TWI692273B - Led串的驅動系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種LED串的驅動方法，包含以下步驟：(a)利用第一比較器比較電晶體的控制端的偵測電壓是否小於第一參考電壓，若否，利用電源供應裝置調升LED串的電壓，接著執行步驟(a)，若是，執行下一步驟(b)；(b)利用第二比較器比較偵測電壓是否小於第二參考電壓，若否，判斷沒有發生短路，若是，執行下一步驟(c)；(c)利用輸入電流源調升LED串的輸出電流；以及(d)判斷LED串的電流是否達到發光控制器可調整的電流最大值，若是，判斷發生短路，若否，返回執行步驟(c)。

Description

LED串的驅動系統及方法
本發明涉及一種燈串驅動系統，特別是涉及一種顯示裝置的LED串的驅動系統及方法。
目前液晶顯示裝置的使用非常廣泛，例如在電視機、平板電腦、筆記本電腦、桌上型電腦的螢幕、手機等電子產品中都使用到了液晶顯示模組，在所有的顯示模組中使用了背光片的材料，在背光片中一般都會均勻的放置一些LED燈條，這些LED燈條包含高亮度的發光二極體。在現有技術中，通常都設有LED短路檢測電路，以檢測LED燈條是否發生短路或其他異常狀態，但是，現有技術的這些LED短路保護電路存在著電路結構複雜，響應不即時，生產成本較高的弊端。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種LED串的驅動方法，其適用於偵測顯示裝置的一或多個LED串相關的運作參數，並依據運作參數驅動一或多個LED串運作。一或多個LED串分別連接一或多個電晶體。電晶體具有第一端、第二端以及控制端。電晶體的第一端連接對應的LED串的負極端。電晶體的控制端連接LED串的驅動系統。電晶體的第二端連接參考電位。LED串的驅動方法包含以下步驟：(a)利用第一比較器，取得電晶體的控制端的偵測電壓，運作參數包含偵測電壓；(b)利用第一比較器，比較電晶體的控制端的偵測電壓是否小於第一參考電壓源提供的第一參考電壓，若否，利用發光控制器控制電源供應裝置調升LED串的電壓，接著執行步驟(a)，若是，執行下一步驟(c)；(c)利用第二比較器，取得電晶體的控制端的偵測電壓；(d)利用第二比較器，比較電晶體的控制端的偵測電壓是否小於第二參考電壓源提供的第二參考電壓，若否，判斷LED串沒有發生短路，若是，執行下一步驟(e)；(e)利用發光控制器控制輸入電流源提供輸入電流至LED串，以調升LED串的輸出電流；以及(f)判斷流過LED串的電流是否達到發光控制器可調整的電流最大值，若是，判斷LED串發生短路，若否，返回執行步驟(c)。
另外，本發明提供一種LED串的驅動方法，其適用於偵測顯示裝置的一或多個LED串相關的運作參數，並依據運作參數驅動一或多個LED串運作。一或多個LED串分別連接一或多個電晶體。電晶體具有第一端、第二端以及控制端。電晶體的第一端連接對應的LED串的負極端。電晶體的控制端連接LED串的驅動系統。電晶體的第二端連接參考電位。LED串的驅動方法包含以下步驟：(a)利用第一比較器取得電晶體的第二端的第一偵測電壓；(b)利用第一比較器，比較電晶體的第二端的第一偵測電壓是否大於或等於第一參考電壓，若否，利用發光控制器控制電源供應裝置調升LED串的電壓，接著執行步驟(a)，若是，執行下一步驟(c)；(c)利用第二比較器取得電晶體的控制端的第二偵測電壓；(d)利用第二比較器，比較電晶體的控制端的第二偵測電壓的偵測電壓是否小於第二參考電壓，若否，判斷LED串沒有發生短路，若是，執行下一步驟(e)；(e)利用發光控制器控制輸入電流源提供輸入電流至LED串，以調升LED串的輸出電流；以及(f)判斷流過LED串的電流是否達到發光控制器可調整的電流最大值，若是，判斷LED串發生短路，若否，返回執行步驟(c)。
另外，本發明提供一種LED串的驅動系統，其適用於偵測顯示裝置的一或多個LED串的運作參數，並依據運作參數驅動一或多個LED串運作。一或多個LED串分別連接一或多個電晶體。電晶體具有第一端、第二端以及控制端，電晶體的第一端連接對應的LED串的負極端。電晶體的控制端連接LED串的驅動系統。電晶體的第二端連接參考電位。LED串的驅動系統包含：一或多個第一比較器、一或多個第二比較器以及發光控制器。第一比較器具有第一比較輸入端以及第二比較輸入端，分別連接第一參考電壓源以及對應的電晶體的控制端。第一比較器配置以比較對應的電晶體的控制端的偵測電壓與第一參考電壓源提供的第一參考電壓，以輸出第一比較訊號。第二比較器具有第三比較輸入端以及第四比較輸入端，分別連接第二參考電壓源以及對應的電晶體的控制端。第二比較器配置以比較對應的電晶體的控制端的偵測電壓與第二參考電壓源提供的第二參考電壓，以輸出第二比較訊號，其中第二參考電壓不同於第一參考電壓。發光控制器連接一或多個第一比較器以及一或多個第二比較器的輸出端。當發光控制器依據從第一比較器接收的第一比較訊號判斷電晶體的控制端的偵測電壓不小於第一參考電壓時，控制電源供應裝置調升LED串的電壓。當發光控制器依據從第二比較器接收的第二比較訊號，判斷電晶體的控制端的偵測電壓不小於第二參考電壓時，判斷LED串沒有發生短路。當發光控制器依據第二比較訊號，判斷電晶體的控制端的偵測電壓小於第二參考電壓時，控制輸入電流源提供輸入電流至LED串，以調升LED串的輸出電流。當流過LED串的電流達到發光控制器可調整的電流最大值時，判斷LED串發生短路。
另外，本發明提供一種LED串的驅動系統，其適用於偵測顯示裝置的一或多個LED串的運作參數，並依據運作參數驅動一或多個LED串運作。LED串連接電晶體。電晶體具有第一端、第二端以及控制端。電晶體的第一端連接對應的LED串的負極端。電晶體的控制端連接LED串的驅動系統。電晶體的第二端連接參考電位。LED串的驅動系統包含一或多個第一比較器以及一或多個第二比較器。第一比較器具有第一比較輸入端以及第二比較輸入端，分別連接第一參考電壓源以及對應的電晶體的第二端。第一比較器配置以比較對應的電晶體的第二端的第一偵測電壓與第一參考電壓源提供的第一參考電壓，以輸出第一比較訊號。第二比較器具有第三比較輸入端以及第四比較輸入端，分別連接第二參考電壓源以及對應的電晶體的控制端。第二比較器配置以比較對應的電晶體的控制端的第二偵測電壓與第二參考電壓源提供的第二參考電壓，以輸出第二比較訊號。發光控制器連接一或多個第一比較器以及一或多個第二比較器的輸出端。當發光控制器依據從第一比較器接收的第一比較訊號判斷電晶體的第二端的第一偵測電壓小於第一參考電壓時，控制電源供應裝置調升LED串的電壓。當發光控制器依據從第二比較器接收的第二比較訊號，判斷電晶體的控制端的第二偵測電壓不小於第二參考電壓時，判斷LED串沒有發生短路。當發光控制器依據第二比較訊號，判斷電晶體的控制端的第二偵測電壓小於第二參考電壓時，控制輸入電流源提供輸入電流至LED串，以調升LED串的輸出電流。當流過LED串的電流達到發光控制器可調整的電流最大值時，判斷LED串發生短路。
如上所述，相比於傳統LED串的驅動系統需透過較多的外接引腳連接LED串以實現偵測和驅動LED串的作業，本發明LED串的驅動系統及方法，其LED串的驅動系統僅需透過一或兩個外接引腳連接外部電晶體的控制端例如閘極端或基極端及/或第二端例如汲極端或集極端，以偵測和驅動電晶體的控制端及/或第二端的電壓，接著將偵測到的電壓與二個(或實務上更多個)不同的參考電壓比較，並在比較過程中調整供應至LED串的電源，藉以達到偵測LED串是否發生短路或其他異常狀態的功效，同時可節省電路成本。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者訊號，但這些元件或者訊號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一訊號與另一訊號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[第一實施例]
請參閱圖1，其為本發明第一實施例的LED串的驅動系統的電路佈局圖。如圖1所示，本發明第一實施例的LED串的驅動系統1000，其適用於偵測顯示裝置的發光二極體(Lighi Emitting Diode, LED)串LEDST1的運作參數，並依據運作參數驅動LED串LEDST1運作。LED串的驅動系統1000包含第一比較器COM1、第二比較器COM2、第一運算放大器OPA1、第一切換開關SW1以及發光控制器LIGC。
顯示裝置的LED串LEDST1可包含一或多個發光二極體。LED串LEDST1的多個發光二極體可相互串聯連接。LED串LEDST1的正極端連接電源供應裝置PSD，而LED串LEDST1的負極端通過電晶體QP1連接LED串的驅動系統1000。
電晶體QP1具有第一端、第二端以及控制端。在本實施例中，電晶體QP1為N通道增強型MOSFET，電晶體QP1的第一端為汲極端D1，電晶體QP1的第二端為源極端S1，電晶體QP1的控制端為閘極端G1，但本發明不以此為限。應理解，如圖1所示的電晶體QP1可替換為其他型態的電晶體，例如NPN或PNP型的雙載子接面電晶體，其第一端為集極端、第二端為射極端以及控制端為基極端。
如圖1所示，在本實施例中，電晶體QP1的第一端例如汲極端D1連接LED串LEDST1的負極端。LED串的驅動系統1000的外接引腳PIN1連接電晶體QP1的控制端例如閘極端G1，而外接引腳PIN2則連接電晶體QP1的第二端例如源極端S1。一般LED串驅動電路需透過三個外接引腳分別連接電晶體的汲極端、源極端以及控制端，其中電晶體的汲極端直接連接LED串的負極端，以偵測LED串的電壓。相比之下，本實施例的LED串的驅動系統1000可節省外接引腳，並且是偵測電晶體QP1的閘極端G1的電壓。
更具體地，LED串的驅動系統1000的第一比較器COM1具有第一比較輸入端以及第二比較輸入端，分別連接第一參考電壓源以及電晶體QP1的控制端例如閘極端G1。第一比較器COM1配置以比較電晶體QP1的閘極端G1的偵測電壓與第一參考電壓源提供的第一參考電壓VR1，以輸出第一比較訊號SC1。
第二比較器COM2具有第三比較輸入端以及第四比較輸入端，分別連接第二參考電壓源以及電晶體QP1的控制端例如閘極端G1。第二比較器COM2配置以比較電晶體QP1的閘極端G1的偵測電壓與第二參考電壓源提供的第二參考電壓VR2，以輸出第二比較訊號SC2。第二比較器COM2所接收的第二參考電壓VR2不同於上述第一比較器COM1所接收的第一參考電壓VR1。在本實施例中，第一參考電壓VR1大於第二參考電壓VR2。
發光控制器LIGC連接第一比較器COM1、第二比較器COM2以及電源供應裝置PSD。LED串LEDST1的正極端連接電源供應裝置PSD。發光控制器LIGC可接收從外部微控制器(MCU)或主機所輸入的顯示裝置的LED串LEDST1的亮度資訊BRT或其他運作參數，並據以輸出一佔空比控制訊號，控制第一切換開關SW1運作，進而控制LED串LEDST1的輸出電流的開啟佔空比。另外，發光控制器LIGC依據亮度資訊BRT產生一數位編程訊號，以設定/調整倍數值N以及倍數值M，基於參考電流源Iref與輸入電流源IB1的預設比例1:N，控制參考電流源Iref，以對應調整輸入電流源IB1提供至電晶體QP1的輸入電流，進而控制LED串LEDST1輸出的峰值電流。另外，發光控制器LIGC可從第一比較器COM1接收第一比較訊號SC1以及從第二比較器COM2接收第二比較訊號SC2。
發光控制器LIGC配置以依據第一比較訊號SC1、第二比較訊號SC2以及LED串LEDST1的亮度資訊BRT，以控制電源供應裝置PSD提供適當電量的輸入電源至LED串LEDST1，以調整LED串LEDST1的輸出電壓VLED，進而驅動LED串LEDST1的電壓VLED以期望的狀態發光。
第一切換開關SW1連接在第一運算放大器OPA1的輸出端以及電晶體QP1的閘極端G1之間。第一運算放大器OPA1具有第一放大輸入端以及第二放大輸入端，分別連接第三參考電壓源以及電晶體QP1的第二端例如源極端S1。第一運算放大器OPA1的輸出端連接電晶體QP1的閘極端G1。
第一運算放大器OPA1配置以將電晶體QP1的源極端S1的電壓與第三參考電壓源提供的第三參考電壓VR3的差值乘上一增益值，以輸出運算放大訊號SC3。當發光控制器LIGC依據LED串LEDST1的亮度資訊BRT以控制第一切換開關SW1開啟時，第一切換開關SW1允許運算放大訊號SC3從第一運算放大器OPA1輸出至電晶體QP1的閘極端G1，以控制電晶體QP1的運作。
另外，LED串的驅動系統1000可進一步包含參考電流源Iref、輸入電流源IB1以及電流鏡。電流鏡包含電晶體T1以及電晶體T2。參考電流源Iref以及輸入電流源IB1通過電流鏡連接電晶體QP1的源極端S1。當依據顯示裝置的LED串LEDST1的運作參數例如亮度資訊BRT以調整參考電流源Iref時，以參考電流源Iref與輸入電流源IB1的預設比例1:N對應調整輸入電流源IB1通過電流鏡的電晶體T1、T2提供至電晶體QP1的輸入電流。
[第二實施例]
請參閱圖2，其為本發明第二實施例的LED串的驅動系統的電路佈局圖。如圖2所示，本發明第二實施例的LED串的驅動系統1000，其適用於偵測顯示裝置的LED串LEDST1、LEDST2的運作參數，並依據運作參數驅動LED串LEDST1、LEDST2運作。
LED串的驅動系統1000可發光控制器LIGC以及N個偵測電路，其中N可為任意正整數。偵測電路的數量取決於LED串的數量。在第一實施例中，LED串的驅動系統1000僅用於驅動一個LED串LEDST1，而僅包含一個偵測電路。然而，在本實施例中，LED串的驅動系統1000包含兩個偵測電路DES1、DES2，分別用於偵測兩個LED串LEDST1、LEDST2。
偵測電路DES1包含第一比較器COM1、第二比較器COM2、第一運算放大器OPA1以及第一切換開關SW1。偵測電路DES2包含第一比較器COM4、第二比較器COM5、第二運算放大器OPA2以及第二切換開關SW2。偵測電路DES1以及偵測電路DES2連接發光控制器LIGC。
LED串的驅動系統1000的外接引腳PIN1將偵測電路DES1的第一比較器COM1的第二比較輸入端以及第二比較器COM2的第四比較輸入端連接至外部電晶體QP1的控制端例如閘極端G1。另外，LED串的驅動系統1000的外接引腳PIN2將第一運算放大器OPA1的第二放大輸入端例如反相輸入端連接至外部電晶體QP1的第一端例如源極端S1，外部電晶體QP1的控制端例如閘極端G1連接至第一運算放大器OPA1的輸出端，藉此配置形成一第一負反饋迴路。偵測電路DES1的操作基本上與第一實施例描述相同，相同部分不再此贅述。
LED串的驅動系統1000的外接引腳PIN3將偵測電路DES2的第一比較器COM4的第二比較輸入端以及第二比較器COM5的第四比較輸入端連接至外部電晶體QP2的控制端例如閘極端G2。另外，LED串的驅動系統1000的外接引腳PIN4將第二運算放大器OPA2的第四放大輸入端例如反相輸入端連接至外部電晶體QP2的第二端例如源極端S2，外部電晶體QP2的控制端例如閘極端G2連接至第二運算放大器OPA2的輸出端，藉此配置形成一第二負反饋迴路。電晶體QP2的第一端例如汲極端D2連接LED串LEDST2的負極端。LED串LEDST2的正極端連接電源供應裝置PSD。
第一比較器COM4的第一比較輸入端以及第二比較輸入端分別連接第一參考電壓源以及電晶體QP2的閘極端G2。第一比較器COM4的輸出端連接發光控制器LIGC。第一比較器COM4配置以比較電晶體QP2的閘極端G2的偵測電壓與第一參考電壓源提供的第一參考電壓VR1，以輸出第一比較訊號SC4至發光控制器LIGC。
第二比較器COM5具有第三比較輸入端以及第四比較輸入端，分別連接第二參考電壓源以及電晶體QP2的閘極端G2。第二比較器COM5的輸出端連接發光控制器LIGC。第二比較器COM5配置以比較電晶體QP2的閘極端G2的偵測電壓與第二參考電壓源提供的第二參考電壓VR2，以輸出第二比較訊號SC5至發光控制器LIGC。
發光控制器LIGC連接第一比較器COM4以及第二比較器COM5 。發光控制器LIGC配置以依據來自第一比較器COM4的第一比較訊號SC4以及來自第二比較器COM5的第二比較訊號SC5，以控制電源供應裝置PSD提供至LED串LEDST2的輸入電源，以調整LED串LEDST2的輸出電壓VLED，進而驅動LED串LEDST2的電壓VLED以期望的狀態發光。
請一併參閱圖3，其為本發明第二實施例的LED串的驅動方法的步驟流程圖。如圖3所示，本發明第二實施例的LED串的驅動方法包含以下步驟S401~S419，利用如圖2所示的LED串的驅動系統1000，以偵測和驅動LED串LEDST1、LEDST2運作。應理解，實施上，可依據實際需求調整步驟的執行順序，例如步驟S407和步驟S411可同時執行，本發明不受限於本實施例舉例的順序。
步驟S401：致能LED串的驅動系統1000取得顯示裝置的LED串LEDST1、LEDST2的更新的運作參數例如亮度資訊BRT。
步驟S403：LED串的驅動系統1000可依據LED串LEDST1、LEDST2的特性，控制電源供應裝置PSD以及輸入電流源IS1提供適當的電源至LED串LEDST1、LEDST2，以設定LED串LEDST1、LEDST2的初始狀態。
步驟S405：電晶體QP1的第一端例如汲極端D1連接LED串LEDST1的負極端，而電晶體QP2的第一端例如汲極端D2連接LED串LEDST2的負極端。因此，利用LED串的驅動系統1000的第一比較器COM1以及第二比較器COM2取得電晶體QP1的控制端例如閘極端G1的偵測電壓VGN1，以及第一比較器COM4以及第二比較器COM5取得電晶體QP2的控制端例如閘極端G2的偵測電壓VGN2。
步驟S407：利用第一比較器COM1比較電晶體QP1的閘極端G1的偵測電壓VGN1或利用第一比較器COM4比較電晶體QP2的閘極端G2的偵測電壓VGN2是否小於第一參考電壓源提供的第一參考電壓VR1。
若電晶體QP1的閘極端G1的偵測電壓VGN1或電晶體QP2的閘極端G2的偵測電壓VGN2不小於第一參考電壓VR1，接著執行步驟S409。相反地，若電晶體QP1的閘極端的偵測電壓VGN1小於第一參考電壓VR1或電晶體QP2的閘極端G2的偵測電壓VGN2小於第一參考電壓VR1，接著執行步驟S411。
步驟S409：若電晶體QP1的閘極端G1的偵測電壓VGN1等於或大於第一參考電壓VR1時，利用發光控制器LIGC控制電源供應裝置PSD提供較大的輸入電源至LED串LEDST1，以調升LED串LEDST1的電壓。另一方面，若電晶體QP2的閘極端G2的偵測電壓VGN2等於或大於第一參考電壓VR1時，利用發光控制器LIGC控制電源供應裝置PSD提供較大的輸入電源至LED串LEDST2，以調升LED串LEDST2的電壓。
步驟S411：在判斷電晶體QP1的閘極端G1的偵測電壓VGN1小於第一參考電壓VR1之後，利用LED串的驅動系統1000的第二比較器COM2比較電晶體QP1的閘極端G1的偵測電壓VGN1是否小於第二參考電壓源提供的第二參考電壓VR2。另一方面，在判斷電晶體QP2的閘極端G2的偵測電壓VGN2小於第一參考電壓VR1之後，利用LED串的驅動系統1000的第二比較器COM5比較電晶體QP2的控制端例如閘極端G2的偵測電壓VGN2否小於第二參考電壓源提供的第二參考電壓VR2。
步驟S413：若第二比較器COM2比較電晶體QP1的閘極端G1的偵測電壓VGN1不小於第二參考電壓VR2，判斷LED串LEDST1的發光二極體沒有發生短路。另一方面，若第二比較器COM5比較電晶體QP2的閘極端G2的偵測電壓VGN2不小於第二參考電壓VR2，判斷LED串LEDST2的發光二極體沒有發生短路。
步驟S415：若第二比較器COM2比較電晶體QP1的閘極端G1的偵測電壓VGN1小於第二參考電壓VR2，利用發光控制器LIGC控制輸入電流源IS1提供相對較大的輸入電流至LED串LEDST1，以步階調升LED串LEDST1的輸出電流。另一方面，若第二比較器COM5比較電晶體QP2的閘極端G2的偵測電壓VGN2小於第二參考電壓VR2，利用發光控制器LIGC控制輸入電流源IS2提供相對較大的輸入電流至LED串LEDST2，以步階調升LED串LEDST2的輸出電流。
步驟S417：在步階調升LED串LEDST1或LEDST2的輸出電流之後，判斷流過LED串LEDST1或LED串LEDST2的電流是否達到發光控制器LIGC可調整的電流最大值。若判斷流過LED串LEDST1的電流未達到電流最大值，再次執行步驟S411中關於LED串LEDST1的流程。另一方面，若判斷流過LED串LEDST2的電流未達到電流最大值，再次執行步驟S411中關於LED串LEDST2的流程。
相反地，若判斷流過LED串LEDST1的電流已達到電流最大值，執行步驟S419，判斷LED串LEDST1發生短路。另一方面，若判斷流過LED串LEDST2的電流已達到電流最大值，判斷LED串LEDST2發生短路。
[第三實施例]
請參閱圖4，其為本發明第三實施例的LED串的驅動系統的電路佈局圖。如圖4所示，本發明第三實施例的LED串的驅動系統1000，其適用於偵測顯示裝置的LED串LEDST1的運作參數，並依據運作參數驅動LED串LEDST1運作。LED串的驅動系統1000包含第一比較器COM1、第二比較器COM2、第一運算放大器OPA1、第一切換開關SW1以及發光控制器LIGC。
本實施例的第二比較器COM2的電路配置和操作基本上與第一實施例的第一比較器COM1相同。本實施例與第一實施例差異在於，第一實施例的第二比較器COM2的輸入端連接電晶體QP1的閘極端G1，而本實施例的第一比較器COM1連接電晶體QP1的源極端S1。
詳言之，第一比較器COM1具有第一比較輸入端以及第二比較輸入端，分別連接第一參考電壓源以及電晶體QP1的第二端例如源極端S1。第一比較器COM1配置以比較電晶體QP1的源極端S1的第一偵測電壓與第一參考電壓源提供的第一參考電壓VR1，以輸出第一比較訊號SC1至發光控制器LIGC。
第二比較器COM2具有第三比較輸入端以及第四比較輸入端，分別連接第二參考電壓源以及電晶體QP1的控制端例如閘極端G1。第二比較器COM2配置以比較電晶體QP1的閘極端G1的第二偵測電壓與第二參考電壓源提供的第二參考電壓VR2，以輸出第二比較訊號SC2至發光控制器LIGC。
發光控制器LIGC依據從第一比較器COM1接收的第一比較訊號SC1以及從第二比較訊號SC2接收的第二比較器COM2，以控制電源供應裝制PSD供應至LED串LEDST1的輸入電源，從而控制LED串LEDST1的發光狀態，同時偵測LED串LEDST1是否發生異常狀況例如發生短路。
偵測電路DES2為偵測電路DES1的擴增，用以偵測和驅動另一LED串LEDST2。偵測電路DES2所包含的電路元件的配置關係和操作類似上述偵測電路DES1的內容，因此在此不重複說明。
請參閱圖5，其為本發明第三實施例的LED串的驅動方法的步驟流程圖。如圖5所示，本發明第三實施例的LED串的驅動方法包含以下步驟S601~S621，適用於上述LED串的驅動系統1000。應理解，實施上，可依據實際需求調整步驟的執行順序，例如步驟S607和步驟S613可同時執行，本發明不受限於本實施例舉例的順序。
步驟S601：致能LED串的驅動系統1000取得顯示裝置的LED串LEDST1、LEDST2的更新的運作參數例如亮度資訊BRT。
步驟S603：LED串的驅動系統1000可依據LED串LEDST1、LEDST2的運作參數，控制電源供應裝置PSD以及輸入電流源IS1提供適當的電源至LED串LEDST1、LEDST2，以設定LED串LEDST1、LEDST2的初始狀態。
步驟S605：電晶體QP1的汲極端D1連接LED串LEDST1的負極端，而電晶體QP2的汲極端D2連接LED串LEDST2的負極端。利用LED串的驅動系統1000的第一比較器COM1取得電晶體QP1的源極端S1的第一偵測電壓VSN1，以及第一比較器COM4取得電晶體QP2的源極端S2的第一偵測電壓VSN2。
步驟S607：利用第一比較器COM1比較電晶體QP1的源極端S1的第一偵測電壓VSN1或利用第一比較器COM4比較電晶體QP2的源極端S2的第一偵測電壓VSN2是否大於或等於第一參考電壓VR1。若電晶體QP1的源極端S1的第一偵測電壓VSN1或電晶體QP2的源極端S2的第一偵測電壓VSN2小於第一參考電壓VR1，接著執行步驟S609。相反地，若電晶體QP1的閘極端的第一偵測電壓VSN1以及電晶體QP2的源極端S2的第一偵測電壓VSN2大於或等於第一參考電壓VR1，接著執行步驟S611。
步驟S609：若電晶體QP1的源極端S1的第一偵測電壓VSN1小於第一參考電壓VR1時，利用發光控制器LIGC控制電源供應裝置PSD提供輸入電源至LED串LEDST1，以調升LED串LEDST1的電壓。另一方面，若電晶體QP2的源極端S2的第一偵測電壓VSN2小於第一參考電壓VR1時，利用發光控制器LIGC控制電源供應裝置PSD提供輸入電源至LED串LEDST2，以調升LED串LEDST2的電壓。
步驟S611：利用LED串的驅動系統1000的第二比較器COM2取得電晶體QP1的閘極端G1的第二偵測電壓VGN1，以及第二比較器COM5取得電晶體QP2的閘極端G2的第二偵測電壓VGN2。
步驟S613：利用第二比較器COM2比較電晶體QP1的閘極端G1的第二偵測電壓VGN1是否小於第二參考電壓VR2。另一方面，利用第二比較器COM5比較電晶體QP2的控制端例如閘極端G2的第二偵測電壓VGN2是否小於第二參考電壓VR2。
步驟S615：若第二比較器COM2比較電晶體QP1的閘極端G1的第二偵測電壓VGN1不小於第二參考電壓VR2，判斷LED串LEDST1沒有發生短路。另一方面，若第二比較器COM5比較電晶體QP2的閘極端G2的第二偵測電壓VGN2不小於第二參考電壓VR2，判斷LED串LEDST2沒有發生短路。
步驟S617：若第二比較器COM2比較電晶體QP1的閘極端G1的第二偵測電壓VGN1小於第二參考電壓VR2，利用發光控制器LIGC控制輸入電流源IS1提供輸入電流至LED串LEDST1，以步階調升LED串LEDST1的輸出電流。另一方面，若第二比較器COM5比較電晶體QP2的閘極端G2的第二偵測電壓VGN2小於第二參考電壓VR2，利用發光控制器LIGC控制輸入電流源IS2提供輸入電流至LED串LEDST2，以步階調升LED串LEDST2的輸出電流。
步驟S619：在步階調升LED串LEDST1或LEDST2的輸出電流之後，判斷流過LED串LEDST1或LEDST2的電流是否達到發光控制器LIGC可調整的電流最大值。若判斷流過LED串LEDST1未達到電流最大值，再次執行步驟S613中關於LED串LEDST1的流程。另一方面，若判斷流過LED串LEDST2未達到電流最大值，再次執行步驟S613中關於LED串LEDST2的流程。
相反地，若流過LED串LEDST1已達到電流最大值時，電晶體QP1的閘極端G1的第二偵測電壓VGN1仍無法提升至大於或等於第二參考電壓VR2時，執行步驟S621，判斷LED串LEDST1燈串的發光二極體發生短路。另一方面，若流過LED串LEDST2已達到電流最大值時，電晶體QP2的閘極端G2的第二偵測電壓VGN2仍無法提升至大於或等於第二參考電壓VR2時，判斷LED串LEDST2燈串的發光二極體發生短路。
[實施例的有益效果]
綜上所述，相比於傳統LED串的驅動系統需透過較多的外接引腳連接LED串以實現偵測和驅動LED串的作業，本發明LED串的驅動系統及方法，其LED串的驅動系統僅需透過一或兩個外接引腳連接外部電晶體的控制端例如閘極端或基極端及/或第二端例如汲極端或集極端，以偵測和驅動電晶體的控制端及/或第二端的電壓，接著將偵測到的電壓與二個(或實務上更多個)不同的參考電壓比較，並在比較過程中調整供應至LED串的電源，藉以達到偵測LED串是否發生短路或其他異常狀態的功效，同時可節省電路成本。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
LEDST1、LEDST2 LED:串 QP1、QP2、T1、T2:電晶體 G1、G2:閘極端 D1、D2:汲極端 S1、S2:源極端 VGN1、VGN2:偵測電壓 PSD:電源供應裝置 1000:LED串的驅動系統 PIN1、PIN2、PIN3、PIN4:外接引腳 LIGC:發光控制器 COM1:第一比較器 SC1:第一比較訊號 COM2:第二比較器 SC2:第二比較訊號 OPA1:第一運算放大器 SC3:運算放大訊號 COM4:第四比較器 SC4:第四比較訊號 COM5:第五比較器 SC5:第五比較訊號 OPA2:第二運算放大器 SC6:運算放大訊號 SW1:第一切換開關 SW2:第二切換開關 VLED:電壓 VR1:第一參考電壓 VR2:第二參考電壓 VR3:第三參考電壓 Iref:參考電流源 IB1、IS1、IS2:輸入電流源 BRT:亮度資訊 M、K1、K2、N:倍數值 VIN:輸入電壓 DES1、DES2:偵測電路 S401~S419、S601~S621:步驟
圖1為本發明第一實施例的LED串的驅動系統的電路佈局圖。
圖2為本發明第二實施例的LED串的驅動系統的電路佈局圖。
圖3為本發明第二實施例的LED串的驅動方法的步驟流程圖。
圖4為本發明第三實施例的LED串的驅動系統的電路佈局圖。
圖5為本發明第三實施例的LED串的驅動方法的步驟流程圖。
S401~S419:步驟

Claims (18)

  1. 一種LED串的驅動方法，其適用於偵測一顯示裝置的一或多個LED串相關的一運作參數，並依據該運作參數驅動該一或多個LED串運作，該LED串連接一電晶體，該電晶體具有一第一端、一第二端以及一控制端，該電晶體的該第一端連接對應的該LED串的負極端，該電晶體的該第二端連接一參考電位，該電晶體的該控制端連接一LED串的驅動系統，該LED串的驅動方法包含以下步驟： (a)         利用一第一比較器，取得該電晶體的該控制端的一偵測電壓； (b)        利用該第一比較器，比較該電晶體的該控制端的該偵測電壓是否小於一第一參考電壓源提供的一第一參考電壓，若否，利用一發光控制器控制一電源供應裝置調升該LED串的電壓，接著執行步驟(a)，若是，執行下一步驟(c)； (c)         利用一第二比較器，取得該電晶體的該控制端的該偵測電壓； (d)        利用該第二比較器，比較該電晶體的該控制端的該偵測電壓是否小於一第二參考電壓源提供的一第二參考電壓，若否，判斷該LED串沒有發生短路，若是，執行下一步驟(e)； (e)         利用該發光控制器控制一輸入電流源提供一輸入電流至該LED串，以調升該LED串的輸出電流；以及 (f)         判斷流過該LED串的電流是否達到該發光控制器可調整的一電流最大值，若是，判斷該LED串發生短路，若否，返回執行步驟(c)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的LED串的驅動方法，更包含以下步驟： 利用一運算放大器，比較該電晶體的該第二端的電壓與一第三參考電壓源提供的一第三參考電壓，以輸出一運算放大訊號至該電晶體的該控制端。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的LED串的驅動方法，更包含以下步驟： 利用該發光控制器依據該運作參數包含的一亮度資訊，控制一第一切換開關開啟，以允許該運算放大訊號通過該第一切換開關輸出至該電晶體的該控制端。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的LED串的驅動方法，更包含以下步驟： 利用該發光控制器依據該LED串的該運作參數所包含的一亮度資訊、該第一比較訊號以及該第二比較訊號調整一參考電流源，並以該參考電流源與該輸入電流源的一預設比例對應調整該輸入電流源提供至該電晶體的該輸入電流。
  5. 一種LED串的驅動方法，其適用於偵測一顯示裝置的一或多個LED串相關的一運作參數，並依據該運作參數驅動該一或多個LED串運作，該LED串連接一電晶體，該電晶體具有一第一端、一第二端以及一控制端，該電晶體的該第一端連接對應的該LED串的負極端，該電晶體的該第二端連接一參考電位，該電晶體的該控制端連接該LED串的驅動系統，該LED串的驅動方法包含以下步驟： (a)         利用一第一比較器取得該電晶體的該第二端的一第一偵測電壓； (b)        利用該第一比較器，比較該電晶體的該第二端的該第一偵測電壓是否大於或等於一第一參考電壓，若否，利用一發光控制器控制一電源供應裝置調升該LED串的電壓，接著執行步驟(a)，若是，執行下一步驟(c)； (c)         利用一第二比較器取得該電晶體的該控制端的一第二偵測電壓； (d)        利用該第二比較器，比較該電晶體的該控制端的該第二偵測電壓是否小於一第二參考電壓，若否，判斷該LED串沒有發生短路，若是，執行下一步驟(e)； (e)         利用該發光控制器控制一輸入電流源提供一輸入電流至該LED串，以調升該LED串的輸出電流；以及 (f)         偵測流過該LED串的電流是否達到一電流最大值，若是，判斷該LED串發生短路，若否，返回執行步驟(c)。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的LED串的驅動方法，更包含以下步驟： 利用一運算放大器，比較該電晶體的該第二端的電壓與一第三參考電壓源提供的一第三參考電壓，以輸出一運算放大訊號至該電晶體的該控制端。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的LED串的驅動方法，更包含以下步驟： 利用該發光控制器依據該運作參數包含的一亮度資訊，控制一第一切換開關開啟，以允許該運算放大訊號通過該第一切換開關輸出至該電晶體的該控制端。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的LED串的驅動方法，更包含以下步驟： 利用該發光控制器依據該LED串的該運作參數所包含的一亮度資訊、該第一比較訊號以及該第二比較訊號調整一參考電流源，並以該參考電流源與該輸入電流源的一預設比例對應調整該輸入電流源提供至該電晶體的該輸入電流。
  9. 一種LED串的驅動系統，其適用於偵測一顯示裝置的一或多個LED串的一運作參數，並依據該運作參數驅動該一或多個LED串運作，該LED串連接一電晶體，該電晶體具有一第一端、一第二端以及一控制端，該電晶體的該第一端連接對應的該LED串的負極端，該電晶體的該第二端連接一參考電位，該電晶體的該控制端連接該LED串的驅動系統，該LED串的驅動系統包含： 一或多個第一比較器，該第一比較器具有一第一比較輸入端以及一第二比較輸入端，分別連接一第一參考電壓源以及對應的該電晶體的該控制端，該第一比較器配置以比較對應的該電晶體的該控制端的一偵測電壓與該第一參考電壓源提供的一第一參考電壓，以輸出一第一比較訊號； 一或多個第二比較器，該第二比較器具有一第三比較輸入端以及一第四比較輸入端，分別連接一第二參考電壓源以及對應的該電晶體的該控制端，該第二比較器配置以比較對應的該電晶體的該控制端的該偵測電壓與該第二參考電壓源提供的一第二參考電壓，以輸出一第二比較訊號，其中該第二參考電壓不同於該第一參考電壓；以及 一發光控制器，連接該一或多個第一比較器以及該一或多個第二比較器的輸出端； 其中當該發光控制器依據從該第一比較器接收的該第一比較訊號判斷該電晶體的該控制端的該偵測電壓不小於該第一參考電壓時，控制一電源供應裝置調升該LED串的電壓； 其中當該發光控制器依據從該第二比較器接收的該第二比較訊號，判斷該電晶體的該控制端的該偵測電壓不小於該第二參考電壓時，判斷該LED串沒有發生短路； 其中當該發光控制器依據該第二比較訊號，判斷該電晶體的該控制端的該偵測電壓小於該第二參考電壓時，控制一輸入電流源提供一輸入電流至該LED串，以調升該LED串的輸出電流；以及 其中當該發光控制器判斷流過該LED串的電流達到一電流最大值時，判斷該LED串發生短路。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的LED串的驅動系統，更包含一或多個運算放大器，該運算放大器具有一第一放大輸入端以及一第二放大輸入端，分別連接一第三參考電壓源以及對應的該電晶體的該第二端，該運算放大器的輸出端連接該電晶體的該控制端之間的一節點，該運算放大器配置以比較該電晶體的該第二端的電壓與該第三參考電壓源提供的一第三參考電壓，以輸出一運算放大訊號。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的LED串的驅動系統，更包含一或多個切換開關，該切換開關連接在該運算放大器的輸出端以及對應的該電晶體的該控制端之間，其中當該發光控制器依據該運作資訊所包含的一亮度資訊控制該切換開關開啟時，允許該運算放大訊號通過該切換開關輸出至該電晶體的該控制端。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的LED串的驅動系統，更包含一參考電流源以及該輸入電流源，連接該發光控制器以及該電晶體的該第二端，該發光控制器配置以依據該LED串的該運作參數包含的一亮度資訊、該第一比較訊號以及該第二比較訊號調整該參考電流源，並以該參考電流源與該輸入電流源的一預設比例對應調整該輸入電流源提供至該電晶體的該輸入電流。
  13. 如申請專利範圍第9項所述的LED串的驅動系統，其中該發光控制器以及該一或多個LED串連接一電源供應裝置，該發光控制器配置以依據該第一比較訊號、該第二比較訊號以及該運作參數所包含的一亮度資訊，以控制該電源供應裝置提供一輸入電源至對應的該LED串，以驅動該LED串運作。
  14. 一種LED串的驅動系統，其適用於偵測一顯示裝置的一或多個LED串的一運作參數，並依據該運作參數驅動該一或多個LED串運作，該LED串連接一電晶體，該電晶體具有一第一端、一第二端以及一控制端，該電晶體的該第一端連接對應的該LED串的負極端，該電晶體的該第二端連接一參考電位，該電晶體的該控制端連接該LED串的驅動系統，該LED串的驅動系統包含： 一或多個第一比較器，該第一比較器具有一第一比較輸入端以及一第二比較輸入端，分別連接一第一參考電壓源以及對應的該電晶體的該第二端，該第一比較器配置以比較對應的該電晶體的該第二端的一第一偵測電壓與該第一參考電壓源提供的一第一參考電壓，以輸出一第一比較訊號； 一或多個第二比較器，該第二比較器具有一第三比較輸入端以及一第四比較輸入端，分別連接一第二參考電壓源以及對應的該電晶體的該控制端，該第二比較器配置以比較對應的該電晶體的該控制端的一第二偵測電壓與該第二參考電壓源提供的一第二參考電壓，以輸出一第二比較訊號；以及 一發光控制器，連接該一或多個第一比較器以及該一或多個第二比較器的輸出端； 其中當該發光控制器依據從該第一比較器接收的該第一比較訊號判斷該電晶體的該第二端的該第一偵測電壓小於該第一參考電壓時，控制一電源供應裝置調升該LED串的電壓； 其中當該發光控制器依據從該第二比較器接收的該第二比較訊號，判斷該電晶體的該控制端的該第二偵測電壓不小於該第二參考電壓時，判斷該LED串沒有發生短路； 其中當該發光控制器依據該第二比較訊號，判斷該電晶體的該控制端的該第二偵測電壓小於該第二參考電壓時，控制一輸入電流源提供一輸入電流至該LED串，以調升該LED串的輸出電流；以及 其中當該發光控制器判斷流過該LED串的電流達到一電流最大值時，判斷該LED串發生短路。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的LED串的驅動系統，更包含一或多個運算放大器，該運算放大器具有一第一放大輸入端以及一第二放大輸入端，分別連接一第三參考電壓源以及對應的該電晶體的該第二端，該運算放大器的輸出端連接該電晶體的該控制端，該運算放大器配置以比較該電晶體的該第二端的電壓與該第三參考電壓源提供的一第三參考電壓，以輸出一運算放大訊號。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的LED串的驅動系統，更包含一或多個切換開關，該切換開關連接在該運算放大器的輸出端以及電晶體的該控制端之間，其中當該發光控制器依據該運作資訊所包含的一亮度資訊控制該切換開關開啟時，允許該運算放大訊號通過該切換開關至該電晶體。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的LED串的驅動系統，更包含一參考電流源以及該輸入電流源，連接該發光控制器以及該電晶體的該第二端，該發光控制器配置以依據該LED串的該運作參數包含的一亮度資訊、該第一比較訊號以及該第二比較訊號調整該參考電流源，並以該參考電流源與該輸入電流源的一預設比例對應調整該輸入電流源提供至該電晶體的該輸入電流。
  18. 如申請專利範圍第14項所述的LED串的驅動系統，其中該發光控制器以及該一或多個LED串連接一電源供應裝置，該發光控制器配置以依據該第一比較訊號、該第二比較訊號以及該LED串的該運作參數包含的一亮度資訊，以控制該電源供應裝置提供一輸入電源至對應的該LED串，以驅動該LED串運作。
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