TWI659671B - 發光元件驅動電路 - Google Patents

Abstract

一種發光元件驅動電路，包含: 電源轉換電路、誤差放大電路、取樣維持電路、負載電流產生電路及前饋電容。於非致能階段時，回饋訊號經由取樣維持電路而與第二參考電壓彼此電連接且與負載節點彼此斷接，藉此，於非致能階段轉致能階段的轉折時點時，前饋電容取樣一取樣電壓。於致能階段時，回饋訊號經由取樣維持電路而與第二參考電壓彼此斷接且與負載節點彼此耦接，藉由前饋電容維持取樣電壓，使得於轉折時點之後的預設電流上升時間內，回饋訊號與第一參考電壓具有足夠大之差值，使得負載電流在預設電流上升時間內上升以達到第一電流位準。

Description

發光元件驅動電路

本發明有關於一種發光元件驅動電路，特別是指一種藉由取樣維持電路提升發光元件驅動電路的負載暫態反應(load-transient response)，藉此使得負載電流可在預設電流上升時間內快速上升，以達到目標的電流位準的發光元件驅動電路。

請參考第1圖與第2圖。第1圖示出先前技術的發光元件驅動電路的示意圖。第2圖示出先前技術的發光元件驅動電路的操作訊號的波形示意圖。

在先前技術之發光元件驅動電路100中，當發光元件驅動電路100處於非致能階段時 (意即，致能訊號EN為低位準時)，負載電流iLOAD的位準為零，而此時，先前技術之回饋訊號FB處於一個很高的電壓位準 (例如但不限於可為1.6V)，且對應的誤差放大訊號COMP例如為零。在先前技術中，由於此參考電壓VREF被設定為一個很低的電壓位準 (例如但不限於可為0.2V)。因此，如第2圖所示，當先前技術之發光元件驅動電路100於非致能階段轉為致能階段(意即，致能訊號EN由低位準轉為高位準時)的一轉折時點Ts時，回饋訊號FB必須從原本很高的電壓位準 (例如但不限於可為1.6V)降低至一個很低的電壓位準 (例如但不限於可為0.2V)，因此，在轉折時點Ts之後的一段時間T1內，誤差放大電路13仍未轉換狀態，亦即，其對應的誤差放大訊號COMP仍然保持為零，因此，電源轉換電路12仍然無法轉換電源VIN以提供負載電流iLOAD，如圖所示，在時間T1內，負載電流iLOAD將無法快速的上升至一目標的電流位準Ip。這是先前技術的一大缺點。在時間T1內，負載電流iLOAD僅能從電容C2汲取電流，然而，這樣的電流位準仍是很低 (如第2圖所示的時間T1內的負載電流Iload的波形圖)。

此外，先前技術中，負載電流iLOAD相關於回饋訊號FB之位準，因此，先前技術的另一大缺點是:當回饋訊號FB下降到比參考電壓VREF(例如但不限於可為0.2V)的位準還低時，由於過度上衝(overshoot)效應，回饋訊號FB可能會低至例如但不限於0.1V，由於負載電流iLOAD相關於回饋訊號FB之位準，因此，過低的回饋訊號FB位準，亦會造成負載電流iLOAD無法快速到達其目標的電流位準Ip，其中目標的電流位準Ip例如為對應於回饋訊號FB為0.2V時之負載電流位準。

本發明即是針對上述課題而提出一種發光元件驅動電路，藉由取樣維持電路提升發光元件驅動電路的負載暫態反應(load-transient response)，藉此使得負載電流在預設電流上升時間內可快速上升以達到目標的電流位準的發光元件驅動電路。

就其中一觀點言，本發明提供了一種發光元件驅動電路，用以提供一負載電流至一發光元件，以驅動該發光元件，該發光元件驅動電路包含:一電源轉換電路，用以根據一誤差放大訊號，轉換一輸入電壓而產生一輸出電壓於一輸出端並且提供該負載電流至該發光元件，該發光元件耦接於該輸出端與一負載節點之間；一誤差放大電路，根據一第一參考電壓與一回饋訊號的一差值，產生該誤差放大訊號；一取樣維持電路，耦接於該回饋訊號與該負載節點之間；一負載電流產生電路，與該取樣維持電路及該發光元件共同耦接於該負載節點，該負載電流產生電路用以於一致能階段決定該負載電流之一第一電流位準，且用以於一非致能階段，決定該負載電流之一第二電流位準 ；以及一前饋電容 (feed-forward capacitor)，耦接於該輸出端與該回饋訊號之間；其中，當該發光元件驅動電路處於該非致能階段時，該回饋訊號經由該取樣維持電路而與一第二參考電壓彼此電連接，且，該回饋訊號經由該取樣維持電路而與該負載節點彼此斷接，藉此，於該非致能階段轉為該致能階段的一轉折時點時，該前饋電容取樣一取樣電壓；其中，當該發光元件驅動電路處於該致能階段時，該回饋訊號經由該取樣維持電路而與該第二參考電壓彼此斷接，且，該回饋訊號經由該取樣維持電路而與該負載節點彼此耦接，其中 ，藉由該前饋電容維持該取樣電壓，使得於該轉折時點之後的一預設電流上升時間內內，該回饋訊號與該第一參考電壓具有一足夠大之差值，而使得該負載電流在該預設電流上升時間內上升以達到該第一電流位準。

在一種較佳的實施型態中，該第二參考電壓的位準小於該第一參考電壓的位準。

在一種較佳的實施型態中，該第二參考電壓的位準等於該第一參考電壓的位準。

在一種較佳的實施型態中，於該致能階段，該負載電流產生電路根據該負載節點之電壓而決定該第一電流位準。

在一種較佳的實施型態中，該第一電流位準相關於該第一參考電壓。

在一種較佳的實施型態中，該負載電流產生電路包括一壓控電流源，用以根據該負載節點之電壓而調節該負載電流。

在一種較佳的實施型態中，該取樣維持電路包括:一電阻；一第一開關，與該電阻彼此串聯耦接於該負載節點與該回饋訊號之間；以及一第二開關，耦接於該回饋訊號與該第二參考電壓之間；其中當該發光元件驅動電路處於該非致能階段時，該第一開關控制為不導通，且該第二開關控制為導通，藉此，該回饋訊號經由該取樣維持電路而與該第二參考電壓彼此電連接，且該回饋訊號與該負載節點彼此斷接，且當該發光元件驅動電路處於該致能階段時，該第一開關控制為導通，且該第二開關控制為不導通，藉此，該回饋訊號與該第二參考電壓彼此斷接，且該回饋訊號與該負載節點彼此耦接。

在一種較佳的實施型態中，該前饋電容於該發光元件驅動電路處於該致能階段時，提供前饋(feed-forward)功能，藉此該發光元件驅動電路操作於一穩定狀態，且該發光元件驅動電路的頻寬高於一預設之頻率。

在一種較佳的實施型態中，該預設電流上升時間相關於該電阻的電阻值與該前饋電容的電容值的乘積。

在一種較佳的實施型態中，該預設電流上升時間小於1微秒 (micro second,μs)。

在一種較佳的實施型態中，該電源轉換電路包括一線性穩壓器或一切換式電源供應器。

在一種較佳的實施型態中，該第二電流位準為0。

在一種較佳的實施型態中，該足夠大之差值小於一預設之電壓差值上限，使得該負載電流在該預設電流上升時間內上升以達到該第一電流位準。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

本發明中的圖式均屬示意，主要意在表示各電路間之耦接關係，以及各訊號波形之間之關係，至於電路、訊號波形與頻率則並未依照比例繪製。

請參考第3圖與第4圖。第3圖示出本發明的發光元件驅動電路的一實施例的方塊示意圖。第4圖示出本發明之負載電流產生電路的一實施例。

如第3圖所示，本發明的發光元件驅動電路200，用以提供一負載電流iLOAD至一發光元件LD，以驅動發光元件LD使其發光，其中發光元件LD可為例如但不限於雷射發光二極體，此類高能量的發光元件需要極高的驅動電流，一般多以脈波式電流驅動以避免例如過熱等問題，因此發光元件驅動電路200需要在很短的預設電流上升時間內(例如但不限於1微秒)，控制負載電流iLOAD快速上升以達到目標的電流位準(例如但不限於6A)。

如圖所示，在一實施例中，本發明的發光元件驅動電路200可包含: 一電源轉換電路12、一誤差放大電路13、一取樣維持電路15、一負載電流產生電路14以及一前饋電容 (feed-forward capacitor)C1。

在一實施例中，電源轉換電路12用以根據一誤差放大訊號COMP，轉換輸入電壓VIN而產生一輸出電壓VOUT於輸出端OUT，並且提供負載電流iLOAD至發光元件LD。如第3圖所示，發光元件LD耦接於輸出電壓VOUT與一負載節點NLD之間。在一實施例中，發光元件LD的電流流入端耦接於輸出電壓VOUT，而其電流流出端耦接於負載節點NLD。

在一實施例中，如第9A圖所示，電源轉換電路例如但不限於可為一線性穩壓器，用以根據誤差放大訊號COMP，以例如線性電源轉換方式，轉換輸入電壓VIN而產生輸出電壓VOUT於輸出端OUT並且提供負載電流iLOAD至發光元件LD。在另一實施例中，如第9B圖所示，電源轉換電路例如但不限於可為一切換式電源供應器，用以根據誤差放大訊號COMP，以例如切換式電源轉換方式，轉換輸入電壓VIN而產生輸出電壓VOUT於輸出端OUT並且提供負載電流iLOAD至發光元件LD。

請繼續參考第3圖，誤差放大電路13根據一第一參考電壓VREF_b與一回饋訊號FB的一差值，產生誤差放大訊號COMP。在一實施例中，誤差放大訊號COMP = a * (第一參考電壓VREF_b － 回饋訊號FB)。其中，a表示誤差放大電路13的放大率。需說明的是，誤差放大電路13中如圖中所示之正負端係用以說明而非限制，類似地，誤差放大訊號COMP的正負方向亦同，在本發明的教示下，本領域技術人員當可變化其組態而以不同的正負訊號方向實施之。

取樣維持電路15耦接於回饋訊號FB與負載節點NLD之間 (關於本發明如何藉由取樣維持電路15提升發光元件驅動電路200及300的負載暫態反應(load-transient response)，藉此使得負載電流iLOAD在預設電流上升時間內快速上升以達到目標的電流位準的特徵及細節，容後詳述)。

前饋電容 C1耦接於輸出端OUT與回饋訊號FB之間。前饋電容 C1具有一跨壓VC1，如第3圖所示。

負載電流產生電路14與取樣維持電路15及該發光元件LD共同耦接於負載節點NLD。負載電流產生電路14用以於一致能階段(參閱第3圖之致能訊號EN及參閱第6圖之致能訊號EN的波形圖)決定負載電流iLOAD之一第一電流位準，且用以於一非致能階段(參閱第3圖之致能訊號EN及參閱第6圖之致能訊號EN的波形圖)，決定負載電流iLOAD之一第二電流位準。在一實施例中，第一電流位準Ip例如但不限於如前述之6A，第二電流位準例如但不限於可如第6圖所示的電流位準0。

在一實施例中，負載電流產生電路14根據負載節點NLD之電壓而決定第一電流位準Ip。在一實施例中，第一電流位準Ip相關於第一參考電壓VREF_b。舉例而言，如第3與4圖所示，當VREF_b設定為0.2V，且於致能階段的穩態時，回饋訊號FB之位準(亦即負載節點NLD之電壓位準) 亦大致上等於0.2V，在一實施例中，回饋訊號FB之位準為0.2V時，第一電流位準Ip可對應為6A。

請參考第4圖。在一實施例中，負載電流產生電路14例如但不限於可包括一壓控電流源141。如第4圖所示，壓控電流源141受控於致能訊號EN並根據負載節點NLD之電壓而調節負載電流iLOAD。在一實施例中，負載電流iLOAD例如但不限於正比於負載節點NLD之電壓位準(亦即於致能階段時回饋訊號FB之位準)。

請參考第5A圖、第5B圖及第6圖。第5A圖示出本發明的發光元件驅動電路處於非致能階段時的一具體實施例。第5B圖示出本發明的發光元件驅動電路處於致能階段時的一具體實施例。第6圖示出，對應於第5A-5B圖，本發明的發光元件驅動電路的操作訊號的波形示意圖。

如第5A及5B圖所示，在一實施例中，取樣維持電路15例如但不限於可包括:電阻R1、第一開關S1及第二開關S2。第一開關S1與電阻R1彼此串聯耦接於負載節點NLD與回饋訊號FB之間。第二開關S2耦接於回饋訊號FB與第二參考電壓VREF_a之間。需說明的是，第一開關S1與電阻R1彼此串聯的順序並無限制，在一實施例中，第一開關S1與電阻R1彼此串聯的順序可如第5A及5B圖所示。

以下說明本發明如何藉由取樣維持電路15提升發光元件驅動電路200的負載暫態反應(load-transient response)，藉此使得負載電流iLOAD在預設電流上升時間內快速上升以達到目標的電流位準的特徵及細節。

如第5A圖所示，在一實施例中，當發光元件驅動電路200處於非致能階段時，第一開關S1受控於致能訊號EN且被致能訊號EN控制為不導通，且第二開關S2受控於例如但不限於一反相致能訊號ENb且被反相致能訊號ENb控制為導通，藉此，回饋訊號FB經由取樣維持電路15而與第二參考電壓VREF_a 彼此電連接，且回饋訊號FB經由取樣維持電路而與負載節點NLD彼此斷接。藉此，發光元件驅動電路200於非致能階段轉為致能階段的一轉折時點Ts (參閱第6圖之致能訊號EN的波形圖)時，前饋電容C1取樣一取樣電壓Vsmpl (參閱第6圖之輸出電壓VOUT與回饋訊號FB的波形圖)。值得注意的是，這裡所述的取樣電壓「Vsmpl」係指前饋電容 C1的跨壓VC1於非致能階段的情況下的電壓位準。

如第5B圖所示，在一實施例中，當發光元件驅動電路200處於致能階段時，第一開關S1受控於致能訊號EN且被致能訊號EN控制為導通，且第二開關S2受控於一反相致能訊號ENb且被反相致能訊號ENb控制為不導通，藉此，回饋訊號FB經由取樣維持電路15而與第二參考電壓VREF_a 彼此斷接，且，回饋訊號FB經由取樣維持電路15而與負載節點NLD彼此耦接。

藉此，當發光元件驅動電路200處於致能階段時，藉由前饋電容C1維持取樣電壓Vsmpl(亦即第6圖中Vhold約等於Vsmpl)，使得於轉折時點Ts之後的預設電流上升時間Tr內(參閱第6圖之回饋訊號FB的波形圖)，回饋訊號FB與第一參考電壓VREF_b具有一足夠大之差值，而使得負載電流iLOAD在預設電流上升時間Tr內上升以達到第一電流位準Ip。

在一實施例中，前饋電容C1於發光元件驅動電路200處於致能階段時，提供前饋(feed-forward)功能，用以作為驅動電路200之回路補償與頻寬調整，使得發光元件驅動電路200可操作於一穩定狀態，且發光元件驅動電路200的頻寬可高於一預設之頻率。值得注意的是，本實施例中，本發明的前饋電容C1同時具有前述之前饋功能以及取樣與維持之功能，同時兼顧回路穩定度、頻寬以及電流上升速度，同時並未提高成本。

在一實施例中，電阻R1的電阻值與前饋電容C1的電容值的乘積決定發光元件驅動電路200的負載暫態反應(load-transient response)的一時間常數，其中，預設電流上升時間Tr相關於時間常數。換言之，預設電流上升時間Tr相關於電阻R1的電阻值與前饋電容C1的電容值的乘積。

在一實施例中，預設電流上升時間Tr例如但不限於可小於1微秒 (micro second,μs)。值得注意的是，在本發明中，由於預設電流上升時間Tr的值很小，因此，在相同的致能訊號操作下，相較於前案，本發明的負載電流iLOAD於致能階段時，其脈波寬度Tw比前案的負載電流的脈波寬度顯著提高(如第6圖與第8圖所示)，換言之，本發明之發光元件驅動電路可有效提高發光元件LD的亮度或其他參數表現。

此外，在本實施例之發光元件驅動電路200中，當發光元件驅動電路200處於致能階段時 (意即，致能訊號EN為高位準時)，由於本實施例包括有取樣維持電路15，以如上所述的控制細節，使得回饋訊號FB經由取樣維持電路15而與第二參考電壓VREF_a 彼此斷接。如此一來，在預設電流上升時間Tr內，回饋訊號FB的位準將從一個稍微低於第二參考電壓VREF_a的電壓位準，借由回授控制的趨勢，逐漸上升至第一參考電壓VREF_b。意即，在一實施例中，當發光元件驅動電路200處於致能階段之穩態時，回饋訊號FB的位準大致上等於第一參考電壓VREF_b。

需說明的是，在第6圖的實施例中，第二參考電壓VREF_a的位準小於第一參考電壓VREF_b的位準，然而根據本發明的精神並不限於此，第二參考電壓VREF_a的位準亦可等於，或稍大於第一參考電壓VREF_b的位準，仍可具有本發明之功效，其中第二參考電壓VREF_a的位準等於第一參考電壓VREF_b的位準的實施例容後詳述。

在本實施例中，當發光元件驅動電路200處於致能階段時 (意即，致能訊號EN為高位準時)，由於負載電流iLOAD相關於回饋訊號FB (於致能階段之穩態時，其位準大致上等於第一參考電壓VREF_b)，且由於回饋訊號FB的位準從第二參考電壓VREF_a上升至第一參考電壓VREF_b所需的時間很短，因此，相較於先前技術，本實施例的負載電流產生電路14於致能階段時，可根據負載節點NLD之電壓(亦即回饋訊號FB的位準)快速決定負載電流iLOAD之第一電流位準Ip，藉此，負載電流iLOAD在預設電流上升時間內Tr能夠快速上升以達到目標的電流位準Ip。就一觀點而言，可適當選擇第二參考電壓VREF_a與第一參考電壓VREF_b之關係(即大小與差值)，使當該發光元件驅動電路轉為該致能階段後，藉由該前饋電容維持該取樣電壓，於該轉折時點之後的一預設電流上升時間內，前述之該回饋訊號與該第一參考電壓之間該足夠大之差值小於一預設之電壓差值上限，使得負載電流產生電路在一預設電流上升時間內決定該第一電流位準。

請參考第7A圖、第7B圖及第8圖。第7A圖示出本發明的發光元件驅動電路處於非致能階段時的另一具體實施例。第7B圖示出本發明的發光元件驅動電路處於致能階段時的另一具體實施例。第8圖示出，對應於第7A-7B圖，本發明的發光元件驅動電路的操作訊號的波形示意圖。

第7A-7B圖所示的發光元件驅動電路300大致類似於第5A-5B圖所示的發光元件驅動電路200，其差異在於: 在第7A-7B圖所示的發光元件驅動電路300的實施例中，第二參考電壓VREF_a的位準等於第一參考電壓VREF_b的位準。在第7A-7B圖所示的發光元件驅動電路300的實施例中，例如但不限於可將第二參考電壓VREF_a直接耦接於第一參考電壓VREF_b。

如此一來，如第7A圖所示，在一實施例中，當發光元件驅動電路300處於非致能階段時，第一開關S1受控於致能訊號EN且被致能訊號EN控制為不導通，且第二開關S2受控於一反相致能訊號ENb且被反相致能訊號ENb控制為導通，藉此，回饋訊號FB經由取樣維持電路15而與第一參考電壓VREF_b 彼此電連接，且回饋訊號FB經由取樣維持電路而與負載節點NLD彼此斷接。藉此，發光元件驅動電路300於非致能階段轉為致能階段的一轉折時點Ts (參閱第8圖之致能訊號EN的波形圖)時，前饋電容C1取樣一取樣電壓Vsmpl (參閱第8圖之輸出電壓VOUT與回饋訊號FB的波形圖)。值得注意的是，這裡所述的取樣電壓Vsmpl，其中的「Vsmpl」係指前饋電容 C1的跨壓VC1於非致能階段的情況下的電壓位準。

如第7B圖所示，在一實施例中，當發光元件驅動電路200處於致能階段時，第一開關S1受控於致能訊號EN且被致能訊號EN控制為導通，且第二開關S2受控於一反相致能訊號ENb且被反相致能訊號ENb控制為不導通，藉此，回饋訊號FB經由取樣維持電路15而與第一參考電壓VREF_b彼此斷接，且，回饋訊號FB經由取樣維持電路15而與負載節點NLD彼此耦接。

藉此，當發光元件驅動電路300處於致能階段時，藉由前饋電容C1維持取樣電壓Vsmpl(亦即第8圖中Vhold約等於Vsmpl)，使得於轉折時點Ts之後的預設電流上升時間Tr內 (參閱第8圖之回饋訊號FB的波形圖)，回饋訊號FB與第一參考電壓VREF_b具有一足夠大之差值，而使得負載電流iLOAD在一預設電流上升時間Tr內上升以達到第一電流位準Ip。

相較於先前技術，本實施例之發光元件驅動電路300的負載電流iLOAD在預設電流上升時間內Tr能夠快速上升以達到目標的電流位準Ip。以下利用第6與8圖說明本發明與先前技術的差異: 亦即， 本發明能夠提升發光元件驅動電路200的負載暫態反應(load-transient response)，藉此使得負載電流iLOAD在預設電流上升時間內快速上升以達到目標的電流位準。

在本實施例之發光元件驅動電路200與300中，當發光元件驅動電路200處於非致能階段時 (意即，致能訊號EN為低位準時)，由於本發明包括有取樣維持電路15，如上所述的控制細節，使得回饋訊號FB經由取樣維持電路15而與第二參考電壓VREF_a 彼此電連接，其中第二參考電壓VREF_a的位準低於(第6圖)或等於(第8圖)第一參考電壓VREF_b的位準。如此一來，相較於先前技術之回饋訊號FB處於一個很高的電壓位準 (例如但不限於可為1.6V)，本發明的回饋訊號FB於非致能階段時，乃是被耦接至第二參考電壓VREF_a或第一參考電壓VREF_b，亦即稍低於或等於致能階段時所欲達到的目標值(第一參考電壓VREF_b)。這樣的優點乃是: 如第6圖或第8圖所示，當本實施例之發光元件驅動電路200或300於非致能階段轉為致能階段(意即，致能訊號EN為高位準時)的一轉折時點Ts時，回饋訊號FB就不必須從原本很高的電壓位準降低至一個很低的電壓位準，如此可以有效縮短回饋訊號FB的反應時間，進而提高電流上升的速度。

此外，由於輸出電壓VOUT因負載電流iLOAD而降低，藉由前饋電容C1的取樣與維持的功能(亦即如第6圖或第8圖中之Vsmpl與Vhold))，在轉折時點Ts之後的一段時間內(例如第6圖或第8圖中預設電流上升時間Tr的前段)，回饋訊號FB的位準從第二參考電壓VREF_a與輸出電壓VOUT大致上同步地降低(由於第6圖或第8圖中預設電流上升時間Tr的前段內前饋電容C1跨壓VC1仍大致上維持為轉折時點上所取樣而得的電壓位準Vhold，約等於Vsmpl)至一個稍微低於第二參考電壓VREF_a的電壓位準(低於第一參考電壓VREF_b)，此時對應的誤差放大訊號COMP便會快速響應或轉態(例如第6圖中從原本的高位準快速地降低至一低位準)，藉此，電源轉換電路12將可快速地提供負載電流iLOAD，因此，在預設電流上升時間Tr內，負載電流iLOAD可快速地上升至目標的電流位準Ip。

請參考第10A~10B圖，其示出本發明提升發光元件驅動電路的負載暫態反應(load-transient response)的量測波形圖。如第10A圖所示，本實施例之發光元件驅動電路的負載電流iLOAD在預設電流上升時間內Tr能夠快速上升以達到目標的電流位準。第10B圖為第10A圖的放大示意圖，如第10B圖所示，更可清楚看到本實施例之發光元件驅動電路的負載電流iLOAD在預設電流上升時間內Tr能夠快速上升以達到目標的電流位準。

以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化。例如，所示直接連接的電路元件間，可插置不影響電路主要功能的電路元件，如開關或電阻等。又例如，前述第一開關S1受控於致能訊號EN，且第二開關S2受控於反相致能訊號ENb，此僅為舉例而非限制，當第一開關S1與第二開關S2為不同型態之電晶體時，亦可皆受控於致能訊號EN。凡此種種，皆可根據本發明的教示類推而得。此外，所說明之各個實施例，並不限於單獨應用，亦可以組合應用，例如但不限於將兩實施例併用，或是以其中一個實施例的局部電路代換另一實施例的對應電路。因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。此外，本發明的任一實施型態不必須達成所有的目的或優點，因此，請求專利範圍任一項也不應以此為限。

100‧‧‧習知的發光元件驅動電路

VREF‧‧‧習知的參考電壓

T1‧‧‧習知的時間

200、300‧‧‧發光元件驅動電路

12‧‧‧電源轉換電路

13‧‧‧誤差放大電路

14‧‧‧負載電流產生電路

141‧‧‧壓控電流源

15‧‧‧取樣維持電路

C1‧‧‧前饋電容

COMP‧‧‧誤差放大訊號

EN‧‧‧致能訊號

ENb‧‧‧反相致能訊號

FB‧‧‧回饋訊號

iLOAD‧‧‧負載電流

Ip‧‧‧第一電流位準

LD‧‧‧發光元件

NLD‧‧‧負載節點

OUT‧‧‧輸出端

R1‧‧‧電阻

S1‧‧‧第一開關

S2‧‧‧第二開關

Tf‧‧‧預設電流下降時間

Tr‧‧‧預設電流上升時間

Ts‧‧‧轉折時點

Tw‧‧‧脈波寬度

ΔV‧‧‧電壓差

VC1‧‧‧前饋電容的跨壓

VOUT‧‧‧輸出電壓

Vsmpl‧‧‧取樣電壓

Vhold‧‧‧電壓位準

VREF_a‧‧‧第二參考電壓

VREF_b‧‧‧第一參考電壓

第1圖示出先前技術的發光元件驅動電路的示意圖。 第2圖示出先前技術的發光元件驅動電路的操作訊號波形示意圖。 第3圖示出本發明的發光元件驅動電路的一實施例的方塊示意圖。 第4圖示出本發明之負載電流產生電路的一實施例示意圖。 第5A圖示出本發明的發光元件驅動電路處於非致能階段時的一具體實施例示意圖。 第5B圖示出本發明的發光元件驅動電路處於致能階段時的一具體實施例示意圖。 第6圖示出，對應於第5A-5B圖，本發明的發光元件驅動電路的操作訊號波形示意圖。 第7A圖示出本發明的發光元件驅動電路處於非致能階段時的另一具體實施例示意圖。 第7B圖示出本發明的發光元件驅動電路處於致能階段時的另一具體實施例示意圖。 第8圖示出，對應於第7A-7B圖，本發明的發光元件驅動電路的操作訊號波形示意圖。 第9A圖示出本發明之電源轉換電路的一實施例示意圖。 第9B圖示出本發明之電源轉換電路的另一實施例示意圖。 第10A~10B圖示出本發明提升發光元件驅動電路的負載暫態反應(load-transient response)量測波形圖。

Claims (13)

1. 一種發光元件驅動電路，用以提供一負載電流至一發光元件，以驅動該發光元件，該發光元件驅動電路包含: 一電源轉換電路，用以根據一誤差放大訊號，轉換一輸入電壓而產生一輸出電壓於一輸出端並且提供該負載電流至該發光元件，該發光元件耦接於該輸出端與一負載節點之間； 一誤差放大電路，根據一第一參考電壓與一回饋訊號的一差值，產生該誤差放大訊號； 一取樣維持電路，耦接於該回饋訊號與該負載節點之間； 一負載電流產生電路，與該取樣維持電路及該發光元件共同耦接於該負載節點，該負載電流產生電路用以於一致能階段決定該負載電流之一第一電流位準，且用以於一非致能階段，決定該負載電流之一第二電流位準；以及 一前饋電容 (feed-forward capacitor)，耦接於該輸出端與該回饋訊號之間； 其中，當該發光元件驅動電路處於該非致能階段時，該回饋訊號經由該取樣維持電路而與一第二參考電壓彼此電連接，且，該回饋訊號經由該取樣維持電路而與該負載節點彼此斷接，藉此，於該非致能階段轉為該致能階段的一轉折時點時，該前饋電容取樣一取樣電壓； 其中，當該發光元件驅動電路處於該致能階段時，該回饋訊號經由該取樣維持電路而與該第二參考電壓彼此斷接，且，該回饋訊號經由該取樣維持電路而與該負載節點彼此耦接，其中，藉由該前饋電容維持該取樣電壓，使得於該轉折時點之後的一預設電流上升時間內，該回饋訊號與該第一參考電壓具有一足夠大之差值，而使得該負載電流在該預設電流上升時間內上升以達到該第一電流位準。 .
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中該第二參考電壓的位準小於該第一參考電壓的位準。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中該第二參考電壓的位準等於該第一參考電壓的位準。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中於該致能階段，該負載電流產生電路根據該負載節點之電壓而決定該第一電流位準。
5. 如申請專利範圍第4項所述之發光元件驅動電路，其中該第一電流位準相關於該第一參考電壓。
6. 如申請專利範圍第4項所述之發光元件驅動電路，其中該負載電流產生電路包括一壓控電流源，用以根據該負載節點之電壓而調節該負載電流。
7. 如申請專利範圍第1至6項之任一項中所述之發光元件驅動電路，其中該取樣維持電路包括: 一電阻； 一第一開關，與該電阻彼此串聯耦接於該負載節點與該回饋訊號之間；以及 一第二開關，耦接於該回饋訊號與該第二參考電壓之間； 其中當該發光元件驅動電路處於該非致能階段時，該第一開關控制為不導通，且該第二開關控制為導通，藉此，該回饋訊號經由該取樣維持電路而與該第二參考電壓彼此電連接，且該回饋訊號與該負載節點彼此斷接，且當該發光元件驅動電路處於該致能階段時，該第一開關控制為導通，且該第二開關控制為不導通，藉此，該回饋訊號與該第二參考電壓彼此斷接，且該回饋訊號與該負載節點彼此耦接。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中該前饋電容於該發光元件驅動電路處於該致能階段時，提供前饋(feed-forward)功能，藉此該發光元件驅動電路操作於一穩定狀態，且該發光元件驅動電路的頻寬高於一預設之頻率。
9. 如申請專利範圍第7項所述之發光元件驅動電路，其中該預設電流上升時間相關於該電阻的電阻值與該前饋電容的電容值的乘積。
10. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中該預設電流上升時間小於1微秒 (micro second,μs)。
11. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中該電源轉換電路包括一線性穩壓器或一切換式電源供應器。
12. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中該第二電流位準為0。
13. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中該足夠大之差值小於一預設之電壓差值上限，使得該負載電流在該預設電流上升時間內上升以達到該第一電流位準。