馳轉換器。正向轉換器及庫克(Cuk)轉換器雖然適用但通常過於昂貴且對於服務於成本敏感顯示器及TV市場而言係不必要得複雜。在自一+24 V輸入給SMPS 9供電之情況中，其操作取決於串聯連接之LED之數目。若LED串之正向電壓小於24 V(例如，7個以下LED之一串聯連接)，則可使用一降壓型切換調節器來實現SMPS 9。相反地，若LED串之正向電壓大於24 V(例如，8個以上LED之一串聯連接)，則可使用一升壓型切換調節器來實現SMPS 9。

不管其輸入電壓如何，CSFB信號10之恰當產生皆對達成用於一顯示器之LED背光之可靠操作至關重要。若回饋信號不恰當，則LED供應電壓+V_LED 可過高或過低。若LED供應電壓過高，則電流槽DMOSFET 4A至4Q中將出現過多電力耗散。若LED供應電壓過低，則需要最高電流之LED串將不以指定位準(若存在)照射。

為實施CSFB功能，對一LED串之正向電壓之準確監視需要至電流槽DMOSFET 4A至4Q之汲極之電接達，此對多晶片實施方案而言可係特別有疑問的，從而導致額外封裝接針及添加之組件成本。

電流槽DMOSFET 4A至4Q使用離散DMOSFET來實現以避免過熱。視情況採用額外離散MOSFET 3A至3Q(通常係高電壓離散MOSFET)以箝位跨越電流槽DMOSFET 4存在之最大電壓，尤其係針對較高電壓(例如，超過100 V)下之操作。

組件3A至3Q中之每一者係需要其僅拾取放置操作以將其定位及安裝於其印刷電路板上的一單獨封裝中之一離散裝置。一電流槽DMOSFET、一箝位器MOSFET(若存在)及其相關聯LED串共同稱作一「通道」。

針對一n通道LED驅動器系統，每一組離散MOSFET 3A至3Q及DMOSFET 4A至4Q連同其對應白色LED串一起重複「n」次。舉例而言，除SMPS模組9之外，一16通道背光系統需要34個組件(即，一微控制器、一高接針計數LED介面IC、及32個離散MOSFET)以回應於自純量IC 8產生之視訊資訊而促進局部調光。解決方案複雜且昂貴。

在某些情形中，可期望將LED電力分成一個以上電源供應器(例如)以減小任何一個供應器及其組件中之電力耗散，但先前技術LED介面IC不可支援多個獨立回饋信號。在RGB背光式顯示器之情形中，解決方案甚至更複雜且昂貴。由於現有及先前技術LED驅動器及控制器包含每積體電路僅一單個CSFB信號，因此獨立地調節三個不同電源供應器需要三個單獨LED介面IC連同三個單獨電源供應器一起，從而使得現今之RGB背後照明解決方案過於昂貴。

在任一情形中，大數目個離散組件之總成(亦即，一高BOM計數)導致由高接針計數封裝6之高封裝成本進一步加劇之昂貴PCB總成。對此大數目個接針之需要圖解說明於圖2A中，其圖解說明一LED驅動系統之一個別通道之較大電路細節。如所展示，每一通道包含「m」個串聯連接 LED 21之一串、具有一整體高電壓二極體23之一疊接箝位器MOSFET 22、一電流槽MOSFET 24及一電流感測電流精確閘極驅動器電路25。

主動電流槽MOSFET 24係具有一閘極、源極及汲極連接之一離散功率MOSFET，較佳地一垂直DMOSFET。電流精確閘極驅動器電路25感測電流槽MOSFET 24中之電流且給其提供所需閘極驅動電壓以傳導一精確電流量。在正常操作中，電流槽MOSFET 24在其飽和操作模式中操作，從而獨立於其汲極至源極電壓控制一恆定電流位準。由於汲極電壓及電流之同時存在，因此電力耗散於MOSFET 24中。

出於兩個目的-偵測一LED故障電路27中之經短路LED之出現及透過CSFB電路26促進至系統之SMPS之回饋而需要對電流槽MOSFET 24之汲極電壓之連續量測。由CSFB電路26產生之信號對將+V_LED 動態地調整至恰當電壓至關重要，該恰當電壓足夠高以保證照射每一LED串但足夠低以避免過多電壓外加於電流槽DMOSFET 24上從而導致不想要之電力耗散。在僅一個CSFB信號之情形下，不可能自一個以上電源供應器給LED供電(亦即，將電力要求分成兩個)以減小SMPS之大小、成本及加熱。

電流槽MOSFET 24需要至控制IC之三個連接，具體而言，用於電流量測之源極、用於給裝置加偏壓之閘極及用於故障及回饋感測之汲極。繪示每通道的此三個連接交叉離散至IC介面28。甚至在其中消除一疊接箝位器MOSFET 22且電流槽MOSFET 24必須維持高電壓(HV整體二極體23 所圖解說明)之圖2B中，每一通道仍需要交叉介面28的每通道的三個接針。此每通道三接針要求闡釋對圖1中所展示之高接針計數介面IC 6之需要。對於一個十六通道驅動器，對每通道的三個接針之需要使用48個接針以供輸出。包含SPI匯流排介面、類比功能、電源供應器等等，一成本高之64接針封裝或72接針封裝係有必要的。更糟糕的係，諸多TV印刷電路板組裝廠不能夠焊接具有任何小於0.8 mm或1.27 mm之一接針間距之封裝。具有一0.8 mm接針間距之一72接針封裝需要一14 mm×14 mm塑膠體以適應配合所有接針所需之周邊線性邊緣。

圖1中所展示之多晶片結構之一個顯著問題係介面IC 6中之溫度感測電路可僅偵測其中不出現顯著電力耗散之介面IC本身之溫度。遺憾地，其中可能不存在溫度感測之離散電流槽DMOSFET 4中產生顯著熱。在不存在溫度感測之情形下，電流槽MOSFET 4A至4Q中之任一者可過熱而系統不能夠偵測或糾正狀況。

總而言之，具有局部調光能力之LCD面板之LED背後照明之現今實施方案遭受成本、效能、特徵及安全性上之眾多基本限制。

高度整合之LED驅動器解決方案需要封裝於昂貴高接針計數封裝中之昂貴大面積晶粒且將熱集中於一單個封裝中，從而將驅動器限制於較低電流(此乃因由電流槽MOSFET之線性操作所致之電力耗散)及較低電壓(此乃因由針對較大數目個串聯連接LED而加劇之LED正向電壓不匹配所致之電力耗散)。

將一LED控制器與離散功率MOSFET組合之多晶片解決方案需要高材料建造(BOM)計數及甚至較高接針計數封裝。具有完全整合之LED驅動器之接針計數之幾乎三倍，一個十六通道解決方案可需要33至49個組件及大達14 mm×14 mm之一72接針封裝。此外，離散MOSFET不提供熱感測或防過熱之保護。在僅一個回饋信號之情形下，此等LED驅動器不可給不包含額外介面IC之兩個或兩個以上LED電源供應器供電，從而添加成本及複雜性。

類似地，擴展RGB背後照明之此等現有LED驅動器及介面IC之使用需要甚至一更高BOM計數，包含三個大高接針計數封裝及所有相關聯離散MOSFET。

用於TV之具有局部調光之一具成本效益且可靠背光系統需要的係消除離散MOSFET、提供一低總封裝成本、最小化任何組件內之熱濃度、促進過溫偵測及熱保護、保護低電壓組件免受高電壓影響及防止短路LED、靈活地擴縮以適應不同大小顯示器及維持對LED電流及亮度之精確控制之一新半導體晶片組。

理想地，一靈活解決方案將可擴縮以適應變化數目個通道、回饋信號、電源供應器及不同大小之顯示面板而不需要定製積體電路。

一種根據本發明之系統包括一介面積體電路(IC)，該介面積體電路(IC)將一電流感測回饋(CSFB)信號傳輸至用於設定用於複數個發光二極體(LED)串之一單個供應電壓之一切換模式電源供應器(SMPS)模組。複數個LED驅動器IC控制該等LED串中之電流且為該等LED串提供其他功能。

每一LED驅動器IC控制至少兩個LED串(通道)且包括在功能上鏈接至該LED驅動器IC中之鎖存器之一串列照明介面(SLI)匯流排移位暫存器。該等鎖存器用於儲存數位資料，該數位資料控制該等LED串中之電流且該數位資料可用於控制或監視關於該等LED串之其他功能，諸如偵測該LED串中之短路及開路電路及該LED驅動器IC中之過高溫度。

根據本發明，每一LED驅動器IC包括週期性地取樣跨越每一受控LED串之正向電壓降之電路及用於儲存此等取樣之一數位表示之一CSFB取樣鎖存器。該CSFB鎖存器可儲存由該LED驅動器IC控制之該等LED串中之任一者中之最高正向電壓降之一數位表示。每一CSFB鎖存器耦合至該LED驅動器IC之該SLI匯流排移位暫存器內之一暫存器。在某些實施例中，藉由感測控制穿過一LED串之電流之一電流槽MOSFET處之電壓來偵測跨越一LED串之正向電壓降。

該等LED驅動器IC中之各別SLI匯流排移位暫存器藉由呈一「菊鏈」配置之SLI匯流排線而串列地連接在一起，藉此形成既在介面IC處起源又在介面IC處終止之一SLI匯流排。因此，在以一串列方式將先前儲存於SLI匯流排暫存器中之資料位元往回推至該介面IC之過程中，自介面IC 移位出之資料位元透過該等SLI匯流排移位暫存器及連接其之該等SLI匯流排線串列地移動且傳回至該介面IC。

在某些實施例中，該SLI匯流排移位暫存器含有儲存自該LED驅動器IC內之該CSFB鎖存器接收之CSFB資料之一專用CSFB暫存器。類似地，該SLI匯流排移位暫存器可含有以一個一對一關係與LED介面IC內之其他功能與取樣鎖存器鏈接之其他專用暫存器。

另一選擇係，在一較佳實施例中，每一LED驅動器IC中之該SLI匯流排移位暫存器包括一前置暫存器及一資料暫存器，亦即，該SLI匯流排暫存器中之暫存器與該LED驅動器IC中之鎖存器之間的一對一關係。該LED驅動器IC中之該CSFB鎖存器及其他鎖存器由該前置暫存器中之一數位字組(digital word)(位址)來識別，從而允許儲存於該CSFB鎖存器中之資料複製至該資料暫存器中。此結構節約該LED驅動器IC上貴重半導體「佔用面積」且藉此顯著減小成本。

在任一實施例中，表示由該LED驅動器IC控制之任一LED串之最高正向電壓之一數位字組可讀取至並儲存於該驅動器IC之SLI匯流排移位暫存器內之一暫存器中。

該介面IC含有能夠接收儲存於該等SLI匯流排移位暫存器中之CSFB資料且自其選擇表示由LED控制之該等LED串中之任一者之最高正向電壓降之CSFB字組之電路。然後由該介面IC使用此字組來產生一CSFB信號，SMPS模組使用該CSFB信號來設定用於所有受控LED串之適當供應電壓。

以預定間隔實施對該等LED驅動器IC中之CSFB資料之取樣，在對該等LED驅動器IC中之每一者中之CSFB資料取樣之後將資料再次移位至該介面IC，該介面IC然後將一新SCFB信號發送至SMPS模組，從而允許基於該等受控LED串當中之新最高正向電壓降而適當調整供應電壓。

此配置允許含有不同數目個LED串及其他參數之系統之靈活性及可擴縮性。

該配置亦允許一LED驅動系統容易地分割成由不同SMPS模組以不同供應電壓供應之不同LED串群組。舉例而言，當一顯示器含有通常需要不同供應電壓之單獨紅色、綠色及藍色LED串時，此係有用的。在此情況中，該介面IC含有能夠分離分別與紅色、綠色及藍色LED串相關之CSFB字組且將適當CSFB信號發送至為不同LED串提供供應電壓之單獨SMPS模組之電路。在其中該等SLI匯流排移位暫存器含有專用SCFB暫存器之實施例中，可藉由計數所接收位元之數目執行分離製程以識別CSFB資料與該等LED串中之哪一者相關。在其中SLI移位暫存器含有前置暫存器及資料暫存器之實施例中，前置可用於識別CSFB資料與該等LED串中之哪一者相關。

如背景技術章節中所闡述，用於TV及大螢幕LCD之現有背光解決方案係複雜、昂貴且不靈活的。為在不犧牲安全及可靠操作之情形下減小用於LCD之具有局部調光之背光系統之成本明確需要至少消除離散MOSFET、最小化任何組件內之熱濃度、促進過溫偵測及熱保護及保護低電壓組件免受高電壓影響之一完全新的架構。雖然僅僅滿足此等目的可不足以達成能夠滿足家庭消費型電子產品市場之需求成本目標之一真實具成本效益解決方案，但此一改良係朝實現低成本局部調光之此一目標邁進的一必要第一步。

本文中所闡述之本發明達成用於實現用於具有能量高效局部調光能力之大螢幕LCD及TV之安全且經濟上可行之LED背後照明系統之一新具成本效益且可擴縮架構。本文中所揭示之新LED驅動系統、功能分割及架構完全消除前述成本、功能性及對高接針計數封裝之需要之問題。新架構基於包含以下各項之特定基本前提：

1.電流槽MOSFET之類比控制、感測及保護應與其相關聯電流槽MOSFET在功能上整合在一起，而非分離成另一IC。

2.基礎調光、相位延遲功能、LED電流控制及通道特定 功能應與其控制之電流槽MOSFET在功能上整合在一起，而非分離成另一IC。

3.非一特定通道唯一之系統時序、系統μC主機協商及其他全域參數及功能不應與電流槽MOSFET在功能上整合在一起。

4.每經封裝裝置之整合式通道(亦即，電流槽MOSFET)之數目應針對熱管理經最佳化以避免過熱同時滿足指定LED電流、供應電壓及LED正向電壓不匹配要求。

5.與多通道LED驅動器之通信及對其之控制應採用一低接針計數方法，從而在中央介面IC上以及在每一LED驅動器IC上理想地需要總計不超過三個封裝接針。通信方法應構成驅動器IC之晶粒面積及成本之僅一小分率。

6.介面與驅動器IC中之功能整合之位準應經平衡以促進使用與單層PCB總成相容之低成本且低接針計數封裝。

7.理想地，系統應靈活地擴縮至任何數目個通道而不需要IC之顯著重新設計。

圖1之習用架構(亦即，驅動若干個離散功率MOSFET之一中央化控制器)未能滿足上述目標中之甚至一者，主要乃因針對所有數位及類比資訊處理，其需要一中央控制點或「命令中心」。必要地，命令中心IC必須與其μC主機通信以及直接感測及驅動每一電流槽MOSFET。此高程度之組件連接性需求大數目個輸入線及輸出線，從而需要高接針計數封裝。

分散式LED驅動架構概述

與先前技術成強烈對比，上文設計準則闡述(若未授權)不存在對中央控制之需要之一「分散式」系統。在所揭示之分散式系統中，一介面IC將自主機μC獲得之資訊轉譯成一簡單串列通信協定，從而將指令以數位方式發送至連接至串列匯流排之任何數目個智慧LED驅動器「輔助」IC。

Williams等人之標題為「Low Cost LED Driver with Integral Dimming Capability」的頒發給Williams等人之第13/346,625號申請案中闡述促進上文準則之一LED驅動器之實施方案，該申請案以全文引用方式併入本文中。Williams等人之標題為「Low Cost LED Driver with Improved Serial Bus」的頒發給Williams等人之第13/346,647號申請案中闡述一LED驅動器之一替代版本，該申請案亦以全文引用方式併入本文中。

此處重述此等申請案之主要概念，包含介面及LED驅動器IC之一硬體說明及一發明「串列照明介面」之數個版本之操作或含有具體而言與控制LED照明相關之參數之SLI匯流排-串列通信協定。每一驅動器IC回應於其SLI匯流排數位指令而在無介面IC之輔助之情形下局部地 執行諸如動態精確LED電流控制、PWM亮度控制、相位延遲及故障偵測等所有必要LED驅動器功能。當以一「菊鏈」方式往回連接至該介面IC時，驅動器IC中之任一者中出現之故障狀況(諸如一開路LED、一短路LED或一過溫故障)亦可往回傳遞至該介面IC且最終至主機μC。

雖然兩個上文所引用申請案中所揭示之基礎架構類似，其之SLI匯流排協定及實體介面之實現不同。在第一申請案中所闡述之「寬(fat)」SLI匯流排協定中，採用長數位字組來將所有控制參數載入至一單個SLI匯流排廣播中之每一LED驅動器IC中，亦即，一次將針對每一驅動器IC之每一暫存器之所有資料自該介面IC移位出至SLI匯流排上。在第二申請案中所闡述之替代版本中，引導發明「前置多工」SLI匯流排協定、較小數位字組朝向使用多個SLI匯流排廣播之特定功能性鎖存器。

不管所採用SLI匯流排協定如何，每一LED驅動器IC皆包含一類比電流感測回饋(CSFB)輸入接針(CSFBI)及輸出接針(CSFBO)，該類比電流感測回饋(CSFB)輸入接針(CSFBI)及輸出接針(CSFBO)以一菊鏈方式與其他驅動器IC之CSFBI及CSFBO接針且與介面IC連接以將回饋提供至高電壓切換模式電源供應器(SMPS)，從而動態地調節給LED串供電之電壓。類比CSFB信號在每一LED驅動器IC上需要兩個封裝接針。不管所整合通道之數目如何，每一LED驅動器IC皆輸出僅一單個CSFB信號。

透過SLI匯流排，每一輔助LED驅動器IC與一中央比較介面IC通信，從而解譯來自一視訊/圖形處理器或純量IC之SPI匯流排命令且將其接收之SPI匯流排資訊轉譯成SLI匯流排命令。連同其轉譯責任一起，此介面IC將一參考電壓供應至確保良好電流匹配所需之所有LED驅動器IC，產生Vsync及灰階時脈(GSC)脈衝以同步化其操作，及針對潛在故障監視每一LED驅動器IC。其亦促進使用一晶片上運算跨導放大器(OTA)來將類比電壓CSFB信號電壓至電流轉譯成一類比電流ICSFB信號。類比CSFB信號在介面IC上需要兩個封裝接針(CSFBI及ICSFB)，CSFBI接針用以自該等LED驅動器IC接收電壓CSFB信號且ICSFB接針用以將電流CSFB信號傳輸至SMPS。

因此，藉由重新分割一LED背光系統之功能以使得精確電流控制及調光、故障偵測以及CSFB感測及回饋與高電壓電流槽DMOSFET整合且不在系統介面IC中，可消除高接針計數封裝且實現一可擴縮分散式系統。

具有整體調光、故障偵測及CSFB回饋之LED驅動器

圖3A中展示具有SLI匯流排通信之一發明LED驅動器IC 51之實施方案，其包括一雙通道驅動器，該雙通道驅動器具有整合式電流槽DMOSFET 55A及55B、具有整體高電壓二極體58A及58B之疊接箝位器DMOSFET 57A及57B、用於準確電流控制之電流精確閘極驅動器電路56A及56B、一類比控制與感測電路60及一數位控制與時序電路59。一晶片上偏壓供應與調節器62給IC供電。

LED驅動器IC 51以150 V阻斷能力與±2%絕對電流準確度、12個位元之PWM亮度控制、12個位元之PWM相位控制、8個位元之電流控制、用於LED開路及LED短路狀況之故障偵測以及過溫偵測(其係全部透過一高速SLI匯流排來控制，且藉由一共同Vsync及灰階時脈(GSC)信號與其他驅動器同步化)提供對250 mA LED驅動之兩個通道之完全控制。雖然所展示特定實例圖解說明經額定為150 V阻斷能力之疊接箝位器DMOSFET 57A及57B，但裝置可視需要針對操作而經定大小自100 V至300 V。250 mA之驅動器IC之電流額定值係藉由封裝之電力耗散及兩個LED串52A及52B中之正向電壓之不匹配而設定。

在操作中，LED驅動器IC 51在其串列輸入SI接針上接收經饋送至一SLI匯流排移位暫存器61之輸入中之一資料串流。資料係以藉由介面IC(未展示)所供應之一串列時脈SCK信號設定之一速率控時(clocking)。資料之最大時脈速率取決於用於實施移位暫存器61之CMOS技術，但10 MHz下之操作可甚至使用0.5 μm線寬製程及晶圓製作來達成。只要SCK信號繼續運行，資料即將移位至移位暫存器61中且最終在其至串列菊鏈中之下一LED驅動器IC之途中離開串列輸出接針SO。

在意欲用於驅動器IC 51之資料到達移位暫存器61之後，由發送資料之介面IC暫時地停止SCK信號。使用「寬」SLI匯流排協定，用於控制LED驅動器IC參數之所有串列資料一次移位至SLI匯流排移位暫存器61中，亦即，資料移位至菊鏈中之每一驅動器IC中之移位暫存器61。即使必須改變僅一個參數，亦將所有資料重新寫入至移位暫存器61中。此後，一Vsync脈衝將來自移位暫存器61之資料鎖存至數位時序與控制(DC&T)電路59內所含有之鎖存器中且鎖存至類比控制與感測AC&S電路60內所含有之鎖存器中，此等鎖存器包括正反器或靜態RAM中。亦在Vsync脈衝時，先前經寫入至AC&S電路60內所含有之故障鎖存器中之任何資料將經複製至SLI匯流排移位暫存器61之適當位元中。

串列時脈信號SCK之一恢復將移動移位暫存器61內之讀取及寫入位元穿過菊鏈至下一IC中。在一較佳實施例中，菊鏈形成連接回至介面IC之一環路。將新資料發送至菊鏈中最終推動駐存於移位暫存器中之現有資料穿過該環路且最終回至介面IC。以此方式，介面IC可與個別LED驅動器IC通信，從而設定LED串亮度及時序，且個別驅動器IC可將個別故障狀況傳遞回至介面IC。

使用此控時方案，資料可透過大數目個驅動器IC以一高速度移位而不影響LED電流或致使閃爍，此乃因控制電流槽DMOSFET 55A及55B之電流及時序僅在每一新Vsync脈衝時改變。Vsync可自60 Hz變化至960 Hz，其中灰階時脈頻率成比例地調整，通常為4096乘以Vsync頻率。由於Vsync慢，低於1 kHz，因此當與SLI匯流排時脈SCK頻率相比時，介面IC具有修改及再發送資料或在一既定垂直同步脈衝持續時間內多次查詢故障鎖存器之靈活性。

開始Vsync脈衝時，在恰當相位延遲且達恰當脈衝寬度持續時間或作用時間因數D之後，DC&T電路59產生兩個PWM脈衝以將電流精確閘極驅動器電路56A及56B之輸出雙態切換接通及關斷。電流精確閘極驅動器電路56A及56B分別感測電流槽MOSFET 55A及55B中之電流且提供恰當閘極驅動電壓以在每一電流槽MOSFET由每一電流精確閘極驅動器電路所提供之PWM脈衝啟用之時間期間維持一目標電流。因此，電流精確閘極驅動器電路之操作係一「經選通」放大器之彼操作，以數位方式脈衝接通及關斷但控制LED中之電流作為一類比參數。

藉由Vref信號且藉由一Iset電阻器54之值針對所有LED驅動器IC全域地設定峰值電流。在一較佳實施例中，Vref信號由介面IC產生，或其可經供應作為來自SMPS之一輔助輸出。

可由包括分別在任一256至4096不同階中將電流槽MOSFET之電流調整至峰值電流值之自0%至100%之一百分比之一8至12位元字組之點鎖存器透過SLI匯流排進一步控制任何一個LED串中之特定電流。以此方式，使用新揭示之架構可能達成模擬一電流模式數位轉類比轉換器或「電流DAC」之功能之對LED電流之精確數位控制。在LCD背後照明應用中，此特徵可用於校準背光亮度、用於改良背光均勻性或用於以3D模式操作。

如所展示，流動穿過LED串52A之電流由電流槽DMOSFET 55A及對應電流精確閘極驅動器電路56A控制。類似地，流動穿過LED串52B之電流由電流槽DMOSFET 55B及對應電流精確閘極驅動器電路56B控制。外加於電流槽DMOSFET 55A及55B上之最大電壓由疊接箝位器DMOSFET 57A及57B限制。只要LED之數目「m」不過大，電壓+V_LED 將不超過PN二極體58A及58B之擊穿電壓，且電流槽MOSFET上之最大電壓將限制於約10 V(一個臨限電壓，其低於由偏壓電路62外加於疊接箝位器DMOSFET 57A及58B上之閘極偏壓)。偏壓電路62亦使用一線性電壓調節器與濾波電容器53來產生5伏Vcc供應以操作其來自24 V VIN輸入之內部電路。

電流槽DMOSFET 55A及55B上之汲極電壓亦由AC&S電路60監視且與儲存於來自SLI匯流排移位暫存器61之其SLED暫存器中之一過電壓值比較。若汲極電壓低於經程式化值，則LED串正常操作。然而，若電壓升高約指定值，則一或多個LED短路且偵測到一故障且針對彼特定通道予以記錄。同樣地，若電流精確閘極驅動器電路不可維持所需電流(亦即，該LED串正以「不足電流」操作)，則其意指一LED已未能開路且失去電路連續性。然後關斷通道，忽略其CSFB信號，且報告故障。可藉由針對意指電流精確閘極驅動器電路正儘可能「全接通」地驅動電流槽DMOSFET之閘極之一飽和狀況監視電流槽DMOSFET或另一選擇係藉由監視跨越電流精確閘極驅動器電路之輸入端子之電壓降來執行感測此「不足電流」。當電流精確閘極驅動器電路之輸入端子處之電壓下降過低時，不足電流狀況已出現，藉此指示一開路LED故障。

若偵測到一過溫狀況，則報告一故障且使通道接通且傳導直至介面IC發送用以關閉彼通道之一命令為止。然而，若溫度繼續升高至危險位準，則AC&S電路60將獨立停用該通道並報告故障。不管一故障之性質如何(無論短路LED、一開路LED還是過溫狀況)，AC&S電路60內之一開路汲極MOSFET皆每當一故障出現時將啟動並將FLT接針拉為低，從而將一故障狀況已出現之信號發至主機μC。

AC&S電路60亦包含一類比電流感測回饋(CSFB)信號，該類比電流感測回饋(CSFB)信號反應兩個電流槽DMOSFET 55A及55B之汲極處及CSFBI輸入接針處之電壓以判定三個電壓中之哪一者最低且將彼電壓傳遞至CSFBO輸出接針。以此方式，最低電流槽MOSFET源極電壓及因此具有最高正向電壓降之LED串傳遞至下一驅動器IC之輸入且最終回至介面IC，該介面IC回應地產生一CSFB信號，SMPS使用該CSFB信號來將正確+V_LED 供應至LED串之供應軌。整合式電流感測回饋功能在每一LED驅動器IC上使用兩個接針(CSFBI及CSFBO)且在CSFBO接針上輸出僅一個類比信號，而不管LED驅動器IC 51中所整合之通道之數目如何。

以所闡述方式，可在不需要一中央介面IC之情形下實現具有整體調光及故障偵測能力之一LED驅動器IC 51。

圖3B中展示滿足上文準則之一LED驅動器65之一替代實施方案。整合於一LED驅動器IC 66中之LED驅動器65係具有整合式電流槽DMOSFET但不具有疊接箝位器MOSFET之一雙通道驅動器。而是，電流槽DMOSFET 72A及72B含有經設計以當DMOSFET 72A及72B處於一關斷狀況中時維持高電壓之整體高電壓二極體73A及73B。通常，此一設計最適用於在100 V以下操作，但若需要則其可擴展至150 V。如在圖3A之LED驅動器IC 51中，電流精確閘極驅動器電路71A及71B促進由一類比控制與感測電路70及一數位控制與時序電路74控制之準確電流控制。一晶片上偏壓供應與調節器69在此情形中自Vcc而非如在驅動器IC 51中自24 V輸入給LED驅動器IC 66供電。除缺少疊接箝位器DMOSFET以外，驅動器IC 66類似於透過其SLI匯流排75控制之驅動器IC 51地操作。

LED驅動器IC 66包含使用兩個接針之一整合式電流感測回饋功能且輸出僅一個類比信號CSFBO，而不管所整合之通道之數目如何。

圖3C中展示使用一前置多工SLI匯流排之一發明LED驅動器80之一實施方案。LED驅動器80係一雙通道驅動器且形成於一LED驅動器IC 81上。LED驅動器包含具有整體高電壓二極體88A及88B之電流槽DMOSFET 87A及87B、電流精確閘極驅動器電路86A及86B、一類比控制與感測(AC&S)電路85及一數位控制與時序(DC&T)電路89。一晶片上偏壓供應與調節器84自一Vcc輸入給LED驅動器IC 81供電。

LED驅動器80以150 V阻斷能力與±2%絕對電流準確度、12個位元之PWM亮度控制、12個位元之PWM相位控制、8個位元之電流控制、針對LED開路及LED短路狀況之故障偵測以及過溫偵測(其係全部透過一高速SLI匯流排控制，且藉由一共同Vsync及灰階時脈(GSC)信號與其他驅動器同步化)提供對250 mA LED驅動之兩個通道之完全控制。雖然所展示之特定實例圖解說明經額定為150 V阻斷能力之電流槽DMOSFET，但裝置可視需要針對操作而經定大小自100 V至300 V。250 mA的裝置之電流額定值藉由封裝之電力耗散及被驅動之兩個LED串中之正向電壓之不匹配設定。在一100 V額定值以上，有利的係，整合與電流槽DMOSFET 87A及87B串聯之高電壓疊接箝位器DMOSFET(未展示)，藉此電流槽MOSFET 87A及87B不需要高於箝位電壓(亦即，高於12 V)操作。

在操作中，LED驅動器IC 81在其串列輸入SI接針上接收經饋送至前置多工SLI匯流排移位暫存器90之輸入中之一資料串流。資料以藉由介面IC(未展示)所供應之串列時脈SCK信號設定之一速率控時。資料之最大時脈速率取決於用於實施移位暫存器90之CMOS技術，但10 MHz下之操作可甚至使用0.5 μm線寬製程及晶圓製作來達成。只要SCK信號繼續運行，資料將移位至移位暫存器90中且最終在其至串列菊鏈中之下一裝置之途中離開串列輸出接針SO。

在對應於特定驅動器IC之資料到達移位暫存器90之後，由發送資料之介面IC暫時地停止SCK信號。一解碼器91解譯待受控制之功能性鎖存器及通道且引導多工器92將SLI匯流排介面90內之資料暫存器連接至數位控制與時序(DC&T)電路89或類比控制與感測(AC&S)電路85內之適當功能性鎖存器。

此後，一Vsync脈衝將來自SLI匯流排90中之資料移位暫存器之資料鎖存至任一DC&T電路89或AC&S電路85內所含有之鎖存器中，該等鎖存器包括正反器或靜態RAM。在解碼器指示SLI匯流排詢問AC&S電路85內之故障鎖存器之情況中，然後在Vsync脈衝時，先前寫入至AC&S電路85內所含有之故障鎖存器中之任何資料將複製至SLI匯流排移位暫存器90之適當位元中。

串列時脈信號SCK之一恢復移動移位暫存器90內之讀取及寫入位元穿過菊鏈至下一IC中。在一較佳實施例中，菊鏈形成連接回至發送資料之介面IC之一環路。將新資料發送至菊鏈中最終將駐存於移位暫存器中之現有資料推動穿過該環路且最終回至介面IC。以此方式，介面IC可與個別LED驅動器IC通信，從而設定LED串亮度及時序，且個別驅動器IC可將個別故障狀況往回傳遞至介面IC。

使用此控時方案，資料可透過大數目個驅動器IC以一高速度移位而不影響LED電流或致使閃爍，此乃因控制電流槽DMOSFET 87A及87B之電流及時序僅在每一新Vsync脈衝時改變。Vsync可自60 Hz變化至960 Hz，其中灰階時脈頻率成比例地擴縮，通常為4096乘以Vsync頻率。由於Vsync為低，低於1 kHz，因此當與串列時脈SCK信號之頻率比較時，介面IC具有修改及再發送資料或在連續Vsync脈衝之間的間隔中多次查詢故障鎖存器之靈活性。

由於在前置多工或「薄(slim)」SLI匯流排協定中SLI匯流排介面90內之資料暫存器大得不足以寫入至來自一單個SLI匯流排字組或資料封包之DC&T電路89及AC&S電路85內之所有功能性鎖存器，然後介面IC必須將多個SLI匯流排封包發送至驅動器IC以載入所有鎖存器。當第一次起始所有功能性鎖存器時或當必須同時地改變一個以上功能性鎖存器中之資料時，在啟動時發生此狀況。若允許在數個Vsync週期內在多個階中逐漸地改變控制電流精確閘極驅動器電路86A及86B之資料(例如，首先改變Φ鎖存器，然後改變D鎖存器，然後改變點鎖存器等)，則一觀看者可能夠辨別階改變作為視訊影像中之閃爍或雜訊。上文所提及之Williams等人之標題為「Low Cost LED Driver with Improved Serial Bus」之第13/346,647號申請案中之章節「Simultaneously Loading Multiple Functional Latches」中揭示避開此潛在問題之數項發明解決方案。

在已載入功能性鎖存器資料之後，開始下一Vsync脈衝，在恰當相位延遲且達恰當脈衝寬度持續時間或作用時間因數D之後，DC&T電路89產生兩個PWM脈衝以將電流精確閘極驅動器電路86A及86B之輸出雙態切換接通及關斷。電流精確閘極驅動器電路86A及86B分別感測電流槽MOSFET 87A及87B中之電流且提供恰當閘極驅動電壓以在電流槽MOSFET 87A及87B由來自電流精確閘極驅動器電路86A及86B之PWM脈衝啟用之時間期間維持一目標電流。電流精確閘極驅動器電路之操作因此類似於一「經選通」放大器之彼操作，以數位方式脈衝接通及關斷但控制LED中之電流作為一類比參數。

藉由Vref信號且藉由Iset電阻器82之值全域地設定所有LED驅動器電路中之峰值電流。在一較佳實施例中，Vref信號由介面IC產生或可經供應作為來自SMPS之一輔助輸出。在一替代實施例中，可消除通道特定的點校正，且Vref可經調變以促進對LED電流之全域電流控制。

在能夠通道特定的點校正之驅動器中，任何一個LED串中之電流可由較佳地包括分別在任一256至4096不同階中將電流槽MOSFET中之電流調整至峰值電流值之自0%至100%之一百分比之一8至12位元字組之點鎖存器透過SLI匯流排控制。以此方式，使用新揭示之架構可能達成模擬一電流模式數位轉類比轉換器或「電流DAC」之功能之對LED電流之精確數位控制。在LCD背後照明應用中，此特徵可用於校準背光亮度，用於改良背光均勻性或用於在3D模式中操作。

上文所引用之頒發給Williams等人之標題為「Low Cost LED Driver with Integral Dimming Capability」之第13/346,625號申請案中詳細地論述了電流精確閘極驅動器電路86A及86B以及AC&S電路85之結構及操作。

如所展示，由電流槽DMOSFET 87A及對應電流精確閘極驅動電路86A控制流動穿過LED串83A之電流。類似地，由電流槽DMOSFET 87B及對應電流精確閘極驅動電路86B控制流動穿過LED串83B之電流。在不具有疊接箝位器MOSFET之情形下，外加於電流槽DMOSFET 87A及87B上之最大電壓限制於在高電壓二極體88A及88B之擊穿電壓以下操作。偏壓電路84自一5V Vcc輸入產生內部晶片偏壓電壓。

電流槽DMOSFET 87A及87B上之汲極電壓亦由AC&S電路85監視且與儲存於來自SLI匯流排90之其SLED暫存器中之一過電壓值比較。若汲極電壓低於經程式化值，則LED串正常操作。然而，若電壓升高約指定值，則一或多個LED短路且偵測到一故障且針對彼特定通道予以記錄。同樣地，若電流精確閘極驅動器電路不可維持所需電流(亦即，該LED串正「不足電流」操作)，則其意指一LED已未能開路且失去電路連續性。然後關斷通道，忽略其CSFB 信號且報告故障。可藉由針對意指電流精確閘極驅動器電路正儘可能「全接通」地驅動電流槽DMOSFET之閘極之一飽和狀況監視電流槽DMOSFET或另一選擇係藉由監視跨越電流精確閘極驅動器電路之輸入端子之電壓降來執行感測此「不足電流」。當電流精確閘極驅動器電路之輸入端子處之電壓下降過低時，不足電流狀況已出現，藉此偵測一開路LED故障。

若偵測到一過溫狀況，則報告一故障且使通道接通且傳導直至介面IC發送用以關閉彼通道之一命令為止。然而，若溫度繼續升高至危險位準，則AC&S電路85將獨立停用該通道並報告故障。不管一故障之性質如何(無論短路LED、開路LED還是過溫)，每當一故障出現時，AC&S電路85內之一開路汲極MOSFET將啟動並將FLT接針拉為低，從而將一故障狀況已出現之信號發至主機μC。

AC&S電路85亦包含一類比電流感測回饋(CSFB)信號，該類比電流感測回饋(CSFB)信號反應兩個電流槽DMOSFET 87A及87B之汲極處及CSFBI輸入接針處之電壓以判定三個電壓中之哪一者最低且將彼電壓傳遞至CSFBO輸出接針。以此方式，將最低電流源電壓及因此具有最高正向電壓降之LED串傳遞至下一LED驅動器之輸入且最終傳遞回至SMPS以給+V_LED 供應軌供電。整合於LED驅動器IC 81中之整合式電流感測回饋功能使用兩個接針且輸出僅一個類比信號CSFBO，而不管所整合之通道之數目如何。

以所闡述方式，可在不需要一中央介面IC之情形下實現具有整體調光及故障偵測能力之一個兩通道LED驅動器81。

SLI匯流排介面IC及系統應用

圖4中之系統100圖解說明用於具有以由本發明指定之方式實施之局部調光之LED背後照明之一分散式系統之應用。該圖圖解說明驅動由一共同SMPS 108供電之具有整體調光及故障偵測之一系列LED驅動器IC 81A至81H之一介面IC 101。

LED驅動器IC 81A至81H(本文中有時個別地稱作LED驅動器IC 81)中之每一者可包括圖3C中所展示之採用前置多工SLI匯流排協定之裝置，或另一選擇係可採用一寬匯流排協定，諸如圖3A及圖3B中所展示之裝置。每一驅動器IC 81可同樣地併入如圖3B及圖3C中所展示之一高電壓電流槽DMOSFET或另一選擇係可整合諸如圖3A中所展示之一疊接箝位保護之電流槽DMOSFET。在系統100中，LED驅動器IC 81圖解說明為不具有多工器92及解碼器91(圖3C中所展示)，其中理解，此等功能視需要(亦即，每當利用一前置多工SLI匯流排協定時)內嵌於SLI匯流排介面90內。

包括三個數位時脈信號、一個數位故障信號及一個類比參考電壓之五個共同信號線107將介面IC 101連接至每一驅動器IC 81。一時序與控制電路124與透過一SPI匯流排介面122接收之來自一主機μC(未展示)之資料同步地產生 Vsync及GSC信號。時序與控制電路124亦監視FLT中斷線以立即偵測一潛在問題。一參考電壓源125將一參考電壓全域地提供至系統以便確保良好通道間電流匹配。一偏壓供應電路126自由SMPS 108所產生之一固定+24 V供應軌110供應之一VIN電壓給介面IC 101供電。偏壓供應電路126亦產生較佳地5 V之一經調節供應電壓Vcc以給LED驅動器81A至81H供電。Vcc供應電壓由一電容器102濾波。

在此實例中，每一LED驅動器81A至81H包括兩個高電壓電流控制通道，該兩個高電壓電流控制通道包含具有整體HV二極體88A至88Q之電流槽DMOSFET 87A至87Q、電流精確閘極驅動器電路86A至86Q、DC&T電路89A至89H、AC&S電路85A至85H及串列SLI匯流排介面移位暫存器90A至90H。雖然LED驅動器IC 81與圖3B中所展示之驅動器IC 66一樣缺少一疊接箝位，但系統組態與圖3A中所展示之LED驅動器IC 51同樣地工作，惟24 V VIN供應而非Vcc用於給LED驅動器IC供電且給疊接箝位器DMOSFET之閘極加偏壓除外。

在其中介面IC 101內之SLI電路123之SO串列輸出經由線113A連接至LED驅動器81A之SI輸入、LED驅動器81A之SO輸出經由線113B連接至LED驅動器81B(未展示)之SI輸入等等之所展示實例中，包括連接LED驅動器81之線113A至113I之一SLI匯流排113包括一菊鏈。SLI匯流排線113H連接至系統100中所展示之最後一個LED驅動器81H之SI輸入。LED驅動器81H之SO輸出又經由線113I連接至介面IC 101內之SLI電路123之SI輸入。以此方式，SLI匯流排線113A至113I(共同地稱作SLI匯流排113)形成源自介面IC 101、延續穿過LED驅動器IC 81A至81H(共同地稱作LED驅動器IC 81)中之每一者且回至本身之一完全環路。將資料自介面IC 101之SO接針移位出將一相等長度位元串同時傳回至介面IC 101之SI接針中。

SLI電路123視需要產生SLI匯流排串列時脈SCK信號。由於LED驅動器IC 81不具有晶片位址，因此經控時穿過SLI匯流排113之位元之數目必須恰當地相關於被驅動之裝置之數目。可透過程式化SPI匯流排介面122中之資料交換之軟體或藉由對介面IC 101之一硬體修改來調整被驅動之裝置之數目及因此經控時穿過SLI匯流排113之位元之數目。以此方式，系統100內之通道之數目可靈活地變化以匹配顯示器之大小。透過SLI匯流排113移位(亦即，在匯流排113上廣播)之位元之數目取決於所採用SLI匯流排協定及SLI匯流排移位暫存器90A至90H中之位元之總數目。舉例而言，「寬」SLI匯流排協定需要每雙通道LED驅動器72至88個位元，而前置多工SLI匯流排實質上較小，例如，每LED驅動器IC一固定32個位元，而不管整合至每一驅動器IC中之通道之數目如何。

當使用一硬體介面IC 101來控制SLI匯流排通信時，修改SLI匯流排電路123中之暫存器以移位出更少或更多個位元需要介面IC 101之製造或設計之一修改。一替代方法涉及用一可程式化介面IC替換介面IC 101，該可程式化介面 IC使用軟體來調整驅動器以用於適應菊鏈中之更少或更多個LED驅動器IC。

遞送至SMPS 108之電流感測回饋(CSFB)信號由一類比菊鏈產生，其中LED驅動器IC 81H上之CSFBI輸入接針經由線112I繫結至Vcc，LED驅動器IC 112H之CSFBO輸出接針經由線113H連接至LED驅動器81G之CSFBI輸入接針等等，其中每一驅動器IC包括一個CSFBI輸入接針及一個CSFBO輸出接針。最後，線112B將LED驅動器IC 81B之CSFBO輸出接針連接至LED驅動器IC 81A之CSFBI輸入接針，LED驅動器IC 81A之CSFBI輸入接針又使其CSFBO輸出接針透過線112A連接至介面IC 101之CSFBI輸入接針。CSFB信號每當其通過驅動具有高於先前串之一正向電壓降Vf之一LED串之一驅動器IC時在電壓上下降。

作為一菊鏈，不存在具有一個特定電壓之一個共同線，而是CSFB電壓自鏈中之第一個LED驅動器IC級聯至最後一個LED驅動器IC，最後一個線112A上之CSFB電壓表示在整個LED陣列中具有最高Vf之LED串。一運算跨導放大器OTA 127在介面IC 101之ICSFB接針處將線112A上之最後一個CSFB信號轉換成電流感測回饋(CSFB)信號，該電流感測回饋(CSFB)信號經由線111遞送至SMPS 108。回應於該CSFB信號，SMPS 108將供應軌109上之+V_LED 電壓驅動至用於在無過量電力耗散之情形下無閃爍照明之最佳電壓。

在系統100中，CSFB信號111之僅一單個值由介面IC 101 及CSFB菊鏈112A至112I產生以驅動SMPS 108。在其中需要一個以上+V_LED 供應電壓之系統(例如，較大較高電流背光式顯示器或具有RGB背後照明之顯示器)中，需要一個以上介面IC 101來給一個以上SMPS供電。舉例而言，藉由針對不同色彩之LED重複整個系統100，亦即，一個系統用於紅色LED，一個用於藍色LED且一第三者用於綠色LED，本架構可擴展至多個SMPS解決方案，儘管以一相對高成本。如此，介面IC 101之三個例示將經由一共用SPI匯流排與一共同背光μC及純量IC共同地通信，但將以其他方式獨立地操作。遺憾地，此一方法亦使互連導線之數目成為三份，從而使PCB設計大大複雜。

圖5係系統100之一簡化方塊圖，其圖解說明使用具有SLI串列匯流排控制且消除高接針計數封裝介面IC之智慧LED驅動器之顯著減小之材料建造。如所展示，十六個LED串83A至83Q由僅八個小LED驅動器IC 81A至81H驅動，所有LED驅動器IC回應於主機μC 7及純量IC 8而由介面IC 101-SLI匯流排線113A至113I控制。與包括32個離散MOSFET及一72接針介面IC之圖1相比，藉由新架構大大減小系統成本。在顯著較少組件之情形下，系統可靠性亦增強。

系統100亦易於部署，此乃因SLI匯流排協定僅用於介面IC 101與輔助LED驅動器81A至81H之間。μC 7與介面IC 101或純量IC 8之間的通信仍使用較複雜較高開銷SPI匯流排來通信。在某些系統中，可消除介面IC 101、微控制器 7及中間SPI匯流排介面，且替代地可將演算法控制移動至純量IC 8中以促進徹底在軟體控制下之一完全可擴縮系統。

如所展示，系統100中存在僅兩個類比信號，線107中之一者上之一共同Vref及線113A至113I上之菊鏈CSFB信號，其中類比回饋電壓CSFB或視情況類比回饋電流ICSFB信號控制SMPS 108之+V_LED 輸出。在其中SMPS 108需要一類比電流而非一電壓以用於其回饋輸入之情形中，需要介面IC 101將其CSFBI接針處之類比回饋電壓轉換成線111上之一類比回饋電流ICSFB信號。整合於混合信號介面IC 101內之一運算跨導放大器或OTA-一專門化精確類比電路執行此功能。在較少類比信號且無具有高阻抗輸入之離散DMOSFET之情形下，系統100相對不受雜訊影響。

採用經由介面IC 101供應自線112A至112I上CSFB信號導出之一單個CSFB信號以控制系統100中之SMPS 108，介面IC 101限制於與一單個SMPS 108一起操作。在僅一單個電源供應器及回饋信號之情形下，背光模組之最大功率限制於SMPS 108之功率處置能力。在高功率位準下，變得可期望將電源供應器「分」成多個供應器以便維持較高轉換器效率及較冷操作。在所展示之組態中，在不將介面IC 101之數目增加至等於所使用切換模式電源供應器之數目之情形下，不可能提供多個ICSFB信號。

此外，限制於一單個+V_LED 供應，LED串之電壓不匹配之統計範圍隨串之數目增加，從而導致LED驅動器IC 81A 至81H中之較高電力耗散、自SMPS 108所需之較高遞送功率、較大熱、及較低總背光系統效率。

系統100中之單個CSFB信號亦防止其在RGB背光模組中之應用除非使整個系統成為三份，一個系統用於驅動紅色LED串，另一個用於驅動綠色LED串且一第三系統用於藍色LED。

即使在至SMPS 108之單個CSFB線11之情形下，每一LED驅動器IC 81A至81H仍必須將其十六個接針中之兩者專用於類比CSFBI及CSFBO信號，從而減小原本可用於增加LED驅動器通道之數目、用於併入新特徵或可用於供降低封裝之熱阻使用之封裝接針之數目。

所需的係視需要藉由其支援多個CSFB信號且有利於消除專用於每一LED驅動器IC上之CSFB功能之兩個接針之一構件。

具有SLI匯流排內嵌式CSFB之LED背後照明系統

要重申的係，圖5中所展示之系統100圖解說明線112A至112I上之電流感測回饋信號將LED驅動器IC 81連接至介面IC 101且最終透過線111連接至SMPS 108。電流感測回饋或CSFB之功能係量測跨越每一LED串83之電壓以判定哪一串具有最高正向電壓且控制給所有LED串供電之一個供應軌109之+V_LED 輸出以確保+V_LED 對每一串而言足以以一指定且恆定電流位準操作。

此方法之一個缺點係類比CSFB信號在每一LED驅動器IC上需要兩個接針，此在一16接針封裝上浪費接針之八分之一-專用於在驅動器中改良熱阻、添加功能性或增加通道之數目之接針。使用類比CSFB信號之另一缺點係不存在用以促進支援用於RGB及多個SMPS背光系統之數個CSFB信號之方便構件。

由於SLI匯流排113上之信號亦將相同LED驅動器IC 81互連至介面IC 101，CSFB信號可以數位方式內嵌於SLI匯流排信號中，從而消除對線112A至112H上之類比CSFB信號之需要。本文中揭示本發明之此等益處。

圖6圖解說明具有內嵌式CSFB之LED背光系統170。與先前所闡述之系統100相比，需要改變以將CSFB信號內嵌至SLI匯流排中僅有組件係LED驅動器IC 174A至174H(在本文中有時稱作驅動器IC 174)及介面IC 171。如此，LED驅動器IC 174包含用以將電壓回饋轉換成一數位等效物且用以將資訊內嵌於SLI匯流排資料串流161內之一類比轉數位轉換器。數位SLI匯流排協定內之此內嵌式CSFB信號隨後藉由介面IC 171內所含有之一DAC或數位轉類比轉換往回轉換成一類比信號器。如此，內嵌於SLI匯流排協定及介面內之CSFB功能有利地消除對類比CSFB信號及專用封裝接針之需要。

如所闡述，內嵌式CSFB功能經實施以控制一單個SMPS及+V_LED 供應軌。發明內嵌式CSFB方法可易於經修改以控制用於較高功率背光系統或用於RGB背後照明應用之多個電源供應器。本申請案中稍後闡述本發明之此替代實施例。

亦應注意，在本發明之其他實施例中，可消除介面IC 171且將其功能性重新分散至系統內之其他組件中。舉例而言，可在μC 7內或在純量IC 8內執行調光、相位控制、點校正及故障管理之數位功能，而類比Vref可產生於SMPS 108內、添加至μC 7中或由一小離散IC提供。同樣地，SLI匯流排161上之CSFB信號之數位表示至線160上之一類比CSFB回饋信號之轉換可整合至SMPS 108中、添加至μC 7或中由一小離散IC提供，亦可能在同一小IC內(例如，在一8接針封裝內)整合一運算跨導放大器及Vref。

為將CSFB信號內嵌至SLI匯流排161中，可採用不同SLI匯流排協定。一個此協定(所謂的「寬」SLI匯流排協定與硬體)涉及含有用於每一SLI匯流排傳輸中之每一通道及每一功能之所有參數資訊之一相對長數位字組。一第二協定(本文中稱作一「前置多工」SLI匯流排)將SLI匯流排命令之大小減小至一固定長度(例如，32個位元)且促進更新在不需要每次重新廣播用於每一通道及功能之所有參數資料之情形下改變之僅彼等參數，需要一特定更新。以下章節中闡述兩個SLI匯流排協定及每一版本中之SLI匯流排內嵌式CSFB功能性之實施方案。

將内嵌式CSFB實施至寬SLI匯流排協定&介面中

圖7A中展示具有一SLI匯流排內嵌式CSFB功能之一LED驅動器之一項實施方案。包含於一LED驅動器IC 200中的係一SLI匯流排移位暫存器201，SLI匯流排移位暫存器201含有移位暫存器220A、221A、222A、220B、221B、 222B、223、224及225、一數位控制與時序(DC&T)電路202及一類比控制與感測(AC&S)電路203。雖然所展示實例係一雙通道驅動器，但可以一類似方式實施其他數目個通道。

LED驅動器IC 200係組合數位信號及類比信號兩者之混合信號，包含藉由通常12位元寬之數個並行資料匯流排連接至一數位DC&T電路202且亦藉由介於自4個位元至12個位元寬之範圍內之各種並行資料匯流排連接至一類比AC&S電路203之數位SLI移位暫存器201。

DC&T電路202之輸出用藉由Vsync及GSK灰階時脈信號同步化之精確時序來以將電流精確閘極驅動器電路206A及206B以及電流槽DMOSFET 205A及205B數位方式雙態切換接通及關斷。電流槽MOSFET 205A及205B回應於來自AC&S電路203之類比信號而控制兩個LED串(未展示)中之電流I_LEDA 及I_LEDB ，該等類比信號又控制由電流精確閘極驅動器電路206A及206B輸出之閘極驅動信號。閘極驅動信號係類比的，使用具有回饋之一放大器來確保電流槽MOSFET 205A及205B中之每一者中之傳導電流係亦由AC&T電路203供應之參考電流Iref之一固定倍數。

雖然LED驅動器IC系統200包含僅電流槽MOSFET 205A及205B，但電路可與如圖3A中所展示之疊接箝位之LED驅動器輸出或如圖3B及圖3C中所例示之高電壓電流槽版本相容。為實施疊接箝位之版本，兩個高電壓N通道DMOSFET與電流槽DMOSFET 205A及205B串聯連接，其中其源極端子繫結至電流槽DMOSFET之汲極端子，且其中其汲極繫結至被驅動之各別LED串之陽極。

電流槽DMOSFET 205A及205B之汲極電壓及源極電壓兩者皆用於藉由LED偵測電路215監視LED串之狀態，具體而言，源極電壓用於偵測開路LED串而汲極電壓用於偵測短路LED。故障設定鎖存器224可用於程式化用於偵測一短路LED之電壓位準。

電流槽DMOSFET 205A及205B之汲極電壓亦由一CSFB電路218A使用來判定具有最高LED電壓降之通道，亦即，具有最低汲極電壓之DMOSFET。CSFB電路218A將等於電流槽DMOSFET 205A及205B之汲極電壓中之較低者之一電壓輸出至一類比轉數位(A/D)轉換器218B，且A/D轉換器218B將此較低汲極電壓轉換成其等效數位值，將其儲存於SLI匯流排移位暫存器201中之一CSFB移位暫存器223中。雖然可連續地更新CSFB電壓，但此在正常情況下沒有必要控制給LED串供電之相對低頻帶寬度SMPS。在諸多情形中每Vsync脈衝一次取樣可足夠。

在操作中，以一時脈速率SCK透過串列輸入接針SI將資料控時至SI移位暫存器201中。此包含針對用於通道A及通道B之PWM接通時間資料將資料移位至12位元資料暫存器220A及220B中、針對用於通道A及通道B之相位延遲資料將資料移位至12位元資料暫存器221A及221B中、針對用於通道A及通道B之「點」電流資料將資料移位至12位元資料暫存器222A及222B中，連同用於故障資訊之12個位元(其包括用於Flt設定之8位元暫存器224及用於Flt狀態之4位元暫存器225)一起。另外，針對具有內嵌式CSFB之驅動器，SLI匯流排移位暫存器201亦包含含有由A/D轉換器218A輸出之一字組之一4位元暫存器223，該字組表示LED驅動器IC 200之CSFB電壓輸出。此等暫存器內之資料在新資料經控時輸入時自SO接針控時輸出。暫停SCK信號將資料靜態地保持於移位暫存器內。術語「通道A」及「通道B」係任意的且僅用於識別該等輸出及SLI資料串流中之其對應資料。

在接收一Vsync脈衝時，來自PWM A暫存器220A之資料載入至D鎖存器211A中且來自相位A暫存器221A之資料載入至鎖存器與計數器A電路210A之Φ鎖存器212A中。同時，來自PWM B暫存器220B之資料載入至D鎖存器211B中且來自相位B暫存器221B之資料載入至鎖存器與計數器B電路210B之Φ鎖存器212B中。在接收關於GSC灰階時脈之隨後時脈信號時，兩個計數器皆計數其Φ鎖存器212A及212B中之脈衝之數目且此後分別使得電流能夠在電流精確閘極驅動器電路206A及206B中流動，從而照射連接至彼特定通道之LED串。通道保持啟用及傳導達儲存於D鎖存器220A及220B中之脈衝之數目之持續時間。此後，輸出經雙態切換關斷且等待下一Vsync脈衝以重複製程。DC&T電路202因此根據SLI匯流排資料使兩個PWM脈衝同步化。

亦與Vsync脈衝同步化，將儲存於點A鎖存器222A及點B鎖存器222B中之資料複製至D/A轉換器213A及213B中，從而設定DMOSFET 205A及205B中之電流。如所展示，D/A轉換器213A及213B係提供Iref之一精確分率以設定LED串中之電流之離散電路。另一選擇係，在一較佳實施例中，電流精確閘極驅動器電路213A及213B併入使用二進制加權之一可調整電流鏡且能夠設定所期望最大電流之分率。表示最大通道電流之參考電流Iref係藉由Rset電阻器204及偏壓電路217中之Vref輸入設定。

故障偵測包含一LED偵測電路215，LED偵測電路215比較電流槽MOSFET 205A及205B之源極及汲極電壓與儲存於故障鎖存器214中之值，該等值在每一Vsync脈衝時自Flt設定暫存器224複製。溫度偵測電路216監視LED驅動器IC之溫度。任一故障立即觸發開路汲極MOSFET 219以接通FLT線並將FLT線拉為低，從而產生一中斷。故障資訊亦在以下Vsync脈衝上自故障鎖存器214寫入至Flt狀態暫存器225中。

對於具有內嵌式CSFB之LED驅動器，表示LED驅動器IC 200之CSFB值之數位資料與Vsync脈衝同步化地自A/D轉換器218B之輸出複製至SLI匯流排移位暫存器201中之CSFB暫存器223。雖然可能比每Vsync脈衝一次更頻繁地再新CSFB資料，但使用寬SLI匯流排協定不存在用以指示將資料自A/D轉換器218B複製至CSFB暫存器223中之特定方便時序脈衝。在無一額外專用控制接針之情形下，雖然必須使用一計時器執行CSFB寫入操作，但由於GSC及SCK時脈信號可在正常操作中開始及停止，因此不存在執行對 CSFB值之過取樣之簡單方式。

點功能及數位轉類比轉換之實施方案進一步詳述於上文所引用之頒發給Williams等人之標題為「Low Cost LED Driver with Integral Dimming Capability」第13/346,625號申請案。彼申請案亦包含故障電路214及LED偵測電路215、參考電流源217以及電流感測回饋(CSFB)電路218之詳細電路實施方案實例。因此，此處不重複彼等組件之細節。

以所闡述方式，一串列資料匯流排用於控制若干個LED串中之電流之量值、時序及持續時間，以及控制對該等LED串中之故障狀況之出現之偵測及報告，且使用內嵌式CSFB資訊控制+V_LED 供應電壓。SLI協定係靈活的，僅需要：透過串列匯流排發送之資料匹配正受控之硬體，具體而言，發送至每一LED驅動器IC之位元之數目匹配彼LED驅動器IC所需之位元(正常情況下，一既定LED驅動系統中之每一LED驅動器IC需要相同數目個位元)，及在每一Vsync週期期間發送之位元之總數目等於每一LED驅動器IC乘以LED驅動器IC之數目所需之位元之數目。

舉例而言，在圖7A中，包含點校正、故障設定及故障報告以及一個CSFB資訊通道之寬SLI匯流排協定包括每雙通道驅動器IC 88個位元，亦即，每通道或LED串44個位元。若控制十六個LED串之八個雙通道驅動器IC藉由一單個SLI匯流排環路連接，則在每一Vsync週期期間自介面IC移位出且穿過SLI匯流排之位元之總數目等於8乘以88或704 個位元，小於一個千位元。若SLI匯流排以10MHz計時，則整個資料串流可在每通道70.4微秒或4.4微秒內計時穿過每一驅動器IC且至每一通道。

雖然串列資料匯流排以「電子」資料速率(亦即，使用MHz時脈及每秒數百萬位元之資料速率)通信，但用於控制在LCD顯示面板上改變影像之Vsync或「圖框」速率以一慢得多之速度出現，此乃因人類眼睛不能以接近電子資料速率在任何處感知改變影像。雖然大多數人未覺察到60Hz圖框速率(亦即，每秒六十個影像圖框)下之閃爍，但在A對B比較中，對諸多人而言，120Hz TV影像看似比60Hz TV更「清晰」(但僅使用直接比較)。在甚至較高Vsync速率(例如，240Hz及240Hz以上)下，僅「玩家」及視訊顯示「專家」自稱能經歷任何改良，大部分地表現為減少動作模糊。電子資料速率與相對緩慢視訊圖框速率之間的此大差異使得至背光驅動器之串列匯流排通信成為可能。

舉例而言，在60Hz下，每一Vsync週期消耗16.7微秒，比將所有資料發送至所有驅動器IC所需之時間長之數量級。甚至在用一8X掃描速率且在3D模式中運行之最先進TV中，在960Hz下，每一Vsync週期消耗1.04微秒，意指可即時控制高達236個通道。此通道數目大大超過甚至最大HDTV之LED驅動器系統要求。

圖7A之移位暫存器201中所展示之每雙通道88位元「寬」協定使得介面IC能夠在每一Vsync週期期間將所有資料寫入於每一通道之每一暫存器中或讀取每一通道之每一暫存器中之所有資料一次。術語「寬」指代用於控制每一通道之數位字組之容量。即使無物自用於彼LED驅動器IC之先前資料封包改變，寬協定亦需要針對一既定LED驅動器IC中之每一變數及暫存器之彼資料包含於自介面IC傳輸至一彼LED驅動器IC之資料之每一封包中。

若使用一減小之資料協定，亦即，每通道需要較少位元之一協定，則將資料發送至每一通道花費甚至更少時間。由於寬協定因相對緩慢Vsync再新速率而無時序限制，因此不存在資料速率益處。然而，在串列通信協定中使用較少位元確實減小LED驅動器IC中之數位移位暫存器及資料鎖存器之大小，從而減小LED驅動器IC之面積並降低總系統成本。

舉例而言，針對圖7A中之LED驅動器IC 200所展示之具有使用64個位元而非88位元資料集之內嵌式CSFB之SLI匯流排之一替代雙通道資料協定亦係可能的。此一資料集可包括用於PWM亮度作用時間因數之12個位元、用於相位延遲之12個位元、用於故障設定之8個位元及用於故障狀態之4個位元以及用於一個CSFB資料通道之4個位元，藉此不包含12位元點校正資料。如此，每一LED串之個別通道電流設定及亮度校準在此實施方案中不可用。

在LCD面板製造中，諸多製造商認為針對均勻亮度電子校準一顯示器過於昂貴且因此商業不可行。雖然全域顯示器亮度可仍藉由調整一面板之電流設定電阻器(諸如，LED驅動器IC 200中所展示之設定電阻器204)之值而加以校準，但背光亮度中之背光均勻性不可透過微控制器或介面IC來控制。替代地，面板製造商人工地將其LED供應「分類」成具有類似亮度及色彩溫度之LED之分級箱。

應注意，將點資料自SLI匯流排協定移除並不妨礙整體顯示器亮度控制或校準。調整系統之全域參考電壓Vref仍可執行總體調光及總體電流控制。舉例而言，在LED驅動器IC 200中，調整Vref之值影響由Iref產生器217產生之參考電流Iref。若Vref電壓由所有LED驅動器IC共用，則調整此電壓將獨立於PWM調光控制而均勻地影響每一驅動器IC及面板之總亮度。

將CSFB功能性內嵌至SLI匯流排中不限制於寬SLI匯流排協定。相反地，使用前置多工SLI匯流排協定及介面更方便地實施較大靈活性及較高CSFB回饋取樣速率。

如此，可透過使用添加至串列照明介面匯流排協定中且內嵌於每一SLI匯流排通信中之一「暫存器位址」或「前置」避開經由一串列匯流排發送長數位字組或指令之限制及缺點。當與電路組合以解碼及多工SLI匯流排資料時，內嵌式前置資訊使得資料能夠僅路由至特定目標功能性鎖存器。

將內嵌式CSFB實施至前置多工SLI匯流排協定及介面中

藉由將資料發送(具體而言)僅至需要更新之鎖存器，「前置多工 」或「薄」SLI匯流排架構避免需要重複地且不必要地重新發送數位資料，尤其係重新發送保持恆定或不常改變之冗餘資料。在操作中，在一初始設置之後，僅重新寫入正改變之鎖存器。

當第一初始化系統且此後不需要後續通信透過來自介面IC之SLI匯流排時，含有固定資料之暫存器僅寫入一次。由於僅更新正改變之鎖存器，因此大大減小跨越SLI匯流排發送之資料量。此發明方法提供優於寬SLI匯流排方法之數個相異優點，即：

˙大大減小整合一SLI匯流排移位暫存器所需之位元之數目，從而節約晶粒面積且降低成本，尤其係在較小(例如，兩個通道)LED驅動器IC中。

˙在任何既定時脈速率下之SLI匯流排之有效頻帶寬度增加，此乃因不重複地發送冗餘資料。

˙可在不丟失多功能性之情形下用固定字組長度及功能標準化SLI匯流排協定。

圖7B之示意性電路圖中所展示之LED驅動器IC 230之實施例中展示一前置多工SLI匯流排之一實例。除替代LED驅動器IC 230之外，圖7B亦展示含有一16位元前置暫存器232及一16位元資料暫存器233及一前置解碼器與多工器(mux)電路234之一SLI匯流排移位暫存器231。資料暫存器231中之資料分別路由至鎖存器&計數器A 210A及鎖存器&計數器B 210B中之D鎖存器211A及211B以及Φ鎖存器212A及212B、至數位控制與時序(DC&T)電路202中之D/A轉換器213A及213B中之一者或至類比控制與感測(AC&S)電路203中之一故障鎖存器電路214。根據前置暫存器232中所含有之路由方向而透過前置解碼器與多工器電路234進行此等資料傳送。因此，前置解碼器&多工器電路234解碼儲存於前置暫存器232中之16位元字組且將儲存於資料暫存器233中之16位元資料223多工至適當D、Φ或點鎖存器DC&T電路202或AC&S電路203中。

在故障鎖存器電路214之情形中，多工器234雙向地操作，從而允許儲存於資料暫存器233中之資料寫入至故障鎖存器電路214中，或相反地，允許儲存於故障鎖存器電路214中之資料寫入至資料暫存器223中。類似地，取決於儲存於前置暫存器232中之前置碼，A/D轉換器218B內所含有之CSFB資料由多工器234引導以寫入至資料暫存器233中。

雖然在寬SLI匯流排協定之情形中，資料與Vsync脈衝同步化地在功能性鎖存器與SLI匯流排暫存器之間複製，但在前置多工SLI匯流排中，尤其係在回讀來自故障鎖存器214之故障資訊及來自A/D轉換器218B之CSFB資料之情形中，某些功能無需與Vsync脈衝同步化。而是，資料可自LED驅動器IC「拉」至SLI匯流排中且視需要由介面IC甚至以高於每Vsync脈衝一次之一資料速率檢驗。

在一較佳實施例中，前置多工 SLI匯流排協定包括一32位元字組(亦即，在長度上係4個位元組)，從而提供定址大數目個功能性鎖存器之靈活性與維持一短字組長度及小SLI匯流排移位暫存器大小之間的一良好平衡折衷。在所展示之實例中，SLI匯流排前置暫存器232在長度上係16個位元且SLI匯流排資料暫存器233在長度上亦係16個位元，從而促進具有高達65,536個組合之一變數唯一地寫入65,536個不同功能性鎖存器中之一者或自65,536個不同功能性鎖存器中之一者讀取。

在32個位元下，前置多工SLI匯流排協定經設計以達成靈活性及可擴展性。儘管促進大數目個組合，但並非所有儲存於SLI匯流排暫存器中之資料皆需要使用。若需要較少鎖存器及通道，則需要解碼前置之僅幾個位元以定址所需功能性鎖存器數目。同樣地，若需求小於16個精確位元，則小數目個位元可用於SLI匯流排中之資料暫存器中且多工至目標功能性鎖存器。舉例而言，若SLI匯流排資料暫存器233中所含有之資料表示PWM亮度作用時間因數，則12個資料位元可經多工且載入至D鎖存器211A中，同時若SLI匯流排資料暫存器233中所含有之資料表示LED電流「點」設定，則D/A轉換器213A內之點鎖存器可需要僅8個位元。自A/D轉換器與鎖存器218B讀取且寫入至SLI匯流排資料暫存器233中之CSFB資料可構成僅一4位元字組。

因此，在前置多工SLI匯流排，資料由介面IC重複地寫入至SLI匯流排移位暫存器231中且然後以順序方式一次一個字組地多工至數個功能性鎖存器211至214中之一者中。同樣地，每當由介面IC請求時，資料自鎖存器214及218B複製且以順序方式移位穿過菊鏈中之移位暫存器且回至介面IC。在圖7B中所展示之LED驅動器IC 200中，一個SLI匯流排資料暫存器233扇形展開至七個不同功能性鎖存器中且自兩個功能性鎖存器回讀資料。

前置多工SLI匯流排230與圖7A中所展示之寬SLI匯流排成強烈對比，其中SLI匯流排移位暫存器201中之每一暫存器具有至LED驅動器IC中之一功能性鎖存器之一個一對一對應，例如，SLI匯流排PWM A暫存器220A對應於D鎖存器211A，SLI匯流排相位A暫存器221A對應於Φ鎖存器212A等等。此一對一對應使得將寬SLI匯流排架構按比例調整成具有較多通道之LED驅動器IC係有疑問的且成本高的。

與寬SLI匯流排協定相比，前置多工SLI匯流排之扇形展開能力因此提供用以實施一多通道LED驅動之一較多功能較低成本方法。針對原因及此本發明中待稍後考量之其他原因，發明前置多工SLI匯流排表示一經改良串列照明介面匯流排協定、架構及實體介面。

可以各種方式實現前置解碼器與多工器234，如上文所引用之頒發給Williams等人之標題為「Low Cost LED Driver with Improved Serial Bus」之第13/346,647號申請案中所闡述。方塊圖圖8中展示一項實施方案，其中SLI匯流排移位暫存器231中之16位元前置暫存器細分成兩個8位元暫存器、一通道暫存器232C及一功能暫存器233F。資料暫存器233保持未改變。如所展示，前置解碼器251具有兩個輸出線，該兩個輸出線包括：一通道選擇輸出線254，其用以選擇哪一LED通道255正受控制；及一功能選擇輸出線252，其用以控制哪一功能性鎖存器正被詢問，亦即，正被寫入至 或自其讀取 之功能性鎖存器。

在所展示之實例中，前置解碼器251藉助線254上之一通道選擇信號選擇諸多通道255中之一者，然後藉助線252上之功能選擇信號挑選待受控制之功能。為改變一功能256之操作，多工器253然後將資料自資料暫存器233寫入至一預載入鎖存器258中。資料保存於預載入鎖存器258中直至出現一Vsync脈衝為止，在此時資料自預載入鎖存器258複製至一主動鎖存器257中，藉此改變類比或數位功能258(例如，D、Φ、點等)之操作狀況。主動鎖存器257中之資料保持未改變直至出現下一Vsync脈衝為止。

可以一類似方式藉由與Vsync脈衝同步化地將資料寫入至預載入鎖存器261中、將資料複製至主動鎖存器260中且藉此改變所選擇通道之操作狀況改變控制功能259。另一選擇係，鎖存器260中之資料可自控制功能259寫入且以規則間隔載入(亦即，取樣)至預載入鎖存器261中。然後將預載入鎖存器261中所含有之資料複製至SLI匯流排移位暫存器231之資料暫存器233中，其中解碼器251選擇對應通道及功能。

以此方式，可即時獨立地控制一LED驅動器IC內之任何數目個通道(亦即，任何數目個LED串)，從而促進在不需要一大移位暫存器或長數位字組之情形下透過一共用SLI匯流排移位暫存器231對每一控制功能256、259及其他功能之精確調整。

如圖8中所展示，可採用相同SLI匯流排移位暫存器231 及前置多工SLI匯流排協定以內嵌CSFB功能。以規則間隔對CSFB信號262(一A/D轉換器之數位輸出)進行取樣且將其寫入至取樣鎖存器263中。在某些實施例中，A/D轉換器及取樣鎖存器係相同單元之部分，如同圖7B中所展示之A/D轉換器218B。以此方式，用於一既定通道及LED驅動器IC之CSFB之最大電流值始終存在於取樣鎖存器263。然後，每當解碼器251選擇對應通道且選擇CSFB功能時，將取樣鎖存器263中所含有之資料複製至SLI匯流排移位暫存器231之資料暫存器233中。如同其他功能，藉由適當及對應前置碼選擇CSFB資料。表1中之前置碼包含為用於解碼以下各項之一實例：

在將資料寫入至SLI匯流排移位暫存器231中之後，該資料必須藉由對應數目個SCK脈衝移位至介面IC中。移位資料完全穿過SLI匯流排所需之SCK脈衝之數目等於每一SLI匯流排移位暫存器中之位元之數目乘以SLI匯流排中之SLI匯流排移位暫存器之數目。假定圖8中所展示之固定長度32位元協定及每LED驅動器IC一個SLI匯流排移位暫存器，則將資料自距菊鏈中之介面IC最遠之驅動器IC移位至介面IC之CSFBI輸入所需之SCK脈衝之總數目等於32乘以LED驅動器IC之數目。

在移位期間，前置碼經選擇以防止SLI匯流排移位暫存器233中資料之覆寫。在一較佳實施例中，可藉由使用用於自其對應CSFB取樣鎖存器263載入SLI匯流排資料暫存器233之一專用前置功能碼251(例如，十六進制0E)來完成此保護。關於後續廣播，在來自取樣鎖存器263之資料經移位穿過SLI匯流排菊鏈且至介面IC中以更新控制SMPS之回饋信號時，使用一不同前置碼(例如，十六進制0F)來防止任何讀取或寫入至SLI匯流排移位暫存器233或者自SLI匯流排移位暫存器233讀取或寫入(在上文表1中，此步驟稱作「執行CSFB」)。

藉由圖9中所展示之LED驅動系統270之示意性方塊圖進一步闡釋將CSFB功能性內嵌於SLI匯流排內。所展示的係LED驅動器IC 272A及272H、一介面IC 273、LED串274A、274B、274P及274Q以及一切換模式電源供應器(SMPS)293。與內嵌式CSFB操作相關，LED驅動器IC 272A含有分別驅動LED串274A及274B之電流槽MOSFET 275A及275B、一CSFB電路291A、一類比轉數位(A/D)轉換器276A、一取樣鎖存器277A、連同使用包括一前置暫存器281A及一資料暫存器280A之一SLI匯流排移位暫存器282A之SLI匯流排通信一起、一解碼器279A及其相關聯多工器278A。出於清晰之緣故，不包含LED驅動器IC 272A內之其他功能，諸如，PWM調光控制、點校正及故障偵測。

類似地，LED驅動器IC 272H含有分別驅動LED串274P及274Q之電流槽MOSFET 275P及275Q、一CSFB電路291H、一A/D轉換器275H、一取樣鎖存器277H、連同使用包括一前置暫存器281H及一資料暫存器280H之SLI匯流排移位暫存器282H之SLI匯流排通信一起、一解碼器279H及其相關聯多工器278H。未展示之其他LED驅動器IC 272B至272G具有相同構造。介面IC 273透過以菊鏈方式接線之SLI匯流排294以數位方式連接至LED驅動器IC 272A至272H，其中每一SLI匯流排輸出SO接線至菊鏈中之下一IC之SLI匯流排輸入SI之。鏈中之最後一個LED驅動器IC 272H使其SO輸出連接至介面IC 273之SLI輸入。鏈272A中之第一個LED驅動器IC使其輸入連接至介面IC 273之SO輸出(未展示介面IC 273之輸出部分)或另一選擇係用於控制LED驅動器IC之SLI匯流排資料之任何其他源極。

介面IC 273包括：SLI匯流排移位暫存器283，其包括一前置暫存器285及一資料暫存器284；一解碼器287及其相關聯多工器286；一數位量值比較器288；一暫存器289，其用於儲存一數位DCSFB信號，該數位DCSFB信號係自LED驅動器IC 272A至272H獲得之電流最低CSFB取樣：一數位轉類比(D/A)轉換器290；及一運算跨導放大器291，其使用一ICSFB信號在圖9中所展示之LED驅動系統270連接至SMPS 293之回饋輸入。介面IC 273能夠提供兩個類比輸出：由OTA 291輸出之電流回饋信號ICSFB；或另一選擇係由D/A轉換器290輸出之一電壓回饋信號CSFBO，D/A轉換器290用於連接至需要一電壓而非一電流回饋信號之SMPS模組。

ICSFB信號及CSFBO信號兩者皆表示數位電流感測回饋信號DCSFB之類比等效物。以規則間隔取樣之此數位DCSFB信號表示電流槽MOSFET 275A至275Q上之最低電流感測(汲極)電壓，且其用於偵測具有最高正向電壓降之LED串274A至274Q。CSFB信號(無論是呈ICSFB之形式還是呈CSFBO之形式)又控制供應線293上之SMPS 271之電壓+V_LED 以產生足以給包含具有最高正向電壓降之任一LED串之所有LED串274供電之一電壓+V_LED 。

在操作中，介面IC 273經由至八個LED驅動器IC 272A至272H中之每一者之SLI匯流排菊鏈將一前置命令計時至前置暫存器281中，該前置命令指示每一驅動器IC之多工器278將取樣鎖存器277之電流取樣內容複製至其SLI匯流排移位暫存器282之資料暫存器280中。作為一實例，在驅動器IC 272A中，由解碼器279A解譯的前置暫存器281A中之一前置命令指示多工器278A將取樣鎖存器277A之電流取樣內容複製至SLI匯流排移位暫存器282A之資料暫存器280A中。其他LED驅動器IC中出現相同製程及程序。

在資料自取樣鎖存器277A傳送至SLI匯流排資料暫存器280A之前或與其同時，CSFB電路291A量測電流槽MOSFET 275A及275B上之汲極電壓，判定哪一MOSFET具有較低汲極電壓，且將彼較低汲極電壓遞送至A/D轉換器276A，A/D轉換器276A將該電壓轉換成其數位等效物。結果暫時儲存於取樣鎖存器277A中。可在透過前置暫存器281A中之前置碼請求資料時對CSFB電壓進行取樣，或可以比SLI匯流排通信更頻繁之規則間隔對其進行取樣。因此，取樣鎖存器277A內所含有之資料表示關於整合於LED驅動器IC 272A內之兩個通道之最低電流槽電壓之最大電流資訊。

電壓取樣應每Vsync週期出現至少一次且可以一較高速率出現。較佳地，其應每Vsync週期出現兩次至三次以改良SMPS 293之準確度及瞬態回應。每Vsync週期取樣三次以上提供遞減收益，且過多取樣(例如，每Vsync週期十次)使介面IC忙於執行非必要任務。一旦由LED驅動器272A至272H之A/D轉換器277A至277H提供之CSFB資料已載入至其對應SLI匯流排資料暫存器280A至280H中，CSFB資料即必須自資料暫存器計時輸出且計時輸入至介面IC273中。完成此所需之SCK脈衝之數目等於菊鏈中之LED驅動器IC 272之數目乘以協定中每SLI匯流排移位暫存器282 位元之數目，在此情形中，32個位元乘以8個驅動器IC，或256個時脈脈衝。

在將驅動器IC CSFB資料移位至介面IC 273內之SLI匯流排283期間或之後，介面IC 273執行判定哪一CSFB值最低之任務且然後使用彼資料來將一CSFBO或ICSFB信號遞送至SMPS 293，SMPS 293又使用彼信號來設定供應軌293上之電壓+V_LED 。雖然資料可在SLI匯流排移位暫存器資料傳送結束時進行儲存及分析，但其亦可即時執行。在本發明之一項實施例中，移位至介面IC 273之SLI匯流排資料暫存器284中之每一CSFB值由量值比較器288與先前值比較且僅當其表示低於其之前的資料之一電壓時覆寫至暫存器289中。在已在一個SLI廣播循環內比較來自所有驅動器IC之所有CSFB資料之後，暫存器289內之數位資料DCSFB表示系統270中之最低CSFB值。

在本發明之另一態樣中，可在SLI匯流排移位操作期間使用前置暫存器285中之一專用前置碼(例如，十六進制碼「0F」(二進制「00001111」))，以防止在資料移位穿過SLI匯流排菊鏈時由LED驅動器IC 272覆寫CSFB資料。相同前置碼可經挑選以指示介面IC 273在移位期間(亦即，在順序SCK脈衝期間)執行傳入資料之順序比較以判定資料串流中之最低CSFB信號。在此比較操作中，解碼器287將多工器286引導至數位量值比較器288之輸入。此電路比較SLI匯流排暫存器284中之資料與暫存器289中之彼資料且僅若新資料較低則覆寫暫存器289。重複該過程直至來自每一LED驅動器IC之CSFB資料已移位至介面IC 273中為止。換言之，在本發明之一項實施例中，可指派在移位期間永不允許多工器覆寫已存在於SLI匯流排資料串流中之CSFB資料之一特殊前置碼。

介面IC 273然後將最低CSFB電壓之此數位表示轉換成共同地作為控制SMPS 293之回饋信號292之一類比電壓CSFBO或類比電流ICSFB。類比回饋信號之本質取決於SMPS 293所需之回饋之類型。若需要一類比電壓，則可在具有或不具有一緩衝器之情形下使用D/A轉換器290之CSFBO電壓輸出來直接驅動SMPS 293。若需要一電流回饋信號，則使用運算放大器OTA 291來將CSFBO電壓輸出轉換成電流信號ICSFB。

不管至SMPS 293之回饋是否包括一電流或電壓，在閉合環路操作中D/A轉換器290之輸出電壓皆對由數位量值比較器288提供之數位CSFB信號DCSFB作出反應，亦即，其變成DCSFB信號之一動態功能。以此方式，可以數位方式-SLI匯流排294將即時回饋提供至SMPS 293，從而促進對LED電源供應器輸出電壓+V_LED 之控制以保證用於LED串274A至274Q在所需LED電流位準下之恰當照射之充足電壓。

具有SLI匯流排内嵌式CSFB之LED驅動器IC

圖10A中展示根據本發明之具有SLI匯流排通信及內嵌式CSFB控制之一LED驅動系統300。圖3A中所展示之類似於LED驅動器IC 51，LED驅動系統300包括具有整合式電流槽DMOSFET 55A及55B之一雙通道驅動器IC 301、具有整體高電壓二極體58A及58B之疊接箝位器DMOSFET 57A及57B、用於準確電流控制之電流精確閘極驅動器電路56A及56B、一數位控制與時序(DC&T)電路59及一晶片上偏壓供應與調節器62。然而，不同於先前所闡述之驅動器IC 51，類比控制與感測(AC&S)電路310連同寬SLI匯流排移位暫存器311一起已經修改以將電流感測回饋CSFB資訊內嵌於SLI匯流排協定內。由於SLI匯流排移位暫存器為「寬」，因此其含有專用於自AC&S電路310內之一取樣鎖存器(等效於圖9中之鎖存器277)接收CSFB資料之一CSFB暫存器(等效於圖7A中之暫存器223)。

如此，LED驅動器IC 301以150 V阻斷能力與±2%絕對電流準確度、12個位元之PWM亮度控制、12個位元之PWM相位控制、8個位元之點電流控制、用於LED開路及LED短路狀況之故障偵測以及過溫偵測(其係全部透過一高速SLI匯流排控制且藉由一共同Vsync及灰階時脈(GSC)信號與其他驅動器同步化)提供對250 mA LED驅動之兩個通道之完全控制。雖然所展示之特定實例圖解說明經額定為150 V阻斷能力之疊接箝位器DMOSFET，但裝置可視需要針對操作而經定大小自100 V至300 V。250 mA的裝置之電流額定值係藉由封裝之電力耗散及被驅動之兩個LED串中之正向電壓之不匹配而設定。

LED驅動器IC 301內之AC&S電路310亦包含由一整合式類比轉數位A/D轉換器轉換成較佳地在長度上4個或4個以上位元的CSFB電壓之一數位版本的監視兩個電流槽DMOSFET 55A及55B之一類比電流感測回饋或CSFB信號。此數位CSFB信號或DCSFB表示驅動器IC 301中之最低電流源電壓及因此具有最高正向電壓降之LED串。此信號複製至SLI匯流排移位暫存器311中之CSFB暫存器且通過SLI匯流排至介面IC且最終回至系統SMPS，從而給+V_LED 供應軌供電。

不同於先前所闡述之需要分別用於輸出CSFB信號及輸入CSFB信號之CSFBO接針及CSFBI接針之LED驅動器IC 51，LED驅動器IC 301將其CSFB資料內嵌至SLI匯流排資料串流中且不需要額外接針來促進電流感測回饋，而不管整合於驅動器中之通道之數目如何。因此，含有LED驅動器IC 301之封裝不存在CSFBO及CSFBI接針。因此，類比控制與感測電路310連同寬SLI匯流排介面311一起已經修改以將電流感測回饋CSFB資訊內嵌於SLI匯流排協定內。

圖10B中展示根據本發明之具有SLI匯流排通信及內嵌式CSFB控制之一替代LED驅動315。一雙通道LED驅動器IC 316含有電流槽DMOSFET 72A及72B但省略疊接箝位器MOSFET。而是，DMOSFET 72A及72B含有經設計以在關斷狀況中維持高電壓之整體高電壓二極體73A及72B。通常，此一設計最適用於在100 V以下操作，但若需要則可擴展至150 V。如在LED驅動器301中，電流精確閘極驅動器電路71A及71B促進由一類比控制與感測電路320及一數位控制與時序電路74控制之準確電流控制。一晶片上偏壓供應與調節器69在此情形中自Vcc而非如LED驅動器IC 301中自24 V輸入給LED驅動器IC 316供電。除缺少疊接箝位器DMOSFET之外，LED驅動器IC 316類似於透過包含內嵌於SLI匯流排介面及協定內之一數位CSFB信號之其SLI匯流排移位暫存器325控制之LED驅動器IC 301地操作。

不同於先前闡述之需要分別用於輸出CSFB信號及輸入CSFB信號之CSFBO接針及CSFBI接針之LED驅動器IC 66(圖3B)，LED驅動器IC 316將其CSFB資料內嵌至SLI匯流排資料串流中且不需要額外接針來促進電流感測回饋，而不管整合於驅動器中之通道之數目如何。因此含有LED驅動器IC 316之封裝不存在CSFBO及CSFBI接針。因此，類比控制與感測電路320連同寬SLI匯流排介面325一起已經修改以將電流感測回饋CSFB資訊內嵌於SLI匯流排協定內。

圖10C中展示根據本發明製作之使用具有內嵌式CSFB之前置多工SLI匯流排通信之一LED驅動330。一雙通道LED驅動器IC 331包括具有整體高電壓二極體88A及88B之整合式電流槽DMOSFET 87A及87B、用於準確電流控制之電流精確閘極驅動器電路86A及86B、一類比控制與感測電路335及一數位控制與時序電路89。一晶片上偏壓供應與調節器84自一Vcc輸入給IC供電。

不同於先前所闡述之需要分別用於輸出CSFB信號及輸入CSFB信號之CSFBO接針及CSFBI接針之LED驅動器IC 80(圖3C)，LED驅動器IC 331將其CSFB資料內嵌至SLI匯流排資料串流中且不需要額外接針來促進電流感測回饋，而不管整合於驅動器中之通道之數目如何。含有LED驅動器IC 80之封裝因此不存在CSFBO及CSFBI接針。因此，類比控制與感測電路335連同前置多工SLI匯流排介面340一起已經修改以將電流感測回饋CSFB資訊內嵌於SLI匯流排協定內。

否則，LED驅動器IC 331以150 V阻斷能力與±2%絕對電流準確度、12個位元之PWM亮度控制、12個位元之PWM相位控制、8個位元之電流控制、用於LED開路及LED短路狀況之故障偵測以及過溫偵測(其係全部透過一高速SLI匯流排控制，且藉由一共同Vsync及灰階時脈(GSC)信號與其他驅動器同步化)提供對250 mA LED驅動之兩個通道之完全控制。雖然所展示之特定實例圖解說明經額定為150 V阻斷能力之電流槽DMOSFET，但裝置可視需要針對操作而經定大小自100 V至300 V。250 mA的裝置之電流額定值係藉由封裝之電力耗散及被驅動之兩個LED串中之正向電壓之不匹配而設定。在一100 V額定值以上，有利的係，整合與電流槽DMOSFET 87A及87B串聯之高電壓疊接箝位器DMOSFET(未展示)，藉此電流槽MOSFET 87A及87B不需要在箝位電壓以上(亦即，在12 V以上)操作。

具有SLI匯流排內嵌式CSFB之LED驅動系統及介面

圖11中之系統350圖解說明根據本發明製作之用於具有包含SLI匯流排內嵌式電流感測回饋之局部調光之LED背後照明之一分散式系統之應用。該圖圖解說明驅動由一共同SMPS 353供電之具有整體調光及故障偵測之一系列LED驅動器316A至316H之一介面IC 351。該圖式類似於圖4中之系統100，惟類比CSFB菊鏈已完全消除且在功能上由內嵌於SLI匯流排協定及實體介面內之一DCSFB信號替換除外。雖然類比轉數位轉換未明確展示於LED驅動器IC 316A至316H中，但介面IC 351未圖解說明重新構造來自SLI匯流排內嵌式DCSFB數位字組之類比回饋信號所需之D/A轉換器365之添加。

LED驅動器IC 316A至316H中之每一者可採用一前置多工SLI匯流排協定，如圖10C之LED驅動器IC 331中所展示，或可另一選擇係，採用一寬匯流排協定，圖10A及圖10B之LED驅動器IC 301及316中所展示。驅動器IC 316A至316H中之每一者可同樣地併入高電壓電流槽MOSFET，如圖10B及圖10C中所展示，或另一選擇係，可整合疊接箝位器MOSFET以保護電流槽MOSFET，如圖10A中所展示。在系統350中，LED驅動器IC 316A至316H圖解說明為不具有一多工器92及一解碼器91，其中理解此等裝置可視需要(亦即，每當利用一前置多工SLI匯流排協定時)包含於驅動器IC 316A至316H內。包括三個數位時脈線、一個數位故障線及一個類比參考電壓線之五個共同信號線357將介面IC 351連接至每一驅動器IC。一時序與控制電路363與透過一SPI匯流排介面360接收之來自一主機μC(未展示)之資料同步化地產生Vsync及GSC信號。時序與控制電路363亦監視FLT中斷線以立即偵測一潛在問題。一參考電壓源362將一參考電壓Vref全域地提供至系統以便確保良好通道間電流匹配。一偏壓供應器361自由SMPS 353產生之一固定+24 V供應軌354上之一供應電壓VIN給介面IC 351供電。偏壓電路361亦產生較佳地5 V之經調節供應電壓Vcc來給LED驅動器316A至316H供電。Vcc供應由一電容器362濾波。

在此實例中，LED驅動器316A至316H中之每一者包括兩個通道，該兩個通道包含具有整體HV二極體73A至73Q之高電壓電流槽DMOSFET 72A至72Q、電流精確閘極驅動器電路71A至71Q、DC&T電路74A至74H、包含電流感測回饋偵測及至數位DCSFB之A/D轉換之AC&S電路320A至320H及SLI匯流排移位暫存器325A至325H。雖然圖11中所展示之LED驅動器IC 316A至316H缺少疊接箝位器MOSFET，但系統350亦可以圖10A中所展示之LED驅動器IC 300之方式構造，惟24 V VIN供應而非Vcc可用於給該等LED驅動器IC供電且給疊接箝位器DMOSFET之閘極加偏壓。

三個版本10A、10B或10C中之任一者可插入至圖11中之驅動器IC盒316中。

連接LED驅動器IC 316A至316H之一SLI匯流排356包括藉由SLI匯流排線356A至356I以一菊鏈方式連接在一起之SLI匯流排移位暫存器325A至325H，其中介面IC 351內之SLI電路364之SO串列輸出經由SLI匯流排線356A連接至LED驅動器316A之SI輸入，LED驅動器316A之SO輸出經由 SLI匯流排線356B連接至LED驅動器316B(未展示)之SI輸入等等。SLI匯流排線356H連接至系統350中所展示之最後一個LED驅動器316H之SI輸入。LED驅動器316H之SO輸出又經由SLI匯流排線356I連接至介面IC 351內之SLI電路364之SI輸入。以此方式，SLI匯流排356形成源自介面IC 351、延續每一LED驅動器IC 316A至316H(有時共同稱作LED驅動器IC 316)且回至本身之一完全環路。自介面IC 350之SO接針移位出資料同時將一相等長度位元串傳回至介面IC 350之SI接針。

SLI電路364視需要產生SLI匯流排時脈信號SCK。由於LED驅動器IC 316A至316H不具有晶片位址，因此經計時穿過SLI匯流排356之位元之數目相關於被驅動之LED驅動器IC之數目。可藉由修改控制SPI介面360中之資料交換之軟體或藉由介面IC 351之一硬體修改來調整經計時穿過SLI匯流排356之位元之數目。以此方式，系統350內之通道之數目可靈活地變化以匹配顯示器之大小。移位穿過SLI匯流排356(亦即，廣播於匯流排356上)之位元之數目取決於所採用之SLI匯流排協定及SLI匯流排移位暫存器中之位元之數目。舉例而言，寬SLI匯流排協定需要每雙通道LED驅動器72至88個位元，而前置多工SLI匯流排實質上較小，例如，在長度上每LED驅動器IC一固定32位元，而不管整合至每一驅動器IC中之通道之數目如何。

當介面IC 351內之一硬體控制器用於控制SLI匯流排通信時，修改SLI匯流排電路364中之暫存器以移位出更少或更多個位元需要介面IC 351之製造或設計中之一修改。一替代方法涉及用一可程式化介面IC替換介面IC 351，該可程式化介面IC使用軟體來調整驅動器以用於適應菊鏈中之更少或更多個LED驅動器IC。

至SMPS 353之電流感測回饋包括內嵌於SLI匯流排356內之一數位電流感測回饋或DCSFB信號。透過SLI匯流排356移位資料最終將此內嵌式DCSFB信號傳回至介面IC 351之SLI匯流排電路364。以先前所闡述之方式，SLI匯流排電路364又輸出表示SLI匯流排356中之最低CSFB字組之一DCSFB字組，且D/A轉換器365將彼DCSFB字組轉換成一類比CSFB回饋電壓。運算跨導放大器366然後將CSFB回饋電壓轉換成線358上之電流回饋ICSFB信號以控制SMPS 353之+V_LED 輸出。另一選擇係，可使用CSFB回饋電壓本身作為用以控制SMPS 353之回饋信號。以數位方式內嵌CSFB資料對比系統350與圖4之系統100，其中透過一類比菊鏈將每一LED驅動器IC連接至介面IC每驅動器IC需要兩個專用接針。

在系統350中，如同在系統100中，CSFB回饋信號CSFBO或ICSFB之僅一單個值由介面IC 351產生。在其中需要一個以上SMPS之應用中，例如，在較大較高電流背光式顯示器或具有RGB背後照明之顯示器中，介面IC可經修改以輸出一個以上CSFB輸出電壓以控制多個SMPS單元。SLI匯流排資料串流本身攜載必要資訊以獨立地控制多個LED供應電壓軌，但介面IC必須經組態以適當分離通道資訊來利用此一特徵。下文闡述本發明之一多回饋多輸出實施例。

類比及數位資料轉換

再次參考圖9，動態地量測跨越電流槽MOSFET 275存在之電壓且使用其來控制SMPS 293之輸出電壓。雖然所量測電壓及回饋信號兩者皆包括類比信號，但根據本發明之SLI匯流排內嵌式CSFB方法包括自LED驅動器IC 272至介面IC 273之一以數位方式編碼之回饋路徑。此一系統需要LED驅動器IC 272內之類比轉數位轉換以感測跨越電流槽MOSFET 275之電壓，及介面IC 273內之數位轉類比轉換以產生SMPS 293之回饋信號292。

將類比信號改變成數位字組依賴於資料轉換，且反之亦然。雖然A/D及D/A轉換器之設計已為熟習此項技術者所熟知，但各種各樣之轉換器存在且必須經選擇以滿足但未實質上超過數位CSFB功能之效能要求。過慢地回應於負載瞬態或經受不穩定性及長穩定時間之資料轉換器設計可導致閃爍及不一致顯示器影像且在極端情形中可甚至損壞一顯示器中之電子組件。相反地，對TV市場而言，準確高效能轉換器通常過大且過昂貴。

圖12圖解說明用於在LED驅動器IC內執行之感測及數位編碼之電路，其中驅動LED串274A及274B的MOSFET 275A及275B之汲極連接上之電壓連接至包括一運算放大器之一CSFB電路275之正輸入V_inA +及V_inB +。在運算放大器之輸出連接至其負輸入V_inB -之情形下，運算放大器用作放大其正輸入V_inA +及V_inB +之最負之一單位增益放大器或電壓隨耦器。CSFB電路275之輸出亦饋送一A/D轉換器276之輸入。注意，為清晰起見，圖12中未展示用於電流槽MOSFET 275A及275B之電流精確閘極驅動器電路。

在CSFB電路275之一項實施例中，運算放大器包括具有匹配輸入P通道MOSFET 401A、401B及401C以及電流源403之一差動輸入。包括匹配N通道MOSFET 402A及402B之一電流鏡反應負輸入P通道MOSFET 401A中之電流。對N通道MOSFET 402B中之電流連同P通道MOSFET 401B及401C中之電流一起求和，從而驅動包括一N通道MOSFET 404之一第二放大器級及包括一電流源之主動負載405。連同自其輸出至負輸入MOSFET 401A之負回饋一起，包括電容器406及電阻器407之一補償網路經包含以設定放大器之極零回應且在全部操作範圍內維持穩定性。

在操作中，放大器之V_inA +及V_inB +輸入上存在之最負輸入接通P通道MOSFET 401B或401C(不只是其平行對應體)，且迫使放大器之輸出至MOSFET 401B及401C之兩個汲極電壓中之較低者。該輸出然後由A/D轉換器276數位化且當經請求時載入至SLI匯流排移位暫存器中。

雖然針對一雙通道LED驅動器IC展示圖12中之CSFB電路275，但可藉由添加連接至與MOSFET 401B及401C匹配之P通道MOSFET之正輸入而簡單地整合任何數目個通道。舉例而言，若一第三正輸入連接至一P通道MOSFET 401D，則CSFB電路275將輸出其三個輸入中之最低者，通道A、通道B或通道C之彼輸出。以此方式，CSFB電路275偵測並輸出一特定LED驅動器IC中之任一電流槽MOSFET之最低汲極電壓。

如先前所闡述，CSFB電路275判定跨越一既定LED驅動器IC內之電流槽MOSFET存在之最低電壓。此類比電壓輸入至類比轉數位轉換器276。可使用已為熟習此項技術者所熟知之方法容易地實現類比轉數位轉換器276。圖13中展示包括一分壓器之一4位元D/A轉換器276，該分壓器包括電阻器417A至417P(共同地稱作電阻器417)、對應數目個類比比較器418A至418P、一參考電壓Vref 416之一穩定源極及一個二進制編碼之十進制BCD數位編碼器420。

如所展示，參考電壓Vref劃分成介於自Vref之十六分之一至高達Vref之範圍內之十六個線性均勻之步階。此十六個參考電壓連接至類比比較器418A至418P之負輸入。舉例而言，電阻器417A之較正端子(亦即，未連接至接地之側)連接至比較器418A之負輸入。類似地，電阻器417G之較正端子連接至比較器418G之負輸入等等。比較器418P之輸入直接繫結至參考電壓Vref。類比比較器418A至418P之正輸入連接至A/D轉換器276之輸入端子，A/D轉換器276之輸入端子又連接至CSFB電路475之輸出。由於比較器418A量測串聯電阻器鏈417之最低電壓，因此其輸出可視為轉換器之最低有效位元或LSB。相反地，由於比較器418P量測最高電壓(亦即，高於Vref之輸入)，因此其可視為A/D轉換器276之最高有效位元或MSB。

在操作中，比較由CSFB電路275輸出之一類比電壓與類比比較器418A至418P之負輸入處之十六個參考電壓。由Vref 416供電，個別參考電壓使用一串聯電阻器串417來產生。對於任何既定輸入電壓，A/D轉換器輸入可超過某些比較器上之參考電壓且降低至低於其他比較器上之參考電壓。對於其中CSFB輸入超過參考電壓之彼等比較器，對應比較器之輸出將展現一邏輯「高」狀態。對於其中參考電壓超過CSFB輸入之彼等比較器，對應比較器之輸出將展現一邏輯「低」狀態。舉例而言，當A/D轉換器276之輸入電壓僅稍微超過比較器418G之參考電壓輸入時，然後比較器418A至418G之所有輸出將為高且比較器418H至418P之所有輸出將保持低。

以此方式，十六個比較器418A至418P之輸出產生表示CSFB電路275之類比CSFB電壓輸出之一數位近似值的位元之(亦即，「1」及「0」之)一唯一數位組合。比較器418A至418P之十六個輸出饋送至BCD解碼器420中，BCD解碼器420又輸出隨後儲存於取樣鎖存器277中作為數位CSFB資料之一個四位元二進制編碼之十進制或BCD碼。BCD編碼器420以一個一對一對應方式將比較器418輸出之十六個可能組合轉換成十六個4位元字組。下文表2中展示一個可能轉換碼：

取樣鎖存器277中之4位元DSCFB資料視需要傳遞至SLI匯流排暫存器280，隨後以一先前所闡述方式移位穿過SLI匯流排且至介面IC中。含有DCSFB資料之取樣鎖存器277稱作一「取樣鎖存器」，此乃因將類比資料轉換成數位資料之過程花費一有限時間量，亦即，A/D轉換非瞬時的，以使得僅在某一週期基礎上「取樣」電壓資料。此外，如上文所闡述，正常情況下不存在以顯著高於訊框速率之一頻率(亦即，以比Vsync頻率快5倍之一速率)取樣一視訊背光系統中之CSFB回饋電壓之迫切需要或益處。

在前置多工SLI匯流排之情形中，取樣鎖存器277中之DCSFB資料透過多工器278回應於用於讀取DCSFB資料之對應前置碼而傳遞至SLI匯流排資料暫存器280，其中解碼前置且將資料自取樣鎖存器複製至SLI匯流排移位暫存器之資料欄位中。在其中SLI匯流排資料暫存器係16個位元寬之前置多工SLI匯流排之一較佳實施例中，自LED驅動器IC產生之4位元DCSFB字組較佳地載入至資料暫存器之4個最低有效位元中，如表3中所展示：

相比而言，寬SLI匯流排協定，取樣鎖存器277中之資料在不需要介入多工器278之情形下直接映射至SLI匯流排協定中之對應4位元字組中。如此，每一LED驅動器IC在一規則週期基礎上或在請求時規則地產生每IC至少一個DCSFB字組且將彼資訊載入至SLI匯流排資料暫存器中。

由於每一驅動器IC產生表示彼特定IC中之電流槽MOSFET之最低汲極電壓的其自身之DCSFB信號，該介面IC必須透過數位碼分類以識別用於所有通道及驅動器IC之最低CSFB電壓之值。如圖14中所展示，儲存於數位暫存器289中之此最低CSFB電壓然後由D/A轉換器290往回轉換成一類比回饋信號且輸出為一類比回饋信號292。命名為CSFBO的D/A轉換器290之電壓輸出可直接用於驅動一SMPS之回饋輸入，或另一選擇係，運算跨導放大器OTA 291可用於將此電壓轉換成一回饋電流ICSFB。

可使用已為熟習此項技術者所熟知之方法容易地實現四位元數位轉類比轉換器290。圖14中所圖解說明之一種此方法將採用包括電阻器431至438之一R/2R梯形設計。每一數位輸入D0至D3經加偏壓在Vcc處處於一邏輯「高」狀態中或在接地處處於一邏輯「低」狀態中。此等輸入連接至電阻器「梯形」，從而產生跨越電阻器網路之一電壓V_R 。藉由改變暫存器289中之二進制位元組合，電阻器梯形電壓V_R 可動態地變化。具體而言，若暫存器289包括一4位元字組，則十六個可能數位組合產生各自具有一相異且唯一V_R 電壓之十六個唯一等效電路。為避免與變化之負載阻抗之相互作用，電壓隨耦器439緩衝梯形輸出電壓。藉由使用電阻器二進制加權，D/A轉換器290產生數位碼成一類比電壓之一線性單調轉換。

支援多個SLI匯流排内嵌式CSFB信號

如先前所闡述，類比電流感測回饋之限制中之一者係其支援多個獨立回饋信號之不靈活性。當每系統需要一個以上SMPS時，需要多個回饋信號以支援較高功率位準或驅動具有不同色彩之多個LED串。舉例而言，在其中一單個電源供應器過大且能量低效之較大、較亮顯示器中需要產生獨立+V_LED 供應之兩個SMPS模組。在RGB背後照明中，需要至少三個單獨電源供應器，一個用以給紅色LED串供電、一個用以給綠色LED串供電且另一個用以給藍色LED串供電。在某些情形中，在RGBG背光中採用四個電源供應器，此乃因需要兩個而非一個綠色LED串來達成最佳色彩平衡。不管怎樣，在現今系統中，支援具有不同輸出電壓之多個電源供應器需要使整個LED背光系統加倍或成為三份，從而使得解決方案成本高、複雜且對耦合至多個類比回饋信號中之雜訊敏感。

修改SLI匯流排內嵌式CSFB方法以支援多個DCSFB信號解析多個類比電流感測回饋信號之有疑問問題，其中除額外SMPS模組之外BOM系統成本無改變、SLI匯流排架構無改變、LED驅動器IC無改變且介面IC最小改變。如此，根據本發明製作之一單個背光系統可經調適以以一直接方式支援多個供應器。

如圖15中所圖解說明，根據本發明製作之一多電源供應器LED驅動系統450包括使用經調適以用於多個DCSFB信號之所揭示SLI匯流排內嵌式CSFB方法控制八個LED驅動器IC 174之一陣列及具有用於每一SMPS模組之獨立回饋線452及455之兩個SMPS模組453及456之一單個介面IC 451及單個SLI匯流排菊鏈161。以此方式，一單個純量視訊處理器IC 153及微控制器152可驅動來自兩個高電壓電源供應器之單獨LED背光陣列，在針對其正驅動之LED串之最佳電壓下操作SMPS模組453及456中之每一者。對於精確電流匹配，所有LED驅動器IC 174A至174H在線155上共用一共同Vref類比參考電壓。

在如所展示之雙供應器背光系統450中，自動態地調節至隨數位回饋信號DCSFB1而變之一電壓+V_LED1 之一共同高電壓供應軌454給LED串156A至156H供電。介面IC 451藉由詢問自LED驅動器IC 174A至174D擷取之SLI匯流排內嵌式CSFB資料及選擇資料串流中之最低值來判定DCSFB1之值。此數位值然後轉換成線452上控制SMPS1模組453之一類比回饋信號作為一電壓回饋信號CSFBO1或作為一電流回饋信號ICSFB1。類似地，自動態地調節至隨數位回饋信號DCSFB2而變之一電壓+V_LED2 之一共同高電壓供應軌457給LED串156I至156Q供電。介面IC 457藉由詢問自LED驅動器IC 174E至174H擷取之SLI匯流排內嵌式CSFB資料及選擇資料串流中之最低值來判定DCSFB2之值。此數位值然後轉換成線455上控制SMPS2模組456之一類比回饋信號作為一電壓回饋信號CSFBO2或作為一電流回饋信號ICSFB2。

DCSFB1資料及DCSFB2資料兩者皆自詢問SLI匯流排161上之資料串流之介面IC 451導出，該資料串流經由SLI匯流排線161I移位至介面IC 451中且透過傳入位元分類以判定構成CSFB資料的每一字組之部分及驅動器IC來自何處。在寬SLI匯流排協定之情形中，可使用一計數器或藉助可程式化邏輯達成此分類功能以判定哪一LED驅動器IC與到達線161I上之資料相關。用於將CSFB資料編碼至SLI匯流排協定中之此方法促進控制來自每驅動器IC內嵌一個單一CSFB回饋信號之LED驅動器IC之多個電源供應器。雖然驅動器IC 174不需要自先前所闡述之彼等驅動器IC修改且用於單個電源供應器應用(諸如，圖6中所展示之系統170)中，但圖15中之介面IC 451必須經修改以詢問及剖析傳入至兩個回饋通道中之其CSFB資料以便獨立地控制多個電源供應器。

圖16中在功能上圖解說明分離相關於LED驅動器IC 174A至174D之CSFB資料與相關於LED驅動器IC 174E至174H之CSFB資料之一方法。進入SLI匯流排移位暫存器 474之一SLI匯流排資料串流473包括自八個單獨LED驅動器IC(未展示)且在其內產生之八個CSFB信號473A至473H，其中每一驅動器IC將其自身之唯一CSFB回饋值發送至介面IC以供處理。解譯傳入CSFB回饋資料之SLI匯流排移位暫存器474駐存於如所展示輸出回饋信號487及488以控制兩個電源供應器之前述介面IC內(舉例而言，於介面IC 451或等效物內)。

由於含有CSFB資料472之寬SLI匯流排協定471不含有關於哪一驅動器IC產生特定CSFB信號之資訊，因此必須在資料經移位至SLI匯流排移位暫存器474中時使用一計數器或可程式化邏輯來識別其之源極。在所展示之實例中，自LED驅動器IC 174A至174D產生之CSFB資料字組473A至473D控制電源供應器SMPS1之輸出電壓，而自LED驅動器IC 174E至174H產生之CSFB資料字組473E至473H控制電源供應器SMPS2之輸出電壓。在結構上表示字組473A至473H中之每一者之數位字組471包括表示內嵌於構成非CSFB資料之位元內之CSFB資料之一CSFB封包472。在所展示之實例中，用於控制SMPS2之資料字組473E至473H首先移位至SLI匯流排移位暫存器474中，後續接著控制SMPS1之字組。此序列係任意的且可在系統間變化。事實上，可以可信方式散佈控制SMPS1及SMPS2之資料，從而使分類過程進一步複雜化。

為剖析傳入至相異字組473A至473H中之SLI匯流排資料，隔離每一字組中之CSFB資料封包472並識別哪一LED 驅動器IC通道發送資料，一計數器477計數SCK脈衝之數目，且一解碼器478解譯如何處理對應資料(要麼將其自SLI匯流排暫存器載入至一主動鎖存器中作為CSFB1資料、CSFB2資料要麼將其丟棄)。具體而言，一多工器475將用於通道A、B、C及D之SLI匯流排資料引導至比較1暫存器478且將用於通道E、F、G及H之資料引導至比較2暫存器479。雖然SLI匯流排移位暫存器474含有在長度上66個或88個位元之整個寬SLI匯流排協定字組，但僅4位元寬之CSFB封包472載入至比較暫存器478或479中。所有其他位元被丟棄或由介面IC內之其他暫存器及功能使用。

當通道1 CSFB資料封包472已載入至比較1暫存器478中時，比較傳入資料與「最低CSFB1」暫存器480中之資料，從而僅若新資料具有一數值上較低量值則覆寫暫存器480資料。否則，「最低CSFB1」中之資料保持未經更改。在完成SLI匯流排移位操作時或在下一Vsync脈衝時，DCSFB1資料然後載入至主動鎖存器與D/A轉換器482中且SMPS1之輸出電壓改變。類比回饋信號487可包括電壓輸出CSFBO1或電流ICSFB1，其中運算跨導放大器OTA 484將CSFBO1回饋電壓轉換成ICSFB1回饋電流。以一類似方式，當通道2 CSFB資料472經載入至比較2暫存器479中時，比較傳入資料與「最低CSFB2」暫存器481中之資料，從而僅若新資料具有一數值上較低量值則覆寫暫存器481資料。否則，「最低CSFB2」中之資料保持未經更改。在完成SLI匯流排移位操作時或在下一Vsync脈衝時， DCSFB2資料然後載入至主動鎖存器與D/A轉換器483中且SMPS2之輸出電壓改變。類比回饋信號488可包括電壓輸出CSFBO2或電流ICSFB2，其中運算跨導放大器OTA 486將CSFBO2回饋電壓轉換成ICSFB2回饋電流。

以此方式，計數器477、解碼器476及多工器475能夠將SLI匯流排資料串流473剖析及分類，從而自每一LED驅動器IC提取SLI匯流排內嵌式數位CSFB信號472以經由類比CSFB信號487及488動態地控制兩個SMPS輸出。可藉由改變解碼器476及添加額外比較暫存器及D/A轉換器將概念擴展至三個或三個以上電源供應器。如所展示，資料串流473將控制SMPS2之所有LED驅動器IC資料分組成連續字組473H至473E，後續接著包括順序SLI匯流排字組473D至473A的控制SMPS1之所有LED驅動器IC資料。在本發明之其他實施例中，可以交替或隨機方式散佈兩個或兩個以上SMPS模組之CSFB回饋資料。因此，解碼器476可包括可組態邏輯、場可程式化閘極陣列或一小微控制器核心以便將分類例程靈活地調適至變化之序列。注意，在啟動時，CSFB暫存器最初載入有最高值。之後，在SLI匯流排資料中更新最近CSFB資料，從而永遠動態地調整電源供應器電壓。

在根據本發明之一替代實施例中，分離並指派SLI匯流排內嵌式CSFB資料給數個電源供應器中之一者所需之資訊可內建於協定本身。圖17中展示在前置多工SLI匯流排協定及硬體介面中一種用於使用單獨前置碼來提取並指派內嵌式CSFB資料之方法。在此實例中，識別待由數位CSFB資料控制之SMPS之一前置碼及其相關聯CSFB資料內嵌於由每一LED驅動器IC產生之SLI匯流排資料串流中。藉由讀取及解碼前置資料，介面IC然後能夠容易地將回饋資料指派給適當SMPS。

作為一實例，SLI匯流排資料串流493內嵌兩個類型之CSFB信號，具體而言，包括具有用於控制SMPS1之對應資料CSFB1之前置碼「前置1」之SLI匯流排字組491及包括對應於用於控制SMPS2之CSFB2資料之「前置2」之SLI匯流排字組492。在此實施例中，SLI匯流排資料串流493包括控制SMPS2之四個字組493H至493E及控制SMPS1之四個字組493D至493A。SLI匯流排資料串流493在SCK信號之控制下順序地移位至SLI匯流排串列移位暫存器494中，藉此由前置解碼器495解譯前置碼，且多工器496將資料引導至適當功能性鎖存器。

在其中前置碼識別CSFB1資料之情形中，前置解碼器495引導多工器496將CSFB資料(如所展示，包括用於LED驅動器ICA、B、C及D之CSFB資料)自SLI匯流排暫存器494之資料欄位引導至「比較1」暫存器478中。比較1功能478然後僅當SLI匯流排494中之傳入資料具有低於當前駐存於「最低CSFB1」暫存器480中之資料之一數值量時覆寫最低CSFB1鎖存器480中之資料，否則，暫存器480中之資料保持未經更改。在SLI匯流排資料串流493中之所有字組移位至SLI匯流排移位暫存器494中且經解譯之後，「最低CSFB1」暫存器480中之資料表示CSFB1資料(亦即，DCSFB1)之電流數位表示。在彼時或與下一Vsync脈衝同步化地，DCSFB1資料複製至主動鎖存器與D/A轉換器482中，從而產生包括電壓輸出CSFBO1或在由OTA 484轉換之後電流輸出ICSFB1之類比回饋輸出486。

以一類似方式，當前置碼識別CSFB2資料時，前置解碼器495引導多工器496將CSFB資料(如所展示，包括用於LED驅動器ICE、F、G及H之CSFB資料)自SLI匯流排暫存器494之資料欄位載入至比較2暫存器479中。比較功能479然後僅當SLI匯流排494中之傳入資料具有低於當前駐存於「最低CSFB2」暫存器481中之資料之一數值量時覆寫「最低CSFB2」鎖存器481中之資料，否則，暫存器481中之資料保持未經更改。在SLI匯流排資料串流493中之所有字組移位至SLI匯流排移位暫存器494中並經解譯之後，最低CSFB2暫存器481中之資料表示CSFB2資料(亦即，DCSFB2)之電流數位表示。在彼時或與下一Vsync脈衝同步化地，DCSFB2資料複製至主動鎖存器與D/A轉換器483中，從而產生包括電壓輸出CSFBO2或在由OTA 485轉換之後電流輸出ICSFB2之類比回饋輸出487。

在所展示之此實例中，移位至SLI匯流排移位暫存器494中之前四個字組係與SMPS2之控制相關聯之彼等字組(亦即，LED驅動器IC H、G、F及E)，後續接著控制SMPS1之四個字組(按次序為LED驅動器IC D、C、B及A)。然而，在前置多工SLI匯流排之情形下，資料串流並不限於一特定序列。而是，資料序列可以任何交替或隨機序列混合用於SMPS1及SMPS2之回饋資料。此外，使用針對每一CSFB信號之一相異前置碼，任何數目個CSFB信號可內嵌至SLI匯流排資料串流中。

舉例而言，格式可容易地經調適以支援與驅動RGB背後照明系統相一致之三個電源供應器或支援可用於RGBG或RGYB背後照明方法中之四個單獨回饋信號。RGBG背後照明解決方案採用由一個SMPS供電之紅色LED串、由另一SMPS供電之藍色LED串及由兩個SMPS模組供電以便補償當今綠色LED之較低照度的雙倍數目之綠色LED串。在RGBY背後照明中，包含黃色LED以擴展色彩溫度之範圍。相同系統亦可用於其中RGB、RGBG或RGBY用以產生實際影像而非用以產生一白色背光之告示板應用中。

總而言之，圖17圖解說明單獨前置碼可用於將多個相異CSFB信號內嵌至一SLI匯流排資料串流中以產生用以在不需要類比回饋網路之情形下管理多個電源供應器之一靈活解決方案。一替代方法係將高達四個CSFB信號內嵌至一單個前置多工SLI匯流排字組之資料欄位中，從而將一個16位元SLI匯流排資料欄位分割成四個CSFB 4位元「尼」。圖18圖解說明用以將CSFB資料內嵌至SLI匯流排協定中之此一替代方法，其中使用一32位元前置多工或「薄」SLI匯流排協定之一個SLI匯流排字組501包括一16位元前置碼502E及四個4位元CSFB信號502A至502D。

SLI匯流排字組501之資料欄位包括：CSFB1字組502A，其包括SLI匯流排資料欄位中之四個最低有效位元，位元0至3；CSFB2字組502B，其包括SLI匯流排資料欄位中之接下來四個較高有效位元，位元4至7；CSFB3字組502C，其包括SLI匯流排資料欄位中之接下來四個較高有效位元，位元8至11；及CSFB4字組502D，其包括SLI匯流排資料欄位中之四個最高有效位元，位元12至15。

前置解碼器503解碼指示多工器504將所有四個CSFB字組502A至502D傳送至比較暫存器505中之前置502E。比較暫存器505然後比較SLI匯流排中之4位元CSFB1資料502A與最低CSFB暫存器506中之CSFB1資料，從而僅當502A中之新資料較低時覆寫暫存器506中之資料。比較暫存器505同時比較SLI匯流排中之4位元CSFB2資料502B與最低CSFB暫存器506中之CSFB2資料，從而僅當502B中之新資料較低時覆寫暫存器506中之資料。同時地，比較功能505比較502C中之資料與「最低CSFB」暫存器506中之CSFB3資料，且比較502D中之資料與「最低CSFB」暫存器506中之CSFB4資料。在資料移位至串列移位暫存器501中之後，「最低CSFB」暫存器506含有最大電流CSFB值。

暫存器506內之資料然後用於即時或與下一Vsync脈衝同步化地使用D/A轉換器507至510及跨導放大器511至514來產生CSFB回饋輸出511至518。暫存器506中之四個最低有效位元表示由D/A轉換器507及OTA 511處理以產生用於控制SMPS1之CSFB01及ICSFB1輸出之DCSFB1資料。類似地，在連續4位元組合中，暫存器506含有用於控制SMPS2 之DCSFB2資料、用於控制SMPS3之DCSFB3資料及用於控制SMPS4之DCSFB4資料。如所闡述，以根據本發明進行之一方式，SLI匯流排501中之一個多CSFB指令動態地即時獨立地控制高達四個SMPS輸出電壓。

圖19中圖解說明獨立地控制三個SMPS輸出之多CSFB內嵌式SLI匯流排之一應用，藉此SLI匯流排資料串流523包括九個SLI匯流排字組523I至523A之一序列，每一SLI匯流排字組跟在由具有一對應資料欄位「wxyz」之前置多工SLI匯流排字組521表示之四CSFB協定之後。用於CSFB1之資料編碼於SLI匯流排字組523G、523D及523A之四個最低有效位元中，而其餘位元表示可能之最高數位值，亦即二進制中之1111或十六進制中之「F」。SLI匯流排字組523G、523D及523A中之資料因此包括呈格式[1111 1111 1111 wxyz]之16位元二進制字組。

以一類似方式，用於CSFB2之資料編碼於SLI匯流排字組523H、523E及523B之接下來四個較高有效位元中，而其餘位元表示可能之最高數位值，亦即二進制中之1111。SLI匯流排字組523H、523E及523B中之資料因此包括呈格式[1111 1111 wxyz 1111]之16位元二進制字組。用於CSFB3之資料編碼於SLI匯流排字組523I、523F及523C之接下來四個較高有效位元中，而其餘位元表示可能之最高數位值，亦即二進制中之1111。SLI匯流排字組523I、523F及523C中之資料因此包括呈格式[1111 wxyz 1111 1111]之16位元二進制字組。如所展示，SLI匯流排資料串流523中無字組含有CSFB4資料，因此其保持處於最高電壓DCSFB值1111。

SLI匯流排資料523串列地移位至SLI匯流排移位暫存器524中，一旦由前置解碼器525解碼即指示多工器526分別將適當4位元尼自SLI匯流排資料521寫入至「比較」暫存器527、528及529中，其中CSFB1資料載入至比較1暫存器527中，CSFB2資料載入至比較2暫存器528中，且CSFB3資料載入至比較3暫存器529中以用於類比回饋信號539至541中之後續轉換。如所展示，CSFB4資料未載入至任一比較暫存器中且因此不影響任何SMPS輸出。此一個三輸出解碼適用於RGB背後照明應用。

圖20中展示一個可能RGB背光，其中LED驅動器IC 562A、562D及562G控制並提供CSFB回饋信號564中之一者給SMPS1 554，從而藉助供應軌557上之一電壓+V_LED1 給紅色LED串560A、560B、560G、560H、560M及560N供電；其中LED驅動器IC 562B、562E及562H控制並提供CSFB回饋信號564中之一者給SMPS2 555，從而藉助供應軌558上之一電壓+V_LED2 給綠色LED串560C、560D、560I、560J、560P及560Q供電；且其中LED驅動器IC 562C、562F及562I控制並提供CSFB回饋信號564中之一者給SMPS3 556，從而藉助供應軌559上之一電壓+V_LED3 給藍色LED串560E、560F、560K、560L、560R及560S供電。

所有三個CSFB信號以數位方式內嵌至包括SLI匯流排線563A至563J之一單個SLI匯流排菊鏈中，且由一介面IC 551轉換成單獨類比回饋信號564，從而回應於來自一μC 552及一純量IC 553之指令而促進分別對紅色LED供應電壓+V_LED1 、綠色LED供應電壓+V_LED2 及藍色LED供應電壓+V_LED3 之動態控制。

在系統550中，每一LED驅動器IC驅動具有相同色彩之兩個LED串且輸出一單個CSFB值。在圖21中所展示之一替代實施例中，每一LED驅動器IC 612控制三個不同LED串(亦即，一個紅色、一個綠色極一個藍色)，且輸出三個相異CSFB信號。具體而言，LED驅動器IC 612A分別控制紅色LED串610A、綠色LED串610B及藍色LED串610C，LED驅動器IC 612B分別控制紅色LED串610D、綠色LED串610E及藍色LED串610F等等。菊鏈中之最後一個LED驅動器IC(驅動器612F)分別控制紅色LED串610Q、綠色LED串610R、及藍色LED串610S。每一驅動器IC 612輸出以數位方式內嵌於SLI匯流排613中之紅色、綠色及藍色回饋的其自身CSFB3、CSFB2及CSFB1回饋值以及電力供應控制。

介面IC 601解譯由SLI匯流排菊鏈613攜載之內嵌式CSFB資料且輸出三個單獨類比回饋信號614以動態地控制SMPS1模組604、SMPS2模組605及SMPS3模組606以動態地產生具有對應電壓+V_LED1 、+V_LED2 及+V_LED3 之經調節輸出607、608及609。以此方式，純量IC 603、μC 602、介面IC 601連同六個驅動器IC 612一起形成具有對使用SLI匯流排控制之十八個LED串之獨立動態控制而不需要多個類比回饋環路之一動態可調整背光系統。

對於待內嵌於一驅動器IC內部之一個以上CSFB信號，一個以上CSFB信號必須產生於一LED驅動器IC內。圖22圖解說明一個八通道LED驅動器IC 651，八通道LED驅動器IC 651整合八個電流槽DMOSFET 653A至653H、四個獨立CSFB偵測電路654A至654D、四個單獨A/D轉換器，從而導致內嵌提供對四個相異SMPS輸出電壓+V_LED1 至+V_LED4 之獨立回饋控制之四個單獨CSFB信號CSFB1至CSFB4之一16位元SPI匯流排字組670。

在操作中，LED串652A及652B中之電流產生跨越電流槽DMOSFET 653A及653B之感測電壓。CSFB電路654A然後判定此兩個電壓中究竟哪一者較低，且將較低電壓輸出至A/D轉換器655A，從而將類比回饋資料轉換成一4位元數位字組CSFB4。類似地，LED串652C及652D中之電流產生跨越電流槽DMOSFET 653C及653D之感測電壓。CSFB電路654B然後判定此兩個電壓中究竟哪一者較低，且將較低電壓輸出至A/D轉換器655B，從而將類比回饋資料轉換成一4位元數位字組CSFB3。同樣地，來自LED串652E及652F之電壓回饋判定由A/D轉換器655C輸出之CSFB2之數位值，且來自LED串652G及652H之電壓回饋判定由A/D轉換器655D輸出之CSFB1之數位值。

CSFB4資料儲存於取樣鎖存器666之四個最高有效位元中，其中CSFB3佔據接下來四個較低有效位元，CSFB2佔據接下來四個較低有效位元，且CSFB1填充取樣鎖存器666之四個最低有效位元。當由前置解碼器667A及前置碼 669P指示如此做時，來自預載入鎖存器666之所有16個位元之資料透過多工器667B複製至SLI匯流排移位暫存器658之資料欄位659D中。此資料欄位藉此含有並非一個而是四個獨立四位元CSFB字組CSFB4至CSFB1，如資料集670所展示。

此等CSFB信號在移位至介面IC之後最終以圖18中所闡述之一方式設定+V_LED4 至+V_LED1 供應之對應電壓輸出。四個CSFB信號適用於RGBG背光中，其中兩組綠色LED串由單獨SMPS電壓供電。另一選擇係，無需使用所有16個位元。舉例而言，在RGB應用中，可移除A/D轉換器655A且取樣鎖存器666之12個最低有效位元可用於控制三個單獨電源供應器，舉例而言，+V_LED3 用於紅色LED串，+V_LED2 用於綠色LED串且+V_LED1 用於藍色LED串。藉由消除未使用之具有電流槽MOSFET 652A及652B之CSFB 654A且亦消除不需要之MOSFET電流槽652D、652F及652H來實現一個三CSFB、三通道LED驅動器IC，此一方法與圖21中所展示之系統實例一致。

2‧‧‧發光二極體串

2A至2Q‧‧‧發光二極體串

3‧‧‧高電壓保護裝置

3A至3Q‧‧‧離散MOSFET

4‧‧‧離散電流槽DMOSFET

4A至4Q‧‧‧離散電流槽DMOSFET/電流槽DMOSFET/ DMOSFET

6‧‧‧介面積體電路/高接針計數介面積體電路

7‧‧‧背光微控制器/微控制器

8‧‧‧純量積體電路

9‧‧‧切換模式電源供應器/切換模式電源供應器模組

10‧‧‧電流感測回饋信號

11‧‧‧串列周邊介面匯流排介面/電流感測回饋線

12‧‧‧共同發光二極體電源供應器軌

21‧‧‧「m」個串聯連接發光二極體

22‧‧‧疊接箝位器MOSFET

23‧‧‧整體高電壓二極體/高電壓整體二極體

24‧‧‧電流槽MOSFET/主動電流槽MOSFET/MOSFET

25‧‧‧電流感測電流精確閘極驅動器電路/電流精確閘極驅動器電路

26‧‧‧電流感測回饋電路

27‧‧‧發光二極體故障電路

28‧‧‧積體電路介面/介面

51‧‧‧發明發光二極體驅動器積體電路/發光二極體驅動器/驅動器積體電路/發光二極體驅動器積體電路

52A‧‧‧發光二極體串

52B‧‧‧發光二極體串

53‧‧‧線性電壓調節器與濾波電容器

54‧‧‧Iset電阻器

55A‧‧‧整合式電流槽DMOSFET/電流槽DMOSFET

55B‧‧‧整合式電流槽DMOSFET/電流槽DMOSFET

56A‧‧‧電流精確閘極驅動器電路

56B‧‧‧電流精確閘極驅動器電路

57A‧‧‧疊接箝位器DMOSFET

57B‧‧‧疊接箝位器DMOSFET

58A‧‧‧整體高電壓二極體/PN二極體

58B‧‧‧整體高電壓二極體/PN二極體

59‧‧‧數位控制與時序電路/數位時序與控制電路

60‧‧‧類比控制與感測電路

61‧‧‧串列照明介面匯流排移位暫存器/移位暫存器

62‧‧‧晶片上偏壓供應與調節器/偏壓電路

65‧‧‧發光二極體驅動器

66‧‧‧發光二極體驅動器積體電路/驅動器積體電路

69‧‧‧晶片上偏壓供應與調節器

70‧‧‧類比控制與感測電路

71A‧‧‧電流精確閘極驅動器電路

71B‧‧‧電流精確閘極驅動器電路

71P‧‧‧電流精確閘極驅動器電路

71Q‧‧‧電流精確閘極驅動器電路

72A‧‧‧電流槽DMOSFET/DMOSFET/高電壓電流槽DMOSFET

72B‧‧‧電流槽DMOSFET/DMOSFET/高電壓電流槽DMOSFET

72P‧‧‧高電壓電流槽DMOSFET

72Q‧‧‧高電壓電流槽DMOSFET

73A‧‧‧整體高電壓二極體

73B‧‧‧整體高電壓二極體

73P‧‧‧整體高電壓二極體

73Q‧‧‧整體高電壓二極體

74‧‧‧數位控制與時序電路

74A至74H‧‧‧數位控制與時序電路

75‧‧‧串列照明介面匯流排

80‧‧‧發明發光二極體驅動器/發光二極體驅動器

81‧‧‧發光二極體驅動器積體電路/兩通道發光二極體驅動器

81A‧‧‧發光二極體驅動器積體電路/發光二極體驅動器/小發光二極體驅動器積體電路/輔助發光二極體驅動器

81B‧‧‧發光二極體驅動器積體電路/發光二極體驅動器/小發光二極體驅動器積體電路/ 輔助發光二極體驅動器

81C‧‧‧發光二極體驅動器積體電路/發光二極體驅動器/小發光二極體驅動器積體電路/輔助發光二極體驅動器

81D‧‧‧發光二極體驅動器積體電路/發光二極體驅動器/小發光二極體驅動器積體電路/輔助發光二極體驅動器

81E‧‧‧發光二極體驅動器積體電路/發光二極體驅動器/小發光二極體驅動器積體電路/輔助發光二極體驅動器

81F‧‧‧發光二極體驅動器積體電路/發光二極體驅動器/小發光二極體驅動器積體電路/輔助發光二極體驅動器

81G‧‧‧發光二極體驅動器積體電路/發光二極體驅動器/小發光二極體驅動器積體電路/輔助發光二極體驅動器

81H‧‧‧發光二極體驅動器積體電路/發光二極體驅動器/小發光二極體驅動器積體電路/輔助發光二極體驅動器

82‧‧‧Iset電阻器

83‧‧‧發光二極體串

83A‧‧‧發光二極體串

83B‧‧‧發光二極體串

83C‧‧‧發光二極體串

83D‧‧‧發光二極體串

83E‧‧‧發光二極體串

83F‧‧‧發光二極體串

83G‧‧‧發光二極體串

83H‧‧‧發光二極體串

83I‧‧‧發光二極體串

83J‧‧‧發光二極體串

83K‧‧‧發光二極體串

83L‧‧‧發光二極體串

83M‧‧‧發光二極體串

83N‧‧‧發光二極體串

83P‧‧‧發光二極體串

83Q‧‧‧發光二極體串

84‧‧‧晶片上偏壓供應與調節器/偏壓電路

85‧‧‧類比控制與感測電路

85A至85H‧‧‧類比控制與感測電路

86A‧‧‧電流精確閘極驅動器電路

86B‧‧‧電流精確閘極驅動器電路

86P‧‧‧電流精確閘極驅動器電路

86Q‧‧‧電流精確閘極驅動器電路

87A‧‧‧電流槽DMOSFET

87B‧‧‧電流槽DMOSFET

87P‧‧‧電流槽DMOSFET

87Q‧‧‧電流槽DMOSFET

88A‧‧‧整體高電壓二極體

88B‧‧‧整體高電壓二極體

88P‧‧‧整體高電壓二極體

88Q‧‧‧整體高電壓二極體

89‧‧‧數位控制與時序電路

89A至89H‧‧‧數位控制與時序電路

90‧‧‧前置多工串列照明介面匯流排移位暫存器/移位暫存器/串列照明介面匯流排介面/串列照明介面匯流排/串列照明介面匯流排移位暫存器

90A至90H‧‧‧串列串列照明介面匯流排介面移位暫存器/串列照明介面匯流排移位暫存器

91‧‧‧解碼器

92‧‧‧多工器

100‧‧‧系統

101‧‧‧介面積體電路/硬體介面積體電路

102‧‧‧電容器

107‧‧‧共同信號線/線

108‧‧‧切換模式電源供應器/共同切換模式電源供應器

109‧‧‧供應軌

110‧‧‧固定+24 V供應軌

111‧‧‧線/電流感測回饋信號

112A‧‧‧電流感測回饋菊鏈/線

112B‧‧‧電流感測回饋菊鏈/線

112C‧‧‧電流感測回饋菊鏈/線

112D‧‧‧電流感測回饋菊鏈/線

112E‧‧‧電流感測回饋菊鏈/線

112F‧‧‧電流感測回饋菊鏈/線

112G‧‧‧電流感測回饋菊鏈/線

112H‧‧‧電流感測回饋菊鏈/線

112I‧‧‧電流感測回饋菊鏈/線

113A‧‧‧線/串列照明介面匯流排線

113B‧‧‧線/串列照明介面匯流排線

113C‧‧‧線/串列照明介面匯流排線

113D‧‧‧線/串列照明介面匯流排線

113E‧‧‧線/串列照明介面匯流排線

113F‧‧‧線/串列照明介面匯流排線

113G‧‧‧線/串列照明介面匯流排線

113H‧‧‧線/串列照明介面匯流排線

113I‧‧‧線/串列照明介面匯流排線

122‧‧‧串列周邊介面匯流排介面

123‧‧‧串列照明介面電路/串列照明介面匯流排電路

124‧‧‧時序與控制電路

125‧‧‧參考電壓源

126‧‧‧偏壓供應電路

127‧‧‧運算跨導放大器

152‧‧‧微控制器

153‧‧‧純量視訊處理器積體電路

155‧‧‧線

156‧‧‧發光二極體串

156A至156H‧‧‧發光二極體串

156I至156Q‧‧‧發光二極體串

160‧‧‧線

161‧‧‧串列照明介面匯流排資料串流/串列照明介面匯流排/串列照明介面匯流排菊鏈

161I‧‧‧串列照明介面匯流排線/線

170‧‧‧具有內嵌式電流感測回饋之發光二極體背光系統/系統

171‧‧‧介面積體電路

174‧‧‧發光二極體驅動器積體電路/驅動器積體電路

174A至174H‧‧‧發光二極體驅動器積體電路

200‧‧‧發光二極體驅動器積體電路/發光二極體驅動器積體電路系統

201‧‧‧串列照明介面匯流排移位暫存器/數位串列照明介面移位暫存器/SI移位暫存器

202‧‧‧數位控制與時序電路/適當D、Φ或點鎖存器數位控制與時序電路

203‧‧‧類比控制與感測電路

204‧‧‧Rset電阻器/設定電阻器

205A‧‧‧電流槽DMOSFET/DMOSFET

205B‧‧‧電流槽DMOSFET/DMOSFET

206A‧‧‧電流精確閘極驅動器電路

206B‧‧‧電流精確閘極驅動器電路

210A‧‧‧鎖存器與計數器A電路

210B‧‧‧鎖存器與計數器B電路

211A‧‧‧D鎖存器/功能性鎖存器

211B‧‧‧D鎖存器/功能性鎖存器

212A‧‧‧Φ鎖存器/功能性鎖存器

212B‧‧‧Φ鎖存器/功能性鎖存器

213A‧‧‧數位轉類比轉換器/電流精確閘極驅動器電路/功能性鎖存器

213B‧‧‧數位轉類比轉換器/電流精確閘極驅動器電路/功能性鎖存器

214‧‧‧故障鎖存器/故障電路/故障鎖存器電路/功能性鎖存器/鎖存器

215‧‧‧LED偵測電路

216‧‧‧溫度偵測電路

217‧‧‧偏壓電路/參考電流源/Iref產生器

218A‧‧‧電流感測回饋電路/類比轉數位轉換器

218B‧‧‧類比轉數位轉換器/鎖存器/類比轉數位轉換器與鎖存器

219‧‧‧開路汲極MOSFET

220A‧‧‧脈寬調變A暫存器/移位暫存器/12位元資料暫存器/D鎖存器/串列照明介面匯流排脈寬調變A暫存器

220B‧‧‧脈寬調變B暫存器/移位暫存器/12位元資料暫存器/D鎖存器

221A‧‧‧相位A暫存器/移位暫存器/12位元資料暫存器/串列照明介面匯流排相位A暫存器

221B‧‧‧相位B暫存器/移位暫存器/12位元資料暫存器

222A‧‧‧12位元資料暫存器/移位暫存器/點A鎖存器

222B‧‧‧12位元資料暫存器/移位暫存器/點B鎖存器

223‧‧‧電流感測回饋移位暫存器/移位暫存器/4位元暫存器/電流感測回饋暫存器/16位元資料/資料暫存器/暫存器

224‧‧‧移位暫存器/故障設定鎖存器/8位元暫存器/故障設定暫存器

225‧‧‧移位暫存器/4位元暫存器/故障狀態暫存器

230‧‧‧發光二極體驅動器積體電路/前置多工串列照明介面匯流排

231‧‧‧串列照明介面匯流排移位暫存器/資料暫存器

232‧‧‧16位元前置暫存器/前置暫存器/串列照明介面匯流排前置暫存器

232C‧‧‧通道暫存器

233‧‧‧16位元資料暫存器/資料暫存器/串列照明介面匯流排資料暫存器/串列照明介面匯流排移位暫存器

233F‧‧‧功能暫存器

234‧‧‧前置解碼器與多工器電路/多工器/前置解碼器與多工器

251‧‧‧前置解碼器/解碼器/專用前置功能碼

252‧‧‧功能選擇輸出線/線

253‧‧‧多工器

254‧‧‧通道選擇輸出線/線

256‧‧‧功能/控制功能

257‧‧‧主動鎖存器

258‧‧‧預載入鎖存器/類比或數位功能

259‧‧‧控制功能

260‧‧‧主動鎖存器/鎖存器/預載入鎖存器

261‧‧‧預載入鎖存器

262‧‧‧電流感測回饋信號

263‧‧‧取樣鎖存器/電流感測回饋取樣鎖存器

270P‧‧‧發光二極體驅動系統/系統

272A‧‧‧發光二極體驅動器積體電路/驅動器積體電路/發光二極體驅動器

272H‧‧‧發光二極體驅動器積體電路/發光二極體驅動器

273‧‧‧介面積體電路

274A‧‧‧發光二極體串

274B‧‧‧發光二極體串

274P‧‧‧發光二極體串

274Q‧‧‧發光二極體串

275‧‧‧電流槽MOSFET/電流感測回饋電路

275A‧‧‧電流槽MOSFET/MOSFET

275B‧‧‧電流槽MOSFET/MOSFET

275H‧‧‧類比轉數位轉換器

275P‧‧‧電流槽MOSFET

275Q‧‧‧電流槽MOSFET

276‧‧‧類比轉數位轉換器/4位元數位轉類比轉換器

276A‧‧‧類比轉數位轉換器

276H‧‧‧類比轉數位轉換器

277‧‧‧取樣鎖存器

277A‧‧‧取樣鎖存器/類比轉數位轉換器

277H‧‧‧取樣鎖存器/類比轉數位轉換器

278‧‧‧多工器

278A‧‧‧多工器

278H‧‧‧多工器

279A‧‧‧解碼器

279H‧‧‧解碼器

280‧‧‧資料暫存器

280A‧‧‧資料暫存器/串列照明介面匯流排資料暫存器

280H‧‧‧資料暫存器/串列照明介面匯流排資料暫存器

281A‧‧‧前置暫存器

281H‧‧‧前置暫存器

282A‧‧‧串列照明介面匯流排移位暫存器

282H‧‧‧串列照明介面匯流排移位暫存器

283‧‧‧串列照明介面匯流排移位暫存器

284‧‧‧資料暫存器/串列照明介面匯流排資料暫存器

285‧‧‧前置暫存器

286‧‧‧多工器

287‧‧‧解碼器

288‧‧‧數位量值比較器/量值比較器

289‧‧‧暫存器/數位暫存器

290‧‧‧數位轉類比轉換器

291‧‧‧運算跨導放大器

291A‧‧‧電流感測回饋電路

291H‧‧‧電流感測回饋電路

292‧‧‧回饋信號/類比回饋信號

293‧‧‧切換模式電源供應器/供應線/供應軌

294‧‧‧串列照明介面匯流排

300‧‧‧發光二極體驅動系統/發光二極體驅動器積體電路

301‧‧‧雙通道驅動器積體電路/發光二極體驅動器積體電路/驅動器積體電路/發光二極體驅動器

310‧‧‧類比控制與感測電路

311‧‧‧寬串列照明介面匯流排移位暫存器/串列照明介面匯流排移位暫存器/寬串列照明介面匯流排介面

315‧‧‧替代發光二極體驅動

316‧‧‧雙通道發光二極體驅動器積體電路

316A至316H‧‧‧發光二極體驅動器/發光二極體驅動器積體電路/驅動器積體電路

320‧‧‧類比控制與感測電路

320A至320H‧‧‧類比控制與感測電路

325‧‧‧串列照明介面匯流排移位暫存器/寬串列照明介面匯流排介面

325A至325H‧‧‧串列照明介面匯流排移位暫存器

330‧‧‧發光二極體驅動

331‧‧‧雙通道發光二極體驅動器積體電路/發光二極體驅動器積體電路

335‧‧‧類比控制與感測電路

340‧‧‧前置多工串列照明介面匯流排介面

350‧‧‧系統/介面積體電路/電流感測回饋資料對比系統

351‧‧‧介面積體電路

353‧‧‧共同切換模式電源供應器/切換模式電源供應器

354‧‧‧固定+24 V供應軌

356‧‧‧串列照明介面匯流排

356A‧‧‧串列照明介面匯流排線

356B‧‧‧串列照明介面匯流排線

356H‧‧‧串列照明介面匯流排線

356I‧‧‧串列照明介面匯流排線

357‧‧‧共同信號線

358‧‧‧線

360‧‧‧串列周邊介面匯流排介面/串列周邊介面

361‧‧‧偏壓供應器/偏壓電路

362‧‧‧參考電壓源/電容器

363‧‧‧時序與控制電路

364‧‧‧串列照明介面電路/串列照明介面匯流排電路

365‧‧‧數位轉類比轉換器

366‧‧‧運算跨導放大器

401A‧‧‧匹配輸入P通道MOSFET/負輸入P通道MOSFET/負輸入MOSFET

401B‧‧‧匹配輸入P通道MOSFET/P通道MOSFET/MOSFET/最負輸入接通P通道

401C‧‧‧匹配輸入P通道MOSFET/P通道MOSFET/MOSFET/最負輸入接通P通道

402A‧‧‧匹配N通道MOSFET

402B‧‧‧匹配N通道MOSFET/N通道MOSFET

403‧‧‧電流源

404‧‧‧N通道MOSFET

405‧‧‧主動負載

406‧‧‧電容器

407‧‧‧電阻器

416‧‧‧參考電壓

417A‧‧‧電阻器

417B‧‧‧電阻器

417C‧‧‧電阻器

417D‧‧‧電阻器

417E‧‧‧電阻器

417F‧‧‧電阻器

417G‧‧‧電阻器

417H‧‧‧電阻器

417I‧‧‧電阻器

417J‧‧‧電阻器

417K‧‧‧電阻器

417L‧‧‧電阻器

417M‧‧‧電阻器

417N‧‧‧電阻器

417O‧‧‧電阻器

417P‧‧‧電阻器

418A‧‧‧類比比較器/類比電壓與類比比較器/比較器

418B‧‧‧類比比較器/類比電壓與類比比較器/比較器

418C‧‧‧類比比較器/類比電壓與類比比較器/比較器

418D‧‧‧類比比較器/類比電壓與類比比較器/比較器

418E‧‧‧類比比較器/類比電壓與類比比較器/比較器

418F‧‧‧類比比較器/類比電壓與類比比較器/比較器

418G‧‧‧類比比較器/類比電壓與類比比較器/比較器

418H‧‧‧類比比較器/類比電壓與類比比較器/比較器

418I‧‧‧類比比較器/類比電壓與類比比較器/比較器

418J‧‧‧類比比較器/類比電壓與類比比較器/比較器

418K‧‧‧類比比較器/類比電壓與類比比較器/比較器

418L‧‧‧類比比較器/類比電壓與類比比較器/比較器

418M‧‧‧類比比較器/類比電壓與類比比較器/比較器

418N‧‧‧類比比較器/類比電壓與類比比較器/比較器

418O‧‧‧類比比較器/類比電壓與類比比較器/比較器

418P‧‧‧類比比較器/類比電壓與類比比較器/比較器

420‧‧‧二進制編碼之十進制數位編碼器/二進制編碼之十進制解碼器/二進制編碼之十進制編碼器

431‧‧‧電阻器

432‧‧‧電阻器

433‧‧‧電阻器

434‧‧‧電阻器

435‧‧‧電阻器

436‧‧‧電阻器

437‧‧‧電阻器

438‧‧‧電阻器

439‧‧‧電壓隨耦器

450‧‧‧多電源供應器發光二極體驅動系統

451‧‧‧介面積體電路

452‧‧‧獨立回饋線/線

453‧‧‧切換模式電源供應器模組/切換模式電源供應器1模組

454‧‧‧共同高電壓供應軌

455‧‧‧獨立回饋線/線

456‧‧‧切換模式電源供應器模組/切換模式電源供應器2模組

457‧‧‧共同高電壓供應軌/介面積體電路

471‧‧‧寬串列照明介面匯流排協定/數位字組

472‧‧‧電流感測回饋資料/電流感測回饋封包/電流感測回饋資料封包/通道1電流感測回饋資料封包/通道2電流感測回饋資料/串列照明介面匯流排內嵌式數位電流感測回饋信號

473‧‧‧電流感測回饋資料字組/串列照明介面匯流排資料串流/資料串流

473A‧‧‧電流感測回饋信號/字組/相異字組/電流感測回饋資料字組/串列照明介面匯流排字組

473B‧‧‧電流感測回饋信號/字組/相異字組/電流感測回饋資料字組/串列照明介面匯流排字組

473C‧‧‧電流感測回饋信號/字組/相異字組/電流感測回饋資料字組/串列照明介面匯流排字組

473D‧‧‧電流感測回饋信號/字組/相異字組/電流感測回饋資料字組/串列照明介面匯流排字組

473E‧‧‧電流感測回饋信號/字組/相異字組/電流感測回饋資料字組/資料字組

473F‧‧‧電流感測回饋信號/字組/相異字組/電流感測回饋資料字組/資料字組

473G‧‧‧電流感測回饋信號/字組/相異字組/電流感測回饋資料字組/資料字組

473H‧‧‧電流感測回饋信號/字組/相異字組/電流感測回饋資料字組/資料字組

474‧‧‧串列照明介面匯流排移位暫存器/串列照明介面匯流排移位暫存器

475‧‧‧電流感測回饋電路/多工器

476‧‧‧解碼器

477‧‧‧計數器

478‧‧‧解碼器/比較暫存器/「比較1」暫存器/比較1功能

479‧‧‧比較暫存器/比較2暫存器/比較功能

480‧‧‧「最低電流感測回饋1」暫存器/暫存器/最低電流感測回饋1鎖存器

481‧‧‧「最低電流感測回饋2」暫存器/暫存器/「最低電流感測回饋2」鎖存器

482‧‧‧主動鎖存器與數位轉類比轉換器

483‧‧‧主動鎖存器與數位轉類比轉換器

484‧‧‧運算跨導放大器

486‧‧‧運算跨導放大器/類比回饋輸出

487‧‧‧回饋信號/類比回饋信號/類比電流感測回饋信號/類比回饋輸出

488‧‧‧回饋信號/類比電流感測回饋信號

491‧‧‧串列照明介面匯流排字組

492‧‧‧串列照明介面匯流排字組

493‧‧‧串列照明介面匯流排資料串流

493A‧‧‧字組

493B‧‧‧字組

493C‧‧‧字組

493D‧‧‧字組

493E‧‧‧字組

493F‧‧‧字組

493G‧‧‧字組

493H‧‧‧字組

494‧‧‧串列照明介面匯流排串列移位暫存器/串列照明介面匯流排暫存器/串列照明介面匯流排/串列照明介面匯流排移位暫存器

495‧‧‧前置解碼器

496‧‧‧多工器

501‧‧‧串列照明介面匯流排字組/串列移位暫存器/串列照明介面匯流排

502A‧‧‧電流感測回饋信號/電流感測回饋1字組/電流感測回饋字組/4位元電流感測回饋1資料

502B‧‧‧電流感測回饋信號/電流感測回饋2字組/電流感測回饋字組/4位元電流感測回饋2資料

502C‧‧‧電流感測回饋信號/電流感測回饋3字組/電流感測回饋字組

502D‧‧‧電流感測回饋信號/電流感測回饋4字組/電流感測回饋字組

502E‧‧‧16位元前置碼/前置

503‧‧‧前置解碼器

504‧‧‧多工器

505‧‧‧比較暫存器/比較功能

506‧‧‧「最低電流感測回饋」暫存器/暫存器

507‧‧‧數位轉類比轉換器

508‧‧‧數位轉類比轉換器

509‧‧‧數位轉類比轉換器

510‧‧‧數位轉類比轉換器

511‧‧‧跨導放大器/電流感測回饋回饋輸出

512‧‧‧跨導放大器/電流感測回饋回饋輸出

513‧‧‧跨導放大器/電流感測回饋回饋輸出

514‧‧‧跨導放大器/電流感測回饋回饋輸出

515‧‧‧電流感測回饋回饋輸出

516‧‧‧電流感測回饋回饋輸出

517‧‧‧電流感測回饋回饋輸出

518‧‧‧電流感測回饋回饋輸出

521‧‧‧前置多工串列照明介面匯流排字組/串列照明介面匯流排資料

523‧‧‧串列照明介面匯流排資料串流/串列照明介面匯流排資料

523A‧‧‧串列照明介面匯流排字組

523B‧‧‧串列照明介面匯流排字組

523C‧‧‧串列照明介面匯流排字組

523D‧‧‧串列照明介面匯流排字組

523E‧‧‧串列照明介面匯流排字組

523F‧‧‧串列照明介面匯流排字組

523G‧‧‧串列照明介面匯流排字組

523H‧‧‧串列照明介面匯流排字組

523I‧‧‧串列照明介面匯流排字組

524‧‧‧串列照明介面匯流排移位暫存器

525‧‧‧前置解碼器

526‧‧‧多工器

527‧‧‧「比較」暫存器/比較1暫存器

528‧‧‧「比較」暫存器/比較2暫存器

529‧‧‧「比較」暫存器/比較3暫存器

539‧‧‧類比回饋信號

540‧‧‧類比回饋信號

541‧‧‧類比回饋信號

551‧‧‧介面積體電路

552‧‧‧微控制器

553‧‧‧純量積體電路

554‧‧‧類比回饋信號/切換模式電源供應器1

555‧‧‧切換模式電源供應器2

556‧‧‧切換模式電源供應器3

557‧‧‧供應軌

558‧‧‧供應軌

559‧‧‧供應軌

560A‧‧‧紅色發光二極體串

560B‧‧‧紅色發光二極體串

560G‧‧‧紅色發光二極體串

560H‧‧‧紅色發光二極體串

560M‧‧‧紅色發光二極體串

560N‧‧‧紅色發光二極體串

560C‧‧‧綠色發光二極體串

560D‧‧‧綠色發光二極體串

560I‧‧‧綠色發光二極體串

560J‧‧‧綠色發光二極體串

560P‧‧‧綠色發光二極體串

560Q‧‧‧綠色發光二極體串

560E‧‧‧藍色發光二極體串

560F‧‧‧藍色發光二極體串

560K‧‧‧藍色發光二極體串

560L‧‧‧藍色發光二極體串

560R‧‧‧藍色發光二極體串

560S‧‧‧藍色發光二極體串

562A‧‧‧發光二極體驅動器積體電路

562B‧‧‧發光二極體驅動器積體電路

562C‧‧‧發光二極體驅動器積體電路

562D‧‧‧發光二極體驅動器積體電路

562E‧‧‧發光二極體驅動器積體電路

562F‧‧‧發光二極體驅動器積體電路

562G‧‧‧發光二極體驅動器積體電路

562H‧‧‧發光二極體驅動器積體電路

562I‧‧‧發光二極體驅動器積體電路

563A至563J‧‧‧串列照明介面匯流排線

564‧‧‧電流感測回饋回饋信號/單獨類比回饋信號

601‧‧‧介面積體電路

602‧‧‧微控制器

603‧‧‧純量積體電路

604‧‧‧切換模式電源供應器1模組

605‧‧‧切換模式電源供應器2模組

606‧‧‧切換模式電源供應器3模組

607‧‧‧經調節輸出

608‧‧‧經調節輸出

609‧‧‧經調節輸出

610A‧‧‧紅色發光二極體串

610B‧‧‧綠色發光二極體串

610C‧‧‧藍色發光二極體串

610D‧‧‧紅色發光二極體串

610E‧‧‧綠色發光二極體串

610F‧‧‧藍色發光二極體串

610G‧‧‧紅色發光二極體串

610H‧‧‧綠色發光二極體串

610I‧‧‧藍色發光二極體串

610J‧‧‧紅色發光二極體串

610K‧‧‧綠色發光二極體串

610L‧‧‧藍色發光二極體串

610M‧‧‧紅色發光二極體串

610N‧‧‧綠色發光二極體串

610P‧‧‧藍色發光二極體串

610Q‧‧‧紅色發光二極體串

610R‧‧‧綠色發光二極體串

610S‧‧‧藍色發光二極體串

612‧‧‧發光二極體驅動器積體電路/驅動器積體電路

612A‧‧‧發光二極體驅動器積體電路

612B‧‧‧發光二極體驅動器積體電路

612C‧‧‧發光二極體驅動器積體電路

612D‧‧‧發光二極體驅動器積體電路

612E‧‧‧發光二極體驅動器積體電路

612F‧‧‧發光二極體驅動器積體電路/驅動器

613‧‧‧串列照明介面匯流排菊鏈/串列照明介面匯流排

651‧‧‧八通道發光二極體驅動器積體電路

652A‧‧‧發光二極體串

652B‧‧‧發光二極體串

652C‧‧‧發光二極體串

652D‧‧‧發光二極體串

652E‧‧‧發光二極體串

652F‧‧‧發光二極體串

652G‧‧‧發光二極體串

652H‧‧‧發光二極體串

653A‧‧‧電流槽DMOSFET

653B‧‧‧電流槽DMOSFET

653C‧‧‧電流槽DMOSFET

653D‧‧‧電流槽DMOSFET

653E‧‧‧電流槽DMOSFET

653F‧‧‧電流槽DMOSFET

653G‧‧‧電流槽DMOSFET

653H‧‧‧電流槽DMOSFET

654A‧‧‧電流感測回饋偵測電路/電流感測回饋電路

654B‧‧‧電流感測回饋偵測電路/電流感測回饋電路

654C‧‧‧電流感測回饋偵測電路

654D‧‧‧電流感測回饋偵測電路

655A‧‧‧類比轉數位轉換器

655B‧‧‧類比轉數位轉換器

655C‧‧‧類比轉數位轉換器

655D‧‧‧類比轉數位轉換器

658‧‧‧串列照明介面匯流排移位暫存器

659D‧‧‧資料欄位

666‧‧‧取樣鎖存器/預載入鎖存器

667A‧‧‧前置解碼器

667B‧‧‧多工器

669P‧‧‧前置碼

670‧‧‧資料集/16位元串列周邊介面匯流排字組

CSFB‧‧‧電流感測回饋

CSFB1‧‧‧資料/四位元電流感測回饋字組/電流感測回饋信號

CSFB2‧‧‧資料/四位元電流感測回饋字組/電流感測回饋信號

CSFB3‧‧‧資料/四位元電流感測回饋字組/4位元數位字組/電流感測回饋信號

CSFB4‧‧‧資料/四位元電流感測回饋字組/4位元數位字組/電流感測回饋信號

CSFBI‧‧‧輸入接針/封裝接針/接針/輸入/信號

CSFBO‧‧‧輸出接針/封裝接針/接針/類比信號/信號/電壓回饋信號/類比電壓/電壓輸出/電壓輸出/電流感測回饋回饋信號

CSFBO1‧‧‧電壓回饋信號/電壓輸出/回饋電壓

CSFBO2‧‧‧電壓回饋信號/電壓輸出/回饋電壓

D0至D3‧‧‧數位輸入

DCSFB‧‧‧數位電流感測回饋信號/數位資料

DCSFB1‧‧‧數位回饋信號/資料

DCSFB2‧‧‧數位回饋信號/資料

DCSFB3‧‧‧資料

DCSFB4‧‧‧資料

FLT‧‧‧接針/中斷線/線

GND‧‧‧接地

GSC‧‧‧灰階時脈/信號/時脈信號

ICSFB‧‧‧封裝接針/類比回饋電流/信號/電流回饋信號/類比電流/電流信號/電流回饋/電流感測回饋回饋信號/回饋電流

ICSFB1‧‧‧電流回饋信號/電流/回饋電流/電流輸出/輸出

ICSFB2‧‧‧電流回饋信號/電流/回饋電流/電流輸出/輸出

I_LEDA ‧‧‧電流

I_LEDB ‧‧‧電流

Iref‧‧‧參考電流

LSB‧‧‧最低有效位元

MSB‧‧‧最高有效位元

SCK‧‧‧串列時脈/串列時脈信號/串列照明介面匯流排時脈/串列照明介面匯流排串列時脈/信號/時脈速率/時脈信號/脈衝/串列照明介面匯流排時脈信號

SI‧‧‧串列輸入/輸入/接針/串列輸入接針/串列照明介面匯流排輸入

SO‧‧‧串列輸出接針/串列輸出/輸出/接針/串列照明介面匯流排輸出

V_CC ‧‧‧供應/經調節供應電壓/供應電壓/輸入

Vcync‧‧‧脈衝/信號

V_IN ‧‧‧輸入/電壓/供應電壓

V_in -‧‧‧負輸入

V_inA +‧‧‧正輸入

V_inB +‧‧‧正輸入

V_R ‧‧‧電壓

Vref‧‧‧總體參考電壓/電壓/參考電壓/類比參考電壓/信號

+V_LED ‧‧‧電壓/供應電壓/輸出/供應/供應軌/發光二極體電源供應器輸出電壓

+V_LED1 ‧‧‧電壓/紅色發光二極體供應電壓/切換模式電源供應器輸出電壓/供應器

+V_LED2 ‧‧‧電壓/綠色發光二極體供應電壓/切換模式電源供應器輸出電壓/供應器

+V_LED3 ‧‧‧電壓/藍色發光二極體供應電壓/切換模式電源供應器輸出電壓/供應器

+V_LED4 ‧‧‧供應器/切換模式電源供應器輸出電壓

圖1係使用離散DMOSFET作為整合式電流槽及保護性電壓箝位器之用於LCD背後照明之一先前技術多通道LED驅動系統之一圖式。

圖2A係使用離散電流槽DMOSFET及保護性高電壓疊接箝位器DMOSFET之一個別LED驅動通道之一示意圖。

圖2B係使用離散高電壓電流槽DMOSFET而非疊接箝位器MOSFET之一個別LED驅動通道之一示意圖。

圖3A係包含具有保護性高電壓疊接箝位器DMOSFET之串列匯流排控制及一寬SLI匯流排介面之一雙通道高電壓智慧LED驅動器之一示意圖。

圖3B係具有使用高電壓電流槽MOSFET之串列匯流排控制而無疊接箝位器MOSFET及寬SLI匯流排介面之一雙通道高電壓智慧LED驅動器之一示意圖。

圖3C係具有使用高電壓電流槽MOSFET之串列匯流排控制而無疊接箝位器MOSFET且包括一前置多工SLI匯流排介面之一雙通道高電壓智慧LED驅動器之一示意圖。

圖4係使用不具有疊接箝位器MOSFET之智慧LED驅動器且包括一SLI串列匯流排控制之一多通道LED背光系統之一圖式。

圖5係圖4中所展示之系統之一簡化示意圖，其圖解說明顯著經減小之材料建造。

圖6係圖解說明具有內嵌式SLI匯流排控制之一智慧背後照明系統之基於SLI匯流排之控制之一示意圖。

圖7A係包含具有內嵌式CSFB回饋之對應數位控制與時序(DC&T)及類比控制與感測(AC&S)電路且使用一寬SLI匯流排介面及協定之一雙通道LED驅動器之一方塊圖。

圖7B係包含具有內嵌式CSFB回饋之對應數位控制與時序(DC&T)及類比控制與感測(AC&S)電路且使用一前置多工SLI匯流排之一雙通道LED驅動器之一方塊圖。

圖8係圖解說明具有包含預載入及主動鎖存器以及內嵌式CSFB能力之一對應三層式暫存器鎖存器架構之一多功能前置多工SLI匯流排暫存器之一方塊圖。

圖9係圖解說明一SLI匯流排內嵌式CSFB信號自一LED驅動器IC至一介面IC之通信路徑之一簡化圖。

圖10A係具有SLI匯流排內嵌式CSFB及具有一保護性高電壓疊接箝位器DMOSFET及寬SLI匯流排之串列匯流排控制之一雙通道高電壓智慧LED驅動器之一示意圖。

圖10B係具有SLI匯流排內嵌式CSFB及使用高電壓電流槽MOSFET之串列匯流排控制而無疊接箝位器MOSFET且包括一寬SLI匯流排之一雙通道高電壓智慧LED驅動器之一示意圖。

圖10C係具有SLI匯流排內嵌式CSFB及使用高電壓電流槽MOSFET之串列匯流排控制而無疊接箝位器MOSFET且包括一前置多工SLI匯流排之一雙通道高電壓智慧LED驅動器之一示意圖。

圖11圖解說明使用具有疊接箝位器MOSFET及一SLI匯流排內嵌式CSFB信號之智慧LED驅動器之一多通道LED背光系統。

圖12圖解說明一類比CSFB電路之一實施例。

圖13圖解說明一類比轉數位CSFB轉換器之一實施例。

圖14圖解說明一數位轉類比CSFB轉換器之一實施例。

圖15係圖解說明具有用於雙電源供應器之一內嵌式SLI匯流排控制之一智慧背後照明系統之基於SLI匯流排之控制之一示意圖。

圖16係用於控制使用寬SLI匯流排協定之雙電源供應器之一介面IC之一方塊圖。

圖17係用於控制使用一前置多工SLI匯流排協定及前置特定CSFB信號之雙電源供應器之一介面IC之一方塊圖。

圖18係使用一單個SLI匯流排前置之一四CSFB SLI匯流排協定與解碼系統之一方塊圖。

圖19係用於控制使用一替代四CSFB編碼之前置多工SLI匯流排協定之多個電源供應器之一介面IC之一方塊圖。

圖20係圖解說明具有用於三重電源供應器(每驅動器IC分割一種色彩)之內嵌式SLI匯流排控制之一智慧RGB背後照明系統之基於SLI匯流排之控制之一示意圖。

圖21係圖解說明具有用於三重電源供應器(每驅動器IC分割三種色彩)之內嵌式SLI匯流排控制之一智慧RGB背後照明系統之基於SLI匯流排之控制之一示意圖。

圖22圖解說明整合八個電流槽DMOSFET及四個獨立CSFB偵測電路以用於提供獨立回饋控制而產生四個相異供應電壓之之一個八通道LED驅動器。

270‧‧‧發光二極體驅動系統/系統