TWI749339B - 發光二極體背光系統及發光二極體控制電路 - Google Patents

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Abstract

一種發光二極體背光系統及發光二極體控制電路。發光二極體背光系統包括發光二極體串以及發光二極體控制電路。發光二極體控制電路包括發光二極體驅動器、開關電路以及異常偵測電路。發光二極體驅動器用以產生控制信號。開關電路反應於控制信號而控制流經發光二極體串的電流。異常偵測電路用以偵測發光二極體串的第一端的電壓或電流。當發光二極體串的第一端的電壓或電流小於或等於臨界值時，異常偵測電路關斷開關電路，且異常偵測電路偵測發光二極體串的第一端的阻抗以判斷發光二極體串的異常狀態。

Description

發光二極體背光系統及發光二極體控制電路
本發明是有關於一種發光二極體驅動技術，且特別是有關於一種發光二極體背光系統以及發光二極體控制電路。
一般來說，發光二極體背光模組具有多組並列在一起的發光二極體串(LED string)，且每一組發光二極體串可由多顆串接在一起的發光二極體所組成。基本上，所有發光二極體串可以操作在由升壓單元(boost unit)所產生的系統電壓(system voltage，VBUS)下，藉以讓流經每一發光二極體串的電流都保持相同的定電流。
在某些情況下，發光二極體串可能會發生異常狀況，其中異常狀況包括發光二極體串開路或是發光二極體串因絕緣異常而與接地端短路。當發光二極體串發生上述異常狀況時，發光二極體控制電路須即時偵測並判斷出是何種異常狀況，致使保護電路可執行對應的保護機制。
詳細來說，當發光二極體串開路時，升壓單元的負載變輕。相對地，當發光二極體串與接地端短路時，升壓單元的負載變重。因此，常見的作法是根據升壓單元的負載變化來分辨上述兩種異常狀況。更進一步來說，當上述異常狀況發生時，可由發光二極體控制電路產生脈寬調變信號以調整升壓單元中的開關的導通時間，從而提高系統電壓。發光二極體控制電路可偵測系統電壓，且可透過與開關相耦接的感測電阻器來偵測流經開關的電流。若系統電壓超過一臨界電壓值，表示升壓單元的負載變輕，故可判斷發光二極體串開路。相對地，若系統電壓未超過此臨界電壓值且流經開關的電流大於一參考值，表示升壓單元的負載變重，故可判斷發光二極體串與接地端短路。
然而，升高系統電壓會導致發光二極體串兩端的跨壓變大，如此可能會誤觸其他保護機制(例如相鄰的發光二極體元件短路的保護機制)，導致無法正確地判斷出發光二極體串發生開路。再者，上述的作法也無法應用在未設置升壓單元的直接供電式的發光二極體背光模組中。此外，感測電阻器的阻值太小也可能會導致無法正確地判斷出發光二極體串與接地端發生短路。另外，在發光二極體串的電流被設定在小電流的應用情境下，發光二極體串對於升壓單元來說已是輕載，因此難以根據升壓單元的負載是否變輕來分辨異常狀況。
有鑑於此，本發明提供一種發光二極體背光系統及發光二極體控制電路，藉以解決先前技術所述及的問題。
本發明的發光二極體控制電路用以控制M組發光二極體串的亮度，其中M為正整數。發光二極體控制電路包括發光二極體驅動器、N個開關電路以及N個異常偵測電路。發光二極體驅動器用以產生N個控制信號，其中N為正整數。此N個開關電路的每一者耦接此M組發光二極體串的至少一者的第一端。此N個開關電路的每一者耦接發光二極體驅動器以接收此N個控制信號的其中一者且反應於對應的控制信號而控制流經至少一對應的發光二極體串的電流。此N個異常偵測電路的每一者耦接此N個開關電路的其中一對應者以及此M組發光二極體串的至少一對應者的第一端。此N個異常偵測電路的每一者用以偵測此至少一對應的發光二極體串的第一端的電壓或電流。當此至少一對應的發光二極體串的第一端的電壓或電流小於或等於臨界值時，異常偵測電路關斷對應的開關電路，且異常偵測電路偵測此至少一對應的發光二極體串的第一端的阻抗以判斷此至少一對應的發光二極體串的異常狀態。
在本發明的一實施例中，若此至少一對應的發光二極體串的第一端的阻抗為高阻抗，則異常偵測電路判斷此至少一對應的發光二極體串被開路。
在本發明的一實施例中，若此至少一對應的發光二極體串的第一端的阻抗為低阻抗，則異常偵測電路判斷此至少一對應的發光二極體串被短路至接地端。
在本發明的一實施例中，異常偵測電路包括電流偵測電路以及阻抗偵測電路。電流偵測電路耦接此至少一對應的發光二極體串的第一端以及對應的開關電路，用以偵測此至少一對應的發光二極體串的第一端的電流以取得偵測電流值。當偵測電流值等於零時，電流偵測電路關斷對應的開關電路並產生指示信號。阻抗偵測電路耦接電流偵測電路以接收指示信號，且反應於指示信號而偵測此至少一對應的發光二極體串的第一端的阻抗以取得偵測阻抗值。若偵測阻抗值大於第一參考值，則阻抗偵測電路判斷此至少一對應的發光二極體串被開路。若偵測阻抗值小於第二參考值，則阻抗偵測電路判斷此至少一對應的發光二極體串被短路至接地端，其中第一參考值大於第二參考值。
在本發明的一實施例中，異常偵測電路包括電壓偵測電路以及阻抗偵測電路。電壓偵測電路耦接此至少一對應的發光二極體串的第一端以及對應的開關電路，用以偵測此至少一對應的發光二極體串的第一端的電壓以取得偵測電壓值。當偵測電壓值等於零時，電壓偵測電路關斷對應的開關電路並產生指示信號。阻抗偵測電路耦接電壓偵測電路以接收指示信號，且反應於指示信號而偵測此至少一對應的發光二極體串的第一端的阻抗以取得偵測阻抗值。若偵測阻抗值大於第一參考值，則阻抗偵測電路判斷此至少一對應的發光二極體串被開路。若偵測阻抗值小於第二參考值，則阻抗偵測電路判斷此至少一對應的發光二極體串被短路至接地端，其中第一參考值大於第二參考值。
本發明的發光二極體背光系統包括M組發光二極體串以及發光二極體控制電路，其中M為正整數。發光二極體控制電路耦接此M組發光二極體串。發光二極體控制電路包括發光二極體驅動器、N個開關電路以及N個異常偵測電路，其中N為正整數。發光二極體驅動器用以產生N個控制信號。此N個開關電路的每一者耦接此M組發光二極體串的至少一者的第一端。此N個開關電路的每一者耦接發光二極體驅動器以接收此N個控制信號的其中一者且反應於對應的控制信號而控制流經至少一對應的發光二極體串的電流。此N個異常偵測電路的每一者耦接此N個開關電路的其中一對應者以及此M組發光二極體串的至少一對應者的第一端。此N個異常偵測電路的每一者用以偵測此至少一對應的發光二極體串的第一端的電壓或電流。當此至少一對應的發光二極體串的第一端的電壓或電流小於或等於臨界值時，異常偵測電路關斷對應的開關電路，且異常偵測電路偵測此至少一對應的發光二極體串的第一端的阻抗以判斷此至少一對應的發光二極體串的異常狀態。
基於上述，本發明實施例所提出的發光二極體背光系統及發光二極體控制電路可在偵測到發光二極體串發生異常時，將開關電路關斷並偵測發光二極體串的第一端的阻抗，並根據所偵測到的阻抗來判斷發光二極體串發生了何種異常。由於本發明實施例的發光二極體背光系統及發光二極體控制電路並非根據發光二極體背光系統中的系統電壓的負載變化來判斷發光二極體串發生了何種異常，故而可解決先前技術所提到的問題。
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。
現將詳細參考本發明的示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例的實例。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/構件代表相同或類似部分。
圖1是依照本發明一實施例所繪示的直接供電式的發光二極體背光系統的示意圖。請參照圖1，發光二極體背光系統10可包括M組發光二極體串以及發光二極體控制電路100。於本示範性實施例中，M為正整數，但為了便於解釋以及內容簡潔起見，以下將以M等於2的示範性實施例進行說明，而M為其他正整數(例如1、3、4、5等等)的實施例則可依據以下說明而依此類推。因此，如圖1所示，發光二極體背光系統10包括兩組發光二極體串L1、L2，且每一發光二極體串L1、L2包括多顆串接在一起的發光二極體。
發光二極體串L1的第一端T11(即陰極端)耦接發光二極體控制電路100，且發光二極體串L1的第二端T12(即陽極端)耦接系統電壓VBUS。類似地，發光二極體串L2的第一端T21(即陰極端)耦接發光二極體控制電路100，且發光二極體串L2的第二端T22(即陽極端)耦接系統電壓VBUS。其中，發光二極體串L1、L2運作所需的系統電壓VBUS是直接由外部的電源供應裝置所提供，故而發光二極體背光系統10可不包括升降壓電路。
發光二極體控制電路100用以根據調光訊號(dimming signal) DIM對發光二極體串L1、L2進行調光。詳細來說，發光二極體控制電路100可包括發光二極體驅動器101、N個開關電路以及N個異常偵測電路。於本示範性實施例中，N為正整數，且N可大於或等於或小於M。但為了便於解釋以及內容簡潔起見，以下將以N等於2的示範性實施例進行說明，而N為其他正整數(例如1、3、4、5等等)的實施例則可依據以下說明而依此類推。因此，如圖1所示，發光二極體控制電路100包括兩個開關電路SW1、SW2以及兩個異常偵測電路121、122。發光二極體驅動器101用以根據調光訊號DIM產生兩個控制信號CS1、CS2。在本發明的一實施例中，發光二極體驅動器101可採用現有的發光二極體驅動電路來實現。
開關電路SW1耦接發光二極體串L1的第一端T11。開關電路SW1耦接發光二極體驅動器101以接收控制信號CS1。開關電路SW1可反應於控制信號CS1而控制流經發光二極體串L1的電流I1。類似地，開關電路SW2耦接發光二極體串L2的第一端T21。開關電路SW2耦接發光二極體驅動器101以接收控制信號CS2。開關電路SW2可反應於控制信號CS2而控制流經發光二極體串L2的電流I2。
在本發明的一實施例中，開關電路SW1(SW2)可包括功率開關Q1(Q2)以及感測電阻R1(R2)，但不限於此。功率開關Q1(Q2)的第一端耦接發光二極體串L1(L2)的第一端T11(T21)。功率開關Q1(Q2)的控制端接收控制信號CS1(CS2)。感測電阻R1(R2)耦接在功率開關Q1(Q2)的第二端與接地端GND之間，用以感測流經功率開關Q1(Q2)的電流以產生回授信號FS1(FS2)，致使發光二極體驅動器101可根據回授信號FS1(FS2)調整控制信號CS1(CS2)。在本發明的其他實施例中，開關電路SW1(SW2)也可省略設置感測電阻R1(R2)，端視實際應用或設計需求而定。
異常偵測電路121耦接開關電路SW1以及發光二極體串L1的第一端T11，用以偵測發光二極體串L1的第一端T11的電壓V1或電流I1。類似地，異常偵測電路122耦接開關電路SW2以及發光二極體串L2的第一端T21，用以偵測發光二極體串L2的第一端T21的電壓V2或電流I2。
特別的是，當發光二極體串L1的第一端T11的電壓V1或電流I1小於或等於臨界值TH時，表示發光二極體串L1發生異常，因此異常偵測電路121可關斷開關電路SW1，且異常偵測電路121在開關SW1為關斷的情況下偵測發光二極體串L1的第一端T11的阻抗，以判斷發光二極體串L1的異常狀態，其中發光二極體串L1的異常狀態可例如是發光二極體串L1被開路或是發光二極體串L1被短路至接地端GND。
在本發明的一實施例中，當發光二極體串L1的第一端T11的電壓V1或電流I1小於或等於臨界值TH時，異常偵測電路121可直接產生控制信號CS1以關斷開關電路SW1，或是可透過發光二極體驅動器101來關斷開關電路SW1。
在本發明的一實施例中，發光二極體串L1被開路可例如發光二極體串L1的第一端T11與發光二極體控制電路100斷開連接，或者是，發光二極體串L1的第二端T12與系統電壓VBUS斷開連接，或者是，發光二極體串L1中相鄰的發光二極體斷開連接。在本發明的一實施例中，發光二極體串L1被短路至接地端GND可例如是發光二極體串L1的第一端T11被短路至接地端GND。
類似地，當發光二極體串L2的第一端T21的電壓V2或電流I2小於或等於臨界值TH時，表示發光二極體串L2發生異常，因此異常偵測電路122可關斷開關電路SW2，且異常偵測電路122在開關電路SW2為關斷的情況下偵測發光二極體串L2的第一端T21的阻抗，以判斷發光二極體串L2的異常狀態，其中發光二極體串L2的異常狀態可包括發光二極體串L2被開路或是發光二極體串L2被短路至接地端GND。
在本發明的一實施例中，當發光二極體串L2的第一端T21的電壓V2或電流I2小於或等於臨界值TH時，異常偵測電路122可直接產生控制信號CS2以關斷開關電路SW2，或是可透過發光二極體驅動器101來關斷開關電路SW2。
在本發明的一實施例中，發光二極體串L2被開路可例如發光二極體串L2的第一端T21與發光二極體控制電路100斷開連接，或者是，發光二極體串L2的第二端T22與系統電壓VBUS斷開連接，或者是，發光二極體串L2中相鄰的發光二極體斷開連接。在本發明的一實施例中，發光二極體串L2被短路至接地端GND可例如是發光二極體串L2的第一端T21被短路至接地端GND。
可以理解的是，本發明實施例是在偵測到發光二極體串L1(L2)發生異常時，將開關電路SW1(SW2)關斷並偵測發光二極體串L1(L2)的第一端T11(T21)的阻抗，並根據所偵測到的阻抗來判斷發光二極體串L1(L2)發生了何種異常。也就是說，本發明實施例並非根據系統電壓VBUS的負載變化來判斷發光二極體串L1(L2)發生了何種異常，故而在偵測異常的過程中無須提高系統電壓VBUS，因此發光二極體控制電路100特別適合應用在無升降壓電路的直接供電式的發光二極體背光系統中。
在本發明的一實施例中，若所偵測到的發光二極體串L1的第一端T11的阻抗為高阻抗，則異常偵測電路121可判斷發光二極體串L1被開路，並據以產生開路保護信號AO1，致使發光二極體背光系統10可執行後續的開路保護運作。類似地，若所偵測到的發光二極體串L2的第一端T21的阻抗為高阻抗，則異常偵測電路122可判斷發光二極體串L2被開路，並據以產生開路保護信號AO2，致使發光二極體背光系統10可執行後續的開路保護運作。發光二極體背光系統10所執行的開路保護運作的細節為本領域技術人員所熟悉，且並非本發明之重點所在，故在此不再贅述。
在本發明的一實施例中，若所偵測到的發光二極體串L1的第一端T11的阻抗為低阻抗，則異常偵測電路121可判斷發光二極體串L1被短路至接地端GND，並據以產生短路保護信號AS1，致使發光二極體背光系統10可執行後續的短路保護運作。類似地，若所偵測到的發光二極體串L2的第一端T21的阻抗為低阻抗，則異常偵測電路122可判斷發光二極體串L2被短路至接地端GND，並據以產生短路保護信號AS2，致使發光二極體背光系統10可執行後續的短路保護運作。發光二極體背光系統10所執行的短路保護運作的細節為本領域技術人員所熟悉，且並非本發明之重點所在，故在此不再贅述。
在本發明的一實施例中，在異常偵測電路121(122)發出開路保護信號AO1(AO2)或短路保護信號AS1(AS2)之後，若異常偵測電路121(122)偵測到發光二極體串L1(L2)的第一端T11(T21)的電壓V1(V2)或電流I1(I2)大於臨界值TH，表示發光二極體串L1(L2)已恢復正常，因此異常偵測電路121(122)將停止控制開關電路SW1(SW2)，並由發光二極體驅動器101來控制開關電路SW1(SW2)，以讓發光二極體串L1(L2)恢復正常運作。
附帶一提的是，本實施例的發光二極體控制電路100也可應用在其他類型的發光二極體系統中，並非只能應用在發光二極體背光系統當中。
以下說明異常偵測電路121、122的實施細節。由於異常偵測電路121、122的實施方式類似，故以下將以異常偵測電路121為示範性實施例來說明，而異常偵測電路122的實施方式則可依據以下說明而類推得知。
圖2A是依照本發明一實施例所繪示的圖1的異常偵測電路121的方塊示意圖。請合併參照圖1及圖2A，異常偵測電路121可包括電流偵測電路1211以及阻抗偵測電路1212。電流偵測電路1211耦接發光二極體串L1的第一端T11以及開關電路SW1，用以偵測發光二極體串L1的第一端T11的電流I1以取得偵測電流值CV1。當偵測電流值CV1等於零時，電流偵測電路1211可產生控制信號CS1以關斷開關電路SW1並產生指示信號S11。
阻抗偵測電路1212耦接電流偵測電路1211以接收指示信號S11，且反應於指示信號S11而偵測發光二極體串L1的第一端T11的阻抗以取得偵測阻抗值RS1。若偵測阻抗值RS1大於第一參考值REF1，表示發光二極體串L1的第一端T11的阻抗為高阻抗，則阻抗偵測電路1212判斷發光二極體串L1被開路。相對地，若偵測阻抗值RS1小於第二參考值REF2，表示發光二極體串L1的第一端T11的阻抗為低阻抗，則阻抗偵測電路1212判斷發光二極體串L1被短路至接地端GND，其中第一參考值REF1大於第二參考值REF2。
在本發明的一實施例中，電流偵測電路1211可採用現有的電流感測器來實現，但不限於此。
在本發明的一實施例中，阻抗偵測電路1212可採用現有的阻抗偵測器來實現，但不限於此。
圖2B是依照本發明另一實施例所繪示的圖1的異常偵測電路121的方塊示意圖。請合併參照圖1及圖2B，異常偵測電路121’可包括電壓偵測電路1213以及阻抗偵測電路1212。電壓偵測電路1213耦接發光二極體串L1的第一端T11以及開關電路SW1，用以偵測發光二極體串L1的第一端T11的電壓V1以取得偵測電壓值VV1。當偵測電壓值VV1等於零時，電壓偵測電路1213可產生控制信號CS1以關斷開關電路SW1並產生指示信號S11。
阻抗偵測電路1212耦接電壓偵測電路1213以接收指示信號S11，且反應於指示信號S11而偵測發光二極體串L1的第一端T11的阻抗以取得偵測阻抗值RS1。圖2B的阻抗偵測電路1212的運作及實施方式類似於圖2A的阻抗偵測電路1212，故可參酌上述圖2A的相關說明，在此不再贅述。
圖3是依照本發明另一實施例所繪示的發光二極體背光系統的示意圖。請參照圖3，發光二極體背光系統20可包括升降壓電路900、兩組發光二極體串L1、L2以及發光二極體控制電路200。
發光二極體串L1、L2可操作在由升降壓電路900所產生的系統電壓VBUS下。更清楚來說，升降壓電路900耦接發光二極體串L1、L2的第二端T12、T22(即陽極端)，用以接收直流輸入電壓VIN，並採用脈寬調變控制機制而對所接收的直流輸入電壓VIN進行升降壓處理(boost-buck process)，藉以產生並輸出系統電壓VBUS。於此值得一提的是，為使升降壓電路900所產生的系統電壓VBUS更加地穩定，發光二極體驅動器101可提供控制信號SP以控制或穩定升降壓電路900的輸出。換句話說，升降壓電路900更可反應於來自發光二極體驅動器101的控制信號SP而控制或穩定系統電壓VBUS。在本發明的一實施例中，升降壓電路900可採用現有的升壓電路、降壓電路或是升降壓電路來實現。
另外，圖3的發光二極體串L1、L2以及發光二極體控制電路200的運作及實施方式分別類似於圖1的發光二極體串L1、L2以及發光二極體控制電路100，故可參酌上述圖1~圖2B的相關說明，在此不再贅述。
如同先前所述，本發明實施例是在偵測到發光二極體串L1(L2)發生異常時，將開關電路SW1(SW2)關斷並偵測發光二極體串L1(L2)的第一端T11(T21)的阻抗，並根據所偵測到的阻抗來判斷發光二極體串L1(L2)發生了何種異常。也就是說，本發明實施例並非根據升降壓電路900的負載變化來判斷發光二極體串L1(L2)發生了何種異常，因此在偵測異常的過程中無須控制升降壓電路900提高系統電壓VBUS，故可避免發光二極體串L1(L2)兩端的跨壓變大而誤觸其他保護機制的情況發生。此外，在偵測上述異常的過程中，發光二極體控制電路200無須偵測系統電壓VBUS及升降壓電路900的內部電流，因此可降低發光二極體控制電路200的硬體成本、簡化異常偵測的複雜度以及提升異常判斷的準確度。另外，本發明實施例所提出的異常偵測與調光訊號DIM的頻率及工作周期(duty cycle)無關，因此發光二極體控制電路200可應用在使用任何頻率之調光訊號DIM的發光二極體背光系統中。
圖4是依照本發明又一實施例所繪示的發光二極體背光系統的示意圖。請合併參照圖1及圖4，圖4的發光二極體背光系統30可包括兩組發光二極體串L1、L2以及發光二極體控制電路300。相較於圖1的發光二極體控制電路100包括發光二極體驅動器101、兩個開關電路SW1、SW2以及兩個異常偵測電路121、122，圖4的發光二極體控制電路300包括發光二極體驅動器301、一個開關電路SW1’以及一個異常偵測電路321。
詳細來說，發光二極體驅動器301用以根據調光訊號DIM產生一個控制信號CS1。開關電路SW1’耦接發光二極體串L1的第一端T11以及發光二極體串L2的第一端T21。開關電路SW1’耦接發光二極體驅動器301以接收控制信號CS1。開關電路SW1’可反應於控制信號CS1而控制流經發光二極體串L1、L2的電流I12。
異常偵測電路321耦接開關電路SW1’、發光二極體串L1的第一端T11以及發光二極體串L2的第一端T21，用以偵測發光二極體串L1的第一端T11及發光二極體串L2的第一端T21的電壓V12或電流I12。當電壓V12或電流I12小於或等於臨界值TH時，表示發光二極體串L1及L2二者至少其中之一發生異常，因此異常偵測電路321可關斷開關電路SW1’，且異常偵測電路321在開關SW1’為關斷的情況下偵測發光二極體串L1的第一端T11與發光二極體串L2的第一端T21的阻抗，以判斷發光二極體串L1、L2的異常狀態，其中發光二極體串L1、L2的異常狀態可例如是發光二極體串L1、L2被開路或例如是發光二極體串L1、L2被短路至接地端GND。
可以理解的是，圖4的發光二極體控制電路300使用一個開關SW1’及一個異常偵測電路321來控制及偵測兩個發光二極體串L1、L2，以降低發光二極體控制電路300的硬體成本。另外，圖4的發光二極體串L1、L2、開關SW1’、異常偵測電路321以及發光二極體驅動器301的運作細節及實施方式分別類似於圖1的發光二極體串L1、L2、開關SW1、異常偵測電路121以及發光二極體驅動器101，故可參酌上述圖1~圖2B的相關說明而依此類推，在此不再贅述。
類似地，在本發明的又一實施例中，為了降低硬體成本，也可使用一個開關及一個異常偵測電路來控制及偵測圖3的兩個發光二極體串L1、L2。
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、20、30:發光二極體背光系統 100、200、300:發光二極體控制電路 101、301:發光二極體驅動器 121、121’、122、321:異常偵測電路 1211:電流偵測電路 1212:阻抗偵測電路 1213:電壓偵測電路 900:升降壓電路 AO1、AO2:開路保護信號 AS1、AS2:短路保護信號 CS1、CS2:控制信號 CV1:偵測電流值 DIM:調光訊號 FS1、FS2:回授信號 GND:接地端 I1、I2、I12:電流 L1、L2:發光二極體串 Q1、Q2:功率開關 R1、R2:感測電阻 REF1:第一參考值 REF2:第二參考值 RS1:偵測阻抗值 S11:指示信號 SP:控制信號 SW1、SW1’、SW2:開關電路 T11、T21:第一端 T12、T22:第二端 TH:臨界值 V1、V2、V12:電壓 VBUS:系統電壓 VIN:直流輸入電壓 VV1:偵測電壓值
圖1是依照本發明一實施例所繪示的直接供電式的發光二極體背光系統的示意圖。 圖2A是依照本發明一實施例所繪示的圖1的異常偵測電路的方塊示意圖。 圖2B是依照本發明另一實施例所繪示的圖1的異常偵測電路的方塊示意圖。 圖3是依照本發明另一實施例所繪示的發光二極體背光系統的示意圖。 圖4是依照本發明又一實施例所繪示的發光二極體背光系統的示意圖。
10:發光二極體背光系統
100:發光二極體控制電路
101:發光二極體驅動器
121、122:異常偵測電路
AO1、AO2:開路保護信號
AS1、AS2:短路保護信號
CS1、CS2:控制信號
DIM:調光訊號
FS1、FS2:回授信號
GND:接地端
I1、I2:電流
L1、L2:發光二極體串
Q1、Q2:功率開關
R1、R2:感測電阻
SW1、SW2:開關電路
T11、T21:第一端
T12、T22:第二端
TH:臨界值
V1、V2:電壓
VBUS:系統電壓

Claims (10)

  1. 一種發光二極體控制電路，用以控制M組發光二極體串的亮度，其中M為正整數，且該發光二極體控制電路包括：一發光二極體驅動器，用以產生N個控制信號，其中N為正整數；N個開關電路，該N個開關電路的每一者耦接該M組發光二極體串的至少一者的第一端，該N個開關電路的每一者耦接該發光二極體驅動器以接收該N個控制信號的其中一者且反應於該控制信號而控制流經該至少一發光二極體串的電流；以及N個異常偵測電路，該N個異常偵測電路的每一者耦接該N個開關電路的其中一對應者以及該M組發光二極體串的至少一對應者的第一端，該N個異常偵測電路的每一者用以偵測該至少一對應的發光二極體串的第一端的電壓或電流，其中當該至少一對應的發光二極體串的第一端的電壓或電流小於或等於一臨界值時，該異常偵測電路關斷該對應的開關電路，且該異常偵測電路在該對應的開關電路為關斷的情況下偵測該至少一對應的發光二極體串的第一端的阻抗以判斷該至少一對應的發光二極體串的異常狀態，其中該至少一對應的發光二極體串的異常狀態包括該至少一對應的發光二極體串的第一端短路至一接地端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體控制電路，其中若該至少一對應的發光二極體串的第一端的阻抗為高阻抗，則該異常偵測電路判斷該至少一對應的發光二極體串被開路。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體控制電路，其中若該至少一對應的發光二極體串的第一端的阻抗為低阻抗，則該異常偵測電路判斷該至少一對應的發光二極體串被短路至該接地端。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體控制電路，其中該異常偵測電路包括：一電流偵測電路，耦接該至少一對應的發光二極體串的第一端以及該對應的開關電路，用以偵測該至少一對應的發光二極體串的第一端的電流以取得一偵測電流值，其中當該偵測電流值等於零時，該電流偵測電路關斷該對應的開關電路並產生一指示信號；以及一阻抗偵測電路，耦接該電流偵測電路以接收該指示信號，且反應於該指示信號而偵測該至少一對應的發光二極體串的第一端的阻抗以取得一偵測阻抗值，其中若該偵測阻抗值大於一第一參考值，則該阻抗偵測電路判斷該至少一對應的發光二極體串被開路，若該偵測阻抗值小於一第二參考值，則該阻抗偵測電路判斷該至少一對應的發光二極體串被短路至該接地端，其中該第一參考值大於該第二參考值。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體控制電路，其中該異常偵測電路包括：一電壓偵測電路，耦接該至少一對應的發光二極體串的第一端以及該對應的開關電路，用以偵測該至少一對應的發光二極體串的第一端的電壓以取得一偵測電壓值，其中當該偵測電壓值等於零時，該電壓偵測電路關斷該對應的開關電路並產生一指示信號；以及一阻抗偵測電路，耦接該電壓偵測電路以接收該指示信號，且反應於該指示信號而偵測該至少一對應的發光二極體串的第一端的阻抗以取得一偵測阻抗值，其中若該偵測阻抗值大於一第一參考值，則該阻抗偵測電路判斷該至少一對應的發光二極體串被開路，若該偵測阻抗值小於一第二參考值，則該阻抗偵測電路判斷該至少一對應的發光二極體串被短路至該接地端，其中該第一參考值大於該第二參考值。
  6. 一種發光二極體背光系統，包括：M組發光二極體串，其中M為正整數；以及一發光二極體控制電路，耦接該M組發光二極體串，該發光二極體控制電路包括：一發光二極體驅動器，用以產生N個控制信號，其中N為正整數；N個開關電路，該N個開關電路的每一者耦接該M組發光二極體串的至少一者的第一端，該N個開關電路的每一者耦接 該發光二極體驅動器以接收該N個控制信號的其中一者且反應於該控制信號而控制流經該至少一發光二極體串的電流；以及N個異常偵測電路，該N個異常偵測電路的每一者耦接該N個開關電路的其中一對應者以及該M組發光二極體串的至少一對應者的第一端，該N個異常偵測電路的每一者用以偵測該至少一對應的發光二極體串的第一端的電壓或電流，其中當該至少一對應的發光二極體串的第一端的電壓或電流小於或等於一臨界值時，該異常偵測電路關斷該對應的開關電路，且該異常偵測電路在該對應的開關電路為關斷的情況下偵測該至少一對應的發光二極體串的第一端的阻抗以判斷該至少一對應的發光二極體串的異常狀態，其中該至少一對應的發光二極體串的異常狀態包括該至少一對應的發光二極體串的第一端短路至一接地端。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的發光二極體背光系統，其中若該至少一對應的發光二極體串的第一端的阻抗為高阻抗，則該異常偵測電路判斷該至少一對應的發光二極體串被開路。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的發光二極體背光系統，其中若該至少一對應的發光二極體串的第一端的阻抗為低阻抗，則該異常偵測電路判斷該至少一對應的發光二極體串被短路至該接地端。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的發光二極體背光系統，其中該異常偵測電路包括： 一電流偵測電路，耦接該至少一對應的發光二極體串的第一端以及該對應的開關電路，用以偵測該至少一對應的發光二極體串的第一端的電流以取得一偵測電流值，其中當該偵測電流值等於零時，該電流偵測電路關斷該對應的開關電路並產生一指示信號；以及一阻抗偵測電路，耦接該電流偵測電路以接收該指示信號，且反應於該指示信號而偵測該至少一對應的發光二極體串的第一端的阻抗以取得一偵測阻抗值，其中若該偵測阻抗值大於一第一參考值，則該阻抗偵測電路判斷該至少一對應的發光二極體串被開路，若該偵測阻抗值小於一第二參考值，則該阻抗偵測電路判斷該至少一對應的發光二極體串被短路至該接地端，其中該第一參考值大於該第二參考值。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的發光二極體背光系統，其中該異常偵測電路包括：一電壓偵測電路，耦接該至少一對應的發光二極體串的第一端以及該對應的開關電路，用以偵測該至少一對應的發光二極體串的第一端的電壓以取得一偵測電壓值，其中當該偵測電壓值等於零時，該電壓偵測電路關斷該對應的開關電路並產生一指示信號；以及一阻抗偵測電路，耦接該電壓偵測電路以接收該指示信號，且反應於該指示信號而偵測該至少一對應的發光二極體串的第一端的阻抗以取得一偵測阻抗值， 其中若該偵測阻抗值大於一第一參考值，則該阻抗偵測電路判斷該至少一對應的發光二極體串被開路，若該偵測阻抗值小於一第二參考值，則該阻抗偵測電路判斷該至少一對應的發光二極體串被短路至該接地端，其中該第一參考值大於該第二參考值。
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