TWI511610B - 發光二極體驅動裝置及發光二極體驅動方法 - Google Patents

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Description

發光二極體驅動裝置及發光二極體驅動方法
本發明是有關於一種電容性負載驅動技術，且特別是有關於一種發光二極體驅動裝置及發光二極體驅動方法。
在現行的發光二極體驅動裝置中，一般經常採用以脈寬調變架構為基礎(PWM-based)的升壓轉換器(boost converter)、升降壓轉換器(buck-boost converter)或者降壓電路(buck converter)來作為驅動電路。無論是採用上述何者，設計者通常必須在發光二極體驅動裝置中設計一些保護機制以維護發光二極體負載的驅動穩定性。
舉例來說，一般常見的保護機制例如包括短路保護或過壓保護等。其中，短路保護是針對發光二極體元件發生短路而造成電流過大的情況進行限流保護，而過壓保護則是針對發光二極體負載的驅動電壓過大的情況進行限壓保護。
然而，在現行的發光二極體負載的保護機制中，並沒有 針對發光二極體負載的漏電現象進行保護的保護機制。更具體地說，所謂的漏電現象可能是因為發光二極體負載中的連接線破皮而與接地端發生短路所造成，或是因為發光二極體負載因發光二極體串(LED string)的絕緣異常而與接地端短路所造成。在現行的發光二極體驅動裝置中，其並無法針對上述的情況進行保護，以致使發光二極體負載可能會因為漏電現象所引發的大電流而損毀。
本發明提供一種發光二極體驅動裝置及發光二極體驅動方法，其可偵測發光二極體負載是否發生漏電現象，並據以啟動漏電保護機制。
本發明的發光二極體驅動裝置適於驅動發光二極體負載。所述發光二極體驅動裝置包括驅動電路、回授電路以及控制晶片。驅動電路耦接發光二極體負載，並且依據脈寬調變驅動訊號提供驅動電壓至發光二極體負載之一端。回授電路耦接發光二極體負載之另一端，並且依據發光二極體負載之另一端的電壓而產生回授電壓。控制晶片耦接驅動電路與回授電路，用以產生脈寬調變驅動訊號，並且反應於回授電壓而調整脈寬調變驅動訊號的責任週期。其中，若控制晶片判斷其持續輸出具有臨界責任週期的脈寬調變驅動訊號超過預設時間，控制晶片判定發光二極體負載發生漏電現象，並且停止產生脈寬調變驅動訊號。
在本發明一實施例中，發光二極體負載至少包括一發光二極體串。在此條件下，當發光二極體負載發生漏電現象時，發光二極體串的任(某)一端被短路至一接地端，使得控制晶片反應於回授電壓而將脈寬調變驅動訊號的責任週期調整至臨界責任週期。
在本發明一實施例中，驅動電路為升壓轉換器(boost converter)或升降壓轉換器(buck-boost converter)。控制晶片比較回授電壓與預定電壓，若回授電壓低於預定電壓，控制晶片提升脈寬調變驅動訊號的責任週期以提升驅動電路的升壓比，以及若回授電壓高於預定電壓，控制晶片降低脈寬調變驅動訊號的責任週期以降低驅動電路的升壓比。
在本發明一實施例中，當脈寬調變驅動訊號的責任週期被提升至上限責任週期時，控制晶片開始計數持續時間，其中持續時間為控制晶片持續輸出具有上限責任週期的脈寬調變驅動訊號的時間。
在本發明一實施例中，若控制晶片判斷持續時間超過預設時間，控制晶片停止產生脈寬調變驅動訊號。若控制晶片判斷持續時間未超過預設時間，控制晶片清除所計數的持續時間。
在本發明一實施例中，驅動電路為降壓轉換器(buck converter)。控制晶片比較回授電壓與預定電壓，若回授電壓低於預定電壓，控制晶片降低脈寬調變驅動訊號的責任週期以提升驅動電路的降壓比。若回授電壓高於預定電壓，控制晶片提升脈寬 調變驅動訊號的責任週期以降低驅動電路的降壓比。
在本發明一實施例中，當脈寬調變驅動訊號的責任週期被降低至下限責任週期時，控制晶片開始計數持續時間，其中持續時間為控制晶片持續輸出具有下限責任週期的脈寬調變驅動訊號的時間。
在本發明一實施例中，控制晶片更包括重置腳位。當控制晶片基於判定發光二極體負載發生漏電現象而停止產生脈寬調變驅動訊號時，重置腳位經觸發而令控制晶片重新開始產生脈寬調變驅動訊號。
本發明的具漏電保護機制的發光二極體驅動方法適於驅動發光二極體負載。所述發光二極體驅動方法包括以下步驟：產生脈寬調變驅動訊號；依據脈寬調變驅動訊號，提供驅動電壓至發光二極體負載之一端；依據發光二極體負載之另一端的電壓，產生回授電壓；反應於回授電壓而調整脈寬調變驅動訊號的責任週期；判斷具有臨界責任週期的脈寬調變驅動訊號是否被持續輸出超過預設時間；以及若判斷為是，判定發光二極體負載發生漏電現象，並且停止產生脈寬調變驅動訊號。
在本發明一實施例中，發光二極體負載至少包括一發光二極體串。在此條件下，當發光二極體負載發生漏電現象時，發光二極體串的任(某)一端被短路至接地端，且脈寬調變驅動訊號的責任週期反應於回授電壓而被調整至臨界責任週期。
在本發明一實施例中，反應於回授電壓而調整脈寬調變 驅動訊號的責任週期的步驟包括：比較回授電壓與預定電壓；若回授電壓低於預定電壓，提升脈寬調變驅動訊號的責任週期以提升用以產生驅動電壓的升壓比；以及若回授電壓高於預定電壓，降低脈寬調變驅動訊號的責任週期以降低所述升壓比。
在本發明一實施例中，判斷具有臨界責任週期的脈寬調變驅動訊號是否被持續輸出超過預設時間的步驟包括：判斷脈寬調變驅動訊號的責任週期是否被提升至上限責任週期；若脈寬調變驅動訊號的責任週期被提升至上限責任週期，開始計數持續時間，其中持續時間為持續輸出具有上限責任週期的脈寬調變驅動訊號的時間；判斷持續時間是否超過預設時間；以及若持續時間超過預設時間，停止產生脈寬調變驅動訊號。
在本發明一實施例中，斷具有臨界責任週期的脈寬調變驅動訊號是否被持續輸出超過預設時間的步驟更包括：若持續時間未超過預設時間，清除所計數的持續時間。
在本發明一實施例中，反應於回授電壓而調整脈寬調變驅動訊號的責任週期的步驟包括：比較回授電壓與預定電壓；若回授電壓低於預定電壓，降低脈寬調變驅動訊號的責任週期以提升用以產生驅動電壓的降壓比；以及若回授電壓高於預定電壓，提升脈寬調變驅動訊號的責任週期以降低所述降壓比。
在本發明一實施例中，判斷具有臨界責任週期的脈寬調變驅動訊號是否被持續輸出超過預設時間的步驟包括：判斷脈寬調變驅動訊號的責任週期是否被降低至下限責任週期；若脈寬調 變驅動訊號的責任週期被降低至下限責任週期，開始計數持續時間，其中持續時間為持續輸出具有下限責任週期的脈寬調變驅動訊號的時間；判斷持續時間是否超過預設時間；以及若持續時間超過預設時間，停止產生脈寬調變驅動訊號。
在本發明一實施例中，判斷具有臨界責任週期的脈寬調變驅動訊號是否被持續輸出超過預設時間的步驟更包括：若持續時間未超過預設時間，清除所計數的持續時間。
基於上述，本發明實施例提出一種發光二極體驅動裝置及發光二極體驅動方法。所述發光二極體驅動裝置可藉由偵測其所輸出的脈寬調變驅動訊號是否異常來判斷發光二極體負載是否發生漏電現象，其中當發光二極體驅動裝置判斷具有臨界責任週期的脈寬調變驅動訊號持續地被輸出超過預設時間時，發光二極體驅動裝置即會判定發光二極體負載發生漏電現象，並且啟動漏電保護機制以停止對發光二極體負載進行供電，藉以防止發光二極體負載的損毀。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10‧‧‧發光二極體負載
100‧‧‧發光二極體驅動裝置
110‧‧‧驅動電路
120‧‧‧回授電路
130‧‧‧控制晶片
EA_PIN‧‧‧重置腳位
GND‧‧‧接地端
ILED ‧‧‧驅動電流
LEDs‧‧‧發光二極體串
MaxDT‧‧‧上限責任週期
MinDT‧‧‧下限責任週期
PreT‧‧‧預設時間
R1、R2‧‧‧電阻
T1‧‧‧陽極端
T2‧‧‧陰極端
TS‧‧‧端點
t1、t2、t3‧‧‧時間
S_PWM‧‧‧脈寬調變驅動訊號
S410~S460、S542~S546、S552~S558、S642~S646、S652~S658‧‧‧步驟
VFB ‧‧‧回授電壓
VLED ‧‧‧驅動電壓
Vleak ‧‧‧漏電電位
圖1為本發明一實施例之發光二極體驅動裝置的示意圖。
圖2為發光二極體負載發生漏電現象時的電路示意圖。
圖3A至圖3C為應用不同驅動電路的發光二極體驅動裝置的訊號波形示意圖。
圖4為本發明一實施例之具漏電保護機制的發光二極體驅動方法的步驟流程圖。
圖5為依照圖4的一實施例之發光二極體驅動方法的步驟流程圖。
圖6為依照圖4的另一實施例之發光二極體驅動方法的步驟流程圖。
本發明實施例提出一種發光二極體驅動裝置及發光二極體驅動方法。所述發光二極體驅動裝置可藉由偵測其所輸出的脈寬調變驅動訊號是否異常來判斷發光二極體負載是否發生漏電現象，其中當發光二極體驅動裝置判斷具有臨界責任週期的脈寬調變驅動訊號持續地被輸出超過預設時間時，發光二極體驅動裝置即會判定發光二極體負載發生漏電現象，並且啟動漏電保護機制以停止對發光二極體負載進行供電，藉以防止發光二極體負載的損毀。為了使本揭露之內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例作為本揭露確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟，係代表相同或類似部件。
圖1為本發明一實施例之發光二極體驅動裝置的示意 圖。在本實施例中，發光二極體驅動裝置100係用以驅動發光二極體負載10，其中發光二極體負載10可由一組或多組相互並接的發光二極體串LEDs所組成，並且各個發光二極體串LEDs中可包括一個或多個相互串接的發光二極體，本發明不以此為限。
請參照圖1，發光二極體驅動裝置100包括驅動電路110、回授電路120以及控制晶片130。驅動電路110耦接發光二極體負載10，並且依據控制晶片130所產生的脈寬調變驅動訊號S_PWM而提供驅動電壓VLED 至發光二極體負載的陽極端T1。回授電路120耦接發光二極體負載10的陰極端T2，並且依據發光二極體負載的陰極端T2的電壓而產生回授電壓VFB 。控制晶片130耦接驅動電路110與回授電路120，其中控制晶片130會從回授電路120接收回授電壓VFB ，並且反應於回授電壓VFB 而調整脈寬調變驅動訊號的責任週期(duty cycle)。在本實施例中，回授電路120係以電阻R1與R2所組成的分壓電路為例，但本發明不以此為限。
詳細而言，驅動電路110所提供的驅動電壓VLED 會在發光二極體負載10的兩端間建立一電位差，使得發光二極體負載10反應於該電位差而產生流經每一發光二極體串LEDs的驅動電流ILED 。控制晶片130可從回授腳位FB_PIN接收關聯於發光二極體負載10之陰極端電壓的回授電壓VFB ，藉以偵測流經發光二極體負載10的驅動電流ILED 大小。因此，控制晶片130即可根據回授電壓VFB 的大小來對應的調整所輸出的脈寬調變驅動訊號S_PWM 的責任週期，使得驅動電路110對應的調整升/降壓比，從而令發光二極體負載10操作在固定的驅動電流ILED 下發光。
一般而言，在發光二極體負載10正常運作的情況下，控制晶片130會將所接收到的回授電壓VFB 與一預定電壓進行比較。當回授電壓VFB 高於預定電壓時，控制晶片130會判斷目前的驅動電流ILED 高於預設的電流值，從而令驅動電路110降低升/降壓比以降低發光二極體負載10上的驅動電流ILED 。相反地，當回授電壓VFB 低於預定電壓時，控制晶片130則會判斷目前的驅動電流ILED 低於預設的電流值，從而令驅動電路110提升升/降壓比以提升發光二極體負載10上的驅動電流ILED 。
在上述回授調整的驅動方式中，主要是依據發光二極體負載10的阻抗為定值的特性，使得控制晶片130得以利用發光二極體負載10的陰極端電壓來判斷驅動電流ILED 的大小。然而，當發光二極體負載10發生漏電現象而造成發光二極體負載10的陰極端電壓不能反應驅動電流ILED 的大小而改變時，上述回授調整的驅動方式反而可能會造成發光二極體負載10的故障或損毀。
舉例來說，圖2為發光二極體負載發生漏電現象時的電路示意圖。請同時參照圖1與圖2，在發光二極體負載10中，若發光二極體串LEDs的串接線路上的某一端點TS因為線路破損或絕緣異常等原因(但不限制於此)而被短路至接地端GND，此時發光二極體負載10即會發生漏電現象。更具體地說，發光二極體串LEDs的驅動電流ILED 不會流經發光二極體負載10的陰極端T2 與電阻R1，而是經由短路的端點TS被引導至接地端GND，使得發光二極體負載10的陰極端T2不會產生壓降，故此時陰極端T2與接地端GND之間會具有相同的電壓準位(如0V)，且回授電壓VFB 亦會具有同樣的電壓準位。
在一般回授調整的驅動方式下，當發光二極體負載10發生漏電現象時，控制晶片130會反應於過低的陰極端電壓而控制驅動電路110的升/降壓比，並據以提升驅動電流ILED 。然而，由於此時發光二極體負載10的陰極端電壓並不會隨著驅動電流ILED 的增加而增加，使得控制晶片130會持續地調整脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期直到一臨界責任週期(例如：上限/下限責任週期)，並且持續地輸出具有臨界責任週期的脈寬調變驅動訊號S_PWM來控制驅動電路110。於此狀態下，驅動電路110會反應於具有臨界責任週期的脈寬調變驅動訊號S_PWM而以最大升/降壓比來進行電壓轉換。但實際施加至發光二極體負載10的驅動電壓VLED 仍不會隨之提升，反而會因為發光二極體負載10的漏電而下降，使得發光二極體負載10持續地操作於大電流下發光。此時發光二極體負載10很可能會因為電流過大而燒毀。
為了避免上述漏電現象可能造成的問題，本發明實施例的控制晶片130可進一步地藉由偵測所輸出的脈寬調變驅動訊號S_PWM是否異常的方式來判斷發光二極體負載10是否發生漏電現象，並且當發光二極體負載10發生漏電現象時啟用漏電保護機制，以令驅動電路110停止供電予發光二極體負載10，藉以避免 發光二極體負載10的損毀。
詳細而言，在本實施例中，控制晶片130可在脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期達到一臨界責任週期時，開始計算其持續輸出具有臨界責任週期的脈寬調變驅動訊號S_PWM的時間。若控制晶片130判斷其持續輸出具有臨界責任週期的脈寬調變驅動訊號S_PWM超過預設時間，則控制晶片130會判定發光二極體負載10發生漏電現象，並且停止產生脈寬調變驅動訊號S_PWM，從而令驅動電路110停止供電。以下分別針對應用不同類型的驅動電路時，發光二極體驅動裝置100的具體運作及漏電保護機制作進一步地說明。
在一範例實施例中，若驅動電路110為升壓轉換器(boost converter)或升降壓轉換器(buck-boost converter)，則驅動電路110升壓比係與脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期呈正比關係，亦即當脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期越大時，驅動電路110的升壓比也會相對越高。換言之，在驅動電路110為升壓轉換器或升降壓轉換器的範例實施例中，若回授電壓VFB 低於預定電壓，控制晶片130會提升脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期以提升驅動電路110的升壓比；反之，若回授電壓VFB 高於預定電壓，則控制晶片130會降低脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期以降低驅動電路110的升壓比。
更進一步地說，以升壓轉換器作為驅動電路110的實施範例的訊號波形可如圖3A所示。請同時參照圖1與圖3A，首先， 在時間t0到t1之間的期間內，發光二極體負載10處於正常操作的狀態，此時雖然脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期會隨著回授電壓VFB 而有所微調，但基本上驅動電壓VLED 大致會維持於一特定的電壓準位，以使驅動電流ILED 為固定值。
當發光二極體負載10在時間t1發生漏電現象時，回授電壓VFB 的電壓準位會迅速地降至接地電位，使得控制晶片130反應於回授電壓VFB 而持續地逐漸提升脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期，但實際施加至發光二極體負載10的驅動電壓VLED 卻會因為漏電現象而降至一漏電電位Vleak 。
當脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期在時間t2被提升至上限責任週期MaxDT時，控制晶片130會開始計數持續輸出具有上限責任週期MaxDT的脈寬調變驅動訊號S_PWM的持續時間。
當控制晶片130在時間t3判斷所計數的持續時間超過預設時間PreT時，控制晶片130即會啟動漏電保護機制以停止產生脈寬調變驅動訊號S_PWM，使得驅動電路110停止對發光二極體負載10供電，以令施加於發光二極體負載10上的驅動電壓VLED 被閂鎖在驅動電路110的輸入電源電壓的電壓準位下。
此外，為了避免誤判的情況發生，在控制晶片130計數所述持續時間的過程中(即時間t2至t3的期間)，若脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期被調整為低於上限責任週期MaxDT，則控制晶片130會判斷發光二極體負載10實際上並未發生漏電現 象，而可能僅係操作於重載的狀態。於此狀態下，控制晶片130會清除先前所計數的持續時間，藉以避免漏電保護機制被誤觸發。
以升降壓轉換器作為驅動電路110的實施範例的訊號波形可如圖3B所示。本實施例的訊號波形與前述圖3A實施例的訊號波形大致相同。兩者間的差異主要在於：以升壓轉換器作為驅動電路110的實施態樣下，當漏電保護機制被觸發時，驅動電壓VLED 會被閂鎖在驅動電路110的輸入電源電壓的電壓準位下；以升降壓轉換器作為驅動電路110的實施態樣下，當漏電保護機制被觸發時，驅動電壓VLED 則會被閂鎖在接地電位(如0V)。除此之外，其餘相似或相同的部分請參照前述圖3A實施例的說明，於此不再贅述。
在另一範例實施例中，若驅動電路110為降壓轉換器(buck converter)，則驅動電路110的降壓比係與脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期呈反比關係，亦即當脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期越大時，驅動電路110的降壓比會相對越低。換言之，在驅動電路110為降壓轉換器的範例實施例中，若回授電壓VFB 低於預定電壓，控制晶片130會降低脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期以提升驅動電路110的降壓比；反之，若回授電壓VFB 高於預定電壓，則控制晶片130會提升脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期以降低驅動電路110的降壓比。
更進一步地說，以降壓轉換器作為驅動電路110的實施範例的訊號波形可如圖3C所示。請同時參照圖1與圖3C，首先， 在時間t0到t1之間的期間內，發光二極體負載10處於正常操作的狀態，此時雖然脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期會隨著回授電壓VFB 而有所微調，但基本上驅動電壓VLED 大致會維持於一特定的電壓準位，以使驅動電流ILED 為固定值。
當發光二極體負載10在時間t1發生漏電現象時，回授電壓VFB 的電壓準位會迅速地降至接地電位，使得控制晶片130反應於回授電壓VFB 而持續地逐漸降低脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期，但實際施加至發光二極體負載10的驅動電壓VLED 卻會因為漏電現象而降至一漏電電位Vleak 。
當脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期在時間t2被降低至下限責任週期MinDT時，控制晶片130會開始計數持續輸出具有下限責任週期MinDT的脈寬調變驅動訊號S_PWM的持續時間。
當控制晶片130在時間t3判斷所計數的持續時間超過預設時間PreT時，控制晶片130即會啟動漏電保護機制以停止產生脈寬調變驅動訊號S_PWM，使得驅動電路110停止對發光二極體負載10供電，以令施加於發光二極體負載10上的驅動電壓VLED 被閂鎖在接地電位。
除此之外，類似於上述圖3A實施例，在本範例實施例中，為了避免誤判的情況發生，在控制晶片130計數所述持續時間的過程中(即時間t2至t3的期間)，若脈寬調變驅動訊號S_PWM的責任週期被調整為高於下限責任週期MinDT，則控制晶片130 會判斷發光二極體負載10實際上並未發生漏電現象，而可能僅係操作於重載的狀態。於此狀態下，控制晶片130會清除先前所計數的持續時間，藉以避免漏電保護機制被誤觸發。
另外，在本實施例的控制晶片130中還可設置一重置腳位EA_PIN，其中使用者可藉由觸發重置腳位EA_PIN而使停止運作的控制晶片130(即，處於輸出閂鎖狀態的控制晶片130)重新開始產生脈寬調變驅動訊號S_PWM。因此，使用者可在排除發光二極體負載10的漏電現象後，重新利用發光二極體驅動裝置100來驅動發光二極體負載10。
圖4為本發明一實施例之具漏電保護機制的發光二極體驅動方法的步驟流程圖。在本實施例中，所述發光二極體驅動方法可適用於如圖1實施例之發光二極體驅動裝置100，並且用以驅動如圖1實施例所述之發光二極體負載10。
請參照圖4，在本實施例之發光二極體驅動方法的步驟流程中，首先，發光二極體驅動裝置產生脈寬調變驅動訊號(步驟S410)，以依據脈寬調變驅動訊號而提供驅動電壓至發光二極體負載之一端(步驟S420)。接著，發光二極體驅動裝置會依據發光二極體負載之另一端的電壓產生回授電壓(步驟S430)，並且反應於回授電壓而調整脈寬調變驅動訊號的責任週期(步驟S440)。在進行步驟S410~S440的期間，發光二極體驅動裝置會進一步判斷具有臨界責任週期的脈寬調變驅動訊號是否被持續輸出超過預設時間(步驟S450)。若判斷為是，則發光二極體驅動裝置會判定發光 二極體負載發生漏電現象，並且停止產生脈寬調變驅動訊號(步驟S460)，以停止對發光二極體負載進行供電；反之，若判斷為否，則回到步驟S420以令發光二極體驅動裝置重複進行上述驅動步驟。
更具體地說，當發光二極體負載係藉由應用升壓轉換器或升降壓轉換器的發光二極體驅動裝置來驅動時，上述圖4的具體步驟流程可如圖5所示，其中，圖5為依照圖4的一實施例之發光二極體驅動方法的步驟流程圖。
請參照圖5，在本實施例中，發光二極體驅動裝置反應於回授電壓而調整脈寬調變驅動訊號的責任週期(步驟S440)可藉由以下步驟實現：比較回授電壓與預定電壓(步驟S542)；若回授電壓低於預定電壓，提升脈寬調變驅動訊號的責任週期以提升用以產生驅動電壓的升壓比(步驟S544)：以及若回授電壓高於預定電壓，降低脈寬調變驅動訊號的責任週期以降低用以產生驅動電壓的升壓比(步驟S546)。
此外，在步驟S450中，發光二極體驅動裝置會判斷脈寬調變驅動訊號的責任週期是否被提升至上限責任週期(步驟S552)。若判斷為是，發光二極體驅動裝置開始計數發光二極體驅動裝置持續輸出具有上限責任週期的脈寬調變驅動訊號的持續時間(步驟S554)；反之，若判斷為否，則會回到步驟S420。接著，發光二極體驅動裝置會進一步判斷所計數之持續時間是否超過預設時間(步驟S556)。若判斷為是，發光二極體驅動裝置會判定發 光二極體負載發生漏電現象，並且進行步驟S460；反之，若判斷為否，則會清除所計數的持續時間(步驟S558)，並且回到步驟S420。
另一方面，當發光二極體負載係藉由應用降壓轉換器的發光二極體驅動裝置來驅動時，上述圖4的具體步驟流程可如圖6所示，其中，圖6為依照圖4的另一實施例之發光二極體驅動方法的步驟流程圖。
請參照圖6，在本實施例中，發光二極體驅動裝置反應於回授電壓而調整脈寬調變驅動訊號的責任週期(步驟S440)可藉由以下步驟實現：比較回授電壓與預定電壓(步驟S642)；若回授電壓低於預定電壓，降低脈寬調變驅動訊號的責任週期以提升用以產生驅動電壓的降壓比(步驟S644)：以及若回授電壓高於預定電壓，提升脈寬調變驅動訊號的責任週期以降低用以產生驅動電壓的降壓比(步驟S646)。
此外，在步驟S450中，發光二極體驅動裝置會判斷脈寬調變驅動訊號的責任週期是否被降低至下限責任週期(步驟S652)。若判斷為是，發光二極體驅動裝置開始計數發光二極體驅動裝置持續輸出具有下限責任週期的脈寬調變驅動訊號的持續時間(步驟S654)；反之，若判斷為否，則會回到步驟S420。接著，發光二極體驅動裝置會進一步判斷所計數之持續時間是否超過預設時間(步驟S656)。若判斷為是，發光二極體驅動裝置會判定發光二極體負載發生漏電現象，並且進行步驟S460；反之，若判斷 為否，則會清除所計數的持續時間(步驟S658)，並且回到步驟S420。
其中，上述圖4至圖6所述之發光二極體驅動方法皆可根據前述圖1至圖3C實施例的說明而獲得充足的支持與教示，故相似或相同之處於此不再贅述。
綜上所述，本發明實施例提出一種發光二極體驅動裝置及發光二極體驅動方法。所述發光二極體驅動裝置可藉由偵測其所輸出的脈寬調變驅動訊號是否異常來判斷發光二極體負載是否發生漏電現象，其中當發光二極體驅動裝置判斷具有臨界責任週期的脈寬調變驅動訊號持續地被輸出超過預設時間時，發光二極體驅動裝置即會判定發光二極體負載發生漏電現象，並且啟動漏電保護機制以停止對發光二極體負載進行供電，藉以防止發光二極體負載的損毀。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧發光二極體負載
100‧‧‧發光二極體驅動裝置
110‧‧‧驅動電路
120‧‧‧回授電路
130‧‧‧控制晶片
EA_PIN‧‧‧重置腳位
GND‧‧‧接地端
ILED ‧‧‧驅動電流
LEDs‧‧‧發光二極體串
R1、R2‧‧‧電阻
T1‧‧‧陽極端
T2‧‧‧陰極端
S_PWM‧‧‧脈寬調變驅動訊號
VFB ‧‧‧回授電壓
VLED ‧‧‧驅動電壓

Claims (17)

  1. 一種發光二極體驅動裝置，適於驅動一發光二極體負載，該發光二極體驅動裝置包括：一驅動電路，耦接該發光二極體負載，依據一脈寬調變驅動訊號提供一驅動電壓至該發光二極體負載之一端；一回授電路，耦接該發光二極體負載之另一端，依據該發光二極體負載之另一端的電壓而產生一回授電壓；以及一控制晶片，耦接該驅動電路與該回授電路，用以產生該脈寬調變驅動訊號，並且反應於該回授電壓而調整該脈寬調變驅動訊號的責任週期，其中若該控制晶片判斷其持續輸出具有一臨界責任週期的該脈寬調變驅動訊號超過一預設時間，該控制晶片判定該發光二極體負載發生漏電現象，並且停止產生該脈寬調變驅動訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體驅動裝置，其中該發光二極體負載至少包括一發光二極體串，當該發光二極體負載發生漏電現象時，該發光二極體串的任一端被短路至一接地端，使得該控制晶片反應於該回授電壓而將該脈寬調變驅動訊號的責任週期調整至該臨界責任週期。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體驅動裝置，其中該驅動電路為一升壓轉換器(boost converter)或一升降壓轉換器(buck-boost converter)，該控制晶片比較該回授電壓與一預定電壓，若該回授電壓低於該預定電壓，該控制晶片提升該脈寬調變 驅動訊號的責任週期以提升該驅動電路的升壓比，以及若該回授電壓高於該預定電壓，該控制晶片降低該脈寬調變驅動訊號的責任週期以降低該驅動電路的升壓比。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體驅動裝置，其中該臨界責任週期對應至該脈寬調變驅動訊號的一上限責任週期，當該脈寬調變驅動訊號的責任週期被提升至該上限責任週期時，該控制晶片開始計數一持續時間，其中該持續時間為該控制晶片持續輸出具有該上限責任週期的該脈寬調變驅動訊號的時間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體驅動裝置，其中若該控制晶片判斷該持續時間超過該預設時間，該控制晶片停止產生該脈寬調變驅動訊號，以及若該控制晶片判斷該持續時間未超過該預設時間，該控制晶片清除所計數的該持續時間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體驅動裝置，其中該驅動電路為一降壓轉換器(buck converter)，該控制晶片比較該回授電壓與一預定電壓，若該回授電壓低於該預定電壓，該控制晶片降低該脈寬調變驅動訊號的責任週期以提升該驅動電路的降壓比，以及若該回授電壓高於該預定電壓，該控制晶片提升該脈寬調變驅動訊號的責任週期以降低該驅動電路的降壓比。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的發光二極體驅動裝置，其中該臨界責任週期對應至該脈寬調變驅動訊號的一下限責任週期，當該脈寬調變驅動訊號的責任週期被降低至該下限責任週期時，該控制晶片開始計數一持續時間，其中該持續時間為該控制晶片 持續輸出具有該下限責任週期的該脈寬調變驅動訊號的時間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體驅動裝置，其中若該控制晶片判斷該持續時間超過該預設時間，該控制晶片停止產生該脈寬調變驅動訊號，以及若該控制晶片判斷該持續時間未超過該預設時間，該控制晶片清除所計數的該持續時間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體驅動裝置，其中該控制晶片更包括一重置腳位，當該控制晶片基於判定該發光二極體負載發生漏電現象而停止產生該脈寬調變驅動訊號時，該重置腳位經觸發而令該控制晶片重新開始產生該脈寬調變驅動訊號。
  10. 一種具漏電保護機制的發光二極體驅動方法，適於驅動一發光二極體負載，該發光二極體驅動方法包括：產生一脈寬調變驅動訊號；依據該脈寬調變驅動訊號，提供一驅動電壓至該發光二極體負載之一端；依據該發光二極體負載之另一端的電壓，產生一回授電壓；反應於該回授電壓而調整該脈寬調變驅動訊號的責任週期；判斷具有一臨界責任週期的該脈寬調變驅動訊號是否被持續輸出超過一預設時間；以及若判斷為是，判定該發光二極體負載發生漏電現象，並且停止產生該脈寬調變驅動訊號。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的發光二極體驅動方法，其 中該發光二極體負載至少包括一發光二極體串，當該發光二極體負載發生漏電現象時，該發光二極體串的任一端被短路至一接地端，且該脈寬調變驅動訊號的責任週期反應於該回授電壓而被調整至該臨界責任週期。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的發光二極體驅動方法，其中反應於該回授電壓而調整該脈寬調變驅動訊號的責任週期的步驟包括：比較該回授電壓與一預定電壓；若該回授電壓低於該預定電壓，提升該脈寬調變驅動訊號的責任週期以提升用以產生該驅動電壓的一升壓比；以及若該回授電壓高於該預定電壓，降低該脈寬調變驅動訊號的責任週期以降低該升壓比。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的發光二極體驅動方法，其中該臨界責任週期對應至該脈寬調變驅動訊號的一上限責任週期，且判斷具有該臨界責任週期的該脈寬調變驅動訊號是否被持續輸出超過該預設時間的步驟包括：判斷該脈寬調變驅動訊號的責任週期是否被提升至該上限責任週期；若該脈寬調變驅動訊號的責任週期被提升至該上限責任週期，開始計數一持續時間，其中該持續時間為持續輸出具有該上限責任週期的該脈寬調變驅動訊號的時間；判斷該持續時間是否超過該預設時間；以及 若該持續時間超過該預設時間，停止產生該脈寬調變驅動訊號。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的發光二極體驅動方法，其中判斷具有該臨界責任週期的該脈寬調變驅動訊號是否被持續輸出超過該預設時間的步驟更包括：若該持續時間未超過該預設時間，清除所計數的該持續時間。
  15. 如申請專利範圍第10項所述的發光二極體驅動方法，其中反應於該回授電壓而調整該脈寬調變驅動訊號的責任週期的步驟包括：比較該回授電壓與一預定電壓；若該回授電壓低於該預定電壓，降低該脈寬調變驅動訊號的責任週期以提升用以產生該驅動電壓的一降壓比；以及若該回授電壓高於該預定電壓，提升該脈寬調變驅動訊號的責任週期以降低該降壓比。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的發光二極體驅動方法，其中該臨界責任週期對應至該脈寬調變驅動訊號的一下限責任週期，且判斷具有該臨界責任週期的該脈寬調變驅動訊號是否被持續輸出超過該預設時間的步驟包括：判斷該脈寬調變驅動訊號的責任週期是否被降低至一下限責任週期；若該脈寬調變驅動訊號的責任週期被降低至該下限責任週期，開始計數一持續時間，其中該持續時間為持續輸出具有該下 限責任週期的該脈寬調變驅動訊號的時間；判斷該持續時間是否超過該預設時間；以及若該持續時間超過該預設時間，停止產生該脈寬調變驅動訊號。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的發光二極體驅動方法，其中判斷具有該臨界責任週期的該脈寬調變驅動訊號是否被持續輸出超過該預設時間的步驟更包括：若該持續時間未超過該預設時間，清除所計數的該持續時間。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9301351B2 (en) * 2013-08-30 2016-03-29 Getac Technology Corporation Driving circuit and driving method for light-emitting diode
DE102013113053B4 (de) * 2013-11-26 2019-03-28 Schott Ag Treiberschaltung mit einer Halbleiterlichtquelle sowie Verfahren zum Betrieb einer Treiberschaltung
US10050435B2 (en) 2015-02-03 2018-08-14 Philips Lighting Holding B.V. Driver circuit able to monitor usage of a surge protection arrangement
TWI630841B (zh) * 2017-04-12 2018-07-21 點晶科技股份有限公司 驅動電路及發光裝置
CN107750076B (zh) * 2017-11-22 2024-04-23 深圳中电数码显示有限公司 一种led驱动电路
CN108990212B (zh) * 2018-07-26 2020-07-31 江苏大学 基于buck变换器交错并联无电解电容led驱动电源及切换方法
CN109005624B (zh) * 2018-08-17 2020-08-28 江苏大学 一种无桥式无电解电容led驱动电源及切换方法
TWI749339B (zh) * 2019-07-04 2021-12-11 力林科技股份有限公司 發光二極體背光系統及發光二極體控制電路
CN211580256U (zh) * 2019-12-20 2020-09-25 漳州立达信光电子科技有限公司 一种线性调光调色电路
CN113470555A (zh) * 2021-07-15 2021-10-01 中科芯集成电路有限公司 一种led显示驱动芯片开路灯珠检测方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007185065A (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Rohm Co Ltd 電源装置及びこれを備えた電子機器
TW200816608A (en) * 2006-09-26 2008-04-01 Beyond Innovation Tech Co Ltd DC/DC converter
US7710049B2 (en) * 2007-12-20 2010-05-04 Vimicro Corporation Driver and method for driving LEDS on multiple branch circuits
CN101977469B (zh) * 2010-11-11 2013-07-10 重庆三弓科技发展有限公司 可调式led驱动电源

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5806055A (en) * 1996-12-19 1998-09-08 Zinda, Jr.; Kenneth L. Solid state ballast system for metal halide lighting using fuzzy logic control
US7550934B1 (en) * 2008-04-02 2009-06-23 Micrel, Inc. LED driver with fast open circuit protection, short circuit compensation, and rapid brightness control response
JP2012221869A (ja) * 2011-04-13 2012-11-12 Tdk Corp 発光素子駆動装置
US9258862B2 (en) * 2013-05-08 2016-02-09 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd LED backlight driving circuit, LCD device, and method for driving the LED backlight driving circuit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007185065A (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Rohm Co Ltd 電源装置及びこれを備えた電子機器
TW200816608A (en) * 2006-09-26 2008-04-01 Beyond Innovation Tech Co Ltd DC/DC converter
US7710049B2 (en) * 2007-12-20 2010-05-04 Vimicro Corporation Driver and method for driving LEDS on multiple branch circuits
CN101977469B (zh) * 2010-11-11 2013-07-10 重庆三弓科技发展有限公司 可调式led驱动电源

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