TWM447060U - 發光二極體驅動裝置 - Google Patents

Description

發光二極體驅動裝置

本新型有關於一種驅動裝置，特別有關於一種發光二極體驅動裝置。

發光二極體(Light Emitting Diode,LED)具有諸如壽命長、體積小、高抗震性、低熱產生及低功率消耗等優點，因此已被廣泛應用於家用及各種設備中的指示器或光源。近年來，發光二極體已朝多色彩及高亮度發展，因此其應用領域已擴展至大型戶外看板、交通號誌燈以及相關的照明領域。在未來，發光二極體可能成為兼具省電及環保功能的主要照明光源。

對於發光二極體的驅動方式來說，大都是將先將交流電壓轉換成直流電壓或電流，再利用穩定的直流電壓或電流，以驅動發光二極體工作並發光。並且，目前大部分的電器或電子產品所提供之電源都來自市電，且這些電器或電子產品大都含有金屬等導電體，以進行電源輸送。

然而，發光二極體驅動電路會由於一些外在因素，例如雷擊、電磁干擾(Electromagnetic Interference,EMI)、電磁相容(Electromagnetic Compatibility,EMC)、浪湧電流、或是發光二極體的兩端發生開路狀態等，而使得發光二極體的驅動電流增加。一旦，驅動電流超過發光二極體的額定值，將會輕易地導致發光二極體損壞或壽命縮短。因此，發光二極體驅動電路仍有改善的 空間，以有效避免發光二極體產品遭受過電流、過電壓以及發光二極體兩端發生開路狀態等因素而損害的問題。

鑒於以上的問題，本新型在於提供一種發光二極體驅動裝置，藉以調整出合適的驅動電流，且平衡發光二極體單元之間的電流，並達到過電壓、過電流以及發光二極體單元出現開路狀態的保護作用。

本新型所揭露之一種發光二極體驅動裝置，適於驅動多個發光二極體單元，這些發光二極體單元並聯連接。此發光二極體驅動裝置包括電壓轉換單元、多個電流控制單元、第一偵測單元、回授單元、第二偵測單元與控制單元。電壓轉換單元用以接收工作電壓，並依據控制訊號，而將工作電壓轉換成輸出電壓，且輸出電壓輸出至發光二極體單元的陽極端。電流控制單元分別耦接發光二極體單元的陰極端，用以接收多個第一參考訊號，而產生多個電流訊號。第一偵測單元耦接發光二極體單元的陰極端，用以產生第一偵測訊號。回授單元耦接第一偵測單元，用以接收第一偵測訊號，以產生回授訊號。第二偵測單元耦接電壓轉換單元，用以接收輸出電壓，以產生第二偵測訊號。控制單元耦接回授單元與第二偵測單元，用以接收回授訊號、第二偵測訊號與輸出電壓，並依據回授訊號或第二偵測訊號，以產生控制訊號。

在一實施例中，前述電壓轉換單元包括第一電阻、第一電容、變壓器、第一二極體、第一開關單元、第二電阻、第二二極體、 第二電容、電感與第三電容。

第一電阻具有第一端與第二端，第一電阻的第一端接收工作電壓。第一電容具有第一端與第二端，第一電容的第一端耦接第一電阻的第一端，第一電容的第二端耦接第一電阻的第二端。變壓器具有一次側與二次側，變壓器之一次側的第一端耦接第一電阻的第一端，變壓器之二次側的第二端耦接接地端。第一二極體具有陽極端與陰極端，第一二極體的陰極端耦接第一電阻的第二端，第一二極體的陽極端耦接變壓器之一次側的第二端。

第一開關單元具有第一端、第二端與第三端，第一開關單元的第一端耦接第一二極體的陽極端，第一開關單元的第二端接收控制訊號。第二電阻具有第一端與第二端，第二電阻的第一端耦接第一開關單元的第三端。第二二極體具有陽極端與陰極端，第二二極體的陽極端耦接變壓器之二次側的第一端。第二電容具有第一端與第二端，第二電容的第一端耦接第二二極體的陰極端，第二電容的第二端耦接接地端。

電感具有第一端與第二端，電感的第一端耦接第二電容的第二端，電感的第二端產生輸出電壓。第三電容具有第一端與第二端，第三電容的第一端耦接電感的第二端，第三電容的第二端耦接接地端。

在一實施例中，前述電流控制單元各自包括第一運算放大器、第四電容、第三電阻、第四電阻、第二開關單元、第五電阻與第六電阻。第一運算放大器具有第一輸入端、第二輸入端與輸 出端，第一運算放大器的第一輸入端接收第一參考訊號。第四電容具有第一端與第二端，第四電容的第一端耦接第一運算放大器的第二輸入端。第三電阻具有第一端與第二端，第三電阻的第一端耦接第四電容的第二端，第三電阻的第二端耦接第一運算放大器的輸出端。

第四電阻具有第一端與第二端，第四電阻的第一端耦接第三電阻的第二端。第二開關單元具有第一端、第二端與第三端，第二開關單元的第一端耦接發光二極體單元的陰極端，以產生電流訊號，第二開關單元的第二端耦接第四電阻的第二端。第五電阻具有第一端與第二端，第五電阻的第一端耦接第四電容的第一端，第五電阻的第二端耦接第二開關單元的第三端。第六電阻具有第一端與第二端，第六電阻的第一端耦接第五電阻的第二端，第六電阻的第二端耦接接地端。

在一實施例中，第一偵測單元包括多個第三二極體、第七電阻與第八電阻。前述第三二極體各自具有陽極端與陰極端，前述第三二極體的陽極端分別耦接發光二極體單元的陰極端。第七電阻具有第一端與第二端，第七電阻的第一端耦接第三二極體的陰極端，第七電阻的第二端產生第一偵測訊號。第八電阻具有第一端與第二端，第八電阻的第一端耦接第七電阻的第二端，第八電阻的第二端耦接接地端。

在一實施例中，前述回授單元包括第二運算放大器、第九電阻、第五電容與第四二極體。第二運算放大器具有第一輸入端、 第二輸入端與輸出端，第二運算放大器的第一輸入端接收第二參考訊號，第二運算放大器的第二輸入端耦接回授單元，以接收第一偵測訊號。第九電阻具有第一端與第二端，第九電阻的第一端耦接第二運算放大器的第二輸入端。第五電容具有第一端與第二端，第五電容的第一端耦接第九電阻的第二端，第五電容的第二端耦接第二運算放大器的輸出端。第四二極體具有陽極端與陰極端，第四二極體的陽極端產生回授訊號，第四二極體的陰極端耦接第二運算放大器的輸出端。

在一實施例中，前述第二偵測單元包括第十電阻、第十一電阻、第三運算放大器、第十二電阻、第六電容與第五二極體。第十電阻具有第一端與第二端，第十電阻的第一端接收輸出電壓。第十一電阻具有第一端與第二端，第十一電阻的第一端耦接第十電阻的第二端，第十一電阻的第二端耦接接地端。第三運算放大器具有第一輸入端、第二輸入端與輸出端，第三運算放大器的第一輸入端接收第三參考訊號，第三運算放大器的第二輸入端耦接第十一電阻的第一端。第十二電阻具有第一端與第二端，第十二電阻的第一端耦接第三運算放大器的第二輸入端。第六電容具有第一端與第二端，第六電容的第一端耦接第十二電阻的第二端，第六電容的第二端耦接第三運算放大器的輸出端。第五二極體具有陽極端與陰極端，第五二極體的陽極端產生第二偵測訊號，第五二極體的陰極端耦接第三運算放大器的輸出端。

在一實施例中，前述控制單元包括第十三電阻、光耦合器與 脈寬調變單元。第十三電阻具有第一端與第二端，第十三電阻的第一端接收輸出電壓。光耦合器具有第一端、第二端、第三端與第四端，光耦合器的第一端耦接第十三電阻的第二端，光耦合器的第二端接收回授訊號與第二偵測訊號，光耦合器的第三端產生耦合訊號，光耦合器的第四端耦接接地端。脈寬調變單元耦接光耦合器的第三端，用以接收耦合訊號，以產生控制訊號。

在一實施例中，前述發光二極體驅動裝置更包括濾波單元與整流單元。濾波單元接收電源電壓，並對電源電壓進行濾波，以產生濾波電壓。整流單元耦接濾波單元，接收濾波電壓，並對濾波電壓進行整流，以產生工作電壓。

本新型所揭露之發光二極體驅動裝置，其藉由電流控制單元依據第一參考訊號，以調整出合適的驅動電流。並且，藉由偵測流經發光二極體單元的電流，而據以產生第一偵測訊號，再依據第一偵測訊號而產生回授訊號。另外，藉由偵測發光二極體單元是否產生開路狀態，以產生第二偵測訊號。接著，控制單元依據回授訊號或第二偵測訊號，調整控制訊號的電壓準位，進而控制電壓轉換單元是否產生輸出電壓。如此一來，可調整出合適的驅動電流，且平衡發光二極體單元之間的電流，並達到過電壓、過電流以及發光二極體單元出現開路狀態的保護作用，以避免發光二極體單元產生損壞的情況。

有關本新型的特徵與實作，茲配合圖式作實施例詳細說明如下。

請參考「第1圖」所示，其分別為本新型之發光二極體驅動裝置的示意圖。本實施例之發光二極體驅動裝置100適於驅動發光二極體單元180_1、180_2與180_3。為了方便說明，在一實施例中，發光二極體單元180_1包括一個發光二極體，此發光二極體的陽極端作為發光二極體單元180_1的陽極端，此發光二極體的陰極端作為發光二極體單元180_1的陰極端。

在另一實施例中，發光二極體單元180_1包括多個發光二極體，且這些發光二極體以串聯連接成一個發光二極體串列，此發光二極體串列的陽極端作為發光二極體單元180_1的陽極端，此發光二極體串列的陰極端作為發光二極體單元180_1的陰極端。其餘發光二極體單元180_2與180_3則類推。另外，本實施例以驅動3個發光二極體單元為例，但本新型不限於此，亦可驅動2個或3個以上的發光二極體單元。

發光二極體驅動裝置100包括電壓轉換單元110、多個電流控制單元120_1、120_2、120_3、第一偵測單元130、回授單元140、第二偵測單元150與控制單元160。其中，電流控制單元的數量對應發光二極體單元的數量，亦即發光二極體單元的數量為3個，則電流控制單元的數量也為3個，其餘則類推。

電壓轉換單元110接收工作電壓VIN，且依據控制訊號CS，而將工作電壓VIN轉換成輸出電壓VO，且前述輸出電壓VO輸出至發光二極體單元180的陽極端。在本實施例中，工作電壓VIN 例如可由一輸入電源電路提供，此輸入電源電路例如為交流電源或直流電源的輸入電源電路。

電流控制單元120_1、120_2與120_3分別且以一對一耦接發光二極體單元180_1、180_2與180_3的陰極端，用以接收多個第一參考訊號VREF1，而產生多個電流訊號I。在本實施例中，電流控制單元120_1、120_2與120_3所提供的電流訊號I為一恆定電流。

第一偵測單元130耦接發光二極體單元180_1、180_2與180_3的陰極端，用以產生第一偵測訊號VD1。回授單元140耦接第一偵測單元130，用以接收第一偵測訊號VD1，以產生回授訊號VFB。第二偵測單元150耦接電壓轉換單元110，用以接收輸出電壓VO，以產生第二偵測訊號VD2。控制單元160耦接回授單元140與第二偵測單元150，用以接收回授訊號VFB、第二偵測訊號VD2與輸出電壓VO，並依據輸出電壓VO與回授訊號VFB或第二偵測訊號VD2，以產生控制訊號CS。

當發光二極體驅動裝置100開始運作時，電壓轉換單元110會依據控制訊號CS的電壓準位，而據以將工作電壓VIN轉換成輸出電壓VO，並將輸出電壓VO輸出至發光二極體單元180_1、180_2與180_3的陽極端，以驅動發光二極體單元180_1、180_2與180_3。

舉例來說，當控制訊號CS的電壓準位為高電壓準位時，則電壓轉換單元110不會進行工作電壓VIN的轉換，亦即電壓轉換單 元110進行儲能的操作。當控制訊號CS的電壓準位為低電壓準位，電壓轉換單元110會將工作電壓VIN轉換成輸出電壓VO，亦即電壓轉換單元110將儲能的電壓轉換成輸出電壓VO並輸出。

接著，電流控制單元120_1、120_2與120_3分別依據第一參考訊號VREF1，產生對應的電流訊號I，以控制流經發光二極體單元180_1、180_2與180_3的電流，進而達到恆流的控制。另外，第一偵測單元130會偵測流經發光二極體單元180_1、180_2與180_3的電流，而將前述的電流轉換成第一偵測訊號VD1。之後，回授單元140會接收前述的第一偵測訊號VD1，並且依據第一偵測訊號VD1的電壓準位，而產生對應的回授訊號VP。

舉例來說，當第一偵測訊號VD1的電壓準位高於一預設值時，回授單元140會對應產生例如為低電壓準位的回授訊號VFB。當第一偵測訊號VD1的電壓準位沒有高於前述的預設值，回授單元140會對應產生例如高電壓準位的回授訊號VFB。

另一方面，第二偵測單元150會接收輸出電壓VO，並依據輸出電壓VO的電壓準位，而產生對應的第二偵測訊號VD2。舉例來說，當輸出電壓VO的電壓準位高於一預設值時，第二偵測單元150會對應產生例如低電壓準位的第二偵測訊號VD2。當輸出電壓VO的電壓準位沒有高於前述的預設值時，第二偵測單元會對應產生例如高電壓準位的第二偵測訊號VD2。

接著，控制單元160接收輸出電壓VO、回授訊號VFB與第二偵測訊號VD2，並依據回授訊號VFB或第二偵測訊號VD2的 電壓準位，而據以產生控制訊號CS，亦即調整控制訊號CS的電壓準位，以控制電壓轉換單元110是否將工作電壓VIN轉換成輸出電壓VO。

舉例來說，當回授訊號VFB與第二偵測訊號VD2其中之一的電壓準位例如為低電壓準位，或是回授訊號VFB與第二偵測訊號VD2的電壓準位例如都為低電壓準位時，控制單元160例如產生低電壓準位的控制訊號CS，以致使電壓轉換單元110不會將工作電壓VIN轉換成輸出電壓VO。當回授訊號VFB與第二偵測訊號VD2的電壓準位例如都為高電壓準位時，控制單元160例如產生高電壓準位的控制訊號CS，以致使電壓轉換單元110將工作電壓VIN轉換成輸出電壓VO，並輸出至發光二極體單元180_1、180_2與180_3的陽極端，以驅動發光二極體單元180_1、180_2與180_3。

藉由監控流經發光二極體單元180_1、180_2與180_3的電流，而提供對應的第一偵測訊號VD1並據以產生回授訊號VFB，以及監控輸出電壓VO以產生對應的第二偵測訊號VD2，以調整控制訊號CS的電壓準位，作為控制電壓轉換單元110是否產生輸出電壓VO的依據。並且，藉由依據第一參考訊號VREF1，以控制流經發光二極體單元180_1、180_2與180_3的電流訊號I。如此一來，可調整出合適的驅動電流，且平衡發光二極體單元180_1、180_2與180_3之間的電流，並達到過電壓、過電流以及發光二極體單元180_1、180_2與180_3出現開路狀態的保護作 用，以避免發光二極體單元產生損壞的情況。

請參考「第2圖」所示，其為本新型之發光二極體驅動裝置的詳細示意圖。本實施例之發光二極體驅動裝置200適於驅動發光二極體單元180_1、180_2與180_3。發光二極體驅動裝置200包括濾波單元210、整流單元220、電壓轉換單元110、電流控制單元120_1、120_2、120_3、第一偵測單元130、回授單元140、第二偵測單元150與控制單元160。

濾波單元210接收電源電壓VS，並對電源電壓VS進行濾波，以產生濾波電壓，其中電源電壓VS例如為交流電壓。整流單元220耦接濾波單元210，接收濾波電壓，並對濾波電壓進行整流，以產生工作電壓VIN。

電壓轉換單元110包括第一電阻R1、第一電容C1、變壓器222、第一二極體D1、第一開關單元224、第二電阻R2、第二二極體D2、第二電容C2、電感L與第三電容C3。

第一電阻R1具有第一端與第二端，第一電阻R1的第一端接收工作電壓VIN。第一電容C1具有第一端與第二端，第一電容C1的第一端耦接第一電阻R1的第一端，第一電容C1的第二端耦接第一電阻R1的第二端。變壓器222具有一次側與二次側，變壓器之一次側的第一端耦接第一電阻R1的第一端，變壓器222之二次側的第二端耦接接地端GND。

第一二極體D1具有陽極端與陰極端，第一二極體D1的陰極端耦接第一電阻R1的第二端，第一二極體D1的陽極端耦接變壓 器222之一次側的第二端。第一開關單元224具有第一端、第二端與第三端，第一開關單元224的第一端耦接第一二極體D1的陽極端，第一開關單元224的第二端接收控制訊號CS。

在本實施例中，第一開關單元224例如以N型電晶體實施。第一開關單元224的第一端例如為N型電晶體的汲極端(Drain)，第一開關單元224的第二端例如為N型電晶體的閘極端(Gate)，第一開關單元224的第三端例如為N型電晶體的源極端(Source)。然而，本新型不限於此，第一開關單元224亦可以P型電晶體或其他開關元件來實施。

第二電阻R2具有第一端與第二端，第二電阻R2的第一端耦接第一開關單元224的第三端。第二二極體D2具有陽極端與陰極端，第二二極體D2的陽極端耦接變壓器222之二次側的第一端。第二電容C2具有第一端與第二端，第二電容C2的第一端耦接第二二極體D2的陰極端，第二電容C2的第二端耦接接地端GND。電感L具有第一端與第二端，電感L的第一端耦接第二電容C2的第二端，電感L的第二端產生輸出電壓VO。第三電容C3具有第一端與第二端，第三電容C3的第一端耦接電感L的第二端，第三電容C3的第二端耦接接地端GND。

電流控制單元120_1、120_2與120_3各自包括第一運算放大器226、第四電容C4、第三電阻R3、第四電阻R4、第二開關單元228、第五電阻R5與第六電阻R6。第一運算放大器226具有第一輸入端(例如正輸入端)、第二輸入端(例如負輸入端)與輸出 端，第一運算放大器226的第一輸入端接收第一參考訊號VREF1。第四電容C4具有第一端與第二端，第四電容C4的第一端耦接第一運算放大器226的第二輸入端。

第三電阻R3具有第一端與第二端，第三電阻R3的第一端耦接第四電容C4的第二端，第三電阻R3的第二端耦接第一運算放大器226的輸出端。第四電阻R4具有第一端與第二端，第四電阻R4的第一端耦接第三電阻R3的第二端。第二開關單元228具有第一端、第二端與第三端，第二開關單元228的第一端耦接發光二極體單元的陰極端，以產生電流訊號I，第二開關單元228的第二端耦接第四電阻R4的第二端。

在本實施例中，第二開關單元228例如以N型電晶體實施。第二開關單元228的第一端例如為N型電晶體的汲極端，第二開關單元228的第二端例如為N型電晶體的閘極端，第二開關單元228的第三端例如為N型電晶體的源極端。然而，本新型不限於此，第二開關單元228亦可以P型電晶體或其他開關元件來實施。

第五電阻R5具有第一端與第二端，第五電阻R5的第一端耦接第四電容C4的第一端，第五電阻R5的第二端耦接第二開關單元226的第三端。第六電阻R6具有第一端與第二端，第六電阻R6的第一端耦接第五電阻R5的第二端，第六電阻R6的第二端耦接接地端GND。

第一偵測單元130包括第三二極體D3_1、D3_2、D3_3、第七電阻R7與第八電阻R8。其中，第三二極體的數量對應發光二 極體單元的數量，亦即發光二極體的數量為3個，第三二極體的數量也為3個，其餘則類推。

第三二極體D3_1、D3_2、D3_3分別具有陽極端與陰極端，且第三二極體D3_1、D3_2、D3_3的陽極端分別耦接發光二極體單元180_1、180_2、180_3的陰極端。第七電阻R7具有第一端與第二端，第七電阻R7的第一端耦接第三二極體D3_1、D3_2、D3_3陰極端，第七電阻R7的第二端產生第一偵測訊號VD1。第八電阻R8具有第一端與第二端，第八電阻R8的第一端耦接第七電阻R7的第二端，第八電阻R8的第二端耦接接地端GND。

回授單元140包括第二運算放大器230、第九電阻R9、第五電容C5、第四二極體D4。第二運算放大器230具有第一輸入端(例如正輸入端)、第二輸入端(例如負輸入端)與輸出端，第二運算放大器230的第一輸入端接收第二參考訊號VREF2，第二運算放大器230的第二輸入端耦接回授單元130，以接收第一偵測訊號VD1。

第九電阻R9具有第一端與第二端，第九電阻R9的第一端耦接第二運算放大器230的第二輸入端。第五電容C5具有第一端與第二端，第五電容C5的第一端耦接第九電阻R9的第二端，第五電容C5的第二端耦接第二運算放大器230的輸出端。第四二極體D4具有陽極端與陰極端，第四二極體D4的陽極端產生回授訊號VFB，第四二極體D4的陰極端耦接第二運算放大器230的輸出端。

第二偵測單元150包括第十電阻R10、第十一電阻R11、第三 運算放大器232、第十二電阻R12、第六電容C6與第五二極體D5。第十電阻R10具有第一端與第二端，第十電阻R10的第一端接收輸出電壓VO。

第十一電阻R11具有第一端與第二端，第十一電阻R11的第一端耦接第十電阻R10的第二端，第十一電阻R11的第二端耦接接地端GND。第三運算放大器232具有第一輸入端(例如正輸入端)、第二輸入端(例如負輸入端)與輸出端，第三運算放大器232的第一輸入端接收第三參考訊號VREF3，第三運算放大器232的第二輸入端耦接十一電阻R11的第一端。

第十二電阻R12具有第一端與第二端，第十二電阻R12的第一端耦接第三運算放大器232的第二輸入端。第六電容C6具有第一端與第二端，第六電容C6的第一端耦接第十二電阻R12的第二端，第六電容C6的第二端耦接第三運算放大器232的輸出端。第五二極體D5具有陽極端與陰極端，第五二極體D5的陽極端產生第二偵測訊號VD2，第五二極體D5的陰極端耦接第三運算放大器232的輸出端。

控制單元160包括第十三電阻R13、光耦合器234與脈寬調變單元236。第十三電阻R13具有第一端與第二端，第十三電阻R13的第一端接收輸出電壓VO。光耦合器234具有第一端、第二端、第三端與第四端，光耦合器234的第一端耦接第十三電阻R13的第二端，光耦合器234的第二端接收回授訊號VFB與第二偵測訊號VD2，光耦合器234的第三端產生耦合訊號，光耦合器234 的第四端耦接接地端GND。脈寬調變單元236耦接光耦合器的第三端，用以接收耦合訊號，以產生控制訊號CS。

當發光二極體驅動裝置200運作後，且電壓轉換單元110產生輸出電壓VO以驅動發光二極體單元180_1、180_2與180_3後，電流控制單元120_1、120_2與120_3的第一運算放大器226會依據其第一輸入端與第二輸入端之訊號的電壓準位，亦即第一參考訊號VREF1以及第六電阻R6上的壓降，控制第一開關單元228的導通與否，使得第一開關單元228工作於線性狀態，進而控制電流訊號I的產生，以調整出合適之發光二極體驅動單元180_1、180_2與180_3的驅動電流。

另外，第一偵測單元130會偵測流經發光二極體單元180_1、180_2與180_3的電流，以產生第一偵測訊號VD1。並且，第一偵測訊號VD1輸出至第二運算放大器230的第二輸入端。接著，第二運算放大器230會比較第一輸入端與第二輸入端所接收的訊號，亦即比較第一偵測訊號VD1與第二參考訊號VREF2的電壓準位，而據以調整回授訊號VFB的電壓準位。

當流經發光二極體單元180_1、180_2與180_3的電流正常時，第一偵測訊號VD1的電壓準位並不會超過第二參考電壓VREF2的電壓準位，因此回授單元140的第二運算放大器230會輸出高電壓準位的訊號，則第四二極體D4不導通，而使得回授單元140所產生的回授訊號VFB為高電壓準位。

然而，當流經發光二極體單元180_1、180_2與180_3的電流 突然增大時，亦即過電流、過電壓的情況發生，則第一偵測訊號VD1的電壓準位亦會持續上升。並且，回授單元140的第二運算放大器230會持續比較第一偵測訊號VD1與第二參考訊號VREF2。接著，當第二運算放大器230比較出第一偵測訊號VD1的電壓準位大於第二參考訊號VREF2時，會對應產生低電壓準位的訊號，則第四二極體D4導通，而使得回授單元140所產生的回授訊號VFB為低電壓準位。

另一方面，第二偵測單元150會藉由第十電阻R10與第十一電阻R11，對輸出電壓VO進行分壓，以產生一分壓訊號，且分壓訊號會輸出至第三運算放大器232的第二輸入端。接著，第三運算放大器232會比較第一輸入端與第二輸入端所接收的訊號，亦即比較分壓訊號與第三參考訊號VREF3的電壓準位，而據以調整第二偵測訊號VD2的電壓準位。

當發光二極體單元180_1、180_2與180_3未出現開路狀態時，輸出電壓VO的電壓準位經由分壓所產生的分壓訊號，並不會超過第三參考電壓VREF3的電壓準位，因此第二偵測單元150的第三運算放大器232會輸出高電壓準位的訊號，則第五二極體D5不導通，而使得第二偵測單元150所產生的第二偵測訊號VD2為高電壓準位。

然而，當發光二極體單元180_1、180_2與180_3出現開路狀態時，則輸出電壓VO的電壓準位會持續上升，且分壓訊號的電壓準位也隨之上升。並且，第二偵測單元150的第三運算放大器 232會持續比較分壓訊號與第三參考訊號VREF3。接著，當第三運算放大器232比較出分壓訊號的電壓準位大於第三參考訊號VREF3時，會對應產生低電壓準位的訊號，則第五二極體D5導通，而使得第二偵測單元150所產生的第二偵測訊號VD2為低電壓準位。

接著，控制單元160會接收輸出電壓VO，且輸出電壓VO會經由第十三電阻R13傳送至光耦合器234的第一端。之後，光耦合器234會依據其第二端所接收之回授訊號VFB或第二偵測訊號VD2的電壓準位，而決定光耦合器234的光發射端是否導通。

當回授訊號VFB與第二偵測訊號VD2的電壓準位都為高電壓準位時，光耦合器234的光發射端不產生光源，則光耦合器234的光接收端不導通，使得光耦合器234的第三端產生高電壓準位的耦合訊號給脈寬調變單元236。接著，脈寬調變單元236依據光耦合器所產生之高電壓準位的訊號，而對應產生高電壓準位的控制訊號CS給電壓轉換單元110，使得電壓轉換單元110產生輸出電壓VO。

另一方面，當回授訊號VFB或第二偵測訊號VD2的電壓準位都低電壓準位時，光耦合器234的光發射端產生光源，則光耦合器的光接收端導通，使得光耦合器234的第三端產生低電壓準位的耦合訊號給脈寬調變單元236。接著，脈寬調變單元236依據光耦合器234所產生之低電壓準位的訊號，而對應產生低電壓準位的控制訊號CS給電壓轉換單元110，使得電壓轉換單元110產 生輸出電壓VO。

如此一來，本實施例之發光二極體驅動裝置200可調整出合適的驅動電流，且平衡發光二極體單元180_1、180_2與180_3之間的電流，並達到過電壓、過電流以及發光二極體單元180_1、180_2與180_3出現開路狀態的保護作用，以避免發光二極體單元180_1、180_2與180_3產生損壞的情況。

本新型之發光二極體驅動裝置，其藉由電流控制單元依據第一參考訊號，以調整出合適的驅動電流。並且，藉由偵測流經發光二極體單元的電流，而據以產生第一偵測訊號，再依據第一偵測訊號而產生回授訊號。另外，藉由偵測發光二極體單元是否產生開路狀態，以產生第二偵測訊號。接著，控制單元依據回授訊號或第二偵測訊號，調整控制訊號的電壓準位，進而控制電壓轉換單元是否產生輸出電壓。如此一來，可調整出合適的驅動電流，且平衡發光二極體單元之間的電流，並達到過電壓、過電流以及發光二極體單元出現開路狀態的保護作用，以避免發光二極體單元產生損壞的情況。

雖然本新型以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何熟習相像技藝者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本新型之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200‧‧‧發光二極體驅動裝置

110‧‧‧電壓轉換單元

120_1、120_2、120_3‧‧‧電流控制單元

130‧‧‧第一偵測單元

140‧‧‧回授單元

150‧‧‧第二偵測單元

160‧‧‧控制單元

180_1、180_2、180_3‧‧‧發光二極體單元

210‧‧‧濾波單元

220‧‧‧整流單元

222‧‧‧變壓器

224‧‧‧第一開關單元

226‧‧‧第一運算放大器

228‧‧‧第二開關單元

230‧‧‧第二運算放大器

232‧‧‧第三運算放大器

234‧‧‧光耦合器

236‧‧‧脈寬調變單元

C1‧‧‧第一電容

C2‧‧‧第二電容

C3‧‧‧第三電容

C4‧‧‧第四電容

C5‧‧‧第五電容

C6‧‧‧第六電容

D1‧‧‧第一二極體

D2‧‧‧第二二極體

D3_1、D3_2、D3_3‧‧‧第三二極體

D4‧‧‧第四二極體

D5‧‧‧第五二極體

R1‧‧‧第一電阻

R2‧‧‧第二電阻

R3‧‧‧第三電阻

R4‧‧‧第四電阻

R5‧‧‧第五電阻

R6‧‧‧第六電阻

R7‧‧‧第七電阻

R8‧‧‧第八電阻

R9‧‧‧第九電阻

R10‧‧‧第十電阻

R11‧‧‧第十一電阻

R12‧‧‧第十二電阻

R13‧‧‧第十三電阻

L‧‧‧電感

CS‧‧‧控制訊號

I‧‧‧電流訊號

VD1‧‧‧第一偵測訊號

VD2‧‧‧第二偵測訊號

VFB‧‧‧回授訊號

VIN‧‧‧工作電壓

VO‧‧‧輸出電壓

VREF1‧‧‧第一參考訊號

VREF2‧‧‧第二參考訊號

VREF3‧‧‧第三參考訊號

VS‧‧‧電源電壓

GND‧‧‧接地端

第1圖為本新型之發光二極體驅動電路的示意圖。

第2圖為本新型之發光二極體驅動電路的詳細示意圖。

100‧‧‧發光二極體驅動裝置

110‧‧‧電壓轉換單元

120_1、120_2、120_3‧‧‧電流控制單元

130‧‧‧第一偵測單元

140‧‧‧回授單元

150‧‧‧第二偵測單元

160‧‧‧控制單元

180_1、180_2、180_3‧‧‧發光二極體單元

CS‧‧‧控制訊號

I‧‧‧電流訊號

VD1‧‧‧第一偵測訊號

VD2‧‧‧第二偵測訊號

VFB‧‧‧回授訊號

VIN‧‧‧工作電壓

VO‧‧‧輸出電壓

VREF1‧‧‧第一參考訊號

Claims (8)

1. 一種發光二極體驅動裝置，適於驅動多個發光二極體單元，該些發光二極體單元並聯連接，該發光二極體驅動裝置包括：一電壓轉換單元，用以接收一工作電壓，並依據一控制訊號，而將該工作電壓轉換成一輸出電壓，且該輸出電壓輸出至該些發光二極體單元的陽極端；多個電流控制單元，分別耦接該些發光二極體單元的陰極端，用以接收多個第一參考訊號，而產生多個電流訊號；一第一偵測單元，耦接該些發光二極體單元的陰極端，用以產生一第一偵測訊號；一回授單元，耦接該第一偵測單元，用以接收該第一偵測訊號，以產生一回授訊號；一第二偵測單元，耦接該電壓轉換單元，用以接收該輸出電壓，以產生一第二偵測訊號；以及一控制單元，耦接該回授單元與該第二偵測單元，用以接收該回授訊號、該第二偵測訊號與該輸出電壓，並依據該回授訊號或該第二偵測訊號，以產生該控制訊號。
2. 如請求項1所述之發光二極體驅動裝置，其中該電壓轉換單元包括：一第一電阻，具有一第一端與一第二端，該第一電阻的該第一端接收該工作電壓；一第一電容，具有一第一端與一第二端，該第一電容的該 第一端耦接該第一電阻的該第一端，該第一電容的該第二端耦接該第一電阻的該第二端；一變壓器，具有一一次側與一二次側，該變壓器之該一次側的第一端耦接該第一電阻的該第一端，該變壓器之該二次側的第二端耦接接地端；一第一二極體，具有一陽極端與一陰極端，該第一二極體的該陰極端耦接該第一電阻的該第二端，該第一二極體的該陽極端耦接該變壓器之該一次側的第二端；一第一開關單元，具有一第一端、一第二端與一第三端，該第一開關單元的該第一端耦接該第一二極體的該陽極端，該第一開關單元的該第二端接收該控制訊號；一第二電阻，具有一第一端與一第二端，該第二電阻的該第一端耦接該第一開關單元的該第三端；一第二二極體，具有一陽極端與一陰極端，該第二二極體的該陽極端耦接該變壓器之該二次側的第一端；一第二電容，具有一第一端與一第二端，該第二電容的該第一端耦接該第二二極體的該陰極端，該第二電容的該第二端耦接接地端；一電感，具有一第一端與一第二端，該電感的該第一端耦接該第二電容的該第二端，該電感的該第二端產生該輸出電壓；以及一第三電容，具有一第一端與一第二端，該第三電容的該 第一端耦接該電感的該第二端，該第三電容的該第二端耦接接地端。
3. 如請求項1所述之發光二極體驅動裝置，其中該些電流控制單元各自包括：一第一運算放大器，具有一第一輸入端、一第二輸入端與一輸出端，該第一運算放大器的該第一輸入端接收該第一參考訊號；一第四電容，具有一第一端與一第二端，該第四電容的該第一端耦接該第一運算放大器的該第二輸入端；一第三電阻，具有一第一端與一第二端，該第三電阻的該第一端耦接該第四電容的該第二端，該第三電阻的該第二端耦接該第一運算放大器的該輸出端；一第四電阻，具有一第一端與一第二端，該第四電阻的該第一端耦接該第三電阻的該第二端；一第二開關單元，具有一第一端、一第二端與一第三端，該第二開關單元的該第一端耦接該些發光二極體單元的陰極端，以產生該電流訊號，該第二開關單元的該第二端耦接該第四電阻的該第二端；一第五電阻，具有一第一端與一第二端，該第五電阻的該第一端耦接該第四電容的該第一端，該第五電阻的該第二端耦接該第二開關單元的該第三端；以及一第六電阻，具有一第一端與一第二端，該第六電阻的該 第一端耦接該第五電阻的該第二端，該第六電阻的該第二端耦接接地端。
4. 如請求項1所述之發光二極體驅動裝置，其中該第一偵測單元包括：多個第三二極體，該些第三二極體各自具有一陽極端與一陰極端，該些第三二極體的該些陽極端分別耦接該些發光二極體單元的陰極端；一第七電阻，具有一第一端與一第二端，該第七電阻的該第一端耦接該些第三二極體的該些陰極端，該第七電阻的該第二端產生該第一偵測訊號；以及一第八電阻，具有一第一端與一第二端，該第八電阻的該第一端耦接該第七電阻的該第二端，該第八電阻的該第二端耦接接地端。
5. 如請求項1所述之發光二極體驅動裝置，其中該回授單元包括：一第二運算放大器，具有一第一輸入端、一第二輸入端與一輸出端，該第二運算放大器的該第一輸入端接收一第二參考訊號，該第二運算放大器的該第二輸入端耦接該回授單元，以接收該第一偵測訊號；一第九電阻，具有一第一端與一第二端，該第九電阻的該第一端耦接該第二運算放大器的該第二輸入端；一第五電容，具有一第一端與一第二端，該第五電容的該第一端耦接該第九電阻的該第二端，該第五電容的該第二端耦 接該第二運算放大器的該輸出端；以及一第四二極體，具有一陽極端與一陰極端，該第四二極體的該陽極端產生該回授訊號，該第四二極體的該陰極端耦接該第二運算放大器的該輸出端。
6. 如請求項1所述之發光二極體驅動裝置，其中該第二偵測單元包括：一第十電阻，具有一第一端與一第二端，該第十電阻的該第一端接收該輸出電壓；一第十一電阻，具有一第一端與一第二端，該第十一電阻的該第一端耦接該第十電阻的該第二端，該第十一電阻的該第二端耦接接地端；一第三運算放大器，具有一第一輸入端、一第二輸入端與一輸出端，該第三運算放大器的該第一輸入端接收一第三參考訊號，該第三運算放大器的該第二輸入端耦接該第十一電阻的該第一端；一第十二電阻，具有一第一端與一第二端，該第十二電阻的該第一端耦接該第三運算放大器的該第二輸入端；一第六電容，具有一第一端與一第二端，該第六電容的該第一端耦接該第十二電阻的該第二端，該第六電容的該第二端耦接該第三運算放大器的該輸出端；以及一第五二極體，具有一陽極端與一陰極端，該第五二極體的該陽極端產生該第二偵測訊號，該第五二極體的該陰極端耦 接該第三運算放大器的該輸出端。
7. 如請求項1所述之發光二極體驅動裝置，其中該控制單元包括：一第十三電阻，具有一第一端與一第二端，該第十三電阻的該第一端接收該輸出電壓；一光耦合器，具有一第一端、一第二端、一第三端與一第四端，該光耦合器的該第一端耦接該第十三電阻的該第二端，該光耦合器的該第二端接收該回授訊號與該第二偵測訊號，該光耦合器的該第三端產生一耦合訊號，該光耦合器的該第四端耦接接地端；以及一脈寬調變單元，耦接該光耦合器的該第三端，用以接收該耦合訊號，以產生該控制訊號。
8. 如請求項1所述之發光二極體驅動裝置，更包括：一濾波單元，接收一電源電壓，並對該電源電壓進行濾波，以產生一濾波電壓；以及一整流單元，耦接該濾波單元，接收該濾波電壓，並對該濾波電壓進行整流，以產生該工作電壓。