TWI849655B - 用來控制發光二極體面板之顯示驅動電路 - Google Patents

用來控制發光二極體面板之顯示驅動電路 Download PDF

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Abstract

一種顯示驅動電路，用來控制具有複數個發光二極體串之一顯示面板。該顯示驅動電路包含有複數個電流穩壓器及一控制電路。該複數個電流穩壓器中的每一電流穩壓器用來控制該複數個發光二極體串之其中一者。該控制電路耦接於該複數個電流穩壓器，用來產生複數個脈衝寬度調變訊號中的複數個脈衝，並輸出該複數個脈衝寬度調變訊號中的每一脈衝寬度調變訊號至該複數個電流穩壓器中各別的一電流穩壓器。其中，該複數個脈衝係被打亂。

Description

用來控制發光二極體面板之顯示驅動電路
本發明係指一種顯示驅動電路，尤指一種可用來控制發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)面板之顯示驅動電路。
隨著發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)顯示技術的持續發展，藉由數量持續增加的發光二極體來組成高刷新率及高解析度的發光二極體顯示器已成為業界的趨勢。然而，大量的發光二極體通常伴隨著脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)控制的高頻切換，可能對用來供應電源及電壓至面板上發光二極體串的電源轉換器產生較沉重的負載。
舉例來說，原先的脈衝寬度調變訊號在每一幀期間內僅存在一個脈衝，而為了提高刷新率，脈衝寬度調變訊號可在每一幀期間內包含多個脈衝。此外，隨著面板尺寸的增加，存在更多個發光二極體設置於面板上，因此，電源轉換器被要求同時且同步輸出更多脈衝寬度調變訊號以驅動大量的發光二極體。
由此可知，隨著發光二極體顯示技術的持續演進，脈衝寬度調變訊號的數量及切換頻率皆不斷增加，因而在電源轉換器上產生更加沉重的負載。 上述高頻切換亦可能在顯示系統中造成電磁干擾(Electromagnetic Interference，EMI)的上升。有鑑於此，習知技術實有改進之必要。
因此，本發明之主要目的即在於提出一種可用來控制發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)顯示面板之新式驅動方案，以解決上述問題。
本發明之一實施例揭露一種顯示驅動電路，用來控制具有複數個發光二極體串(LED String)之一顯示面板。該顯示驅動電路包含有複數個電流穩壓器及一控制電路。該複數個電流穩壓器中的每一電流穩壓器用來控制該複數個發光二極體串之其中一者。該控制電路耦接於該複數個電流穩壓器，用來產生複數個脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)訊號中的複數個脈衝，並輸出該複數個脈衝寬度調變訊號中的每一脈衝寬度調變訊號至該複數個電流穩壓器中各別的一電流穩壓器。其中，該複數個脈衝係被打亂(scramble)。
本發明之另一實施例揭露一種顯示驅動電路，用來控制具有複數個發光二極體串之一顯示面板。該顯示驅動電路包含有複數個電流穩壓器及一控制電路。該複數個電流穩壓器中的每一電流穩壓器用來控制該複數個發光二極體串之其中一者。該控制電路耦接於該複數個電流穩壓器，用來產生複數個脈衝寬度調變訊號，並輸出該複數個脈衝寬度調變訊號中的每一脈衝寬度調變訊號至該複數個電流穩壓器中各別的一電流穩壓器。其中，該複數個脈衝寬度調變訊號中的一第一脈衝寬度調變訊號及一第二脈衝寬度調變訊號具有不同的責任週期，用來在相同的一幀期間內使該複數個發光二極體串中相對應的發光二極體串產生實質上相同的亮度。
10:顯示系統
100:電源轉換器
102,20:電流穩壓器
104:控制電路
106:偵測電路
110:顯示面板
VLED:電源電壓
LED[1]~LED[N]:發光二極體串
PUL_1~PUL_N,PUL,PUL_A,PUL_B,P1~P3:脈衝寬度調變訊號
VIN_1~VIN_N,VIN:輸入電壓
VDET:偵測訊號
VFB:回授訊號
200:放大器
202:功率電晶體
204:電流負載
VSYNC:垂直同步訊號
402:隨機數產生器
404:截斷器
406:結合器
502:延遲產生器
I_AVG:平均電流
ADIM_IN:輸入調光值
ADIM_REAL:輸出調光值
80:對應表
CH1,CH2:通道
第1圖為本發明實施例一顯示系統之示意圖。
第2圖繪示一電流穩壓器的詳細實施方式及操作方式。
第3圖繪示脈衝寬度調變訊號的數種實施方式。
第4圖繪示用來產生隨機的脈衝寬度調變訊號的控制電路之一種示例性實施方式。
第5圖為本發明實施例一延遲產生器用來調整欲輸出至電流穩壓器的脈衝寬度調變訊號之示意圖。
第6圖繪示發光二極體的亮度與通過發光二極體的一平均電流之間的關係。
第7圖繪示本發明實施例一亮度校正曲線。
第8圖為本發明實施例用來執行電流校正的一對應表之示意圖。
第9圖繪示電流的調整造成電流穩壓器偏離其正常操作範圍。
第10圖繪示當偵測電路偵測到電流穩壓器下降至低於其正常操作範圍時一通道回復至其先前狀態。
第11圖為本發明實施例不同脈衝寬度調變訊號之波形圖。
第1圖為本發明實施例一顯示系統10之示意圖。顯示系統10包含有一電源轉換器100、複數個電流穩壓器102、一控制電路104、一偵測電路106及一顯示面板110。顯示面板110可以是由複數個發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)組成的一發光二極體面板，其可在電源轉換器100、電流穩壓器102及控制電路104的適當控制之下進行發光並顯示所欲的畫面。如第1圖所示，發光二 極體可配置為一陣列，其中，每一行發光二極體依序串接以形成一發光二極體串並受控於其中一電流穩壓器102。每一發光二極體串中位於最上方的發光二極體之陽極耦接於電源轉換器100，而每一發光二極體串中位於最下方的發光二極體之陰極耦接於相對應的電流穩壓器102。
電源轉換器100可用來輸出一電源電壓VLED至顯示面板110上的發光二極體。電源轉換器100可採用例如任意類型的穩壓器(如直流對直流轉換器(DC-DC converter))來供應電源電壓VLED。電流穩壓器102可用來控制通過發光二極體串的電流，其電流大小可決定發光二極體的亮度。控制電路104可用來控制電源轉換器100及電流穩壓器102的操作，進而控制顯示面板110上的發光二極體。更明確來說，顯示面板110上可包含N個通道的發光二極體串(即LED[1]~LED[N])，且每一通道受控於其中一電流穩壓器102。控制電路104可輸出脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)訊號PUL_1~PUL_N及輸入電壓VIN_1~VIN_N至用於N個通道的各別電流穩壓器102。在一實施例中，控制電路104可產生數位電壓值，透過一或多個數位類比轉換器(Digital-to-Analog Converter，DAC)(未繪示)將其轉換為輸入電壓VIN_1~VIN_N。
如第1圖所示，顯示系統10另可包含一偵測電路106，其耦接於電流穩壓器102並用來偵測電流穩壓器102之操作電壓。一般來說，電流穩壓器102可在一正常操作範圍內進行正常運作，且電流穩壓器102所接收的電壓(即電源電壓VLED減去發光二極體串的跨壓)應位於正常操作範圍。偵測電路106另可輸出一偵測訊號VDET至控制電路104，其中，偵測訊號VDET用來指示每一電流穩壓器102的操作電壓是否位於其正常操作範圍。若偵測電路106偵測到一或多個電流穩壓器102所接收的操作電壓下降至低於正常操作範圍時，所輸出的偵測訊 號VDET可通知控制電路104相關資訊。因此，控制電路104即可輸出一回授訊號VFB至電源轉換器100以控制電源轉換器100提高電源電壓VLED，且/或調整用於目標電流穩壓器102的輸入電壓，使電流穩壓器102進入其正常操作範圍。透過類似的方式，若偵測電路106偵測到任一電流穩壓器102之操作電壓過高且大於其正常操作範圍時，控制電路104可控制電源轉換器100降低電源電壓VLED。
第2圖繪示一電流穩壓器20的詳細實施方式及操作方式，電流穩壓器20可以是第1圖中的任一電流穩壓器102，用來控制顯示面板110上的一發光二極體串。電流穩壓器20包含有一放大器200、一功率電晶體202及一電流負載204。電流負載204可包含一或多個電阻或包含一或多個可產生等效電阻的電路元件(如電晶體)。功率電晶體202可以是金屬氧化物半導體(Metal-Oxide Semiconductor，MOS)電晶體或雙極性接面電晶體(Bipolar Junction Transistor，BJT)。在此例中，功率電晶體202係一N型金屬氧化物半導體(N-type MOS，NMOS)電晶體，其源極端耦接於電流負載204而汲極端耦接於發光二極體串。功率電晶體202之閘極端並耦接至放大器200，用來從放大器200接收一控制訊號。放大器200可以是一運算放大器，用來鎖定功率電晶體202之源極電壓，在電流負載204所產生的電阻恆定之情況下，此源極電壓即可決定輸出至發光二極體串的電流值，此電流值可進一步決定發光二極體的發光亮度。
需注意的是，在第2圖之實施例中，顯示面板110係由多個電流穩壓器102來進行控制，其中每一電流穩壓器20耦接至並用來驅動一發光二極體串。控制電路104可輸出各別的輸入電壓VIN及脈衝寬度調變訊號PUL至每一電流穩壓器20之放大器200，以對電流穩壓器102進行控制。
一幀內的發光二極體亮度可根據幀期間內通過發光二極體的平均電流來決定，其中，平均電流係根據電流穩壓器20所提供的電流大小以及用來控制電流穩壓器20中功率電晶體202之導通時間的脈衝寬度來決定。控制電路104負責透過輸出輸入電壓VIN來控制電流大小，並透過調整脈衝寬度調變訊號PUL之責任週期來控制脈衝寬度，進而產生適當的亮度。舉例來說，責任週期30%可用來控制功率電晶體202在30%的幀期間開啟而在70%的幀期間關閉。在一實施例中，為了適當地控制功率電晶體202，另可將功率電晶體202之閘極端耦接至一開關器及一下拉路徑，抑或放大器200之輸出端可包含一下拉路徑。當放大器200接收到位於“低”準位的脈衝寬度調變訊號PUL而關閉時，可透過此下拉路徑來拉低閘極電壓以關閉功率電晶體202。關於開啟或關閉功率電晶體202之詳細實施方式及操作方式應為本領域具通常知識者所熟知，在此不贅述。
需注意的是，脈衝寬度調變訊號PUL可包含複數個脈衝，且每一幀期間內可能存在脈衝寬度調變訊號PUL之一或多個脈衝。第3圖繪示脈衝寬度調變訊號PUL的數種實施方式。在一實施例中，脈衝寬度調變訊號PUL_A在垂直同步訊號VSYNC所定義的每一幀期間內具有一個脈衝，控制電路104可控制脈衝寬度調變訊號PUL_A之脈衝寬度以產生所欲的責任週期。在另一實施例中，為了提高刷新率，脈衝寬度調變訊號PUL_B在每一幀期間內具有多個脈衝，如第3圖所示。如上所述，顯示面板110設置有多個發光二極體串，因此控制電路104需輸出多個脈衝寬度調變訊號PUL_1~PUL_N至電流穩壓器102來驅動發光二極體串，每一脈衝寬度調變訊號PUL_1~PUL_N在每一幀期間內皆可具有單一脈衝或多個脈衝，例如第3圖所示的脈衝寬度調變訊號PUL_A或PUL_B。
因此，由於電源轉換器100係用來輸出電源電壓VLED至顯示面板110 上大量的發光二極體，其必須面對沉重的負載。在習知技術中，用於發光二極體串之脈衝寬度調變訊號係同步切換，其在同一時間點上開啟/關閉所有的電流穩壓器102，使得電流穩壓器102的開啟時間上出現沉重負載，造成電源轉換器100的龐大負擔並且對電源電壓VLED產生大幅度的壓降。
為解決上述問題並改善電源電壓VLED的穩定性，在本發明之一實施例中，可在一或多個幀期間內打亂(scramble)用於不同通道上的發光二極體串之脈衝寬度調變訊號PUL_1~PUL_N。另外，對於每一脈衝寬度調變訊號PUL_1~PUL_N而言，若一幀期間包含有多個脈衝的情形下，幀期間內的脈衝配置亦可被打亂。打亂操作提供了隨機的小幅度變化以調整脈衝之起始時間、結束時間、及/或寬度。由於脈衝寬度係隨機改變，對應於每一電流穩壓器或每一發光二極體串之整體責任週期仍可收斂至一目標值，使得脈衝寬度的變化不致造成發光二極體之亮度出現可能被人眼輕易注意到的劇烈改變。
第4圖繪示用來產生隨機的脈衝寬度調變訊號PUL_1~PUL_N的控制電路104之一種示例性實施方式。如第4圖所示，控制電路104可包含一隨機數產生器(random number generator)402、一截斷器(truncator)404及一結合器406。隨機數產生器402用來產生複數個隨機變數(random variable)，其可隨機修改一原始脈衝以產生脈衝寬度調變訊號PUL_1~PUL_N中被打亂的脈衝。在一實施例中，隨機數產生器402可為一偽隨機二進位序列(Pseudo Random Binary Sequence，PRBS)產生器，其可用來產生一隨機二進位序列。舉例來說，6位元的偽隨機二進位序列產生器可產生6位元的序列，以數值0~63表示。由於脈衝寬度調變訊號PUL_1~PUL_N的變化不能過大以免被人眼觀察到，因此可利用一截斷器404來截斷隨機變數，以產生具有較小範圍的殘差值，例如-4~+4，其 可進一步移位以產生位於-4/64及+4/64之間的隨機值。因此，結合器406可將原始脈衝(其具有1單位寬度)結合-4/64到+4/64之間的隨機值以產生被打亂的脈衝，其具有隨機的脈衝寬度，範圍從1-4/64到1+4/64單位。
在一實施例中，隨機數產生器402所產生的隨機變數可用來控制一延遲產生器502調整欲輸出至電流穩壓器20的脈衝寬度調變訊號PUL中的脈衝之起始時間、結束時間及/或脈衝寬度，如第5圖所示。延遲產生器502可包含在控制電路104中或耦接至控制電路104，其可和隨機數產生器402共同運作。在此例中，藉由對脈衝施加以延遲產生器502所產生的較長或較短的延遲時間，可對脈衝進行向前或向後移位。延遲時間的隨機調整可施加於脈衝之起始時間、脈衝之結束時間、或兩者皆是。因此，經由隨機調整後的不同脈衝可具有相同或不同的寬度。在一實施例中，不同脈衝可包含在一幀期間內，亦即，一幀期間可包含多個脈衝以提高刷新率(如第3圖中的脈衝寬度調變訊號PUL_B)，且位於一幀期間內的多個脈衝的寬度可隨機調整或延遲，如具有部分較長脈衝及部分較短脈衝。若一幀內的平均脈衝寬度可到達一目標責任週期以產生欲顯示的亮度，此幀內的脈衝寬度之隨機變化仍可產生大致正確的亮度。或者，不同的脈衝可能位於不同影像幀，在幅度夠小的脈衝變化之下，仍不致造成亮度的過度偏移。
如上所述，控制電路104係用來控制用於不同通道上的發光二極體串之多個電流穩壓器102。因此，同時輸出至不同通道的脈衝寬度調變訊號PUL_1~PUL_N可進一步施加以不同的延遲時間，進而錯開不同電流穩壓器102中的功率電晶體202之開啟時間及/或關閉時間。舉例來說，延遲產生器502可提供不同的延遲時間予分別包含在輸出至不同電流穩壓器102的不同脈衝寬度調變訊 號之一第一脈衝及一第二脈衝，使得第一脈衝及第二脈衝的輸出具有微小的時間差，即使這兩個脈衝是在相同幀期間內的同一時段輸出。
上述錯開操作使得電流穩壓器102可在不同時間點上抽取電流，可降低電源轉換器100之負載，同時減輕電磁干擾(Electromagnetic Interference，EMI)的問題。關於電磁干擾，若所有的電流穩壓器102皆以相同頻率開啟/關閉時，會在該頻率上產生相當大的電磁干擾能量。相較之下，透過本發明的方式，可在打亂的情況下進行脈衝寬度調變控制，使電流穩壓器102在不同時間點以不同頻率開啟/關閉，進而使能量分布在較寬的頻段範圍，以減輕電磁干擾的問題。
在上述實施例中，脈衝寬度調變訊號的隨機調整只有在變化幅度極小的情況下才能夠實現，以避免所顯示的畫面受到影響。在另一實施例中，脈衝寬度調變訊號PUL可透過預定的方式修改，而用於電流穩壓器的相對應輸入電壓VIN可據以進行調整以使亮度一致。
為了控制電流穩壓器102輸出對應於脈衝寬度調變訊號PUL_1~PUL_N之不同電流，控制電路104可輸出輸入電壓VIN_1~VIN_N至電流穩壓器102，其中，輸入電壓VIN_1~VIN_N的數值可根據各電流穩壓器所產生對應電流大小來決定。因此，根據每一通道上的脈衝寬度調變訊號PUL_1~PUL_N之責任週期，控制電路104可決定每一輸入電壓VIN_1~VIN_N的數值。如此一來，電流穩壓器102可產生並輸出用於各通道的驅動電流，以因應其責任週期及欲顯示的亮度。
一般來說，為實現相同亮度，當輸出至第一通道的脈衝寬度調變訊 號PUL_1之責任週期大於輸出至第二通道的脈衝寬度調變訊號PUL_2之責任週期時，輸出至第一通道的驅動電流應小於輸出至第二通道的驅動電流。因此，在電流穩壓器102的恆定電流負載204之下，提供予第一通道之電流穩壓器102的輸入電壓VIN_1應小於提供予第二通道之電流穩壓器102的輸入電壓VIN_2。舉例來說，假設位於第一通道及第二通道的發光二極體被設定在相同幀期間內產生實質上相同的亮度，輸出至第一通道的脈衝寬度調變訊號PUL_1具有責任週期50%而相對應的電流穩壓器被設定產生10mA的電流，若輸出至第二通道的另一脈衝寬度調變訊號PUL2之責任週期被調整為25%，則相對應的電流穩壓器可產生約等於20mA的電流，進而實現相同的亮度。
上述關於驅動電流對應脈衝寬度的計算係基於通過發光二極體的電流與發光二極體的亮度呈線性正比之理想情況。然而，在實際情況下，由於發光二極體的特性，大多數發光二極體面板上亮度與電流之間的關係通常是非線性的。第6圖繪示發光二極體的亮度與通過發光二極體的一平均電流I_AVG之間的關係。由於亮度與電流之間的非線性關係，若脈衝寬度除以2，兩倍的電流穩壓器輸出電流可能無法達到欲顯示的亮度。
在一實施例中，根據脈衝寬度或責任週期計算出電流之後，此電流可進一步校正以產生欲顯示的亮度。校正可根據一亮度校正曲線來執行，如第7圖所示，此亮度校正曲線可藉由對第6圖所示的真實電流對亮度曲線進行反向來取得。
第8圖為本發明實施例用來執行電流校正的一對應表80之示意圖，上述亮度校正曲線可透過數值來實現，並儲存於一記憶體所包含的對應表80。此 記憶體可包含在控制電路104中，抑或可以是獨立的記憶體裝置並耦接於控制電路104。在一實施例中，亮度校正曲線的數值可透過一次性編程(One-Time-Programming，OTP)的操作(如電子熔斷(Electronic Fuse，eFUSE))寫入對應表80。
在一實施例中，根據相對應脈衝寬度調變訊號之責任週期，控制電路104可先計算用於輸入電壓VIN之一調光值。舉例來說，當責任週期除以2，所計算出的調光值可用來產生兩倍的電流。接著，控制電路104可參考對應表80來校正調光值，亦即，此調光值可作為對應表80所接收的輸入調光值ADIM_IN。當校正完畢之後，對應表80可對應輸出與真實亮度相對應之一輸出調光值ADIM_REAL，控制電路104再根據輸出調光值ADIM_REAL來產生欲輸出至電流穩壓器20之輸入電壓VIN的數值。舉例來說，控制電路104可輸出輸出調光值ADIM_REAL至一數位類比轉換器，數位類比轉換器並根據輸出調光值ADIM_REAL來產生用於電流穩壓器20之輸入電壓VIN。因此，電流穩壓器20可產生並輸出用來產生欲顯示的亮度之適當電流值。
如上所述，控制電路104可輸出輸入電壓VIN_1~VIN_N至不同通道上的多個電流穩壓器102，因此可套用相同的校正操作來決定每一輸入電壓VIN_1~VIN_N。除此之外，控制電路104可控制脈衝寬度調變訊號PUL_1~PUL_N之脈衝在不同通道之間被打亂，並對應調整輸入電壓VIN_1~VIN_N以改變驅動電流。
因此，假設位於第一通道及第二通道之發光二極體被設定在相同幀期間內產生相同的亮度，輸出至第一通道的脈衝寬度調變訊號PUL_1具有責任週 期50%而相對應的電流穩壓器被設定產生10mA的電流，若輸出至第二通道的另一脈衝寬度調變訊號PUL_2之責任週期被調整為25%，則相對應的電流穩壓器可在校正後產生22mA的電流(例如從20mA校正至22mA)，進而實現相同的亮度。控制電路104可根據對應表80來調整調光值以執行校正，接著將調光值轉換為電壓並輸出至電流穩壓器20，此電壓即可用來決定輸出至發光二極體串之驅動電流。
如上所述，顯示系統10中的偵測電路106係用來偵測電流穩壓器102是否操作在正常操作範圍。驅動電流的變化可改變發光二極體串的跨壓，進而改變電流穩壓器之操作電壓。當驅動電流因應責任週期的改變而進行調整之後，可能會造成操作電壓下降到超出其正常操作範圍。
第9圖繪示電流的調整造成電流穩壓器偏離其正常操作範圍。假設電流穩壓器可在其接收之一供應電壓高於0.8V的情況下正常操作。如第9圖所示，通道CH1及CH2原先具有驅動電流20mA，且電源電壓VLED等於46V，因此發光二極體串的跨壓為45V，且通道CH1及CH2上電流穩壓器的跨壓為1V，其大於0.8V，因此電流穩壓器能夠正常操作。
當第一通道CH1被設定具有較小的脈衝寬度因而輸出較高的驅動電流25mA時，25mA的驅動電流可能造成發光二極體串具有較高的跨壓(即45.5V)，導致電流穩壓器之操作電壓被壓縮到0.5V，低於電流穩壓器的最小可操作電壓0.8V。
在一實施例中，當偵測電路106偵測到任一電流穩壓器之操作電壓下 降至低於其正常操作範圍的問題時，偵測電路106可通知控制電路104(如藉由輸出偵測訊號VDET)。對應地，控制電路104可控制通道回到其先前狀態。舉例來說，如第10圖所示，通道CH1上的電流穩壓器在驅動電流上升至25mA後未能正常操作，當偵測電路106偵測到該電流穩壓器之異常狀況時，可回復用於該電流穩壓器之輸入電壓的先前值，使得該電流穩壓器及其對應的通道回復到先前狀態。或者，控制電路104可控制電源轉換器100提高電源電壓VLED，進而增加電流穩壓器的跨壓，使電流穩壓器得以正常操作。
如此一來，錯開或打亂後的脈衝寬度調變訊號可施加於顯示面板上的所有通道或是僅施加於部分通道。舉例來說，因電流變化而造成電流穩壓器無法正常操作之特定通道可沿用原先的設定，以在一或多個幀期間內具有固定的脈衝寬度及驅動電流。
值得注意的是，本發明之目的在於提出一種新式的驅動方法，用來控制顯示面板上的發光二極體。本領域具通常知識者當可據以進行修飾或變化，而不限於此。在本發明之一第一實施例中，脈衝寬度調變訊號之起始時間、結束時間及/或脈衝寬度可隨機小幅度調整，在隨機變化之下，調整後的平均電流可能相同或不同於調整前的平均電流，因責任週期的變化極小而不致顯著影響畫面顯示。在本發明之一第二實施例中，可較大幅度地調整或修改脈衝寬度，並改變輸出電流及其對應的電壓以控制整體亮度維持不變。在良好控制並校正輸出至電流穩壓器之電壓值的情況下，調整後的平均電流相同於調整前的平均電流。
在另一實施例中，上述二種實施方式可互相結合以產生更隨機的結 果，如第11圖所示。第11圖繪示調整前之一脈衝寬度調變訊號P1，以預定方式調整脈衝寬度及輸入電壓後的一脈衝寬度調變訊號P2，以及進一步隨機調整後的一脈衝寬度調變訊號P3。在此例中，可對原始脈衝寬度調變訊號P1進行調整以提高脈衝寬度並降低對應的輸入電壓(以降低的脈衝高度來表示)，以產生脈衝寬度調變訊號P2，其和脈衝寬度調變訊號P1具有相同的平均電流，因而產生相同的亮度。接著，脈衝寬度調變訊號P2可進一步結合責任週期之隨機變化/調整，以產生脈衝寬度調變訊號P3，進而打亂並錯開多個脈衝寬度調變訊號之間的脈衝。在脈衝寬度調變訊號P3中，可選擇性加入輸入電壓的調整以進行亮度校正。
綜上所述，本發明提出了一種可用來控制發光二極體面板之顯示驅動電路及其驅動方法。發光二極體面板包含有多個電流穩壓器，其中每一電流穩壓器耦接於面板上的一發光二極體串。控制電路可輸出一脈衝寬度調變訊號及一輸入電壓至每一電流穩壓器，以控制電流穩壓器輸出驅動電流至相對應的發光二極體串以進行發光。平均驅動電流可根據脈衝寬度調變訊號之責任週期以及輸入電壓的大小來決定。在一實施例中，脈衝寬度調變訊號中的脈衝可被打亂，使得用於不同電流穩壓器之多個脈衝寬度調變訊號的脈衝具有小幅度的變化而散開，以降低電源轉換器之負載並減輕電磁干擾的問題。在另一實施例中，脈衝寬度調變訊號之責任週期可進行良好的控制及修改，並據以調整輸入電壓的數值，以取得用以產生欲顯示的亮度之一目標平均驅動電流，如此可實現較大幅度的責任週期調整，且不影響畫面顯示。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10:顯示系統
100:電源轉換器
102:電流穩壓器
104:控制電路
106:偵測電路
110:顯示面板
VLED:電源電壓
LED[1]~LED[N]:發光二極體串
PUL_1~PUL_N:脈衝寬度調變訊號
VIN_1~VIN_N:輸入電壓
VDET:偵測訊號
VFB:回授訊號

Claims (16)

  1. 一種顯示驅動電路，用來控制具有複數個發光二極體串(Light-Emitting Diode String，LED String)之一顯示面板，該顯示驅動電路包含有：複數個電流穩壓器，其中每一電流穩壓器用來控制該複數個發光二極體串之其中一者；以及一控制電路，耦接於該複數個電流穩壓器，用來產生複數個脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)訊號中的複數個脈衝，並輸出該複數個脈衝寬度調變訊號中的每一脈衝寬度調變訊號至該複數個電流穩壓器中各別的一電流穩壓器，該控制電路包含有一隨機數產生器(random number generator)，用來產生複數個隨機變數；其中，該複數個脈衝係被打亂(scramble)；其中，該隨機數產生器利用該複數個隨機變數的數值來修改一原始脈衝，以產生被打亂的該複數個脈衝。
  2. 如請求項1所述之顯示驅動電路，其中該控制電路另包含有：一延遲產生器，耦接於該隨機數產生器，用來根據該複數個隨機變數，延遲該複數個脈衝之一起始時間及一結束時間當中至少一者。
  3. 如請求項2所述之顯示驅動電路，其中該延遲產生器係用來提供不同的延遲時間予該複數個脈衝中的一第一脈衝及一第二脈衝。
  4. 如請求項1所述之顯示驅動電路，其中該控制電路另包含有：一截斷器(truncator)，耦接於該隨機數產生器，用來截斷該複數個隨機變 數以產生複數個殘差值，該複數個殘差值用來產生被打亂的該複數個脈衝。
  5. 如請求項1所述之顯示驅動電路，另包含有：一偵測電路，耦接於該複數個電流穩壓器，用來偵測該複數個電流穩壓器之複數個操作電壓，並輸出一偵測訊號至該控制電路，該偵測訊號指示該複數個操作電壓中的每一操作電壓是否位於該複數個電流穩壓器之一正常操作範圍。
  6. 如請求項5所述之顯示驅動電路，另包含有：一電源轉換器，用來輸出一電源電壓至該顯示面板；其中，該控制電路另根據該偵測訊號來輸出一回授訊號至該電源轉換器，該回授訊號控制該電源轉換器調整該電源電壓。
  7. 如請求項5所述之顯示驅動電路，其中當該偵測電路偵測到該複數個電流穩壓器中的一第一電流穩壓器未能正常操作時，該控制電路另回復用於該第一電流穩壓器之一輸入電壓的一先前值。
  8. 如請求項1所述之顯示驅動電路，其中被打亂的該複數個脈衝係在相同的一幀期間內分別輸出至該複數個發光二極體串。
  9. 一種顯示驅動電路，用來控制具有複數個發光二極體串(Light-Emitting Diode String，LED String)之一顯示面板，該顯示驅動電路包含有： 複數個電流穩壓器，其中每一電流穩壓器用來控制該複數個發光二極體串之其中一者；以及一控制電路，耦接於該複數個電流穩壓器，用來產生複數個脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)訊號，並輸出該複數個脈衝寬度調變訊號中的每一脈衝寬度調變訊號至該複數個電流穩壓器中各別的一電流穩壓器；其中，該複數個脈衝寬度調變訊號中的一第一脈衝寬度調變訊號及一第二脈衝寬度調變訊號具有不同的責任週期，用來在相同的一幀期間內使該複數個發光二極體串中相對應的發光二極體串產生實質上相同的亮度。
  10. 如請求項9所述之顯示驅動電路，其中該控制電路另用來產生複數個輸入電壓，並將該複數個輸入電壓中的每一輸入電壓輸出至該複數個電流穩壓器中各別的該電流穩壓器。
  11. 如請求項10所述之顯示驅動電路，其中該控制電路另用來根據該複數個脈衝寬度調變訊號之該責任週期來決定該複數個輸入電壓的數值。
  12. 如請求項11所述之顯示驅動電路，其中該控制電路另用來執行下列步驟，以決定該複數個輸入電壓的數值：根據該複數個脈衝寬度調變訊號之該責任週期，計算用於該複數個輸入電壓之一調光值；以及參考一對應表來校正該調光值，以產生該複數個輸入電壓的數值；其中，該對應表係根據該複數個發光二極體串所產生的亮度與通過該複數個發光二極體串的電流之間的關係來決定。
  13. 如請求項10所述之顯示驅動電路，其中當輸出至該複數個電流穩壓器中的一第一電流穩壓器的該第一脈衝寬度調變訊號之該責任週期大於輸出至該複數個電流穩壓器中的一第二電流穩壓器的該第二脈衝寬度調變訊號之該責任週期時，輸出至該第一電流穩壓器之一第一輸入電壓小於輸出至該第二電流穩壓器之一第二輸入電壓。
  14. 如請求項9所述之顯示驅動電路，另包含有：一偵測電路，耦接於該複數個電流穩壓器，用來偵測該複數個電流穩壓器之複數個操作電壓，並輸出一偵測訊號至該控制電路，該偵測訊號指示該複數個操作電壓中的每一操作電壓是否位於該複數個電流穩壓器之一正常操作範圍。
  15. 如請求項14所述之顯示驅動電路，另包含有：一電源轉換器，用來輸出一電源電壓至該顯示面板；其中，該控制電路另根據該偵測訊號來輸出一回授訊號至該電源轉換器，該回授訊號控制該電源轉換器調整該電源電壓。
  16. 如請求項14所述之顯示驅動電路，其中當該偵測電路偵測到該複數個電流穩壓器中的一第一電流穩壓器未能正常操作時，該控制電路另回復用於該第一電流穩壓器之一輸入電壓的一先前值。
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