TWI666967B

TWI666967B - 具有亮度控制的發光二極體驅動電路及其驅動方法

Info

Publication number: TWI666967B
Application number: TW107131146A
Authority: TW
Inventors: 陳文言; 張銘泓
Original assignee: 茂達電子股份有限公司
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2018-09-05
Publication date: 2019-07-21
Also published as: CN110944424B; TW202011774A; CN110944424A; US10314131B1

Abstract

本發明提供一種具有亮度控制的LED驅動電路及其驅動方法，其根據欲呈現的亮度(關聯於圖像亮度資訊)來調整第一電流鏡的第一倍率、第二電流鏡的第二倍率與電流源的參考電流以適應性地調整流經LED串的LED電流，進而可降低在一工作電流範圍運作下LED電流的損失。此外，本發明之具有亮度控制的LED驅動電路及其驅動方法不需要操作者事先調整不同工作電流範圍下LED電流的誤差量，進而可減少測試時間成本且避免操作者決定出錯誤的調整量。

Description

具有亮度控制的發光二極體驅動電路及其驅動方法

本發明提供一種LED驅動電路及其驅動方法，且特別是關於一種具有亮度控制的LED驅動電路及其驅動方法。

LED目前已經可以被量產，且大多拿來作為照明與顯示使用。多個LED可以串連成一個以上的LED串，且LED驅動電路驅動LED串而發光。習知LED驅動電路具有多種態樣。其中一種習知LED驅動電路顯示於圖1。LED驅動電路10耦接一LED串50且根據一圖像亮度資訊Sbr驅動LED串50。LED驅動電路10可根據不同的圖像亮度資訊Sbr來控制流經LED串50的LED電流IL(即不同的圖像亮度資訊Sbr會對應到不同的LED電流IL)，以藉此控制LED串50的亮度。由於亮度是受控在較寬的工作電流範圍內，因此圖像亮度資訊Sbr也必須在較寬的範圍內進行編程。

如圖1所示，LED驅動電路10具有一LED控制器11、一電流源13、一第一電流鏡15、一第二電流鏡17與一驅動電晶體19。LED控制器11接收一圖像亮度資訊Sbr，且根據圖像亮度資訊Sbr產生一數位型式的數位碼訊號Code至電流源13，以調整流經電流源13的一參考電流Iref。更進一步來說，數位碼訊號Code例如為8位元的資料。LED控制器11將圖像亮度資訊Sbr轉換為 8位元的數位碼訊號Code，以藉此調整流經電流源13的參考電流Iref。

而第一電流鏡15將根據參考電流Iref與內部的一第一倍率K1產生一第一電流I1。第二電流鏡17接著將根據第一電流I1與內部的一第二倍率K2產生流經LED串50的LED電流IL。另外，LED控制器11也將根據圖像亮度資訊Sbr產生一脈寬調變訊號PWM，以導通或截止驅動電晶體19，以藉此驅動LED串50並透過LED電流IL控制LED串50的亮度。值得注意的是，LED電流IL等於參考電流Iref乘以第一倍率K1乘以第二倍率K2，且第一倍率K1乘以第二倍率K2為一常數。

因此，習知第一倍率K1與第二倍率K2為不可調整的常數。而亮度(對應到LED電流IL)是受控在較寬的工作電流範圍(例如小電流20mA至大電流200mA)。故圖像亮度資訊Sbr也必須在較寬的範圍內進行編程。然而，習知LED驅動電路10運作在較寬的工作電流範圍中並無法準確地控制LED電流IL保持在一預設差異量(variation)內。

如圖2所示，圖2顯示模擬習知LED驅動電路10運作在較寬的工作電流範圍(即小電流20mA至大電流200mA)，LED電流IL的誤差量。而曲線CV1與CV2分別是經過不同次數的蒙地卡羅方法(Monte Carlo method)的結果。在小電流20mA至大電流200mA的工作電流範圍中，LED電流IL的誤差量為由大至小。因此，若預設差異量設置在±2%內時，曲線CV1與CV2中的誤差量並無法完全維持在預設差異量內。

而習知解決方式是根據圖2的模擬圖來分段校正LED電流IL的差異量。如圖2所示，操作者根據實際模擬圖的結果將整個工作電流範圍(即20mA~200mA)分成4個區段A、B、C、D。接著操作者再分別根據每一個區段A-D調整差異量，使得調整後的差異量維持在預設差異量內。而習知解決方式會增加測試時間成本，且操作者也無法準確地決定每一個區段的調整量，造成調整後的效果不好。

為了減少測試時間成本與避免操作者決定出錯誤的調整量，本發明的目的在於提供了一種具有亮度控制的發光二極體(LED)驅動電路及其驅動方法，以解決上述問題。

本發明實施例提供一種具有亮度控制的LED驅動電路，其用以在一工作電流範圍內降低流經一LED串的一LED電流的損失。LED驅動電路包括一第一電流鏡、一第二電流鏡與一LED控制器。第一電流鏡耦接一電流源，且根據電流源產生的一參考電流產生一第一電流。而第一電流是一第一倍率的參考電流。第二電流鏡透過一第一電晶體開關耦接第一電流鏡，透過一驅動電晶體耦接LED串，且根據第一電流產生流經LED串的LED電流。而LED電流是一第二倍率的第一電流。LED控制器耦接電流源、第一電流鏡與第二電流鏡。LED控制器接收一圖像亮度資訊，根據圖像亮度資訊產生一第一參數、一第二參數、一數位訊號、一控制訊號與一脈寬調變訊號，且根據脈寬調變訊號與控制訊號驅動LED串。第一電流鏡根據第一參數調整第一倍率。第二電流鏡根據第二參數調整第二倍率。LED控制器根據一第三倍率的數位訊號調整參考電流，且第一倍率乘以第二倍率乘以第三倍率為一定值。

本發明實施例提供一種具有亮度控制的LED驅動方法，其適用於一LED驅動電路。LED驅動電路耦接一LED串，且用以在一工作電流範圍內降低流經該LED串的一LED電流的損失。LED驅動方法包括如下步驟。步驟(A)：接收一圖像亮度資訊，且根據圖像亮度資訊產生一第一參數、一第二參數、一數位訊號、與一脈寬調變訊號；步驟(B)：根據第一參數調整一第一倍率，根據第二參數調整一第二倍率，且根據一第三倍率的數位訊號調整一電流源產生的一參考電流，其中第一倍率乘以第二倍率乘以第三倍率為一定值；步驟(C)：根據第一倍率調整參考電流以產生一第一電流，且根據第二倍率調整第一電流以產生流經LED串的LED電流，其中第一電流是第一倍率的參考電流，且LED電流是第二倍率的第一電流；以及步驟(D)：根據脈寬調變訊號與控制訊號驅動LED串。

綜上所述，本發明之具有亮度控制的LED驅動電路及其驅動方法，其根據欲呈現的亮度(關聯於圖像亮度資訊)來調整第一電流鏡的第一倍率、第二電流鏡的第二倍率與電流源的參考電流以適應性地調整流經LED串的LED電流，進而可降低在一工作電流範圍運作下LED電流的損失。此外，本發明之具有亮度控制的LED驅動電路及其驅動方法不需要操作者事先調整不同工作電流範圍下LED電流的誤差量，進而可減少測試時間成本且避免操作者決定出錯誤的調整量。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

10、100、200‧‧‧LED驅動電路

11、110、210‧‧‧LED控制器

120‧‧‧增益調整器

13、130、230‧‧‧電流源

15、150、250‧‧‧第一電流鏡

160、260‧‧‧第一電晶體

17、170、270‧‧‧第二電流鏡

Vb1、Vb2、Vb3、Vb4、Vb5、Vb6‧‧‧電壓

19、190、290、390‧‧‧驅動電晶體

Sbr‧‧‧圖像亮度資訊

Gf1‧‧‧第一參數

Gf2‧‧‧第二參數

Gf3‧‧‧第三參數

PWM‧‧‧脈寬調變訊號

PWM1‧‧‧第一脈寬調變訊號

PWM2‧‧‧第二脈寬調變訊號

Vg‧‧‧控制訊號

Vg1‧‧‧第一控制訊號

Vg2‧‧‧第二控制訊號

Code‧‧‧數位訊號

Iref‧‧‧參考電流

K1‧‧‧第一倍率

K2‧‧‧第二倍率

K3‧‧‧第三倍率

I1‧‧‧第一電流

IL、IL1、IL2‧‧‧LED電流

50、500‧‧‧LED串

A、B、C、D‧‧‧區段

Cv1、Cv2、S1、S2‧‧‧曲線

S610、S620、S630、S640‧‧‧步驟

360‧‧‧第三電晶體

370‧‧‧第三電流鏡

600‧‧‧第一LED串

700‧‧‧第二LED串

圖1是習知LED驅動電路的示意圖。

圖2是習知運作在一工作電流範圍內LED電流與誤差量的關係圖。

圖3A是本發明一實施例之LED驅動電路的示意圖。

圖3B是本發明另一實施例之LED驅動電路的示意圖。

圖4A是本發明一實施例之第一倍率、第二倍率與LED電流的關係圖。

圖4B是本發明一實施例之數位訊號與LED電流的關係圖。

圖4C是本發明一實施例之控制訊號控制第二電流鏡的汲極電壓與LED電流的關係圖。

圖5是習知LED驅動電路與本發明LED驅動電路的關係圖。

圖6是本發明一實施例之LED驅動方法的流程圖。

圖7是本發明另一實施例之LED驅動電路的示意圖。

在下文中，將藉由圖式說明本發明之各種例示實施例來詳細描述本發明。然而，本發明概念可能以許多不同形式來實現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。此外，在圖式中相同參考數字可用以表示類似的元件。

本發明實施例所提供的具有亮度控制的LED驅動電路及其驅動方法，其根據欲呈現的亮度(關聯於圖像亮度資訊)以及第一電流鏡的第一倍率、第二電流鏡的第二倍率與用來調整參考電流的第三倍率之間的關係(即第一倍率乘以第二倍率乘以第三倍率為一定值)來調整流經LED串的LED電流。更進一步來說，在LED電流由小電流逐漸增加至大電流(即參考電流逐漸增加(關聯於圖像亮度資訊))時，第一倍率將逐漸降低且第二倍率將逐漸增加，或者第一倍率固定，第三倍率將逐漸降低且第二倍率將逐漸增加，以適應性地降低運作在一工作電流範圍下LED電流的損失。此外，LED驅動電路及其驅動方法也可以將工作電流範圍分成多個工作區間且分段調整LED電流的誤差量，進而可降低電路運算量。藉此，本發明之LED驅動電路及其驅動方法不需要操作者事先調整不同工作電流範圍下LED電流的誤差量，以減少測試時間成本且避免操作者決定出錯誤的調整量。以下將進一步介紹本發明揭露之具有亮度控制的LED驅動電路及其驅動方法。

首先，請參考圖3A，其顯示本發明一實施例之LED驅動電路的示意圖。如圖3A所示，LED驅動電路100耦接一LED串500 且根據一圖像亮度資訊Sbr驅動LED串500，以在一工作電流範圍內降低流經LED串500的LED電流IL的損失。而LED驅動電路100可根據不同的圖像亮度資訊Sbr來控制LED電流IL(即不同的圖像亮度資訊Sbr會對應到不同的LED電流IL)，以藉此控制LED串500的亮度。

LED驅動電路100具有一LED控制器110、一電流源130、一第一電流鏡150、一第二電流鏡170與一驅動電晶體190。LED控制器110耦接電流源130、第一電流鏡150與第二電流鏡170。第一電流鏡150耦接一電流源130，且根據電流源130產生的一參考電流Iref產生一第一電流I1。而第一電流鏡150的內部元件結構將會使得參考電流Iref與第一電流I1之間具有一比例關係，且第一電流I1是一第一倍率K1的參考電流Iref。

第二電流鏡170直接耦接第一電流鏡150，且透過一驅動電晶體190耦接LED串500。在本實施例中，驅動電晶體190可以是P型電晶體、N型電晶體或其他具有開關功能的電晶體，本發明對此不作限制。而第二電流鏡170將根據接收到的第一電流I1產生流經LED串500的LED電流IL。而第二電流鏡170的內部元件結構將會使得LED電流IL與第一電流I1之間具有一比例關係，且LED電流IL是一第二倍率K2的第一電流I1。

因此，LED電流IL與參考電流Iref之間的關係示為：LED峰值電流IL=(參考電流Iref)*(第一倍率K1)*(第二倍率K2)。而有關第一電流鏡150實現第一電流I1是第一倍率K1的參考電流Iref的內部元件結構，以及第二電流鏡170實現LED電流IL是第二倍率K2的第一電流I1的內部元件結構為所屬領域具有通常知識者所悉知，故在此不再贅述。

LED控制器110耦接電流源130、第一電流鏡150與第二電流鏡170。LED控制器110接收一圖像亮度資訊Sbr，且根據圖像亮度資訊Sbr產生一第一參數Gf1、一第二參數Gf2、一數位訊號 Code、一脈寬調變訊號PWM。LED控制器110將根據脈寬調變訊號PWM驅動LED串500。在本實施例中，當LED控制器110在一工作週期(duty cycle)中產生高準位的脈寬調變訊號PWM時，將導通(turn-on)電晶體PWM以驅動LED串500。反之，當LED控制器110產生低準位的脈寬調變訊號PWM時，將截止(turn-off)電晶體PWM以停止驅動LED串500。因此，LED控制器110將根據脈寬調變訊號PWM導通與截止驅動電晶體190以藉此驅動LED串500。此外，LED控制器110傳送第一電流I1至第二電流鏡170，以藉此提供流經LED串500的LED電流IL。

LED控制器110接收圖像亮度資訊Sbr，且根據圖像亮度資訊Sbr產生一數位型式的數位訊號Code，例如4位元或8位元的數位訊號Code，接著再調整數位訊號Code以產生一第三倍率K3的數位訊號Code(即K3*Code)。更進一步來說，LED控制器110具有一增益調整器120。增益調整器120接收且調整數位訊號Code以產生第三倍率K3的數位訊號Code。再請回到圖3A，第一電流鏡150將根據第一參數Gf1調整第一電流鏡150中的第一倍率K1。第二電流鏡170將根據第二參數Gf2調整第二電流鏡170中的第二倍率K2。而LED控制器110將根據第三倍率K3的數位訊號Code調整電流源130的參考電流Iref。

值得注意的是，第一倍率K1乘以第二倍率K2乘以第三倍率K3為一定值。舉例來說，在某一個圖像亮度資訊Sbr下，第一倍率K1為4單位，第二倍率K2為500單位，且第三倍率K3為1單位。而在另一個圖像亮度資訊Sbr下，第一倍率K1為4單位，第二倍率K2為250單位，且第三倍率K3為2單位。因此，在設計第一參數Gf1、第二參數Gf2與第三倍率K3的過程中，需要符合第二參數Gf2等於第一參數Gf1乘上第三倍率K3的關係(即第二參數Gf2=第一參數Gf1*第三倍率K3)，使得第二電流鏡170所產生流經LED串500的LED電流IL可以維持在一預設差異量(例如±2%內)。

較佳地，在LED驅動電路100的工作電流範圍中，當LED電流IL由小電流逐漸增加至大電流(即圖像亮度資訊Sbr的數值由小逐漸增加至大，或者亮度由暗逐漸變亮)時，第一電流鏡150將根據逐漸減少的第一參數Gf1降低第一倍率K1，而第二電流鏡170將根據逐漸減少的第二參數Gf2增加第二倍率K2。在本實施例中，降低後的第一倍率K1表示為：(第一倍率K1*第一參數Gf1)。增加後的第二倍率K2表示為：(第二倍率K2/第二參數Gf2)。

請參考圖3B，其顯示本發明另一實施例之LED驅動電路的示意圖。與圖3A相同部分不在此贅述，以下僅針對如圖3B所示的差異特徵進行描述。相比於圖3A所示，如圖3B所示的LED驅動電路100更具有第一電晶體160。第二電流鏡170透過第一電晶體160耦接第一電流鏡150。第一電晶體160可以是P型電晶體、N型電晶體或其他具有開關功能的電晶體，本發明對此不作限制。

第一電晶體160的閘極端連接LED控制器110。第一電晶體160的汲極端連接第一電流鏡150的源極端以及第二電流鏡170的閘極端。第一電晶體160的源極端連接LED控制器110以及第二電流鏡170中的汲極端。LED控制器110產生控制訊號Vg驅動第一電晶體160，再將第一電晶體160的源極端電壓Vb2回授至LED控制器110，用以控制第二電流鏡170的汲極端電壓Vb2。

在LED驅動電路100的工作電流範圍中，當LED電流IL由小電流逐漸增加至大電流(即圖像亮度資訊Sbr的數值由小逐漸增加至大，或者亮度由暗逐漸變亮)時，控制訊號Vg驅動第一電晶體160，逐漸增加第二電流鏡170的汲極端電壓Vb2，使得第二電流鏡170所產生流經LED串500的LED電流IL可以維持在一預設差異量(例如±2%內)。

在其他實施例中，圖像亮度資訊Sbr也可以分成多個數值區間。LED控制器110將根據這些數值區間的數值大小依序遞減第二倍率K2且依序遞增第一倍率K1。而這些數值區間的數值大小與LED電流IL的數值大小成正比。舉例來說，如圖4A-4C所示，圖像亮度資訊Sbr分成2個數值區間，分別為第一數值區間(對應到20mALED電流IL125mA)以及第二數值區間(對應到LED電流IL>125mA)。如圖4A所示，第一數值區間對應到的第一倍率K1與第二倍率K2分別為8與250，且第二數值區間對應到的第一倍率K1與第二倍率K2分別為4與500。如圖4B所示，數位訊號Code與LED電流IL(關聯於圖像亮度資訊Sbr)成線性關係。如圖4C所示，第一數值區間對應到第二電流鏡170的汲極電壓Vb2為0.1伏特，且第二數值區間對應到第二電流鏡170的汲極電壓Vb2為0.2伏特。

因此，當LED控制器110接收到代表第一數值區間的圖像亮度資訊Sbr時，LED控制器110透過圖4A的關係圖將第一倍率K1與第二倍率K2對應到4與500，透過圖4B的關係圖將圖像亮度資訊Sbr對應到某一數位訊號Code，且透過圖4C的關係圖將第二電流鏡170的汲極電壓Vb2對應到0.1伏特。而LED控制器110將根據上述數值產生LED電流IL以驅動LED串500。類似地，當LED控制器110接收到代表第二數值區間的圖像亮度資訊Sbr時，LED控制器110也是以同樣方式找到對應的數值並產生LED電流IL以驅動LED串500。

由上述可知，由於圖像亮度資訊Sbr分成2個數值區間，第一倍率K1、第二倍率K2與第三倍率K3只會有兩次調整，使得LED控制器110不需要隨著圖像亮度資訊Sbr的改變而隨時調整第一參數Gf1、第二參數Gf2與第三倍率K3，進而可降低電路運算量。值得注意的是，若圖像亮度資訊Sbr的數值區間越多，LED控制器110將會產生誤差量越小的LED電流IL，使得整個工作電流範圍的LED電流IL越平順。

接下來，請參考圖5，其顯示習知LED驅動電路與本發明LED驅動電路的關係圖。曲線S1(實線)為模擬習知LED驅動電路10運作在工作電流範圍20mA~200mA中LED電流IL的差異量。在曲線S1中，第一倍率K1為4、第二倍率K2為500且第三倍率K3為1。曲線S2(虛線)為模擬LED驅動電路100運作在工作電流範圍20mA~200mA中LED電流IL的差異量。在曲線S2中，圖像亮度資訊Sbr分成2個數值區間，如圖4A-4C所示。第一數值區間對應到的第一倍率K1、第二倍率K2與第三倍率K3分別為8、250與1。第二數值區間對應到的第一倍率K1、第二倍率K2與第三倍率K3分別為4、500與1。

因此，如圖5所示，在工作電流範圍20mA<IL125mA中，曲線S2的誤差量(即本發明的LED驅動電路100)將低於曲線S1的誤差量(即習知的LED驅動電路10)。在工作電流範圍IL>125mA中，曲線S2的誤差量將等同於曲線S1的誤差量。藉此，本發明之LED驅動電路100相較於習知LED驅動電路10，其可以適應性地降低運作在一工作電流範圍下LED電流IL的損失。

由上述的實施例，本發明可以歸納出一種LED驅動方法，適用於上述實施例所述的具有亮度控制的LED驅動電路100。請同時參考圖3B與圖6。首先，LED驅動電路100接收一圖像亮度資訊Sbr，且根據圖像亮度資訊Sbr產生一第一參數Gf1、一第二參數Gf2、一數位訊號Code、一控制訊號Vg、電流鏡訊號(包含上述第一電晶體160的源極端電壓Vb2，即第二電流鏡170的汲極電壓Vb2)與一脈寬調變訊號PWM(步驟S610)。

而在其他實施例中，圖像亮度資訊Sbr也可以分成多個數值區間，且這些數值區間的數值大小與LED電流IL的數值大小成正比。在此步驟S610中，LED驅動電路100可以將根據這些數值區間的數值大小依序遞減第一參數Gf1進而降低第一倍率K1與依序遞減第二參數Gf2進而增加第二倍率K2。

接下來，LED驅動電路100將根據第一參數Gf1調整一第一倍率K1，根據第二參數Gf2調整一第二倍率K2，且根據一第三倍率K3的數位訊號Code調整一電流源產生的一參考電流Iref(步驟S620)。而第一倍率K1乘以第二倍率K2乘以第三倍率K3為一定值。更進一步來說，LED驅動電路100將根據逐漸減少的第一參數Gf1降低第一倍率K1，且根據逐漸減少的第二參數Gf2增加第二倍率K2。

再來，LED驅動電路100接著將根據第一倍率K1調整參考電流Iref以產生一第一電流I1，且根據第二倍率K2調整第一電流I1以產生流經LED串500的LED電流IL(步驟S630)。而第一電流I1是第一倍率K1的參考電流Iref，且LED電流IL是第二倍率K2的第一電流I1。

最後，LED驅動電路100將根據脈寬調變訊號PWM、控制訊號Vg與、電流鏡訊號(包含上述第一電晶體160的源極端電壓Vb2，即第二電流鏡170的汲極電壓Vb2)，以驅動LED串500(步驟S640)。而有關上述步驟S610-S640的實施方式大致上已於前一實施例中作說明，故在此不再贅述。

接下來，請參考圖7，其顯示本發明另一實施例之LED驅動電路的示意圖。相較於前一實施例的LED驅動電路100，本實施例的LED驅動電路200耦接多個LED串，即一第一LED串600與一第二LED串700，且根據一圖像亮度資訊Sbr驅動第一LED串600與第二LED串700，以在一工作電流範圍內降低流經第一LED串600的LED電流IL1與第二LED串700的LED電流IL的損失。而LED驅動電路200可根據不同的圖像亮度資訊Sbr來控制LED電流IL1與IL2，以藉此控制第一LED串600與第二LED串700的亮度。

LED驅動電路200具有一LED控制器210、一電流源230、一第一電流鏡250、一第一電晶體260、一第二電流鏡270、一驅動電晶體290、一第三電晶體360、一第三電流鏡370、一驅動電晶體390。LED控制器210根據圖像亮度資訊Sbr產生一第一參數Gf1、一第二參數Gf2、一數位訊號Code、一第一控制訊號Vg1、一第一脈寬調變訊號PWM1、一第三參數Gf3、一第二控制訊號Vg2與一第二脈寬調變訊號PWM2以藉此控制上述元件，進而驅動第一LED串600與第二LED串700。

而有關電流源230、第一電流鏡250、第一電晶體260、第二電流鏡270與驅動電晶體290的結構關係與實施方式大致上與前一實施例的電流源130、第一電流鏡150、第一電晶體160、第二電流鏡170與驅動電晶體190相同，故在此不再贅述。另外，有關第三電晶體360、第三電流鏡370、驅動電晶體390的結構關係與實施方式大致上可由前一實施例的第一電晶體160、第二電流鏡170與驅動電晶體190推得，故同樣在此不再贅述。

據此，LED驅動電路200可以根據圖像亮度資訊Sbr同時控制第一LED串600與第二LED串700(即多個LED串)，以適應性地降低運作在一工作電流範圍下LED電流IL1與IL2的損失。

綜上所述，本發明實施例所提供的一種具有亮度控制的LED驅動電路及其驅動方法其根據欲呈現的亮度(關聯於圖像亮度資訊)以及第一電流鏡的第一倍率、第二電流鏡的第二倍率與用來調整參考電流的第三倍率之間的關係(即第一倍率乘以第二倍率乘以第三倍率為一定值)來調整流經LED串的LED電流。因此，在工作電流範圍由小電流逐漸增加至大電流時，第一倍率將逐漸降低且第二倍率將逐漸增加，以適應性地降低運作在一工作電流範圍下LED電流的損失。藉此，本發明之LED驅動電路及其驅動方法不需要操作者事先調整不同工作電流範圍下LED電流的誤差量，以減少測試時間成本且避免操作者決定出錯誤的調整量。

以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

Claims

一種具有亮度控制的發光二極體(LED)驅動電路，用以在一工作電流範圍內降低流經一LED串的一LED電流的損失，且該LED驅動電路包括：一第一電流鏡，耦接一電流源，且根據該電流源產生的一參考電流產生一第一電流，其中該第一電流是一第一倍率的該參考電流；一第二電流鏡，耦接該第一電流鏡，透過一驅動電晶體耦接該LED串，且根據該第一電流產生流經該LED串的該LED電流，其中該LED電流是一第二倍率的該第一電流；以及一LED控制器，耦接該電流源、該第一電流鏡與該第二電流鏡，接收一圖像亮度資訊，根據該圖像亮度資訊產生一第一參數、一第二參數、一數位訊號與一脈寬調變訊號，且根據該脈寬調變訊號驅動該LED串；其中，該第一電流鏡根據該第一參數調整該第一倍率，該第二電流鏡根據該第二參數調整該第二倍率，該LED控制器根據一第三倍率的該數位訊號調整該參考電流，且該第一倍率乘以該第二倍率乘以該第三倍率為一定值。
如請求項1之具有亮度控制的LED驅動電路，其中，該第一電流鏡根據該第一參數增加該第一倍率。
如請求項1之具有亮度控制的LED驅動電路，其中，該第二電流鏡根據該第二參數降低該第二倍率。
如請求項1之具有亮度控制的LED驅動電路，其中，該圖像亮度資訊分成多個數值區間，且該LED控制器根據該些數值區間的數值大小依序遞減該第二倍率與依序遞增該第一倍率，其中該些數值區間的數值大小與該LED電流的數值大小成正比。
如請求項1之具有亮度控制的LED驅動電路，其中，該LED控制器具有一增益調整器，該增益調整器接收且調整該數位訊號以產生該第三倍率的該數位訊號。
如請求項1之具有亮度控制的LED驅動電路，其更包括一第一電晶體開關，該第一電晶體開關耦接於該第一電流鏡、該第二電流鏡與該LED控制器之間，該LED控制器根據該圖像亮度資訊產生一控制訊號，且根據該脈寬調變訊號與該控制訊號驅動該LED串，其中該LED控制器根據該控制訊號控制該第二電流鏡的汲極端電壓。
如請求項6之具有亮度控制的LED驅動電路，其中當該LED電流逐漸增加至大於一電流門檻值時，該控制訊號驅動該第一電晶體，逐漸增加該第二電流鏡的汲極端電壓。
如請求項1之具有亮度控制的LED驅動電路，其中，該LED控制器根據該脈寬調變訊號導通與截止該驅動電晶體，以驅動該LED串。
一種具有亮度控制的LED驅動方法，適用於一LED驅動電路，該LED驅動電路具有一第一電流鏡與一第二電流鏡，該第一電流鏡耦接一電流源與該第二電流鏡，且該第二電流鏡耦接一LED串，用以在一工作電流範圍內降低流經該LED串的一LED電流的損失，且該LED驅動方法包括：(A)接收一圖像亮度資訊，且根據該圖像亮度資訊產生一第一參數、一第二參數、一數位訊號與一脈寬調變訊號；(B)根據該第一參數調整該第一電流鏡的一第一倍率，根據該第二參數調整該第二電流鏡的一第二倍率，且根據一第三倍率的該數位訊號調整該電流源產生的一參考電流，其中該第二參數等於該第一參數乘上該第三倍率；(C)根據該第一倍率調整該參考電流以從該第一電流鏡產生一第一電流至該第二電流鏡，且根據該第二倍率調整該第一電流以產生流經該LED串的該LED電流，其中該第一電流是該第一倍率的該參考電流，且該LED電流是該第二倍率的該第一電流；以及(D)根據該脈寬調變訊號驅動該LED串。
如請求項9之具有亮度控制的LED驅動方法，其中，於該步驟(B)中，根據該第一參數增加該第一倍率，且根據該第二參數降低該第二倍率。
如請求項9之具有亮度控制的LED驅動方法，其中，該圖像亮度資訊分成多個數值區間，且於該步驟(A)中，根據該些數值區間的數值大小依序遞減該第二倍率與依序遞增該第一倍率，其中該些數值區間的數值大小與該LED電流的數值大小成正比。